Foderets fordøjelse og omsætning

Oversigt over NorFor Plan

Kemisk fraktionering af foderet

Vomnedbrydning af foderet Principperne fra AAT/PBV systemet anvendes på alle foderfraktioner Anvendes både til protein og energi vurdering

In sacco nedbrydning af foder i vom kd pd Y(t) = s + pd x (1-e-kd x t) Karakterisering af foderet Vi er ude efter at finde hvor hurtigt den potentielt nedbrydelige andel af foderet brydes ned. pd = potentielt nedbrydelig foder s : opløselig (vandopløselig) Vi ønsker et foder med en hurtig nedbrydningshastighed (kd) (men ikke nødvendigvis en hurtig nedbrydelighed af stivelse!). Protein: Protein i hvedeklid har en hurtig nedbrydelighed mens protein i majsgluten har en langsom nedbrydelighed. Stivelse: Havrestivelsen er hurtig nedbrydeligt i vommen, mens stivelsen i majs nedbrydes langsommer NDF: Nedbrdtningshastigheden af NDF er langsommer i ærter, mens NDF fra hvede og byg nedbrydes hurtigere. s

Effektiv vomnedbrydningsgrad af en foderration Effektiv vomnedbrydningsgrad beregnes for opløselige og potentielt nedbrydelige foderfraktioner Bestemmes ud fra: Hvor stor andel af foderrationen der er potentielt nedbrydelig Nedbrydningshastigheden af den potentielt nedbrydelige foderfraktion Passagehastighed ud af vommen for den potentielt nedbrydelige foderfraktion

Bestemmelse af effektiv nedbrydningsgrad i vommen Hvor: pni = potentielt nedbrydelig foderfraktion nhi = nedbrydningshastighed i vommen for pni phi = passagehastighed ud af vommen for pni Anvendes ikke til NDF i grovfoder (partikler > 6 mm), hvor 2 pool system gælder Hvis fx passagehastigheden (ph) stiger bliver nævneren større og brøken dermed mindre hvilket betyder at den effektive nedbrydningsgrad falder

Hvad påvirker passagehastigheden? Størrelsen af foderrationen, kg tørstof pr. dag Reelt er det kg tørstof pr. kg vægt NDF i rationen, g pr. dag Reelt er det NDF pr. kg vægt Dyrets vægt Andel grovfoder i rationen Størrelsen af foderrationen og andel grovfoder vises på de næste slides Foderoptagelsen ↑  passagehastigheden ↑ NDF i rationen ↑  passagehastigheden ↑ Dyrets vægt: jo større/tungere ko jo lavere passagehastighed Andel grovfoder ↑  passagehastigheden ↑

Passagehastighed og foderoptag

Foderniveauets indflydelse på passage-hastigheden og den effektive nedbrydningsgrad Passagehastighed for protein og stivelse i kraftfoder Passagehastighed for NDF i kraftfoder Passagehastighed for protein og stivelse i grovfoder Passagehastighed for NDF i grovfoder Effektiv nedbrydningsgrad af protein Effektiv nedbrydningsgrad af stivelse Effektiv nedbrydningsgrad af NDF Effektiv nedbrydningsgrad af restCHO Læg mærke til hvor meget nedbrydningshastigheden betyder for den effektive nedbrydning af NDF, hvorimod det ikke har så sto betydning for protein, stivelse og restCHO

Passagehastighed og grovfoderandel

Eksempel på passagehastigheder og opholdstider i vom 11 kg TS grovfoder og 9 kg TS kraftfoder Opløselige foderfraktioner vil følge væskefasen Protein og stivelse fra grovfoder har en opholdstid i vommen på 21 timer Men på grund af den selektive tilbageholdelse af NDF i grovfoder er opholdstiden her på 47 timer mens den er lavere for NDF i kraftfoder 47 t

Nedbrydning af NDF fra grovfoder I vommen er der en selektiv tilbageholdelse af NDF fra grovfoder Det betyder at man må benytte en to-pool model til at beskrive nedbrydeligheden af NDF fra grovfoder Den første pool består af store partikler som ikke kan passere ud af vommen mens den anden pool består af små partikler som kan passere ud af vommen I begge pool sker der en mikrobiel nedbrydning af NDF Nedbryting av foderpartikler i vommen og selektiv tilbageholdelse: Store partikler flyder i vommen (flydelaget), de drøvtygges => bliver mindre, de små partikler synker ned i vommen. Bakterier hæfter sig på de færdigtyggede små foderpartikler og de begynder at nedbryde foderpartiklerne. Under ”bakteriefordøjelsen” af foderpartiklerne produceres der gasblærer, som gør at foderpartiklerne flyder op i vommen. Når foderpartiklerne er ”færdigfordøjet” fyldes gasblærene med væske og foderpartiklerne synker til bunds i vommen. Vomkontraktionerne løfter de ”færdigfordøjede” foderpartikler over i netmaven og under anden netmavekontraktion så åbnes bladmavekanalen. ”Færdigfordøjede foderpartikler med størrelse 1-2 mm og en vis egenvægt vil da kunne flyde videre i fordøjelseskanalen.

Nedbrydning af NDF fra grovfoder kd kd MRT2 60 % Små partikler MRT1 40 % Store partikler kp1 kp2 Dersom man forutsetter at nedbrytingshastigheten for pdNDF er den samme i de to poolene kan den effektive vomfordøyelsen av pdNDF i grovfôr beregnes ved hjelp av følgende formel: Effektiv vomfordøyelighet = pdNDF(kdNDF/(kdNDF + kp1))*(1+(kp1/(kdNDF + kp2))) Hvor: pdNDF = potensielt nedbrytbar NDF i grovfôr kdNDF = nedbrytingshastigheten i vomma for PNNDF kp1 = passasjehastigheten fra første til andre pool kp2 = passasjehastigheten for små partikler ut av vomma. I AAT-modellen blir passasjehastigheten bestemt ved vommtømming brukt til å bestemme den gjennomsnittlige oppholdstida i vomma (MRT) for NDF i grovfôr (MRT = 1/KpNDF ). Denne verdien blir videre brukt til å beregne vomfordøyeligheten av NDF i grovfôr ved at det forutsettes at MRT fordeles på de to NDF poolene i vomma med et forhold på 40:60. Det betyr at NDF i grovfôret oppholder seg 40 % av den gjennomsnitlige oppholdstida i den første poolen (store partikler) og 60 % i den andre poolen (små partikler). Ut fra disse forutsetningene kan Kp1 og Kp2 i formelen vist ovenfor bestemmes på følgende måte: MRT1 = 0,4* MRT og kp1 = 1/MRT1 MRT2 = 0,6* MRT og kp2 = 1/MRT2 Hvor MRT1 = gjennomsnittlig oppholdstid i den første poolen (store partikler) MRT2 = gjennomsnittlig oppholdstid I den andre poolen (små partikler) EFD = pd NDF(kd NDF/(kd NDF + kp1))*(1+(kp1/(kd NDF + kp2)))

Sukker og stivelse i rationen Påvirker vommiljøet og de cellulolytiske mikrober Nedbrytningshastigheten av NDF fra grovfôr reduseres med økende kraftfôrnivå => dårligere grovfôrfordøyelse med høgt kraftfôrnivå. Denne er forandret i ”dagens” versjon av NorFor Plan Kd NDF i grovfôr korrigeres med økende forhold mellom lett og tungtfordøyelige karbohytrater ((vannløselige karbohydrater + stivelse)/ NDF). Vomnedbrydeligheden af NDF

Korrigering af nhNDF Udviklet et udtryk for vombelastning Korrigeringen af nhNDF, nedbrydningshastigheden af NDF fra foderet gør NorFor Plan i stand til at tage hensyn til at store kraftfodermængder reducerer grovfoderfordøjelsen

VBT omregnes til korrigeringsfaktor for nhNDF

Virkning af stivelse og restCHO på fordøjeligheden af NDF Ved store kraftfodermængder så reduceres vomfordøjeligheden af NDF betydelig. Dette har størst betydning for vomfordøjeligheden af grovfoder.

Eksempel på virkningen af at bytte roepiller med byg på VBT og forskellige NDF parametre

Repetition af vomnedbrydning Mere detaljeret fraktionering af foderet Nedbrydningshastighed skal angives for opløselig protein, stivelse og restCHO samt potentielt nedbrydeligt protein, stivelse og NDF Variabel passagehastighed beregnes afhængig af dyr og foderration for 5 forskellige ”næringsstoffer” i vommen Vommiljøet påvirker NDF nedbrydningen

Mikrobiel proteinsyntese i NorFor Plan I AAT/PBV-systemet syntetiseres 179 g mikrobielt protein pr. kg fordøjet CHO I NorFor Plan beregnes mikrobielt protein ud fra vomfordøjet organisk stof Yderligere justeres for: Foderniveau Foderrationens sammensætning Forskellige energibidrag fra næringsstofferne

Mikrobiel proteinsyntese Øget foderniveau øger passagehastigheden Øget passagehastighed øger syntesen af mikrobielt protein, fordi: Der er mindre energitab til vedligehold af vommens mikroorganismer Færre mikroorganismer fordøjes af protozoer

Mikrobiel proteinsyntese Forskellene skyldes dels foderniveau og dels rationens indhold af letfordøjelige kulhydrater

Mikrobiel proteinsyntese Stigende andel af let omsætteligt CHO reducerer syntesen af mikrobielt protein, fordi: Amylolytiske bakterier har et højt vedligeholdsniveau Cellulolytiske bakterier har et lavere vedligeholdsniveau

Varierende mikrobiel effektivitet Foderniveauet har meget stor betydning for effektiviteten af den mikrobielle proteinsyntese, mens mængden af kraftfoder (letomsætteligt kulhydrat) har en mindre virkning. Det skal dog bemærkes, at i rationen er mængden af vomnedbrydeligt (vomfordøjet) organisk stof jo reduceret ved øget foderoptagelse, så det slår ikke så hårdt igennem på den daglige AAT-forsyning.

Mikrobiel proteinsyntese Energi til mikrobiel proteinsyntese beregnes ud fra vomfordøjet organisk stof Nedbrudt CHO og glycerol sættes til 100% Nedbrudt protein sættes til 50% Forgæringsprodukter fra ensilage sættes til 12,5% Det er nedbrudt kulhydrat, eller kulhydrater fordøjet i vommen, som hovedsagelig bidrager med energi til den mikrobielle proteinsyntese. Nedbrudt protein, glycerol fra fedt og mælkesyre fra ensileringsprocessen bidrager imidlertid også med energi. Det indgår i beregningerne af energi til proteinsyntese i NorFor Plan, mens det i AAT/PBV-systemet blev tillagt kulhydrater-nes værdi til mikrobiel proteinsyntese. Det er betydningsfuldt, hvis mængden af glycerol, mæl-kesyrer og protein varierer meget. I NorFor Plan er det forudsat, at nedbrudt protein giver halvdelen af den energi som kulhydrat giver og at glycerol og mælkesyre giver en fjerdedel af energien i kulhydrat. Vi skifter således fra kun at tage højde for energibidraget den fordøjede mængde kulhydrat til også at tage hensyn til det samlede energi bidrag fra den mængde organisk stof der nedbrydes i vommen. I NorFor Plan bestemmes mængden af vomnedbrudt kulhydrat og protein ved beregning af den effektive nedbrydningsgrad af NDF, stivelse og protein ud fra nedbrydningskarakteristika og passagehastighed.

Virkning af forgæringsprodukter I NorFor Plan kommer indholdet af forgæringsprodukter i ensileret foder til at få en direkte indflydelse på foderværdien. Især vil et højt indhold af forgæringsprodukter få den konsekvens at den mikrobielle proteinsyntese bliver mindre. Det skyldes at forgæringsprodukterne hovedsageligt vil fortrænge indholdet af kulhydrat, som bidrager med 8 gange så meget energi til den mikrobielle proteinsyntese. Som eksempel på dette kan nævnes, at AAT indholdet i kløver-græsensilage vil falde med ca. 4 %, hvis indholdet af gæringsprodukter stiger fra 6 % til 10 %. I 2003 lå 10% af kløvergræsensilageprøverne under 3,5% og 10% lå over ca. 14%, så det har stor betydning for det enkelte parti ensilage.

Betydning af forgæringsprodukter Dårlig græsensilage God græsensilage

Påvirker den mikrobielle proteinsyntese Passagehastigheden varierer med foderniveau og foderrationens sammensætning Påvirker den mikrobielle proteinsyntese Påvirker nedbrydningsgraden af protein Påvirker mængden af fordøjet CHO – både af cellevægskulhydrater og af stivelse I AAT/PBV-systemet antager vi at passagehastigheden er konstant 5 % pr. time ved alle foderniveauer, for alle fodermidler og for alle næringsstoffraktioner. Sådan er virkeligheden ikke, men af praktiske grunde har den været sat til en konstant. I NorFor Plan anvendes ikke en konstant. Derimod bliver passagehastigheden beregnet for rationen, og er afhængig af foderniveau og rationens sammensætning. På højt foderniveau bliver passagehastigheden for protein, NDF og stivelse i kraftfoder beregnet til over 6 % pr. time, mens de samme fraktioner i grovfoder kun har en passagehastighed på omkring 5 % pr. time. Dog bliver passagehastigheden for NDF i grovfoder beregnet særskilt og vil på højt fo-derniveau ligger på godt 2 % pr. time. Ved lavt foderniveau vil passagehastighederne være reduceret med ca. 20 %.

Varierende AAT værdi

Beregning af PBV i NorFor Plan PBV beregnes som forskellen mellem nedbrydning af protein og den mikrobielle proteinsyntese i både AAT/PBV-systemet og i NorFor Plan NorFor Plan har 3 betydelige ændringer Nedbrydningsgraden afhænger af foderniveau Den mikrobielle proteinsyntese varierer Recirkuleringen er fast 4,6% af proteinet i foderet I AAT/PBV-systemet anvender vi nedbrydningskarakteristika for protein til at bestemme den effektive nedbrydningsgrad i vommen og dermed den mængde ammoniak, aminosyrer og peptider fra foderet som er tilrådighed for den mikrobielle proteinsyntese. Det samme gør sig gældende i NorFor Plan, men som tidligere beskrevet bliver passagehastigheden beregnet i den aktuelle fodringssituation, således at nedbrydningen af protein vil variere med passagehastig-heden. I en drøvtygger sker der en omfattende recirkulering af kvælstof fra blodet til vommen. Det sker dels over vomvæggen og dels gennem spyt. Det er vigtigt at udnytte denne recirkulering til den mikrobielle proteinsyntese i så høj grad som muligt dels for at øge proteinudnyttelsen i dyret og dels for at sænke foderomkostningerne. I NorFor Plan bliver recirkulering af kvælstof til vommen taget med i beregningen af PBV i foderrationen og dermed bliver behovet aldrig under 0 g pr. dag. Grunden til at man har fundet det vigtigt at have recirkuleringen med i PBV-beregningen er, at recirkuleringen varierer med optagelsen af råprotein og dermed har rationens sammensætning indflydelse på omfanget af recirkulering af kvælstof til vommen.

Varierende PBV værdi Beregning af PBV PBV = nedbrudt protein – mikrobielt protein + råproteinoptag x 0,046

Tyndtarmsfordøjelighed Protein og stivelse som for AAT/PBV-systemet, dvs. der skal angives ufordøjeligt protein og stivelse Fedtsyrefordøjeligheden varierer med fedtsyreoptag, fra DJF rapport nr. 53 Fordøjeligheden af mikrobielle næringsstoffer er konstant Endogent protein er konstant 60% Protein Tarmfordøjet foderprotein = passage af foderprotein ud af vommen – total uford. Råprotein Stivelse Tarmfordøjet stivelse fra foderet = passage af pdST ud af vommen – total unedbrydeligt stivelse + passage af opløseligt stivelse ud af vommen

Tyndtarmsfordøjelighed af ikke vomnedbrudt protein og stivelse Tynntarmsfordøyeligheten av protein og stivelse fra fôret bestemmes ut fra forholdet mellom andelen som ikke har blitt nedbrutt i vomma og innholdet av en totalt ufordøyelige fraksjonen. Formelen viser at tynntarmsfordøyeligheten av protein og stivelse ikke er konstant, men at den varierer med nedbrytingsgraden i vomma.

Varierende fedtsyrefordøjelighed

Tyndtarmsfordøjelighed af mikrobielt organisk stof Mikrobielt protein = 85% Mikrobielle aminosyrer = 85% Mikrobielt råfedt = 85% Mikrobielt stivelse = 90% Mikrobielt restfraktion = 0% Med baggrund i litteraturen, benyttes der konstante fordøjelseskofficienter for mikrobielt organisk stof.

Udskillelse af endogent protein i tyndtarmen 3x30 g udskilles i tyndtarmen 30 gram endogent protein pr. kg duodenal OM flow Endogent protein => tarmceller og fordøyelsesvæske utskilt av dyret selv. Basert på forsøk, er det i NorFor Plan valgt å bruke en verdi på 30 g utskilt endogent protein per kg flow av organisk stoff (OM) ved duodenum og 25 g ved ileum. (En litteraturgjennomgang viser at den endogene utskillelsen varier fra 20 til 70 g protein per kg duodenal flow av organisk materiale.) Aminosyreinnholdet i det endogene proteinet satt til 50 %. I tynntarmen og stortarmen vil det også bli utskilt endogene proteiner og i modellen er denne satt til 3 ganger mengden utskilt ved duodenum. De endogene proteinene vil delvis bli fordøyd og reabsorbert i tynntarmen og stortarmen. I AAT-modellen er tarmfordøyeligheten av det endogene proteinet satt til 60 % Effektiviteten i den mikrobielle proteinsyntesen er satt til 150 g per kg fordøyelige karbohydrater. Reabsorption: 60%

Aminosyreindhold i: Mikrobielt protein = 73% Unedbrudt foderprotein = oprindelig foderprotein (tabelværdi) Endogent protein = 50%

Aminosyrer i unedbrudt foderprotein

AAT i rationen = mikrobielle aminosyrer + unedbrudte foderaminosyrer + endogene aminosyrer

Hvad kommer til tyktarmen? Næringsstoffer fra foderet som ikke er blevet fordøjet i vommen eller tyndtarmen, samt af endogent og mikrobielt organisk stof som ikke er blevet fordøjet i tyndtarmen I tyktarmen sker der en mikrobiel nedbrydning Koen kan udnytte energien fra fermenteringen, men ikke det mikrobielle protein Mikrobielt protein, stivelse og fett har en høg tynntarmsfordøyelighet 85 til 90% Tynntarmsfordøyeligheten av protein og stivelse fra fôret bestemmes ut fra forholdet mellom andelen som ikke har blitt nedbrutt i vomma og innholdet av en totalt ufordøyelige fraksjonen. Tynntarmsfordøyeligheten av protein og stivelse er ikke konstant, men den varierer med nedbrytingsgraden i vomma. Kua kan nyttegjøre seg energien fra fermenteringa i stortarmen men ikke mikrobeproteinet. De flyktige syrene (VFA) eddiksyre, propionsyre og smørsyre tas opp gjennom tarmveggen og går over i blodet, og bidrar til energiforsyningen til kua, Mikrobeproteinet blir ikke nyttegjort av kua p.g.a det ikke kan tas opp gjennom tarmen, det vil da da gå ut i gjødsla.

Hvad udskilles i gødningen? Ufordøjede foderfraktioner, mikrobielt organisk stof og endogent protein Dette danner grundlag for beregning af den totale fordøjelse (tilsyneladende) af forskellige næringsstoffer og dermed for for beregning af omsættelig energi og derefter af nettoenergi til laktation, NEL

Beregning af rationens energiværdi Baseret på nettoenergi til laktation (NEL, MJ) efter Van Es, 1975 og 1977, dvs. det hollandske system Omsættelig energi (ME) beregnes ud fra rationens tilsyneladende totalfordøjelighed af næringsstofferne råprotein, råfedt, stivelse, NDF, restCHO og forgæringsprodukter bestemt i NorFor Plan

Beregning af bruttoenergi BE = (24,1*CP + 36,6*CFat + 18,5*CHO)/1000 Hvor: BE = bruttoenergi, MJ/kg ts CP = råprotein, g/kg ts CFat = råfedt, g/kg ts CHO = kulhydrater, g/kg ts. Beregnet som organisk stof-(råprotein+råfedt Beregning av bruttoenergi Organisk stof bestemmes som tørrstof minus aske. I dagens system brukes NFE (nitrogenfrie ekstraktstoffer) og træstof i stedet for kulhydrater.

Beregning af omsættelig energi ME = (18,0*tdCP + 37,7*tdCFat + 14,5*(tdCHO-sukker) + 13,9*sukker)/1000 Hvor: ME = omsættelig energi, MJ/kg ts tdCP = total fordøjet råprotein, g/kg ts tdCFat = total fordøjet råfedt, g/kg ts tdCHO = total fordøjet kulhydrat, g/kg ts NorFor Plan beregner innhold av energi i fôret med utgangspunkt i FEm systemet (Ekern, 1992). I FEm systemet blir omsettelig energi beregna ut fra fordøyelig protein, fett og karbohydrater bestemt med sau på vedlikeholdsnivå for deretter å korrigere verdiene til et fôrnivå tilsvarende 2,38*vedlikehold. I NorFor Plan benyttes de samme energifaktorene for bestemmelse av omsettelig energi, men fordøyelig protein, fett og karbohydrater er verdiene bestemt med modellen for den aktuelle fôringssituasjon (fôrnivå).

Beregning af nettoenergi Nettoenergi til laktation NEL = 0,60*[1+0,004*(q-57)]*ME Hvor: NEL = Nettoenergi til laktation, MJ/kg ts q = energikoncentrationen i rationen, ME/BE I NorFor Plan benyttes de samme energifaktorene for bestemmelse av omsettelig energi som i dagens system, men fordøyelig protein, fett og karbohydrater er verdiene bestemt med modellen for den aktuelle fôringssituasjon (fôrnivå). Energikonsentrasjonen, q, er definert som innholdet av omsettelig energi i prosent av brutto energi og beregnes ut fra likningene for BE (bruttoenergi) og OE (omsettelig energi). Fôrets innhold av mjølkefôrenheter bestemmes ved å dividere NEl med 6900 ut fra definisjonen av at 1 FEm inneholder 6900 kJ.

Virkning af øget foderniveau

Nu er vi igennem modellen ! Har fået beregnet fordøjeligheden af næringsstofferne, hvor vi tager højde for den aktuelle fodringssituation Derudfra har vi fået beregnet Nettoenergi til laktation, NEL målt i MJ AAT forsyningen PBV for rationen