Ugrás a tartalomhoz

A takarmányozás alapjai

Bokori József, Gundel János, Herold István, Kakuk Tibor, Kovács Gábor, Mézes Miklós, Schmidt János, Szigeti Gábor, Vincze László

Mezőgazda Kiadó

4. fejezet - A takarmányok táplálóértékének mérése

4. fejezet - A takarmányok táplálóértékének mérése

Ahhoz, hogy gazdasági állataink táplálóanyag-szükségletét minél teljesebben tudjuk fedezni, a táplálóanyag-szükségleti értékeken túlmenően pontos adatokkal kell, hogy rendelkezzünk a takarmányok táplálóértékéről. Bár napjainkban már legkevesebb 15–20 táplálóanyagot veszünk tekintetbe, amikor számítógépes programok segítségével takarmányadagot vagy keveréktakarmányt állítunk össze a gazdasági állatok részére, a legfontosabb e munka során az állatok energia-, fehérje-, illetve aminosav-szükségletének fedezése.

A takarmányoknak mind az energia-, mind pedig a fehérjeértékét több tényező befolyásolja. Ahhoz, hogy ezek hatását figyelembe tudjuk venni az energia-, illetve a fehérjeérték megállapításakor, megfelelő értékelési módszerrel kell, hogy rendelkezzünk. Így pl. a takarmányok energiaértékének meghatározására szolgálnak a különböző takarmányegységek vagy a takarmány fehérjeértékét a kérődzők részére a metabolizálható fehérjerendszer szabályai szerint állapítjuk meg.

A takarmányok energiaértékének mérése

A takarmányozás történetében immár 200 évre nyúlnak vissza azok a törekvések, amelyek célja egy jól alkalmazható takarmányegység kidolgozása volt. Az ismert takarmányegységek viszonylag nagy száma is jelzi, hogy a feladat nem könnyű, hiszen egy takarmányegységtől megkívánjuk, hogy

  • pontosan fejezze ki a legkülönbözőbb összetételű takarmányok energiaértékét,

  • ne legyen túl bonyolult a gyakorlati szakemberek számára,

  • megállapításához ne legyen szükség hosszú, bonyolult kémiai vizsgálatokra.

Előre kell bocsátani, hogy valamennyi követelménynek nem lehet minden tekintetben eleget tenni, hiszen a nagyobb pontosságra való törekvés legtöbbször egyúttal bonyolultabbá teszi az értékelést. A számítógépek bevonulása a takarmányozás gyakorlatába ezt a kérdést is más megvilágításba helyezte, hiszen a biológiai összefüggéseket leíró bonyolult matematikai formulák számítógép segítségével könnyen megoldhatók.

Naturális takarmányegységek

Ebbe a csoportba azokat a takarmányegységeket soroljuk, amelyek a takarmányok táplálóértékét valamely egységként elfogadott takarmány (naturália) mennyiségében fejezik ki. Az első ilyen takarmányegység kidolgozása Thaer (1806) nevéhez fűződik, aki a táplálóérték méréséhez a rétiszénát választotta alapként. Az általa kidolgozott takarmányegység ennek megfelelően a szénaérték volt, amely azt fejezi ki, hogy valamely takarmányból mennyire van szükség ahhoz, hogy vele a hízó ökrök takarmányozása során 1 bécsi font (0,56 kg) réti szénát a testtömeg-gyarapodás csökkenése nélkül kiváltsunk.

A szénaérték hibája, hogy a mérés alapjául választott takarmány minősége nagyban függ a növény korától, a betakarítás módjától, valamint a betakarítás idején uralkodó időjárástól. Az ebből eredő hibát a skandináv országokban úgy kívánták csökkenteni, hogy a réti széna helyett 0,5 kg árpa és 0,5 kg zab keverékét választották a mérés alapjául. Az ilyen módon nyert abrakegység is rendelkezett azonban a naturális takarmányegységeknek azzal az általános hibájával, hogy csak azoknak a takarmányoknak a táplálóértékét lehetett segítségükkel viszonylag kis hibával kifejezni, amelyekben az energia/fehérje arány megközelítően olyan volt, mint az alapul választott takarmányban.

A táplálóérték mérése az emészthető táplálóanyag és az emészthető energiatartalom alapján

Minőségi előrelépésre adott lehetőséget a takarmányértékelésben, amikor a XIX. század második felében a weendei intézetben kidolgozták azokat a kémiai vizsgálati módszereket, amelyekkel lehetővé vált a takarmányok kémiai összetételének, nyersfehérje, nyerszsír, nyersrost és nyershamu tartalmának megállapítása. Ezzel csaknem egy időben indultak be Wolf (1876) vezetésével azok az emésztési kísérletek, amelyekkel a takarmányok emészthető táplálóanyag tartalmát állapították meg. Mindez új alapokra helyezte a takarmányértékelést.

Ahhoz, hogy a takarmányok táplálóértékét az emészthető táplálóanyag-tartalom alapján egyetlen számmal legyen lehetséges kifejezni, a táplálóanyagokat valamilyen alapon közös nevezőre szükséges hozni. Erre a táplálóanyagok energiatartalma a legalkalmasabb. A N-mentes kivonható anyagoknak, valamint a nyersrostnak közel azonos az energiatartalma (égéshője), azért ezek mennyisége korrekciós faktor használata nélkül összeadható a számolás során. A fehérjék égéshője ugyan nagyobb az említett táplálóanyagokénál, a fehérje esetében azonban arra is tekintettel kell lenni, hogy amikor a fehérjét energianyerés céljára használja fel az állat, azt először dezaminálni szükséges, az ennek során felszabaduló ammóniából pedig karbamidot állít elő a szervezet. A dezaminálás és a karbamidszintézis energiaigénye következtében a fehérjék hasznosítható energiatartalma (élettani haszonértéke) gyakorlatilag egyezik a N-mentes kivonható anyagok és a nyersrost hasznosítható energiájával, így ennél a táplálóanyagnál sincs korrekcióra szükség. A zsírok energiatartalma azonban már olyan mértékben múlja felül a többi táplálóanyag energiaértékét, amit az emészthető táplálóanyag-tartalom számításakor már figyelembe kell venni. A takarmányok összes emészthető táplálóanyag-tartalmát a következőképpen számítjuk ki:

TDN, g/kg szárazanyag = x1 + 2,25 ∙ x2 + x3 + x4

ahol:

TDN (Total Digestible Nutrients) = összes emészthető táplálóanyag,

x1 = emészthető nyersfehérje, g/kg szárazanyag,

x2 = emészthető nyerszsír, g/kg szárazanyag,

x3 = emészthető nyersrost, g/kg szárazanyag,

x4 = emészthető N-mentes kivonat, g/kg szárazanyag.

Az angolszász országokban a TDN-t a baromfitakarmányozás kivételével hosszú időn át használták a takarmányok táplálóértékének kifejezésére. Az USA-ban a szarvasmarha-takarmányok parciális nettó energiatartalmának megállapításához szükséges emészthető táplálóanyag-mennyiséget ma is TDN-ben fejezik ki. Ugyanez a gyakorlat a szarvasmarha-takarmányozásban hazánkban is.

Európa több országában a baromfi- és a sertéstakarmányozásban azt követően is az emészthető táplálóanyag-tartalmat használták a takarmányok táplálóértékének jellemzésére, hogy a keményítőérték használata a szarvasmarha-takarmányozásban általánosan elterjedt. Ennek az volt az oka, hogy az említett két állatfaj részben a zsírtermelés hatékonysága, másrészt az emésztési sajátosságok tekintetében számottevően különbözik a kérődzőktől, ami a keményítőérték baromfi és sertés takarmányozásában történő használatakor jelentős pontatlanságokhoz vezet.

Az említett hibák megelőzéséreLehmann a sertés és a baromfi takarmányozásában a következő módon javasolta az emészthető összes táplálóanyag mennyiségét kiszámítani:

GN, g/kg takarmány = x1 + 2,30 ∙ x2 + x3

ahol:

GN (Gesamtnährstoff) = összes emészthető táplálóanyag,

x1 = emészthető nyersfehérje, g/kg takarmány,

x2 = emészthető nyerszsír, g/kg takarmány,

x3 = emészthető N-mentes kivonat, g/kg takarmány.

Mint látható a GN abban különbözik a TDN-től, hogy nem veszi számításba a nyersrost táplálóértékét, továbbá a zsíroknak nagyobb energiaértéket feltételez, mint a TDN. Lehmann ezeket a változtatásokat azzal indokolta, hogy a sertés, de méginkább a baromfi a kérődzőknél lényegesen kevesebb rostot tudnak megemészteni, továbbá, hogy a sertések és a baromfi által fogyasztott takarmányok nyerszsírja több valódi zsírt tartalmaz a kérődzők takarmányaihoz képest, amelyekben a nyerszsír számottevő részét a baromfi és a sertés számára energiaértékkel egyébként sem bíró viaszok, továbbá szteránvázas vegyületek teszik ki.

Az emészthető táplálóanyagok – így a TDN is – energiára is átszámíthatók. Abból kiindulva, hogy a kérődzők takarmányai 1 g szárazanyagban átlagosan 18,45 kJ emészthető energiát tartalmaznak, 1 g TDN = 18,45 kJ emészthető energiával.

Az emészthető energia ennél pontosabb megállapítását teszik lehetővé a Schiemann és munkatársai (1971) által kidolgozott regressziós összefüggések. Nevezett kutatók nagyszámú takarmány emészthető energiatartalmát állapították meg több állatfajjal végzett, kalorimetriás vizsgálatokkal összekapcsolt emésztési kísérletekben. Vizsgálataik során azt találták, hogy ugyanannak a táplálóanyagnak az energiatartalma állatfajonként eltérő. Ennek az az oka, hogy az egyes táplálóanyagok összetétele (a fehérje aminosav-összetétele, a zsír zsírsav-összetétele, a N-mentes kivonat szénhidrát-összetétele stb.) takarmányonként eltérő és egyúttal jellemzően eltér az egyes állatfajok takarmányozása is. Mindebből az következik, hogy a takarmányok emészthető energiatartalmát pontosabban tudjuk megállapítani, ha állatfajonként különböző regressziós összefüggéssel számolunk. Kísérleti eredményeik alapján a takarmányok emészthető energiatartalmát a következő regressziós összefüggésekkel javasolják kiszámítani:

DE (szarvasmarha),

kJ/kg = 24,2x1 + 34,1x2 + 18,5x3 + 17,0x4,

DE (juh),

kJ/kg = 23,9x1 + 37,9x2 + 18,3x3 + 17,0x4,

DE (sertés),

kJ/kg = 24,2x1 + 39,4x2 + 18,4x3 + 17,0x4,

DE (baromfi),

kJ/kg = 23,9x1 + 39,8x2 + 17,7x3 + 17,7x4,

ahol:

DE = emészthető energia, kJ/kg takarmány,

x1 = emészthető nyersfehérje, g/kg takarmány,

x2 = emészthető nyerszsír, g/kg takarmány,

x3 = emészthető nyersrost, g/kg takarmány,

x4 = emészthető N-mentes kivonható anyag, g/kg takarmány.

Az emészthető energia a baromfifajok kivételével a monogasztrikus állatok esetében alkalmas arra, hogy a takarmányok energiaértékét ezzel az energiával fejezzük ki. Ez azzal indokolható, hogy monogasztrikus állatoknál elfogadható szorosságú összefüggés áll fenn a takarmány nettó és emészthető energiatartalma között. Ezt egyrészt az magyarázza, hogy a monogasztrikus állatokban jóval kevesebb metán képződik az emésztés során mint a kérődzőkben. Amíg ugyanis a sertésben a takarmány bruttó energiájának csak mintegy 0,1–1,0%-a megy veszendőbe a metánképződés következtében, addig a kérődzőkben ez a veszteség a bruttó energia 5–12%-a. A másik ok, amelyre az emészthető és a nettó energia közötti szorosabb kapcsolat a monogasztrikus állatok esetében visszavezethető, hogy a monogasztrikus állatok által fogyasztott takarmányokban állandóbb a termikus energia hányada, mint a kérődzők takarmányaiban.

Mindezek alapján hazánkban más országokhoz hasonlóan 1986 óta (a keményítőérték feladását követően) a sertések, a lovak, valamint a nyulak takarmányainak energiaértékét emészthető energiában fejezzük ki és ugyanebben az energiában adjuk meg ezeknek az állatoknak az energiaszükségletét is.

A takarmányok emészthető energiatartalmának kiszámítása a sertés esetében a Schiemann és munkatársai által kidolgozott, és az előbbiekben már ismertetett regressziós összefüggés segítségével történik.

A lovak takarmányainak emészthető energiatartalmát vagy Schiemann és munkatársainak a szarvasmarha takarmányokra kidolgozott képletével vagy pedig Harris és munkatársai (1982) által javasolt következő egyenlettel számoljuk ki:

DE , MJ/kg takarmány = (0,168 + 0,0365 ∙ TDN%) ∙ 4,184

A Schiemann-féle formulát elsősorban a szálatakarmányok, míg az utóbbi összefüggést inkább az abraktakarmányok emészthető energiatartalmának kiszámításához használjuk.

A nyúltakarmányok emészthető energiatartalmának kiszámításához ugyancsak Schiemann és munkatársai dolgoztak ki összefüggést. Ez a következő:

DEnyúl kJ/kg takarmány = 22,1 ∙ x1 + 39,8 ∙ x2 + 17,6 ∙ (x3 + x4)

ahol:

DE = emészthető energia, g/kg takarmány,

x1 = emészthető nyersfehérje, g/kg takarmány,

x2 = emészthető nyerszsír, g/kg takarmány,

x3 = emészthető nyersrost, g/kg takarmány,

x4 = emészthető N-mentes kivonható anyag, g/kg takarmány.

Az emészthető energiatartalom elvileg a baromfitakarmányok energiaértékének kifejezésére is alkalmas, hiszen a baromfifajok emésztőcsövében még a sertéseknél is kevesebb metán képződik és a baromfitakarmányok termikus hányada még kiegyenlítettebb, mint a sertéstakarmányoké. A baromfitakarmányok energiaértékét ennek ellenére nem emészthető, hanem metabolizálható energiával fejezzük ki. Ez arra vezethető vissza, hogy a baromfi kloakájában a bélsár és a vizelet keverednek, ami miatt nem állapítható meg pontosan az emészthető energia mennyisége.

A táplálóérték mérése a metabolizálható energiatartalommal

A metabolizálható energia megállapításakor tekintettel vagyunk az emésztőtraktusban termelődő metán mennyiségére, illetve energiatartalmára is, ezért a metabolizálható energiával az emészthető energiánál pontosabban állapítható meg a takarmány energiaértéke. Ugyanakkor a metabolizálható energiatartalom meghatározásakor bonyolultabb kísérleti eszközökre van szükség. Amíg ugyanis az emészthető energia megállapításához csupán anyagcsereketrecre vagy anyagcsereállásra van szükség, addig a metabolizálható energia mérése a metántermelés meghatározásának szükségessége miatt csak respirációs berendezésben lehetséges.

A metabolizálható energia használata a monogasztrikus állatok takarmányozásában

A metabolizálható energiát a baromfitakarmányozásban használták először a takarmányok energiaértékének megállapítására. Ezt az a már említett tény indokolta, hogy a baromfi kloakájában a bélsár és a vizelet összekeverednek, aminek következtében az emészthető energiatartalmat a bélsár és a vizelet valamilyen speciális eljárással történő szétválasztása után lehet csak meghatározni. Ezekről a módszerekről (kémiai úton történő szétválasztás, fisztula beépítése a bélcsőbe) a 2.6.1.1. fejezetben már szóltunk.

Tekintettel arra, hogy a baromfiban a vakbélben és a remesebélben zajló mikrobás fermentáció során csak elenyésző mennyiségű metán termelődik, a takarmányok metabolizálható energiatartalma az alábbi egyszerű formulával számítható ki:

Takarmány ME = Takarmány BE – (bélsár energiája + vizelet energiája).

Hangsúlyozni szükséges azonban, hogy a metántermelés figyelmen kívül hagyása csak egyszerűsítés, amit a baromfi minimális metántermelése tesz lehetővé. Ugyanakkor többek között ennek az egyszerűsítésnek köszönhetően terjedt el az 1950-es évektől a metabolizálható energia világszerte a takarmányok energiaértékének mérésére a baromfi takarmányozásban.

Az eredeti eljáráson időközben több pontosítást hajtottak végre. Az egyik ilyen finomítás lehetővé teszi annak a hibának a kiküszöbölését, amelyet az okoz, hogy a fehérje energiája más hatékonysággal hasznosul, amikor a fehérjét állati termékbe (húsba, tojásba) építi be vagy energiatermelés céljára használja fel az állat. Amikor ugyanis energetikai célra használódik fel a fehérje, azt először dezaminálni szükséges. Mivel a dezaminálásból származó nitrogén a baromfi esetében döntően húgysav formájában kiürül a szervezetből, a fehérje energiája csak részlegesen hasznosul, nem úgy, mint amikor a fehérjét testtömeg-gyarapodás vagy tojástermelés céljára használja az állat. A fehérje termékképzésre és energianyerésre történő felhasználásának aránya azonban nem állandó, ami eltéréseket okoz a takarmányok ME-tartalmában. Azért, hogy a fehérjebeépítés változó aránya ne okozzon eltéréseket a takarmányok ME-tartalmában, az eredményeket 0 (zéró) N-visszatartásra korrigáljuk, azaz feltételezzük, hogy az állatok a takarmány fehérjéjét teljes egészében energiatermelés céljára használják fel. Tekintettel arra, hogy a húgysav energiatartalma 34,4 kJ/g N, a korrekciót úgy végzik el, hogy a takarmány ME-tartalmát minden g beépített fehérje esetében 5,5 kJ-lal (34,4:6,25) csökkentik. A 0 N-visszatartásra korrigált metabolizálható energia jele: MEn.

Bár a 0 N-visszatartásra történő korrigálás elméletileg indokolt, alkalmazása azonban problémákat is felvet, hiszen a 0-retenció csak a felnőtt kakasokra jellemző, míg a pecsenyecsibék és a tojótyúkok szervezetében intenzív fehérjeszintézis zajlik. A 0 nitrogén visszatartásra korrigált ME használatakor a nagy fehérjetartalmú takarmányok metabolizálható energiatartalmát alulértékeljük. Ezzel indokolható, hogy a Franciaországban a baromfitakarmányozásban minden takarmányra vonatkozóan három ME-tartalmat adnak meg a takarmányozási táblázatokban, melyeket 0, 30, illetve 40%-os nitrogén-visszatartást feltételezve számítanak ki. Az elsőt felnőtt kakasok, a másodikat 2 hetesnél idősebb csibék, valamint a tojótyúkok, míg a harmadik értéket a 2 hétnél fiatalabb csibék takarmányozása során használják.

A takarmányok emészthetőségével foglalkozó fejezetben (2.6.1.1.) már említettük, hogy a bélsárral ürülő táplálóanyagok egy része nem közvetlenül az elfogyasztott takarmányból származik, nem annak emészthetetlen része, hanem endogén eredetű. Attól függően, hogy ezt az endogén hányadot figyelembe vesszük-e az emésztési együtthatók megállapításakor, látszólagos és tényleges emészthetőséget különböztetünk meg. Ebből következik, hogy nemcsak kétféle emészthető energiatartalmat ismerünk, hanem a metabolizálható energiatartalom is lehet látszólagos vagy tényleges. A látszólagos metabolizálható energiatartalom jele: AME, míg a tényleges metabolizálható energiatartalmat TME rövidítéssel jelöljük.

A baromfi takarmányok TME-tartalmának meghatározására Sibbald dolgozott ki eljárást. Megállapította, hogy az endogén N-veszteség nem arányos az etetett takarmány mennyiségével és annak N-tartalmával, ezért a TME-értékek nem számíthatók ki egyszerűen az AME-értékek egyetlen faktorral történő korrigálása útján. Sibbald kísérletei során olyan módszert dolgozott ki, amellyel a különböző nagyságú és fehérjetartalmú adagok etetésekor jellemző endogén veszteség extrapolálással meghatározható.

Sibbald módszerével megállapított TME-értékek kétségtelenül pontosabbak az AME-értékeknél, az endogén veszteség megállapításának nehézségei miatt azoban a TME-értékek használata nem tudott elterjedni.

Hazánkban a baromfitakarmányok energiaértékének kifejezésére – hasonlóan a világ országainak többségéhez – a 0 N-visszatartásra korrigált, látszólagos metabolizálható energiát (AMEn) használjuk. A takarmányozási táblázatokban az egyszerűsítés okán csak ME rövidítéssel jelöljük ezt az energiát, de tudni kell róla, hogy 0 nitrogén-visszatartásra korrigált, látszólagos energiát fejez ki.

A látszólagos, 0 N-visszatartásra korrigált metabolizálható energia laboratóriumi vizsgálati eredményekből történő kiszámítására több regressziós összefüggés ismert. Az elmúlt években ehhez idehaza a Härtel (1977) által kidolgozott képletet használtuk.

A képlet alkalmazásával szerzett másfél évtizedes tapasztalatok azonban azt igazolták, hogy Härtel összefüggésével csak a keveréktakarmányok ME-tartalmát lehet az elvárható pontosággal megállapítani, az egyes keveréktakarmány komponensek ME-tartalmának kiszámítása már nagyobb hibával jár. Ezért 2001-ben hazánkban is azt a Fisher és McNab (1986) által kidolgozott regressziós összefüggést vezettük be, amelyet az Európai Unió országaiban is elfogadtak a baromfi számára készülő keveréktakarmányok (tápok) látszólagos, 0 N-visszatartása korrigált metabolizálható energiatartalmának (AMEn) kiszámítására. Az összefüggés a következő:

ME, MJ/kg takarmány = 0,1551 × nyersfehérje% + 0,3431 × nyerszsír% + 0,1669 × keményítő% + 0,1301 × cukor%

Az alapanyagok (táp komponensek) ME-tartalmának pontos megállapítására ez az egyenlet sem alkalmas. Erre a célra azok az összefüggések szolgálnak, amelyeket több európai országban elvégzett kísérletek eredményeit felhasználva dolgoztak ki és amelyeket a Baromfitenyésztők Világszövetségének (WPSA) Európai tagozata adott közre. A fontosabb takarmányok ME-tartalmának kiszámítására szolgáló összefüggések a 4.1. táblázatban találhatók.

4.1. táblázat. Az AMEn számításához használt összefüggések

A metabolizálható energiát több országban (Amerikai Egyesült Államok, Kanada, Franciaország, Németország, Ausztria) használják a sertéstakarmányok energiaértékének mérésére. Abban kérdésben, hogy az emészthető vagy a metabolizálható energia alkalmasabb-e a sertéstakarmányok energiaértékének kifejezésére, megoszlik a kutatók véleménye. Akik az emészthető energiahasználata mellett foglalnak állást, azzal érvelnek, hogy a sertés emésztőtraktusában csak kevés metán képződik, a vizelet energiatartalmának ismerete pedig nem nyújt az emészthető energiához képest további lényeges információt.

Azok a takarmányértékelési rendszerek, amelyek a sertéstakarmányok energiaértékét metabolizálható energiában adják meg, egyébként nettó energiarendszernek tekinthetők, hiszen az energiaszükséglet metabolizálható energiában történő megállapításakor tekintettel vannak a metabolizálható energia transzformációs hatásfokára, azaz arra, hogy a metabolizálható energia milyen hatásfokkal hasznosul az életfenntartás, valamint a termék-előállítás (fehérje, zsír, tej, vehem) során.

A sertés jó hatásfokkal értékesíti a takarmányok metabolizálható energiáját. Az ARC (Agricultural Research Counsil) szerint sertések esetében a metabolizálható energia értékesülésének hatásfoka az életfenntartás, valamint a termék-előállítás során a következő:

életfenntartás

km = 0,81

(81%)

fehérje-előállítás

kp = 0,54

(54%)

zsírtermelés

kf = 0,74

(74%)

tejtermelés (szoptatás)

kl = 0,75

(75%)

vehemépítés

kpreg = 0,20

(20%)

Az irodalomban több összefüggés is található, amellyel a takarmány emészthető táplálóanyag- vagy emészthető energiatartalmából a takarmányok ME-tartalma megállapítható. Ismertek olyan képletek is, amelyekkel az ME-tartalom a bruttó táplálóanyag-tartalomból is becsülhető. Ez utóbbiak használatát akkor ajánlják, amikor nem ismerjük az etetni tervezett takarmány táplálóanyagainak emészthetőségét.

Az ismertebb összefüggések közül példa gyanánt Schiemann és munkatársai (1972) által kidolgozott formulát mutatjuk be:

ME, MJ/kg szárazanyag = 0,021 · x1 + 0,0374 · x2 + 0,0144 · x3 + 0,0171 · x4

ahol:

x1 = emészthető nyersfehérje, g/kg szárazanyag,

x2 = emészthető nyerszsír, g/kg szárazanyag,

x3 = emészthető nyersrost, g/kg szárazanyag,

x4 = emészthető N-mentes kivonat, g/kg szárazanyag.

A fenti összefüggéssel kapott eredményt két esetben korrigálni szükséges. Amikor az etetett takarmány szárazanyaga 8%-nál több cukrot tartalmaz, úgy a ME-tartalmat a cukornak a N-mentes kivonható anyagnál kisebb energiatartalma miatt cukor g-ként 0,0014 MJ-lal csökkenteni kell. Csökkenteni szükséges a ME-tartalmat akkor is, ha a takarmány szárazanyagában 10%-nál több bakteriálisan fermentálható táplálóanyag (BFS) található. A korrekciós faktor ilyenkor: 0,0068 (BFS – 100).

A metabolizálható energia használata a kérődzők takarmányozása során

A metabolizálható energiának a kérődzők takarmányozásában történő felhasználására Angliában Blaxter és munkatársai (1965) tettek javaslatot. Az általuk kidolgozott rendszer – hasonlóan a sertések takarmányozásában bevezetett, a metabolizálható energiára alapozott rendszerekhez – annak ellenére, hogy az állatok energiaszükségletét és a takarmányok energiatartalmát metabolizálható energiában adja meg, lényegét tekintve nettó energiarendszer, ugyanis a szükségleti értékek megállapításakor az életfenntartás és a termelés nettó igényéből indul ki.

A Blaxter és munkatársai által kidolgozott rendszert bevezetése (1965) óta már többször módosították. A változtatások célja a pontosítás, de méginkább a rendszer egyszerűsítése, gyakorlati alkalmazásának könnyítése volt. Bonyolultságával indokolható, hogy a Blaxter-féle metabolizálható energián alapuló rendszert csak Angliában használják. Ugyanakkor Blaxter és munkatársai rendszerük kimunkálása során több lényeges, új megállapítást is megfogalmaztak, amelyeket az azóta kidolgozott nettó energiarendszerek is átvettek.

Blaxter és munkatársai abból indultak ki, hogy a metabolizálható energia hasznosításának hatásfoka elsősorban attól függ, hogy az állatok milyen célra (életfenntartás, tejtermelés, testtömeg-gyarapodás) használják fel az energiát. A legjobb hatékonysággal az életfenntartás, míg legrosszabbul a testtömeg-gyarapodás céljára hasznosítják az állatok a takarmány metabolizálható energiáját. A hasznosítás hatásfokát a „k” tényező fejezi ki, amelyet az eltérő hasznosítás miatt a hasznosítás céljától függően külön-külön, az alábbi módon kell kiszámítani:

k m = NE m ME

k l = NE l ME

k g = NE g ME

ahol:

m = az életfenntartás (maintenance),

l = a tejtermelés (lactation),

g = a testtömeg-gyarapodás (growth) jele.

Blaxter azt találta kísérletei során, hogy a metabolizálható energia transzformációs hatásfoka nemcsak a felhasználás céljától, hanem a takarmány metabolizálhatóságától is függ. A metabolizálhatóság (q) azt fejezi ki, hogy a metabolizálható energia mekkora hányadát teszi ki a bruttó energiának:

q = ME BE

Blaxter vizsgálatai szerint a metabolizálhatóság növekedése javítja, csökkenése pedig rontja a metabolizálható energia transzformációs hatásfokát. Ez a következőkkel magyarázható.

A takarmányadag metabolizálhatóságát alapvetően a szálas-, valamint az abraktakarmányok egymáshoz viszonyított aránya határozza meg. A szálashányad növekedése, illetve ezzel egyidőben az abrak részarányának csökkenése kisebb metabolizálhatóságot eredményez, ami a bendőfermentáció jellegének megváltozására vezethető vissza. A szálastakarmány-hányad növekedése következtében a bendőben több ecetsav és kevesebb propionsav termelődik. Mindezt a metántermelés növekedése kíséri, ami a metánveszteség következtében rontja a bendőfermentáció energetikai hatékonyságát. Csökkenti az energetikai hatékonyságot az is, hogy a szálastakarmányok megnövelik a takarmányok feltárására fordított fizikai munkát (több rágás és kérődzés, aktívabb bendőmozgások, illetve bélperisztaltika). Közrejátszik az energetikai hatékonyság romlásában az is, hogy a nagyobb szálastakarmány-hányad megnöveli a takarmány bendőben tartózkodásának idejét, ami nagyobb mikrobiális hőtermeléssel, következésképpen nagyobb ruminális termikus veszteséggel jár.

Amennyiben a metabolizálhatóság hatására is tekintettel vagyunk, úgy a metabolizálható energia transzformációs hatékonysága a következő módon állapítható meg:

km= 0,35 · q + 0,503, kl= 0,35 · q + 0,420, kg= 0,78 · q + 0,006

Átlagos (q = 0,6) metabolizálhatóság esetén a metabolizálható energia értékesülése életfenntartásra km= 0,71 (71%), tejtermelésre kl= 0,63 (63%) és testtömeg-gyarapodásra kg= 0,47 (47%).

A metabolizálhatóságnak a metabolizálható energia értékesülésére gyakorolt hatását a 4.1. ábra szemlélteti.

4.1. ábra - 4.1. ábra. A metabolizáltság hatása a metabolizálható energia értékesülésére km= ME transzformációs hatásfoka életfenntartás esetén, kl= ME transzformációs hatásfoka fejtermelés esetén, kf= ME transzformációs hatásfoka zsírtermelés esetén

kepek/4.1.png


Blaxter vizsgálatai arra is rávilágítottak, hogy a metabolizálható energia nagyságát és egyúttal értékesülését a takarmányozás intenzitása is befolyásolja. A takarmányozás intenzitása azt fejezi ki, hogy a napi takarmányadag metabolizálható energiatartalma hányszorosa az életfenntartás céljára szükséges metabolizálható energia menynyiségének. Kiszámításának módja:

l = ME ME m

Amikor a takarmányadag csak az életfenntartás ME-szükségletét fedezi, úgy az intenzitás értéke 1, míg az intenzív termelésnél a takarmányozás intenzitásának értéke legalább 3.

Az intenzitás növelése a metabolizálhatósággal ellentétben rontja a metabolizálható energia értékesülését. Ezt a hatást a növekvő intenzitás azáltal fejti ki, hogy gyorsítja a takarmány áthaladását a bendőn, ami rontja a táplálóanyagok – mindenekelőtt a nyersrost – emészthetőségét. Az intenzívebb takarmányozás ugyanis együtt jár a takarmányadag abrakhányadának növekedésével, az abraktakarmány pedig kisebb részecskenagyságából és gyorsabb bendőbeli lebonthatóságából következően rövidebb ideig tartózkodik a bendőben. Amennyiben a takarmányozás intenzitása egy egységgel növekszik, a táplálóanyagok látszólagos emészthetősége tehenek esetében 4%-kal csökken. Juhoknál nagyobb mértékű az intenzitás növekedésekor bekövetkező emészthetőségcsökkenés.

Az emészthetőség romlása csökkenti a metabolizálható energia mennyiségét és ezáltal a metabolizálhatóságot, ami az előzőkben ismertetett mechanizmus alapján rontja a metabolizálható energia értékesülését.

Az állatok metabolizálható energiaszükséglete a termék (tej, testtömeg-gyarapodás, vehem) energiatartalma, valamint a metabolizálható energia transzformációs hatásfoka (k) alapján számítható ki. Az életfenntartás energiaszükségletének megállapításához az alapanyagcserét (az éhező állat hőtermelését), az egészségi állapot fenntartásához szükséges minimális mozgás energiaigényét, valamint az életfenntartásra jellemző k-tényezőt kell ismerni.

A szarvasmarhához hasonlóan a juhtakarmányok energiaértéke, továbbá a juhok energiaszükséglete is megadható metabolizálható energiában. A juhok ugyanolyan hatékonysággal használják fel a metabolizálható energiát életfenntartásra, tejtermelésre és testtömeg-gyarapodásra, mint a szarvasmarhák.

Az eddig elvégzett nagyszámú respirációs kísérlet eredményeit felhasználva, olyan regressziós összefüggéseket dolgoztak ki, amelyekkel a takarmányok ME-tartalma az emészthető táplálóanyagok mennyisége alapján kiszámítható. Az ARC kérődzők takarmányainak ME-tartalmát a következő összefüggéssel javasolja kiszámítani:

ME, kJ/kg szárazanyag = 15,1 · x1 + 34,2 · x2 + 12,8 · x3 + 15,9 · x4

ahol:

x 1 = emészthető nyersfehérje, g/kg szárazanyag

x 2 = emészthető nyerszsír, g/kg szárazanyag

x 3 = emészthető nyersrost, g/kg szárazanyag

x 4 = emészthető N-mentes kivonható anyag, g/kg szárazanyag

Takarmányok energiaértékének mérése a nettó energiatartalom alapján

A takarmányok energiaértékét a nettó energiatartalommal lehet a legpontosabban kifejezni. Ennek az energiatartalomnak a megállapításakor ugyanis mérjük mindazokat a veszteségeket, amelyek a takarmány táplálóanyagait az állati termékek előállítása során a szervezetben érik. Ugyanakkor a nettó energiatartalom kísérleti úton történő megállapítása igen eszköz- és időigényes munka, hiszen respirációs berendezéssel vagy biokaloriméterrel végzett mérésekre van hozzá szükség.

A keményítőérték

Az első tudományosan megalapozott nettó energiarendszert Oskar Kellner dolgozta ki. Munkássága idején, a XIX. század fordulóján már nemcsak a takarmányok kémiai vizsgálatára szolgáló eljárások, továbbá a táplálóanyagok emészthetőségének megállapítására alkalmas kísérleti módszerek álltak rendelkezésre, hanem a respirációs kísérletek technikája is ismert volt már.

Kellner a táplálóérték mérés alapjául a zsírtermelést választotta. Döntését feltehetően az motiválta, hogy zsírtermelés valamennyi táplálóanyagból lehetséges. Kísérleteit kifejlett ökrökkel végezte, amely állatok az életfenntartás igénye felett elfogyasztott táplálóanyagokból csak zsírt állítanak elő. Kellnernek arra nem volt lehetősége, hogy valamennyi takarmány zsírtermelő képességét megállapítsa (mindössze egy respirációs berendezéssel rendelkezett), ezért arra törekedett hogy a legfontosabb táplálóanyagok (fehérje, zsír, rost, keményítő, cukor) zsírtermelő képességét meghatározza, mert ezzel lehetővé válik, hogy az emészthető táplálóanyag-tartalom ismeretében a takarmányok zsírtermelő képességét kiszámítsuk. Kellner ezért respirációs berendezésben végzett differenciakísérletekkel megállapította a tiszta táplálóanyagok zsírtermelő képességét. Ezt oly módon tette, hogy a respirációs berendezésben elhelyezett ökrök takarmányadagjához – amely az állatoknak csak az életfenntartó táplálóanyag-szükségletét fedezte – tisztított táplálóanyagokat adagolt.

Ilyen kísérleti körülmények között az állatok zsírtermelése csak a tisztított táplálóanyagok etetésének volt betudható. Az egyes táplálóanyagok zsírtermelését Kellner a következőnek találta:

 

1 kg emészthető

Keményítőérték

 

táplálóanyag zsírtermelése g

faktor

Keményítő

248

1,00

Fehérje

234

0,94

Zsír

  

– szálas, gyökér- és gumós takarmányból

474

1,91

– gabonamagból

526

2,12

– olajos magból

598

2,41

Nyersrost

248

1,00

Cukor

188

0,76

Kellner az abszolút zsírtermelést nem tartotta elég gyakorlatiasnak a takarmányok táplálóértékének kifejezésére, hanem a leggyakrabban előforduló táplálóanyag, a keményítő zsírtermelő képességét választotta egységül. A többi táplálóanyag táplálóértékét a keményítő zsírtermeléséhez viszonyított zsírtermeléssel, a keményítőérték faktorral fejezte ki.

Ennek értelmében a keményítőérték egy viszonyszám, amely azt fejezi ki, hogy valamely takarmány 1 kg-ja hány gramm keményítővel egyenértékű a zsírtermelés szempontjából. A keményítőérték – minthogy 1 kg keményítő 248 g zsírt képez – a zsírtermelés négyszerese.

Amikor Kellner a takarmány emészthető összetétele és a keményítőérték faktorok alapján kiszámított zsírtermelést a respirációs berendezésben mért tényleges zsírtermeléssel összehasonlította, azt tapasztalta, hogy a takarmányok többségénél a tényleges zsírtermelés kisebb a számított értéknél. Ezt Kellner annak tulajdonította, hogy a takarmányok emésztésére fordított munka csökkenti a takarmányok hasznosítható energiáját.

A problémát Kellner úgy látta megoldhatónak, hogy azoknál a takarmányoknál, amelyeknél a kétféle zsírtermelés eltért egymástól – ezeket Kellner nem teljes hatékonyságú takarmányoknak nevezte – a takarmány emészthető összetétele alapján kiszámított keményítőértéket (a bruttó kem. értéket) korrigálja. Erre Kellner két módszert dolgozott ki. Az egyik a hatékonysági hányadossal végzett korrekció volt. A hatékonysági hányados azt fejezte ki, hogy a tényleges keményítőérték hány százaléka a számított keményítőértéknek.

Az igen változó összetételű szálastakarmányok esetében Kellner még egyazon takarmány esetében sem látta lehetségesnek a korrekciót egy állandó hatékonysági hányadossal elvégezni.

Ilyen takarmányok esetében az ún. nyersrost szorzószámok segítségével végezte el a bruttó keményítőérték korrekcióját. Kellner ugyanis úgy találta vizsgálatai során, hogy a szálasrakarmányok zsírtermelést csökkentő hatása a takarmány nyersrosttartalmától függ, ezért a következő korrekciós faktorok használatát javasolta:

Nyersrosttartalom

Korrekciós faktor

 

1 g/kg rosttartalomra eső levonás

Zöld- és silózott takarmány

 

< 5,9%-ig

0,29

6,0 – 7,9%-ig

0,34

8,0 – 9,9%-ig

0,38

10,0 – 11,9%-ig

0,43

12,0 – 13,9%-ig

0,48

14,0 – 15,9%-ig

0,53

16,0% felett

0,58

Széna- és szalmafélék

0,58

Széna- és szalmalisztek

0,29

A keményítőérték számítás menetét, valamint a kétféle korrekciót a következő példákon mutatjuk be:

A keményítőértéket az elmúlt évtizedben számos kritika érte. A kifogások egy része megalapozatlan volt vagy olyan apróságokat tett szóvá, amelyek nem okoztak érdemi hibát a keményítőértékek alkalmazása során. A keményítőértékkel szemben felhozott lényeges kifogásokat, amelyek végül a keményítőérték feladásához vezettek, a következőkben lehet összefoglalni:

  • A hízóökrökkel megállapított keményítőérték faktorok más állatfajok esetében történő használata pontatlanságot eredményez, hiszen a sertések esetében a nyersrost, a lovaknál pedig a nyersrost és nyersfehérje keményítőhöz viszonyított zsírtermelése jelentősen eltér a kérődzőkétől.

  • Kellner kísérleteinek egy részét olyan energiatartományban végezte, amelyben a takarmány metabolizálható energiatartalma és a zsírtermelés között már nem lineáris az összefüggés. Ezért vált szükségessé a hatékonysági hányadossal és a nyersrost szorzószámokkal végzett korrekció.

  • Az ökrökkel megállapított hatékonysági hányadosok, valamint a nyersrost szorzószámok más állatfajok esetében történő használata a takarmányok egy részénél jelentős hibával jár.

  • A keményítőérték nincs tekintettel arra, hogy a táplálóanyagok értékesülését számottevően befolyásolja az a tény, hogy azokat milyen célra fordítják az állatok. Ez abban jut kifejezésre, hogy a különböző állatfajok – sőt még egyazon faj eltérő hasznosítású egyedei (tehén, illetve hízómarha) is – egységnyi keményítőértékből a felhasználás céljától függően eltérő mennyiségű nettó energiát állítanak elő.

A felsorolt hibák vezettek oda, hogy az 1960-as évektől kezdődően egyre több országban – még a keményítőérték szülőhazájában is – álltak át erről a több mint hetven éven át eredményesen használt takarmányegységről valamilyen más, korszerűbb takarmányértékelési módszerre.

Az energetikai takarmányegység

Németországban (a hajdani NDK-ban) dolgozták ki, lényegében a keményítőérték korszerűsített változata, amely kiküszöböli a keményítőérték imént említett hibáit.

Az értékelés alapja a keményítőértékhez hasonlóan az állatok zsírtermelése. Ezt többek között azért tartották meg a módszer kidolgozói (az Oskar Kellner Intézet munkatársai), mert zsír valamennyi táplálóanyagból képződhet és mert az állati eredetű termékek energiájának legalább 50%-át a zsírok energiája adja.

A respirációs vizsgálatokat nemcsak szarvasmarhákkal, hanem valamennyi állatfajjal elvégezték, kiküszöbölve ezzel a keményítőértéknek azt a hibáját, hogy ökrökkel megállapított zsírtermelő értéket adaptált más állatfajokra.

A respirációs méréseket abban az energiatartományban végezték el, amelyben lineáris kapcsolat áll fenn a takarmány ME-tartalma, valamint a zsírtermelés között, ami szükségtelenné tette a jelentős hibákat okozó hatékonysági hányados, valamint a nyersrost szorzószám használatát.

A nagyszámú respirációs kísérlet eredményei alapján olyan regressziós összefüggéseket dolgoztak ki, amelyekkel a takarmány zsírtermelési nettó energiatartalma az emészthető táplálóanyag-tartalomból kiszámítható.

Azért, hogy az új energiaértékek számszerűen ne térjenek el nagyságrendileg a megszokott keményítőértéktől – ami az új rendszer bevezetését nehezítette volna – az energetikai takarmányegység (EF = Energetische Futtereinheit) alapjául 1 kg keményítő által ökrökben termelt zsír (248 g) energiatartalmát (2350 kcal) választották.

Az Amerikai Egyesült Államok takarmányértékelési rendszere a kérődzők takarmányozásában

Takarmányértékelés a tejelő teheneknél

Az USA-ban egészen az 1960-as évek végéig a TDN-t használták a szarvasmarha-takarmányok energiaértékének kifejezésére. A korábbiakban (4.1.2. fejezet) tárgyaltakból tudjuk, hogy az emészthető energia csak olyan állatfajok esetében használható fel elfogadható hibával a takarmány energiaértékének jellemzésére, amelyek emésztőcsövében kevés metán termelődik. A kérődzők bendőjében azonban a nyersrost mikrobiális lebontása során sok metán termelődik, ami nehezíti, hogy az emészthető energiából a szükséges pontossággal tudjuk a takarmány nettó energiatartalmát becsülni. A jelentős mennyiségű metántermelés mellett nehezíti ezt az is, hogy a kérődzők által fogyasztott takarmányoknak igen eltérő a termikus energiahányada.

Az USA-ban Moe és munkatársai 1969-ben tettek javaslatot az általuk kidolgozott nettó energia rendszer tejelő tehenek takarmányozásában történő bevezetésére. Moe és munkatársai a Beltsville-i Kutató Központban több száz respirációs kísérletet végeztek tehenekkel a takarmány emészthető, illetve metabolizálható energiatartalma, valamint a termelt tej energiatartalma (azaz a tejtermelési nettó energia) közötti öszszefüggés megállapítására. Respirációs kísérleteiket különböző szálastakarmány : abraktakarmány arányú takarmányadagokkal végezték, amely adagoknak ebből következően igen eltérő volt mind a metabolizálhatósága (q), mind pedig az intenzitása (I). A respirációs kísérletek során mérték mindazokat a veszteségeket, amelyek a takarmányok táplálóanyagait a szervezetben érik. Kísérleteik során az alábbi összefüggést találták a metabolizálható energia, valamint a tejtermelési nettó energia között:

NEl = 0,703 · ME – 0,19 R2 = 0,88

(NEl és ME Mcal/kg szárazanyag mértékegységben)

A fenti összefüggés MJ-ban számolva:

NEl = 0,703 · ME – 0,79

(NEl és ME MJ/kg szárazanyag mértékegységben)

A 4.1.3.2. fejezetben említésre került, hogy a takarmány emészthetőségét és ennélfogva a metabolizálható energia értékesülését a takarmányozás intenzitása is befolyásolja, nevezetesen az intenzitás egy egységgel történő növekedése 4%-kal csökkenti a táplálóanyagok emészthetőségét. Ismert az is, hogy intenzív termelés esetén a takarmányozás intenzitása legalább háromszoros (I = 3) legyen. Tekintettel arra, hogy a takarmányok táplálóanyagainak emészthetőségét életfenntartó takarmányadag etetésével (tehát egyszeres takarmányozási szinten) állapítják meg, az intenzitási szint növekedés I = 3 intenzitású takarmányozás esetén két intenzitási szint, amely esetben az emészthetőség 8%-os csökkenésével kell számolni. Amennyiben ezt a hatást figyelembe vesszük, a takarmányok NEl-tartalmát a következő összefüggéssel tudjuk megállapítani:

NEl = 0,5557 · DE – 0,502

(NEl és DE MJ/kg szárazanyag mértékegységben)

Van Soest (1979) és munkatársai kísérleteik során megállapították, hogy a takarmányozás intenzitásának egy egységgel történő növekedésekor bekövetkező emészthetőségcsökkenés nem minden takarmány esetében 4%, hanem lehet annál több, illetve kevesebb is. Az emészthetőség csökkenése azoknak a takarmányoknak az esetében lesz nagyobb, amelyek több lassan emészthető táplálóanyagot (pl. nyersrostot) tartalmaznak. A takarmányozás intenzitásának növekedése, amely a bendőtartalom gyorsabb kiáramlásával (a takarmány bendőben tartózkodási idejének csökkenésével) jár, ugyanis azoknak a táplálóanyagoknak a bendőbeli lebomlását csökkenti nagyobb mértékben, amelyek megemésztéséhez több időre van szükség. Ez magyarázza, hogy az intenzitás növekedése a sok nyersrostot tartalmazó szálastakarmányok esetében nagyobb emésztési depressziót vált ki, mint az abraktakarmányoknál. Az intenzitás növekedésekor várható emészthetőségcsökkenés ezért a takarmány nyersrosttartalma, a rostfrakciók (NDF, ADF, lignin) alapján megbecsülhető. Van Soest az intenzitásnak az emészthetőségre gyakorolt hatását a discount faktorral javasolja kifejezni. A discount faktor (df) arról ad felvilágosítást, hogy az intenzitás egy egységgel történő változása mennyivel növeli vagy csökkenti a takarmány szerves anyagainak emészthetőségét. Amennyiben a takarmányozás intenzitásának a takarmány energiaértékére gyakorolt hatását a discount faktor alkalmazásával számítjuk be, úgy a takarmányok tejtermelési nettó energiatartalmát a következő összefüggés segítségével állapíthatjuk meg:

NEl (MJ/kg szárazanyag) = 0,6032 · DE · (1 – 2df) – 0,502

(DE MJ/kg szárazanyag mértékegységben)

A fenti összefüggés háromszoros intenzitás szintre adja meg a takarmány NEl-tartalmát, amit a képlet erre vonatkozó része (1 – 2df) kifejezésre juttat.

A tejtermelési nettó energia kiszámításának módját az alábbi példán mutatjuk be:

DE = 697,95 · 0,01845 = 12,88 MJ/kg szárazanyag

NEl = 0,6032 · 12,88 · (1 – 2 · 0,053) – 0,502 = 6,44 MJ/kg szárazanyag

A 4.1.3.2. fejezetben szóltunk arról, hogy a ME-hasznosulásának hatásfokát a takarmány metabolizálhatósága számottevő mértékben befolyásolja. Ugyanakkor a Moe és munkatársai által kidolgozott összefüggés látszólag nem számol ezzel a hatással. Valójában azonban nem ez a helyzet, mert Moe és munkatársai igen különböző szálastakarmány : abrak arányú, ezáltal igen eltérő metabolizálhatóságú takarmányadagokat etettek kísérleteik során, ezért a q-tényező hatása eleve benne foglaltatik abban az összefüggésben, amelyet Moe és munkatársai a tejtermelési nettó energia megállapítására kidolgoztak.

Az említett fejezetben azt is kifejtettük, hogy a metabolizálható energia értékesülése jelentős mértékben függ attól, hogy azt milyen célra fordítja az állat. Ismert ezzel kapcsolatban az is, hogy a hasznosítás hatékonysága az életfenntartás során a legjobb (átlagosan 71%), míg a tejtermelés esetén már valamelyest gyengébb (átlagosan 63%) hatékonysággal számolhatunk csak. Ezért felmerül a kérdés, hogy szükséges-e a tehén létfenntartó energiaszükségletét életfenntartási nettó energiában, a tejtermelés szükségletét pedig tejtermelési nettó energiában kifejezni. Tekintettel arra, hogy nagyobb tejtermelés esetén a tehén összes energiaszükségletének legfeljebb 1/3 részét teszi ki az életfenntartás szükséglete, nem érdemes a kétféle parciális nettó energia párhuzamos használatával járó bonyolultabb számolást vállalni. Ezért a tejelő tehenek takarmányozása során az életfenntartás energiaszükségletét is tejtermelési nettó energiában fejezzük ki. Erre az elméleti lehetőséget az adja meg, hogy a metabolizálhatóság (q) a metabolizálható energia értékesülésére életfenntartás, valamint a tejtermelés esetén azonos hatást gyakorol. Ezt a 4.1. ábra is igazolja.

A metabolizálható energia hasznosításának hatásfokát tejtermelés esetén a tehenek kondíciójának alakulása is befolyásolja. Amikor a napi takarmányadag energiatartalma nem fedezi az állatok energiaszükségletét, a szervezet tartalékainak mozgósításával (szöveteinek lebontásával) pótolja a hiányt. A szervezet jó hatékonysággal hasznosítja a lebontott szövetek energiáját, a hatékonyság ugyanis ilyenkor 84%-os. Ez azt jelenti, hogy 1 kg testtömegcsökkenés esetén 20,61 MJ-nyi tejtermelési nettó energiának megfelelő energia szabadul fel, ami 6,6 kg FCM tej termelésének energiaigényét fedezi.

Amikor viszont a napi takarmányadag több energiát tartalmaz, mint amennyi a tehénnek az életfenntartáshoz és a tejtermeléshez szükséges, az állat a felesleges energiát testtömeg-gyarapodás céljára használja. A metabolizálható energia hasznosítása ilyenkor rosszabb, mint tejtermelés esetén, csak 58–59%. Ezért 1 kg testtömeg-gyarapodáshoz 26,77 MJ tejtermelési nettó energiának megfelelő energiát használ fel az állat.

Takarmányértékelés a növendék és hízómarháknál

A növendék és hízómarhák takarmányozása során az USA-ban használatos energiaértékelési rendszert Lofgreen és Garrett (1963) dolgozták ki a kaliforniai Állami Egyetemen. Erre azért volt szükség, mert testtömeg-gyarapodás céljára a szarvasmarhák lényegesen rosszabb hatásfokkal hasznosítják a takarmány metabolizálható energiáját mint életfenntartás, valamint tejtermelés esetében. A növendék és hízóállatok számára kidolgozott rendszer abban tér el alapvetően a tehenek esetében alkalmazott rendszertől, hogy az életfenntartás céljára szükséges energiát életfenntartási nettó energiában (NEm), a testtömeg-gyarapodás igényét pedig testtömeg-gyarapodási nettó energiában (NEg) fejezzük ki, azaz két különböző energiaegységet használunk egymással párhuzamosan. Erre nemcsak az említett eltérő ME-hasznosítás miatt van szükség, hanem azért is, mert a metabolizálhatóság (q) a ME-hasznosulás hatékonyságát a testtömeg-gyarapodás esetében jóval nagyobb mértékben befolyásolja, mint az életfenntartás alkalmával.

A kísérletek során Lofgreen és Garrett először meghatározták az állatok éhezési hőtermelését. Ezt azonban nem éhező állatokkal végzett kísérletekkel tették meg, hanem úgy, hogy eltérő energiaellátásban részesülő állatok hőtermelését nulla energiabevételre extrapolálták. A hőtermelést nem biokaloriméterben mérték, hanem respirációs kísérletekben, valamint vágópróbák eredményei alapján megállapított energiaretenciónak az energiabevitelből történő levonásával, tehát közvetett úton határozták meg. A több mint 400 respirációs kísérlet eredményei, valamint az elvégzett nagyszámú testanalízis eredményei alapján az életfenntartási nettó energiaszükségletet a következőnek találták:

NEm (MJ) = 0,3222 · W0,75

Az életfenntartó energiaszükséglet megegyezik az állat energia-egyensúlyban tartásához szükséges energia mennyiségével, ezért amikor a takarmányok életfenntartási nettó energiatartalmát kívánjuk meghatározni, a kísérletekben először az egységnyi anyagcsere testtömeg (W0,75) energiaegyensúlyának fenntartásához szükséges takarmány mennyiséget kell megállapítani. Ennek, valamint az életfenntartási nettó energiaszükségletnek (0,3222 · W0,75) az ismeretében a takarmány életfenntartási nettó energiatartalma (NEm) kiszámítható. A fentiek értelmében a takarmányok életfenntartási nettó energiatartalma azonos azzal a hőveszteséggel, amit a takarmány egységnyi mennyisége (vagy egységnyi szárazanyaga) a szervezetben ellensúlyozni képes. Nagyszámú, jelentősen eltérő szálastakarmány : abrak arányú takarmányadagokkal végzett kísérleteikben a következő összefüggést találták az életfenntartási nettó energia (NEm), valamint a takarmány metabolizálható energiatartalma között:

NEm (MJ/kg szárazanyag) = 1,37 · ME – 0,033 · ME2 + 0,0006 · ME3 – 4,684

ME (MJ/kg szárazanyag) = 0,82 · DE

A nettó energia fogalmából következően valamely takarmány testtömeg-gyarapodási nettó energiatartalma megegyezik annak a testtömeg-gyarapodásnak az energiatartalmával, amely az illető takarmány egységnyi mennyiségének etetésével elérhető. Lofgreen és Garrett kísérleteik során több mint 500 testanalízis eredményei alapján megállapították, hogy a testtömeg-gyarapodás nagysága és energiatartalma között szoros, r = 0,97–0,98-as erősségű korreláció áll fenn, ami lehetővé teszi, hogy a testtömeg-gyarapodás energiatartalmát az átlagos napi testtömeg-gyarapodás alapján állapítsuk meg.

A testtömeg-gyarapodás energiatartalmát az állatok fajtája, típusa, sőt ivara is befolyásolja, ezért az energiaszükséglet megállapításakor a felsorolt tényezők mindegyikére tekintettel kell lenni. A testtömeg-gyarapodási nettó energiaszükséglet az elérendő napi testtömeg-gyarapodás ismeretében a következő egyenletekkel számolható ki:

Közepes rámájú típusok*

Bikák: NEg (MJ) = 0,20627 · W0,75 · Wg 1,097

Üszők: NEg (MJ) = 0,28702 · W0,75 · Wg1,119

Nagy rámájú típusok**

Bikák: NEg (MJ) = 0,18284 · W0,75 · Wg1,097

Üszők: NEg (MJ) = 0,25439 · W0,75 · Wg1,119

Kifejlett sovány tehén: NEg (MJ) = 25,94/kg testtömeg-gyarapodás

ahol:

W = testtömeg, kg

Wg = napi testtömeg-gyarapodás, kg

* Hereford, Jersey keresztezések

** Magyar tarka, Holstein-fríz, Limousin, Charolais

A takarmányok testtömeg-gyarapodási nettó energiatartalmát differenciakísérlettel lehet megállapítani. Ezekben a kísérletekben a vizsgálni kívánt takarmányt a két kísérleti szakaszban eltérő mennyiségben etetik és megállapítják mindkét szakaszban az energiaretenciót. A két energiaretenció közötti különbség megfelel a többlettakarmány testtömeg-gyarapodási energiatartalmának. Az elvégzett nagyszámú differenciakísérlet alapján Lofgreen és Garret a következő összefüggést találták a takarmányok ME és NEg tartalma között:

NEg (MJ/kg szárazanyag) = 1,42 · ME – 0,0416 · ME2 + 0,0007 · ME3 – 6,904

A két nettó energia (NEm és NEg) kiszámításának módját a következő példán mutatjuk be:

DE = 569,4 · 0,01845 = 10,50 MJ/kg szárazanyag

ME = 10,50 · 0,82 = 8,61 MJ/kg szárazanyag

NEm = 1,37 · 8,61 – 0,033 · 8,612 + 0,0006 · 8,613 – 4,686 = 5,05 MJ/ kg szárazanyag

NEg = 1,42 · 8,61 – 0,0416 · 8,612 + 0,0007 · 8,613 – 6,904 = 2,68 MJ/kg szárazanyag

Amikor növendék vagy hízómarhák részére takarmányadagot állítunk össze, az adagnak mind a két energiaértékét ki kell számítanunk. Ezt követően megállapíthatjuk, hogy az életfenntartó energiaszükséglet fedezése után mennyi energia maradt vissza testtömeg-gyarapodás céljára. A munka során először ki kell számítani a takarmányadag szárazanyagának NEm és NEg koncentrációját, majd azt állapítjuk meg, hogy az életfenntartás energiaigényének fedezésére mennyi takarmány-szárazanyagra van szükség. Ezt követően számítható ki, hogy testtömeg-gyarapodás céljára mennyi szárazanyag, illetve testtömeg-gyarapodási nettó energia áll rendelkezésre, továbbá hogy ez az energia mekkora testtömeg-gyarapodáshoz elegendő.

Nettó energia használata a juhok takarmányozásában

A juhokkal végzett respirációs kísérletek azt igazolják, hogy a juhok ugyanolyan hatékonysággal hasznosítják a takarmány metabolizálható energiáját életfenntartásra, tejtermelésre és testtömeg-gyarapodásra, mint a szarvasmarhák. Ez lehetővé teszi, hogy a juhok takarmányainak parciális nettó energiatartalmát (NEm, NEl, NEg) ugyanazokkal az összefüggésekkel állapítsuk meg mint a szarvasmarha-takarmányokét.

A szarvasmarhák takarmányozásában követett gyakorlathoz képest egyetlen kivételt képez, hogy az anyajuhok energiaszükségletét nem tejtermelési, hanem életfenntartási nettó energiában fejezzük ki. Ez két okra vezethető vissza, amelyek közül az egyik, hogy az anyajuhok energiaszükségletének nagyobb részét – ellentétben a tehenekkel – nem a tejtermelés, hanem az életfenntartás szükséglete teszi ki. A másik ok, hogy a juhok tejtermelése nem vagy laktációjuknak legfeljebb egy rövid időszakában indokolja, hogy a tejtermelési nettó energiát háromszoros takarmányozási intenzitásra számítsuk ki. Azért, hogy a gyakorlati takarmányozás során egy takarmánynak ne legyen két különböző tejtermelési nettó energiája (egy a tehenek és az anyajuhok számára), helyesebb az anyajuhok energiaszükségletét életfenntartási nettó energiában megadni.

A növendék és a hízóbárányok esetében az energiaigényt éppen úgy, mint a növendék és hízómarháknál életfenntartási és testtömeg-gyarapodási nettó energiában adjuk meg. A takarmányok NEm- és NEg-tartalmát is ugyanazokkal az összefüggésekkel számítjuk ki, mint a szarvasmarhánál.

Nyugat-európai energiaértékelési rendszerek a kérődzők takarmányozásában

Hollandiában, a wageningeni egyetemen Van Es és munkatársai (1975) nagyszámú respirációs kísérlet eredményeire támaszkodva dolgozták ki azt a nettó energiarendszert, amelyet a tehenek takarmányozásában Hollandián kívül Belgiumban is bevezettek és amelynek alapelveit Európa számos országában (Franciaország, Németország, Ausztria, Svájc) átvették.

Van Es és munkatársai rendszerük kidolgozásakor figyelembe vették Blaxternek azokat a megállapításait, amelyek azt igazolják, hogy a metabolizálható energia értékesülésének hatékonysága függ a felhasználás céljától, továbbá hogy az értékesülést a metabolizálhatóság, valamint a takarmányozás intenzitása is befolyásolja. Ugyanakkor a metabolizálhatóság hatását kisebbnek találták mint Blaxter (kl = 0,24 · q – 0,463). A takarmányok tejtermelési nettó energiáját a holland tejtermelési átlagnak megfelelően 2,38-szoros takarmányozási intenzitásra vonatkozóan számítják ki. A számítások során a ME-hatékonyságát kl= 0,60-nak vették, amely érték a metabolizálhatóság egy egységgel történő növekedésekor 0,4%-kal lesz nagyobb.

A takarmányok tejtermelési nettó energiáját azonban nem kalóriában vagy joule-ban, hanem takarmányegységben adják meg. Ezt az új rendszer könnyebb bevezethetősége és egyszerűbb alkalmazhatósága érdekében tették, ugyanis Hollandiában korábban is takarmányegységet használtak a takarmányok energiaértékének kifejezésére. Azt javasolták, hogy 1 tejtermelő takarmányegység (VEM = Vorder Einheit Milk) 1650 kcal legyen, ami közel áll 1 kg árpa tejtermelési nettó energiatartalmához.

A növendék és hízóállatok takarmányozásában Hollandiában és Belgiumban használt nettó energiarendszert Harkins és munkatársai (1974) dolgozták ki. A metabolizálhatóságnak az ME-hasznosítás hatékonyságára gyakorolt hatását az életfenntartás során kisebbnek találták, mint Blaxter (km = 0,287 q + 0,554), a testtömeg-gyarapodás esetében azonban a Blaxter által megállapított ME-hatékonyságot fogadták el. A takarmányozás intenzitását 1,5-szörösnek vették a számítások során. Hasonlóan a tehenekhez, a növedék és hízóállatok esetében is takarmányegységgel fejezik ki a takarmányok energiaértékét. Ez az egység a VEVI (Vorder Einheit Vettmasten Intensief).

Franciaország korábbi takarmányértékelési rendszerének korszerűsítésekor ugyancsak elfogadta a Van Es és munkatársai által javasolt összefüggéseket. Franciaországban is takarmányegységben (UFL = unité fourragére lait) fejezik ki a takarmányok energiaértékét. Egy UFL = 1 kg 2,72 Mcal metabolizálható energiatartalmú árpa, ami kl = 0,636 ME-hatékonyság esetén 7,24 MJ tejtermelési nettó energiának felel meg.

A növendék és hízómarhák takarmányozásában Franciaországban használt energia-értékelési rendszer Harkins és munkatársainak eredményein alapul. Ezeknek az állatoknak az energiaigényét és takarmányaik energiaértékét is takarmányegységben fejezik ki (UFV = unité fourragére viande).

A tejelő tehenek takarmányozásában Németország, valamint Ausztria is átvette a Van Es által kidolgozott energiaértékelési rendszert. Az eltérés mindössze annyi, hogy az említett két országban a tejtermelési nettó energiatartalmat nem takarmányegységben, hanem MJ-ban (NEL) adják meg, továbbá hogy a számítások alapjait képező emészthető és metabolizálható energiatartalmat Schiemann és munkatársainak egyenleteivel számítják ki.

Svájcban a tehenek takarmányozásában néhány kisebb módosítással a Van Es és munkatársai által kidolgozott energiaértékelési rendszert vették át. Az energiaértéket Németországhoz hasonlóan Svájcban is MJ-ban adják meg. A növendék és hízóállatok takarmányainak energiaértékét Harkins eredményinek felhasználásával nyert öszszefüggéssel számítják ki és MJ-ban adják meg (NEW).

Hazai energiaértékelési rendszer a kérődzők takarmányozásában

Hazánkban a kérődzők energiaszükségletét, valamint takarmányaik energiaértékét 1986-ig keményítőértékben fejeztük ki. A hazai szarvasmarha-tenyésztésben az 1970-es években erőteljes szakosodás indult meg, ami a tehenek laktációs termelésének növekedésével együtt a keményítőértéknek egy korszerűbb energiaértékelési módszerrel történő felváltását követelte meg.

A 4.2. táblázat adatai azt mutatják be, hogy egy takarmányadag nettó energiatartalmát különböző energiaértékelési módszerekkel kiszámolva, az illető takarmányadag az életfenntartáson felül mennyi tej termeléshez biztosít energiát az állatoknak. Mint látható a keményítőérték a többi energiaértékhez képest mindhárom takarmányadagot túlértékeli. A többi energiaértéklési módszerhez viszonyított eltérés a takarmányadag abraktartalmának növekedésével egyre nagyobb lesz. Ez arra utal, hogy a keményítőérték az abraktakarmányok energiaértékét becsüli túl, aminek következtében elsősorban a nagy tejtermelésű tehenek energiaellátása lesz hiányos.

4.2. táblázat. A takarmányadagok tejtermelő értékének alakulása eltérő takarmányértékelési módszerekkel való számolás esetén (Szentmihályi és mtsai, 1985)

Az előző két fejezetben írottak alapján megállapítható, hogy Európában és az Amerikai Egyesült Államokban több olyan nettó energiarendszert fejlesztettek ki, amelyek figyelembe veszik a takarmányozás-élettani kutatások új eredményeit, kielégítő a pontosságuk és ennek ellenére sem túl bonyolultak a takarmányozás gyakorlata, az üzemi szakemberek számára. Gondos előkészítő munka után 1986-ban az a döntés született, hogy hazánkban a keményítőérték helyett a tehenek takarmányozásában a Moe és munkatársai, a növendék és hízómarhák, valamint a juhok takarmányozásában pedig Lofgreen és Garrett által kidolgozott és az USA-ban bevezetett két nettó energiarendszert vezetjük be.

A döntés több tényezővel is indokolható. A döntést előkészítő bizottság szerint ezeket a rendszereket támasztja alá a legtöbb kísérleti eredmény, hiszen megalapozásuk céljából több száz respirációs kísérletet és teljestest analízist végeztek a kutatók.

A döntést indokolta az is, hogy az amerikai és hazai szarvasmarha-tenyésztés takarmánybázisának összetételében sok hasonlóság áll fenn. Ilyen hasonlóság pl. hogy a szarvasmarhák energiaellátásában mindkét országban a silókukorica, illetve a szemeskukorica, fehérjeellátásukban pedig a lucerna meghatározó jelentőségű. Szerepet játszott a döntésben az is, hogy a tejtermelési nettó energiarendszert megalapozó kísérleteket holstein-fríz tehenekkel végezték, amely fajta a hazai tejhasznú szarvasmarha-tenyésztésben alapvető szerepet tölt be. Az a kifogás, amely szerint a bonyolult összefüggésekkel nehéz számolni, a számítógépek széles körű elterjedése következtében ma már ne állja meg a helyét. Az átállás az új energiaértékelésre 1986-ban történt meg.