9. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΘΑ ΖΩΟΤΡΟΦΩΝ Θρεπτική αξία (ΘΑ) Σιτηρέσιο: Ανάγκες και Ζωοτροφές Ισοζύγιο μεταξύ χορηγούμενων ΘΣ (ζωοτροφών) και αναγκών (σε Ενέργεια, Ν-ούχες ουσίες, βιταμίνες, ανόργανα στοιχεία) Προτεραιότητα δίνεται στην Ενέργεια Υπήρξε προβληματισμός για την έκφραση της ΘΑ Περιεκτικότητα σε ΘΣ Συνολική συμβολή της τροφής στη θρέψη Επειδή: α. Ο μεταβολισμός της ύλης είναι άρρηκτα συνδεδεμένος με το μεταβολισμό της ενέργειας β. Οι ανάγκες θρέψης ενός οργανισμού είναι πρωταρχικά ανάγκες σε ενέργεια

Η ΘΑ των ζωοτροφών εκφράζεται με το ενεργειακό τους περιεχόμενο, με την προϋπόθεση ότι καλύπτονται πλήρως οι ανάγκες του ζωικού οργανισμού στα διάφορα ΘΣ. Η ενέργεια αποτελεί προϋπόθεση διεξαγωγής του μεταβολισμού. Οι φορείς ενέργειας (υδατάνθρακες, λίπη, πρωτεΐνες) αποτελούν το μεγαλύτερο ποσοστό σε μια ζωοτροφή. Όταν δεν καλύπτονται οι ενεργειακές ανάγκες ενός οργανισμού, οι ανάγκες στα άλλα ΘΣ τροποποιούνται και η παραγωγικότητα μειώνεται.

Περίσσεια ενέργειας και επαρκής ποσότητα πρωτεϊνών και εφόσον δεν έχει εξαντληθεί η παραγωγική ικανότητα του οργανισμού αύξηση της παραγωγής μόνο αύξηση ΣΒ (λίπους) εφόσον δεν πληρούνται οι δύο παραπάνω προϋποθέσεις. Η οριακή πενία ή η περίσσεια κάποιου άλλου ΘΣ δεν επηρεάζει την παραγωγικότητα. Η περίσσεια ενέργειας αυξάνει τις αντίστοιχες ανάγκες σε ανόργανα στοιχεία και βιταμίνες που εμπλέκονται στη λιποσύνθεση.

Πρέπει λοιπόν να υπάρχει ισόρροπη σχέση μεταξύ ενέργειας και λοιπών ΘΣ. ΘΑ (nutritive value) είναι η ΠΕ, ΜΕ ή ΚΕ την οποία αποδίδει στον οργανισμό η μονάδα βάρους μιας ζωοτροφής όταν χορηγείται με ένα πλήρες από κάθε άποψη και στα μονογαστρικά, υψηλής πεπτικότητας σιτηρέσιο.

Ενεργειακά Συστήματα Ενεργειακό σύστημα = σύνολο κανόνων που συσχετίζουν την προσληφθείσα ενέργεια από έναν ζωικό οργανισμό με τις αποδόσεις ή την παραγωγικότητά του. Αποβλέπει στην ανεύρεση ασφαλών σχέσεων μεταξύ σύστασης των ζωοτροφών και παραγωγής (αναγκών) των ζώών, ούτως ώστε με τη βοήθεια κατάλληλης συνάρτησης να είναι δυνατή από τα χαρακτηριστικά της τροφής η πρόβλεψη της ποσότητας και της σύστασης της παραγωγής, από δε τα χαρακτηριστικά της παραγωγής ο υπολογισμός των αναγκών των ζώων σε ενέργεια και ΘΣ.

Άρα οι ανάγκες του ζωικού οργανισμού και η ΘΑ των τροφών είναι αλληλένδετα μεγέθη και εκφράζονται με την ίδια μονάδα Γι’ αυτό οι χρησιμοποιούμενες μέθοδοι προσδιορισμού τους χαρακτηρίζονται ως συστήματα. Π.χ. Αύξηση ΣΒ μοσχαριού 1kg /ημέρα με εναπόθεση 16 MJ ενέργειας ενεργειακές ανάγκες ανάπτυξης= 16 MJ /kg αύξησης ΣΒ. Αν το ενεργειακό περιεχόμενο της τροφής είναι 4 MJ /kg τότε η απαιτούμενη ποσότητα είναι 4 kg. Αν η ενέργεια εκφράζεται σε ΚΕ τότε το σύστημα χαρακτηρίζεται ως σύστημα ΚΕ.

Η ΘΑ παραλλάσσει ανάλογα με το είδος και την ηλικία του ζώου, τη φυσιολογική του κατάσταση, το είδος της παραγωγής κλπ. (διαφορετικό k). Ανάγκες σε ΚΕ, τροφές σε ΜΕ : δεν μπορούν να εξισωθούν, χρειάζεται ειδική σχέση (interface). Αν προχωρήσουμε σε περισσότερες λεπτομέρειες (π.χ. εναπόθεση λίπους, πρωτεΐνης κ.ά. βιοχημικές διαδικασίες) τότε το σύστημα καλείται «μοντέλο». Με το μοντέλο δεν προσδιορίζεται μόνο η ΘA αλλά η RE, ο ρυθμός ανάπτυξης των ζώων, η κατανομή της RE στους διάφορους ιστούς και όργανα.

Η ΘΑ των ζωοτροφών δεν γίνεται σε επίπεδο παραγωγού εκμετάλλευσης Η ΘΑ των ζωοτροφών δεν γίνεται σε επίπεδο παραγωγού εκμετάλλευσης. Γι’ αυτό γίνεται μια χημική ανάλυση μιας τροφής από την οποία προσδιορίζεται η ΘΑ (σύστημα). Η ΘΑ (συστήματα) για τις ζωοτροφές των μηρυκαστικών υπολογίζεται πολυπλοκότερα σε σχέση με τα παμφάγα λόγω της χρησιμοποίησης και ΧΖ, οι οποίες παρουσιάζουν μεγάλη παραλλακτικότητα στη σύνθεσή τους.

Τα συστήματα πρέπει να θεμελιώνονται σε επιστημονικά δεδομένα, να εφαρμόζονται με ευχέρεια στην πράξη και να προσαρμόζονται ευχερώς στα νέα δεδομένα. Απαιτούνται προσδιορισμοί των απωλειών με την κόπρο, τα ούρα, τα αέρια κλπ. Μέχρι τη βαθμίδα της ΜΕ δεν υπάρχουν ουσιαστικές διαφορές μεταξύ των συστημάτων όσον αφορά τις απώλειες (ΕΚ, ΕΚΑ, ΕΟ). Η ΜΕ υπολογίζεται σχετικά εύκολα από τα πεπτά ΘΣ με προσδιορισμό της πεπτικότητας στο αντίστοιχο είδος ζώου. Εξαίρεση αποτελούν τα βοοειδή (προσδιορισμός σε πρόβατα).

Συστήματα ΘΑ για Μηρυκαστικά Ξεκίνησαν το πρώτο ήμισυ του 19ου αιώνα. Το 1900 ο H. P. Armsby (USA) o Kellner (Γερμανία) Χρησιμοποίησαν την ΚΕ των τροφών ΚE σε calories (θερμίδες) ΚΕ σε ισοδύναμο αμύλου (starch equivalent) π.χ. ΚE 1 kg κριθής = 1,91 Mcal ΚΕ 1 kg αμύλου = 2,36 Μcal άρα ισοδύναμο αμύλου 1 kg κριθής 1,91: 2,36 = 0,81 kg

Τα δύο συστήματα είχαν διαφορές ως προς τις διάφορες φυσιολογικές καταστάσεις (συντήρηση, γαλακτοπαραγωγή, ανάπτυξη κλπ.). Το ισοδύναμο του αμύλου χρησιμοποιήθηκε μέχρι το ’70 στην Ευρώπη και το σύστημα του Armsby στις ΗΠΑ που μετακινήθηκε στο σύστημα των ΟΠΘΣ (ολικά πεπτά ΘΣ) που μετατρέπονται εύκολα σε ΜΕ

Το σύστημα της ΜΕ Χρησιμοποιείται στη Μ. Βρετανία για μηρυκαστικά από το 1965 με τροποποιήσεις το 1990 και 1993. Κατηγορίες ζώων: βοοειδή και πρόβατα- αναπτυσσόμενα, κυοφορούντα και γαλακτοπαραγωγά Ενεργειακό περιεχόμενο της τροφής σε ΜΕ υπολογισμός μεταβολικότητας Μ = ΜΕ: ΣΕ Η Μ μετατρέπεται σε ΜΕ (MJ /kg ΞΟ) με πολλαπλασιασμό της x18,4 (μέση τιμή ΣΕ / kg ΞΟ).

Συντελεστές Κ αποτελεσματικής χρησιμοποίησης της ΜΕ από τα μηρυκαστικά ζώα για συντήρηση, ανάπτυξη και γαλακτοπαραγωγή Μεταβολικότητα , qm 0,4 0,5 0,6 0,7 ΜΕ, MJ/Kg ΞΟ 7,4 9,2 11,0 12,9 Συντήρηση , Қm 0,643 0,678 0,714 0,750 Ανάπτυξη και πάχυνση, Қg 0,318 0,396 0,474 0,552 Γαλακτοπαραγωγή, Қl 0,560 0,595 0,630 0,665 Εξισώσεις: Қm. = 0,35qm + 0,503 Қg = 0,78qm + 0,006 Қl = 0,35qm + 0,420

Με το σύστημα αυτό, είτε γίνεται πρόβλεψη της παραγωγικότητας των ζώων από ένα δεδομένο σιτηρέσιο ή καταρτίζεται ένα σιτηρέσιο για ένα συγκεκριμένο επίπεδο παραγωγής. Αν και κάθε σύστημα έχει δικούς του συντελεστές, η φιλοσοφία των συστημάτων είναι σχεδόν ίδια.

Η ΚΕ που απαιτείται για τη γαλακτοπαραγωγή εξαρτάται από τη λιποπεριεκτικότητα (λ) του γάλακτος π.χ. αν λ= 4% ΚΕ= 3,13 MJ/kg γάλακτος

Η τροποποίηση της σωματικής κατάστασης των αγελάδων κατά τη γαλακτοπαραγωγή (εναπόθεση ή καταβολισμός λίπους) περιπλέκει τα πράγματα. Η Μ επηρεάζεται από το ΕΔ (ΕΔ Μ ) ΕΔ= η καταναλισκόμενη ποσότητα τροφής, το ενεργειακό επίπεδο της οποίας (ΜΕ) καλύπτει τις ανάγκες συντήρησης π.χ. αν προσλαμβάνονται με την τροφή 60 MJ ΜΕ και οι ανάγκες συντήρησης είναι 33 MJ ΜΕ τότε το ΕΔ = 60: 33 = 1,82. Το ΕΔ υπολογίζεται στη ΜΕ, ενώ το επίπεδο παραγωγής στην ΚΕ.

Αναπτυσσόμενα βοοειδή: ΕΔ = 2,0 – 2,5 Γαλακτοπαραγωγές αγελάδες: 3 – 4 για κάθε αύξηση του ΕΔ (>1) κατά μια μονάδα οι ανάγκες αυξάνονται κατά 1,8 % αν ΕΔ= 3 τότε οι ανάγκες θα αυξηθούν κατά (3-1) x1,8= 3,6% για να αντιμετωπιστούν οι αυξημένες λειτουργικές ανάγκες του οργανισμού και οι επιδράσεις της αυξημένης κατανάλωσης τροφής στη ΜΕ του σιτηρεσίου. Ο Κg έχει κανονική τιμή για ΕΔ= 2 αν ΕΔ>2 ο Κg μειώνεται αν ΕΔ<2 ο Κg αυξάνεται Επίσης, ανάλογα με τις ζωοτροφές (ΣΖ ή ΧΖ) τροποποιείται ο Κg .

Στο σύστημα της Αυστραλίας λαμβάνεται υπόψη η ποιότητα των ΧΖ (βοσκή) και όχι το ΕΔ. Οι ανάγκες όμως συντήρησης προσαυξάνονται κατά 10% όταν το ΕΔ = 2. Το k μαλλιού = 0,18 Το Ολλανδικό σύστημα χρησιμοποιεί ως παραγωγικό επίπεδο το 1,5 με kmp = kl για τις αναπτυσσόμενες μοσχίδες. Οι Σκανδιναβικές χώρες χρησιμοποιούν την ΚΕ που βασίζονται στις μονάδες αμύλου του Kellner ή τις μονάδες πάχυνσης.

Οι Αμερικάνοι από το σύστημα των ΟΠΘΣ πέρασαν στο σύστημα της ΚΕ για τις αγελάδες γαλακτοπαραγωγής και τα παχυνόμενα βοοειδή. ΜΕ = 0,82 ΠΕ ΠΕ = 4,409 Mcal /kg ΟΠΘΣ ΠΕ = 18,45 MJ /kg OΠΘΣ Για τα παχυνόμενα βοοειδή υπάρχουν δύο τιμές για κάθε ζωτροφή. Συντήρησης ΚΕm = 1,37 ME – 0,138 ME2+0,0105 ME3-1,12 Ανάπτυξης ΚΕg = 1,42 ME – 0,174 ME2+0,0122 ME3-1,65 Όπου ΜΕ = το ενεργειακό περιεχόμενο της ΞΟ σε ΜE σε Mcal /kg Οι τιμές αυτές <ARC – 1980 (Μ. Βρετανία)

Τα ενεργειακά συστήματα για τις αγελάδες γαλακτοπαραγωγής έχουν υποστεί σημαντική βελτίωση σε σχέση με τα υπόλοιπα. Η αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης της ΜΕ παραλλάσσει λιγότερο στις αγελάδες όπως και το ενεργειακό περιεχόμενο του γάλακτος σε σχέση με την αύξηση του ΣΒ των μοσχαριών.

Εκτίμηση ΘΑ ζωοτροφών στην Ελλάδα για τα μηρυκαστικά Κl = 0,60 όταν Μ= 0,57 (Μ= RE: ME) Κl = 0,60 [1+0,004 (M-57] Κm= 0,00287 M + 0,554 (για Μ= 0,57 Km=0,72) Km = Kl σχετικά σταθερός Οι ενεργειακές δαπάνες συντήρησης μπορούν να εκφραστούν σε μονάδες ΚΕl με ακρίβεια ΚΕl = Καθαρή ενέργεια γαλακτοπαραγωγής

Συστήματα ενέργειας για Χοίρους και Πτηνά Λιγότερο πολύπλοκα από εκείνα των μηρυκαστικών διότι δεν πέπτουν τα κυτταρικά τοιχώματα, οπότε χρησιμοποιείται ένα περιορισμένος αριθμός ζωοτροφών με μικρή σχετικά παραλλακτικότητα. Διατροφή κατά βούληση και ως εκ τούτου έκπτυξη παραγωγικού δυναμικού και σχετικά σταθερή ποσότητα ενέργειας (ποσότητα – ενεργειακή πυκνότητα). Γι΄ αυτό τα άλλα ΘΣ προσαρμόζονται στο συγκεκριμένο ενεργειακό περιεχόμενο (π.χ. αμινοξέα, βιταμίνες, ανόργανα στοιχεία).

Χοίροι Αρχικά ΠΕ τελευταία ΜΕ ή ΚΕ με k Kp (πρωτεΐνης) = 0,56 Kf (λίπους) = 0,74 Το γενετικό υλικό επηρεάζει τον k Όταν το σιτηρέσιο έχει πολλές ΙΟ τότε υπολογίζεται μικρότερη ΜΕ ή ΚΕ ΜΕ = 0,96 ΠΕ αν οι ΙΟ είναι πολλές ΜΕ= 0,90 ΠΕ (λόγω CH4) ΠΕ: ΜΕ = επηρεάζεται κυρίως από τις πρωτείνες (ΕΟ) και λιγότερο από τις ΙΟ.

Πτηνά ΚΕ με πείραμα συγκριτικής σφαγής = παραγωγική ενέργεια Σήμερα χρησιμοποιείται η ΜΕ (=ΣΕ – Ε περιττωμάτων) Μόνοπλα Το INRA της Γαλλίας εισήγαγε σύστημα που στηρίζεται στην ΚΕ. Λόγω των ΧΖ που χρησιμοποιούνται παράγεται CH4 και q μεγαλύτερη παραλλακτικότητα στις τιμές ΠΕ, ΜΕ, ΚΕ Km = 0,6 (ΧΖ) έως 0,8 (ΣΖ) αμυλώδεις

Πρόβλεψη ενεργειακής αξίας ζωοτροφών Ανάλογα με την πρώτη ύλη και τη διαδικασία παραγωγής μιας ζωοτροφής προκύπτει το ενεργειακό περιεχόμενο. π.χ. ενσίρωμα: από 8-12 MJ ΜE /kg ME (ΜJ /kg ΞΟ ενσιρώματος)= 15,31-0,0152 MADF τροποποιημένο ADF σε g/kg ΞΟ Αν προσδιοριστεί η ΠΟΟ in vitro τότε η ενέργεια των ΧΖ υπολογίζεται για τα μηρυκαστικά με την εξίσωση: ΜΕ (ΜJ /kg ΞΟ)= 0,016 ΠΟΟ (g/kg ΞΟ) NIRS για ΠΕ, ΜΕ η ΘΑ των συμπυκνωμένων υπολογίζεται πολύ ευκολότερα.

Πτηνά ΜΕ (ΜJ /kg τροφής) = 0,0155 ΟΑΟ + 0,03431 ΟΛΟ + 0,01169 Α + 0,01301 Σ Χοίροι ΠΕ (MJ/kg ΞΟ) = 17,47 + 0,0079 ΟΑΟ + 0,0158 ΟΛΟ – 0,0331 Τ – 0,0140 NDF Μηρυκαστικά ΜΕ (MJ /kg ΞΟ) = 0,014 Π + 0,025 ΟΛΟ Α= άμυλο Σ= ολικά σάκχαρα σε g/kg ΞΟ Τέφρα= τέφρα Π= πεπτικότητα που προσδιορίζεται στο εργαστήριο με ένζυμα

Η εξίσωση των πτηνών λαμβάνει υπόψη, αναλογικά, περισσότερο τις ΟΛΟ και τη συμμετοχή τους στη ΜΕ. Η εξίσωση για τους χοίρους κάνει διορθώσεις ανάλογα με την περιεκτικότητα σε ΟΑΟ (+), ΟΛΟ (+), Τ (-) και NDF (-). Η εξίσωση για τα μηρυκαστικά στηρίζεται περισσότερο σε βιολογικά στοιχεία παρά σε αναλυτικά με μια διόρθωση για ΟΛΟ.

Στην Ελλάδα χρησιμοποιούνται οι εξισώσεις: Μηρυκαστικά (γαλακτοπαραγωγά) ΚΕl (MJ /kg ΞΟ) = (0,463+0,0024 Μ) ΜΕ με Μ= 100 ΜΕ/ΣΕ όπου ΣΕ (MJ /kg ΞΟ)= 0,0242 Ζ1+0,0366 Ζ2+0,0209 Ζ3+0,017 Ζ4-0,0007 Ζ5 Ζ1, Ζ2, Ζ3, Ζ4, Ζ5 = ΟΑΟ (Νx6,25), ΟΛΟ, ΙΟ, ΕΝΕΟ και σάκχαρα σε g/kg ΞΟ (όταν Ζ5 > 80 g/kg ΞΟ) Παχυνόμενα – αναπτυσσόμενα μηρυκαστικά ΜΕ (MJ/kg ΞΟ)= = 0,0312 X2+ 0,0136 X3 +0,0147 (ΠΟΟ-Χ2-Χ3) +0,0234 Ζ1 Χ2 και Χ3 = πεπτές ΛΟ και πεπτές ΙΟ, Ζ1= ΟΑΟ σε g/kg ΞΟ

Χοίροι ΠΕ (MJ /kg ΞΟ) = 0,0242Χ1+0,0394Χ2+0,0184Χ3+0,017Χ4-0,0014 Ζ5 Χ1, Χ2, Χ3, Χ4= ΠΑΟ, ΠΛΟ, ΠΙΟ, ΠΕΝΕΟ σε g/kg ΞΟ και Ζ5 σάκχαρα όταν >8 % ΞΟ Η ΜΕ χρησιμοποιείται όταν χρησιμοποιούνται συστηματικά ΧΖ και διάφορα υποπροϊόντα πλούσια σε ΙΟ (λόγω CH4 και q καθώς και ΠΛΟ)

Για μίγματα ζωοτροφών του εμπορίου χρησιμοποιείται η εξίσωση ΜΕ (MJ /kg ΞΟ)=0,0223 Ζ1+0,0341Ζ2+0,017Α+0,0168Σ+0,0074Υ-0,0109Ζ3 Ζ1, Ζ2, Ζ3= ΟΑΟ, ΟΛΟ, ΙΟ Α= άμυλο Σ= σάκχαρα Υ= οργανικό υπόλειμμα Υ= (g/kg ΞΟ) = ΟΟ-(Ζ1+Ζ2+Ζ3+Α+Σ) σε g/kg ΞΟ

Πτηνά Για έτοιμα μίγματα ΜΕ (MJ /kg ΞΟ)= = 0,0155Ζ1+ 0,0342Ζ2 + 0,0167Α + 0,013Σ ± 0,315 ΜΕ απλών ζωοτροφών ΔΜΕ (MJ/kg ΞΟ)= 0,018 Δ1+ 0,0388Δ2 + 0,0173Δ4 ΔΜΕ = διορθωμένη ΜΕ σε κατακράτηση Ν= 0 Δ1, Δ2, Δ4 = η διαφορά Τ- (k+0) αντίστοιχα των ΟΑΟ, ΟΛΟ και ΕΝΕΟ σε g/kg