Utveckling av metoder för att minska metanförlusterna i vallfoderbaserade foderstater till högavkastande mjölkkor

Forskningsprojektet består av tre delar:

1. Utveckling och validering av gas-in vitro-metoden för metanmätningar
2. Screening av foder, foderingredienser och fodertilssatser med potential att minska metanförlusterna i våmme.
3. Validering in vivo av resultat från in vitro-undersökningarna

I den första delen har en teknik utvecklats som baseras på en automatiserad gas in vitro-utrustning (se figur 1). Foderprover inkuberas i våmvätska och buffert i 48-72 timmar. Den totala gas volymen mäts var 12:e minut. Gasprover tas ut vid 6-7 tidpunkter och analyseras med gaskromatograf för metan och koldioxid. En logaritmisk kurva anpassas för att bestämma metankoncentrationen vid varje tidpunkt. Hastigheten (kinetiska parametrar) för gasproduktionen beräknas med en s.k. Gompertz-modell. De kinetiska parametrarna används sedan i en tvådelad våm-modell för att beräkna metanproduktionen vid underhållsnivå. Modellen tar hänsyn till våmfunktionens dynamiska karaktär. Genom att ändra parametrarna för passagehastighet kan beräkningar också göras för olika nivåer på foderintaget (Figur 2-3). De beräknade värdena för metanproduktion har stämt bra med djurdata. Systemet har relativt hög kapacitet; med två replikat och två körningar är det möjligt att göra bestämningar för 16 foderprover (foderstater) på en vecka. Metodbeskrivningen har accepterats för vetenskaplig publicering (Ramin & Huhtanen, 2012; bifogas).

Utrustningen har utnyttjats för att testa olika tillsatser som är tankbara kandidater som kan minska metanproduktionen i våmmen. Sådana som visats sig ha effekt är nötskalsextrakt och blad från dvärgbjörk. Andra tillsatser som t.ex. glycerol har inte visat motsvarande effekt. Delar av dessa undersökningar har presenterats vid olika konferenser (se nedan). Avsikten är också att de ska ligga till grund för vetenskapliga artiklar.

Validering av laboratorieanalyserna mot djurdata görs på olika sätt. Uppmätta resultat i djurförsök jämförs med de värden som fås vid körning med motsvarande foderstater i gas-in-vitro-utrustningen. Jämförelse av mikroflorans sammansättning hos kor och i in vitro-systemet är ett sätt att belysa hur väl laboratoriemetoden reflekterar vad som händer hos kon. Våmvätska hos kor som utfodrats med  olika andelar grovfoder har analyserats med moderna metoder (qPCR, T-RFLP med klonbibliotek, pyrosekvensering). Dessa undersökningar har publicerats (Danielsson et al., 2012; bifogas).

Resultaten visar bl.a. att metanproduktionen inte är korrelerade till det totala antalet metanogener i våmmen utan till vissa speciella metanogener. Detta resultat ska jämföras med motsvarande undersökningar för gas-in-vitro-systemet.  In vitro-försöket har utförts, men den mikrobiologiska utvärderingen återstår. Den ska utföras av Rebecca Danielsson när hon återkommer efter den barnledighet som hon påbörjade 2012-09-01.

Det som återstår av projektet är nu sammanställning, analys  och publicering av försöken med olika substanser som hämmar metanbildning i våmmen. Utvärdering mot djurdata ska också göras färdigt. Sammanfattningsvis kan sägas att projektet fäljer planen och har gett förväntat resultat, bl.a. har redan två vetenskapliga artiklar publicerats.

Figur 2. Förenklad modell över beräkning av metan koncentration i gasutflödet från gas in vitro-systemet (Ramin  & Huhtanen, 2012)

Figur 3. Logaritmisk modell anpassad till observerade metankoncentrationer med 12 minuter mellanrum. (Ramin & Huhtanen, 2012)

Projektansvarig:

Jan Bertilsson