Greinasafn: Samræming fóðurefnagreininga

Samræming fóðurefnagreininga


Höfundur	Útgefandi	Útgáfuár	Útgáfustaður
Tryggvi Eiríksson, Björn Þorsteinsson	BÍ, BSK, RALA	1999	Reykjavík

Rit	Árgangur	Tölublað	Bls.
Ráðunautafundur	1999		223-226

INNGANGUR

Um þessar mundir eru rúmlega 30 ár frá því að skipulagðar efnagreiningar á gróffóðri hófust hér á landi. Það var haustið 1967 þegar Rannsóknastofnun landbúnaðarins og Búnaðarfélag Íslands stóðu fyrir töku heysýna hjá bændum um allt land(4). Síðan tók Rannsóknastofnunin alfarið við verkefninu. Var þetta unnið að hluta til sem rannsóknarverkefni næstu fjögur árin, þar sem ýmsum upplýsingum var safnað samhliða efnagreiningunum. Árin 1971-1972 hóf rannsóknastofa hjá Ræktunarfélagi Norðurlands undirbúning að fóðurgildismælingum og bauð í framhaldi af því efnagreiningaþjónustu á fóðri(9). Það var svo 1975 sem rannsóknastofa Bændaskólans á Hvanneyri hóf einnig að veita þessa þjónustu(2). Var starfsemi fyrir heyefnagreiningar rekin af þessum aðilum til ársins 1996 þegar Ræktunarfélag Norðurlands (RN) lagði starfsemina niður og gerður var samningur við Bændaskólann á Hvanneyri um að þeir yfirtækju rekstur og verkefni RN. Það stóð aðeins í eitt ár þar sem ekki urðu frekari efndir á samningnum og Búnaðarsamband Eyjafjarðar (BSE) keypti rekstur og tæki og hefur síðan þjónustað Eyjafjarðarsvæðið. Á síðasta sumri ákváðu Bændaskólinn á Hvanneyri (HVE) og Rannsóknastofnun landbúnaðarins (RALA) að vinna sameiginlega að þessu verkefni.

MÆLINGAAÐFERÐIR

Það sem mælt hefur verið í heysýnum á öllum stofunum er þurrefni, meltanleiki (fóðurgildi), prótein, og meginsteinefnin; kalsíum, fosfór, magnesíum, kalíum og natríum, auk sýrustigs í gerjuðu fóðri. Hefur þetta verið óbreytt frá upphafi. Til viðbótar þessum föstu hefðbundnu greiningum hafa ýmis fleiri efni verið mæld, en einungis í sérstökum tilvikum og ekki boðið upp á það í almennri þjónustu. Mjög erfitt er að byggja upp aðferðir fyrir marga hluti vegna smæðar þessara stofa. Aðferðaþróun er tímafrek og tæki oft mjög dýr. Því hefur verið tekin sú stefna (á RALA) að taka helst upp nýjar ódýrari aðferðir á þeim greiningum sem helst er óskað eftir.

Ekki hafa sömu aðferðir verið notaðar í öllum tilvikum. Hreinar efnafræðilagar úrlausnir byggja þó á sömu grundvallaratriðum sem eiga ekki að valda neinu misræmi. Öðru máli kann að gegna með aðferðir sem byggja á líffræðilegum grunni eins og gerjun. Gott dæmi um það er in vitro meltanleikamælingar. Svipaða sögu er segja með óbeinar mælingar sem byggja á gagnagrunni sem er reiknað út frá, eins og við innrauðar mælingar NIR (Near Infrared Re-flectance Spectroscopy). Þar þarf að gæta vel að öllum hlutum til að gildin verði rétt og ekki verði misræmi.

Þessar aðferðir eru sumar ólíkar innbyrðis og byggja á ólíkum forsendum, en eiga samt að gefa sömu stærðina sem er fóðurgildi reiknað út frá meltanleika. Komið hafa upp erfiðleikar með ensím mælingar, sérstaklega í sýnum af seinni slætti og úr grænfóðri. Einhver útfærsla af vambarvökvamælingu er sú aðferð sem flestir nota sem grunn undir aðrar aðferðir sem eru ódýrari og hraðvirkari. Til að einfaldari aðferðir, hvort sem það er ensím-, innrauð-mæling eða aðrar, verði nothæfar þarf að byggja á gögnum með vambaraðferð og finna þannig réttar líkingar. Ástæða þess að tæpast er hægt að nota vambarvökvaaðferð í almennri þjónustu er sú að hún er mjög seinleg og dýr, auk þess að hafa þarf til staðar skepnur með vambaropi.

Aðrar greiningar eins og prótein eru mældar með Kjeldahl aðferð á öllum stöðunum, en einnig með NIR greiningu á RALA. Steinefni voru lengst af mæld með svipuðum hætti á öllum stöðunum, þ.e. með atómgleypnimælingu og/eða ljósmælingu. Nú síðustu ár hafa steinefni verið mæld með svokallaðri plasma mælingu á ICP tæki sem RALA á hluta í.

FRAMSETNING NIÐURSTAÐNA

Á fyrstu árum heyefnagreiningaþjónustunnar voru niðurstöður miðaðar við þurrhey með 85% þurrefni. Gerð voru samræmd eyðublöð sem notuð voru af RALA og RN fyrstu árin. Þessi framsetning var mjög óheppileg því ef gefið var upp gildi fyrir vothey, grænfóður eða annað fóður vildu menn líka fá það uppgefið sem þurrhey svo hægt væri að bera gildin saman. Í rannsóknastarfseminni er undantekningalítið unnið á grunni þurrefnis eða reiknað beint í magni fóðurs við tiltekið þurrefni sem mælt er.

Með tilkomu tölvutækninnar var fyrsta forritið skrifað 1974 af Gunnari Sigurðssyni fóðurfræðingi(5), sem þá var að koma úr framhaldsnámi. Til viðbótar efnagreiningum var í þessu forriti gerð tillaga að fóðrun mjólkurkúa. Öll mæligildi í því forriti voru gefin upp í þurrefni og í kg fóðurs. Erfitt reyndist að fá menn til að breyta til og því var hætt við að þróa forritið frekar. Árið 1985 var svo skrifað forrit á RALA og hannaður við það gagnagrunnur fyrir upplýsingar sem fylgdu sýnunum. Útskrift í þessu forriti gaf niðurstöður mæligilda, bæði sem magn í þurrefni og einnig í kg fóðurs miðað við mælt þurrefni í hverju sýni, en engin fóðrunaráætlun gerð eins og í gamla forritinu. Haldnir voru fundir um málið með mælingaaðilum og fleirum og reynt að fá menn til að hverfa frá þurrheysgildinu með 85% þurrefni og samræma útsendingarnar, en allt kom fyrir ekki. Það var því um nokkurra ára skeið sendar út allt að þremur útfærslum á framsetningu efnagreininganiðurstaðna til bænda.

Þegar ákveðið var að breyta fóðurorku- og próteinkerfinu hér á landi árið 1995 ákvað sú nefnd sem vann að breytingunum að samræma frágang niðurstaðna. Var það gert (að mestu) og byggt á framsetningu eins og í forriti RALA frá 1985, þar sem bæði er gefið upp efnamagn miðað við þurrefni og svo reiknað í kg fóðurs miðað við mælt þurrefni í hverju sýni.

NÝTT SAMSTARF UM EFNAGREININGAÞJÓNUSTU

Sumarið 1998 gengu RALA og Hvanneyri til samstarfs um efnagreiningaþjónustu á gróffóðri fyrir bændur. Í því samkomulagi var gert ráð fyrir að Bændaskólinn annaðist móttöku á öllum sýnum, færslu allra fylgigagna með sýnunum í gagnagrunn, ákvörðun þurrefnis, mölun sýna, mælingu á sýrustigi (pH) þar sem það á við og undirbúning fyrir steinefnagreiningu. Þá eru sýnin ásamt lausnum fyrir steinefnamælingu send til RALA og gagnagrunnsfærslur sendar rafrænt frá Hvanneyri inná tölvukerfi RALA. Á RALA er mælt prótein og meltanleiki með NIR mælingu eða votmælingu (t.d. grænfóður), en steinefni mæld með plasma aðferð á ICP tæki sem staðsett er á Iðntæknistofnun. RALA gengur svo frá niðurstöðum og sendir út reikninga. Samningurinn var gerður til eins árs til reynslu og verður væntanlega tekinn til endurskoðunar á næstunni.

KOSTIR OG GALLAR Á NÚVERANDI FYRIRKOMULAGI

Kostirnir við þessa tilhögun eru fyrst og fremst þeir að bestu þættir í aðstöðu og mannafla hvorrar stofnunar eru nýttir í hverju skrefi þjónustunnar. Á Hvanneyri er sérhönnuð aðstaða og gott starfsfólk til móttöku og frumvinnslu sýna. Flestar rannsóknastofur í nágrannalöndunum sem vinna við svipaða starfsemi nota nú orðið NIR mæliaðferð fyrir orkugildi og prótein, og ICP aðferð fyrir steinefni. Þetta er sá háttur sem viðhafður hefur verið á RALA undanfarin ár. Þar sem þessi tækjabúnaður er ekki fyrir hendi á Hvanneyri þótti eðlilegt að reyna að samnýta þann tækjabúnað sem þegar er fyrir hendi. Ókostir þeirra aðferða sem notaðar er á Hvanneyri og Akureyri við ákvörðun á meltanleika og próteini eru hvað þær eru tíma- og efnisfrekar og verðlagning mælinganna aldrei staðið undir nema hluta af raunverulegum kostnaði við þær. Sá annmarki er þó á NIR mælingum að í vissum tilvikum getur þurft að grípa til grunnaðferða (t.d. in vitro meltanleika) ef sýni eru eitthvað afbrigðileg miðað við sýnin sem gagnagrunnurinn samanstendur af, eða sýnin hafa myglað eða eru jarðvegsmenguð svo eitthvað sé nefnt. Það verður því alltaf að vera sá kostur til staðar að grípa til grunnaðferða. Hvað varðar steinefnin þá er kostur ICP tækninnar sá að hægt er að mæla öll steinefnin í einu úr sömu lausninni sem búin er til með einfaldri votbrennslu í sýru yfir nótt. Til samanburðar þá þarf að búa til tvær til þrjár mismunandi lausnir úr hverju sýni áður en mæling getur farið fram séu eldri aðferðir notaðar eins nú er gert á Hvanneyri og Akureyri. Almennt má segja að kostir steinefnagreininga með ICP mælingu og mælinga með NIR tækn-inni eru þeir að forvinna er fremur einföld og afköst geta verið mikil. Gallar eru hins vegar þeir að bæði ICP og NIR tækjabúnaður er dýr og krefst sérhæfðs starfsliðs og stoðkerfis, sem er litlum rannsóknastofum ofviða. Af framansögðu er ljóst að tæplega getur verið skynsamlegt að reka fleiri en eina einingu með þessum tækjum fyrir þjónustuefnagreiningar af þessu tagi hér á landi.

AFGREIÐSLUFRESTUR OG VERÐLAGNING

Í áðurnefndu samkomulagi Bændaskólans og RALA er gert ráð fyrir að afgreiðslutími niðurstaðna sé ekki lengri en fjórar vikur frá því sýnið er móttekið og niðurstöður eru sendar út. Þetta er miðað við álagstímann að haustinu. Nú eftir þetta fyrsta reynslutímabil er ljóst að þessi markmið hafa ekki náðst fyrir öll sýni. Ástæður þess eru að í fyrsta lagi var tímafrekara en ráð var fyrir gert fyrir tölvudeild Bændasamtakanna að koma rafrænum sendingum milli gagnagrunna á Hvanneyri og RALA í viðunandi horf. Þá komu fram minniháttar byrjunarvandamál við undirbúning sýna fyrir steinefnagreiningu á Hvanneyri, sem tók nokkurn tíma að finna út í hverju lá. Í upphafi voru örðugleikar við ICP greiningu sem töfðu starfið lítilsháttar. Þessi vandamál voru öll leyst og ekki ástæða annars en að ætla að afgreiðslutími í framtíðinni haldist innan þeirra marka sem sett hafa verið. Þó tafir yrðu fram yfir miðbik á törninni voru sýni sem bárust síðast í október samt öll frágengin fyrir 10. nóvember, en það er sú dagsetning sem miðað hefur verið við á undanförnum árum (á RALA) að ljúka sýnum sem berast á eðlilegum tíma, eða fyrir 20 október.

Í samkomulagi stofnanna var ákveðið að verðið á hvert sýni yrði 2090 kr. án vsk., sem innifelur í sér skráningu, forvinnu og mælingu á þurrefni, mælingu á meltanleika og próteini með NIR aðferð, mælingu steinefna með ICP aðferð og síðan tölvuvinnu og útskrift niðurstaðna og reikninga. Í þessum verði er ekki álag vegna stjórnunarkostnaðar, né kostnaður við húsnæði og rekstur þess. Ekki eru reiknaðar fullar afskriftir. Ljóst er að tæknilega er hægt að stytta tímann enn frekar. Vandinn við þessar heyefnagreiningar er sá að þær eru mjög árstíðabundnar og útilokað er að miða mannahald við álagstíma ef ekki eru verkefni á móti eða tekjustofnar til að mæta slíkum sveiflum að einhverju leyti. Ef afgreiðslutíminn á mesta annatíma er styttur mikið frá því sem nú er er óhjákvæmilegt að hækka verðið verulega. Þess má geta að lægsta verð fyrir svipaða þjónustu erlendis er mun hærra en það verð sem hér um ræðir.

LOKAORÐ

Þrátt fyrir tæknilega byrjunarörðugleika má segja að samvinnan milli Bændaskólans á Hvanneyri og Rannsóknastofnunar landbúnaðarins um fóðurefnagreiningaþjónustu á liðnu hausti hafi komist í góðan farveg og hafi þessi þjónusta allar forsendur til að ganga hraðar en áður. Stofnanirnar munu leitast við að svara kröfum þeirra sem óska eftir þessari þjónustu. Þó leitað sé allra leiða til að hún verði sem ódýrust fyrir bændur þá krefst allt starfsumhverfi (og löggjafinn) þess að þjónusta sem þessi sé ekki niðurgreidd. Líkur eru á að ódýrari aðferðir og samvinna þeirra stofnana og sérfræðinga sem vinna við rannsóknir sé góður stuðningur við þessa starfsemi og geri mælingarnar öruggari og vonandi ódýrari.

HEIMILDIR

1 Alexander, R.H. & McGowan M., 1966. The routine determination of in vitro digestibility of organic matter in forages - An investigation of the problems associated with continuous large-scale operation. J. Br. Grassl. Soc. 21: 140-147.

2 Bændaskólinn á Hvanneyri, 1975. Tilraunaskýrsla 1994. Fjölrit Bændaskólans á Hvanneyri nr. 2.

3 Derek C. Mundell, 1975. Meltanleikaákvörðun í glermaga (in vitro) og hagnýting hennar við fóðrun á gróffóðri. Ársrit ræktunarfélags Norðurlands 72: 6-27.

4 Gunnar Ólafsson & Friðrik Pálmason, 1968. Næringargildi töðunnar 1967. Freyr 64: 351-356.

5 Gunnar Sigurðsson, 1974. Fóðurforrit.

6 Jones, D.I.H. & Hayward, M.V., 1975. The effect of pepsin pretreatment of herbage on the predition of dry matter digestibility from solubility in fungal cellulase solutions. J. Sci. Food Agric. 26: 711-718.

7 Tilley, J.M.A. & Terry, R.A., 1963. A two stage technique for the in vitro digestion of forage crops. J. Br. Grassl. Soc. 18: 104-111.

8 Tryggvi Eiríksson, 1990. Innrauð mælitækni við fóðurefnagreiningar. Í: Ráðunautafundur 1990: 211-215.

9 Þórarinn Lárusson, 1971. Starfsskýrsla. Ársskýrsla Ræktunarfélags Norðurlands 68: 116-125.