Alkaline Grain Technology: increased Norwegian ingredients in cattle diets and effects on milk production, animal health and GHG emission

Befolkningsvekst og klimaendringer forsterker behovet for å fremme bærekraftig produksjon og matsikkerhet i landbruket. Norge har et nordisk klima med mindre enn 3 % av det totale landarealet som dyrkbar jord. Dette bidrar til høye nivåer av importerte proteiningredienser (~90 %) i fôr til produksjonsdyr, noe som er et dilemma ift miljø- og bærekraftspørsmål. Derfor er det en økende interesse for lokale fôrressurser som kan erstatte importerte proteinfôrmidler. Slik innsats utfordres imidlertid av høye stivelses- og lave proteinnivåer i korn med økt forekomst av metabolske forstyrrelser, spesielt hos melkekyr, som en konsekvens. Sistnevnte har negativ effekt på fôreffektivitet samt dyrehelse og -velferd. Med AlkaNor - en alkalisk behandling av korn - undersøker vi for tiden: 1) om andelen av importerte proteinfôrmidler i dietter til melkeku kan reduseres uten å påvirke dyrenes ytelse og helse ved bruk av lokalt produsert korn; 2) om dette kan redusere klimagassutslipp fra melkekuproduksjon, og 3) de økonomiske implikasjonene av denne intervensjonen. Disse spørsmålene belyses i prosjektet ved å gjøre in vitro-, in sacco- og in vivo-eksperimenter med ?alkalisk korn?. ?Alkalisk korn? inneholder urea og ulike enzymer. Urea spaltes til ammoniakk som benyttes av vommikrobene til syntese av mikrobeprotein, slik at kornets proteinverdi øker. ?Alkalisk korn? har en pH opp mot 8,5-9 og skal muliggjøre en større innblanding av korn i rasjonen uten at det går utover vomfunksjonen. In vitro- og in sacco-eksperimentene er i stor grad fullført som forarbeid til dyreforsøk. Resultatene er lovende og utarbeides for publisering nå. Basert på indikasjonene fra disse studiene planlegger vi to detaljerte dyreforsøk (som skal fullføres i 2022) med høytytende NRF-kyr i tidlig laktasjon. I forsøkene skal man se på melkeproduksjon, melkekvalitet, dyrehelse, næringseffektivitet og metanutslipp. Disse forsøkene forventes å produsere betydelige mengder data som kan bidra i vår innsats for å redusere det miljømessige fotavtrykket til husdyrproduksjonen og forbedre selvforsyningen med mat/fôr. Videre vil vurdering av melkekuhelse og økonomisk analyse av ressursbruk gjøre det mulig å vurdere om metoden er gjennomførbar i dagens produksjonsmiljø.

Population growth, climate changes and diminishing natural resources highlight the need to promote food security in agricultural policies. Norway has a Nordic climate with less than 3% of the total land area cultivated. This limitation contributes to high levels of imported feed ingredients used in concentrate feeds for production animals in Norway, with especially high figure for protein ingredients (~90%). This is in stark contrast to the agricultural policy in Norway promoting food self-sufficiency. Furthermore, the Norwegian livestock population is in a unique position with regard to animal health, and there is an increased risk of introducing new diseases to the country through import of feed ingredients. Therefore, there is a growing need to search for local feed resources. However, the efforts to increase the proportion of local ingredients in concentrate feeds is challenged by the high starch and low protein levels in grains. This increases the incidence of gastrointestinal and metabolic disorders; particularly the risk of subacute rumen acidosis (SARA) which, among others, compromises feed use efficiency, animal health and welfare with high economic impact. New technologies and treatment methods can increase the share of Norwegian feed ingredients in rations to production animals. This project will investigate the effects of using the alkalization technology on locally produced grain fed to dairy cows by assessing the effects on physiological and production parameters, and monitor environmental effects through quantification of greenhouse gas emission and nitrogen excretion. In addition, the project will look into animal health parameters by using new methods (-omics), and try to identify proxies (biomarkers) as non-invasive tools to detect animals with SARA. Economic analysis on the feasibility of the proposed alkaline treatment in relation to soy-based diets will also be evaluated.