דו"ח מסכם תלת שנתי – לפרויקט מספר 362-0062

הגדלת יעילות הייצור בבקר חלב ע"י הזנה פרטנית מבוקרת של כופתיות עשויות מחומרי לוואי עתירי דופן ראשונית פריקה.

דו"ח מסכם תלת שנתי -לפרויקט מספר 362-0062

יהושע מירון, אדית יוסף, משה ניקבחת, אברהם זינו, דניאל בן-גדליה – המחלקה לבקר – המכון לחקר בע"ח, מינהל המחקר החקלאי
אילן הלחמי, אפרים מלץ- המכון להנדסה חקלאית – מינהל המחקר החקלאי

מוגש למועצת החלב ולהנהלת ענף בקר

תקציר

בהצעת המחקר הנוכחית הוצעה קונספציה חדשה: להאביס את הפרות בממשק הזנה המבוסס על מתן בליל בסיסי + תוספת אינדבידואלית של כופתיות העשויות מחומרים עתירי דופן תא ראשוני פריק כתחליף לעמילן. בשנה הראשונה נבחנה הנעכלות ותנובת החלב ורכיביו ב 10 פרות שמחציתן קבלו 73% כופתיות עתירות קליפות סויה ו 27% שחתות דגן +קטנית בהשוואה למנה שבה הוחלף רק מרכיב קליפות הסויה בכופתיות (36.5% מכלל המנה) בגרעיני שעורה גרוסים. נמצא יתרון מובהק בצריכה החופשית ובנעכלות של דופן התא בפרות שהוזנו במנת קליפות הסויה בהשוואה למנת השעורה. בשנה השנייה נבחנו הצריכה הפרטנית, התנהגות האכילה ותנובת החלב ורכיביו של 24 פרות בממשק הזנה שבו מרבית המזון ניתן כבליל במאביסים הפרטניים באביסה חופשית מקצתו כתוסף כופתיות על גבי הבליל. במנת הניסוי הואבסו 12 פרות בכופתיות העשויות מחומרים עתירי דופן ראשונית, ואילו במנת הביקורת הורכבו הכופתיות בעיקר מגרעינים עמילניים וכוספת סויה. צריכת המזון והדופן של פרות הניסוי הייתה גבוהה יותר מזו של קבוצת הביקורת. הבדלי צריכה אלו התבטאו בהעלאת ריכוז השומן בחלב ובגידול מובהק בתנובת שומן החלב וחלב מושווה שומן של קבוצת הניסוי. לא נמצאו הבדלים מובהקים ביחס לתנובת החלב וחלבון החלב. בשנה השלישית נבחן ממשק ההזנה המוצע ב 38 פרות חלב שהוזנו במערכת הזנה אוטומטית מבוקרת מחשב של כופתיות, המשמשת כסימולציה של הזנה רובוטית. באבוס חולק לכל הפרות שהשתתפו בניסוי בליל בסיסי בשיעור של כ 64% מהמנה ואילו במאביסי הכופתיות מבוקרי המחשב ניתנו ל19 פרות כופתיות ניסוי עתירות דופן ראשונית ול 19 הפרות האחרות כופתיות בקורת עמילניות בשיעור ממוצע של כ 36% מהמנה. נמצא שבכופתיות מנת הניסוי גדלה צריכת ה NDF החופשית ונעכלות ה NDF. כתוצאה מכך תנובת החלב נשמרה דומה בשתי הקבוצות. תכולת שומן החלב גדלה בפרות שהואבסו בכופתיות הניסוי ומאידך, החלפת העמילן שבכופתית בקליפות סויה הביאה לירידה בתכולת חלבון החלב. נתוני התנהגות האכילה במאביסים האוטומטיים הראו שהפרות צורכות באופן דומה את שני סוגי הכופתיות ואין בעיית טעימות של הכופתיות עתירות בקליפות סויה. נראה לפיכך שהשימוש בשני סוגי הכופתיות מאפשר מניפולציה של הרכב החלב בהתאם לצרכי היצרן ודרישות המחלבה. ברצות היצרן לקבל חלב עתיר שומן יאביס בכופתיות עתירות קליפות סויה, וברצותו לקבל חלב עתיר חלבון יאביס בכופתיות עתירות עמילן.

פירוט

מטרת הניסוי שבוצע בשנה הראשונה הייתה לבחון את הנעכלות ואת תנובת החלב ורכיביו בפרות שקבלו 73% כופתיות עתירות בדופן ראשונית מקליפות סויה ו 27% שחתות דגן +קטנית (להלן, מנת קל. סויה) בהשוואה למנה שבה הוחלף רק מרכיב קליפות הסויה בכופתיות (36.5% מכלל המנה) בגרעיני שעורה גרוסים (להלן, מנת שעורה).

בניסוי שותפו 10 פרות חלב שהואבסו חופשית במשך 42 יום באחת משתי המנות (5 פרות לטיפול). שתי המנות כללו סמן כרום אוקסיד ששימש לחישובי הנעכלות, ואופיינו בתכולות דומות של חלבון (17.1%), שומן (5.9%), וNDF ממזון גס (14.6%), אך נבדלו בתכולת כלל הNDF במנה (47.2% במנת קל. הסויה ו 29.3% במנת השעורה). צריכת המזון החופשית ותנובת החלב של הפרות בכל תקופת הניסוי נקבעו על פי מדידה יום יומית. הרכב החלב נקבע בדגימות שנערכו אחת לשבוע. הנעכלות נבדקה על פי ריכוזי הסמן בדגימות מזון וצואה שנערכו במשך 6 ימים רצופים במהלך השבוע הרביעי של הניסוי. תוצאות הניסוי כולל ערכים ממוצעים של צריכת המזון, הנעכלות, ותנובת החלב ורכיביו מובאים בטבלאות 1 ו2.

תוצאות הניסוי מצביעות על יתרון מובהק בצריכה החופשית של החומר היבש ודופן התא במנת קליפות הסויה בהשוואה למנת השעורה (טבלה 1). צריכת המזון הנמוכה יותר של מנת השעורה מקורה כנראה מאפקט הדיכוי של הפחמימות הזמינות בשילוב עם השומן שבמנה על האוכלוסייה הצלולוליטית בכרס שגורמת לפחיתה בנעכלות דופן התא ע"י חיידקי הכרס, למרות שלא נמצאה ירידה בpH בכרס.

טבלה 1. ממוצעים יומיים של צריכת המזון וה NDF, ה pH בכרס, ונעכלות החומר האורגני, החלבון, ורכיבי דופן התא, בפרות שניזונו במנות הניסוי של שנה ראשונה.

	מנת קל' סויה	מנת שעורה	שת"מ	P
צריכת חומר יבש (ק"ג ליום)	20.4^a	16.9^b	1.62	0.05
צריכת NDF (ק"ג ליום)	9.63^a	4.95^b	0.62	0.03
pH בכרס	6.70	6.53	0.07	0.11
נעכלות חומר אורגני (%)	67.4	72.8	1.41	0.06
נעכלות חלבון (%)	68.9^a	76.0^b	1.55	0.02
נעכלות NDF (%)	50.9^a	36.2^b	2.98	0.02

^a,bממוצעים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטית P<0.05

טבלה 2. ממוצעים יומיים של תנובת החלב ורכיביו בפרות שניזונו במנות ניסוי שנה ראשונה.

	מנת קל' סויה	מנת שעורה	שת"מ	P
תנובת חלב (ק"ג\ יום)	30.9	28.8	1.36	0.23
תכולת שומן בחלב (%)	3.65^a	2.32^b	0.38	0.04
תכולת חלבון בחלב (%)	3.23	3.43	0.09	0.06
תכולת לקטוז בחלב (%)	4.70	4.78	0.15	0.54
תנובת שומן החלב (ק"ג\ יום)	1.13^a	0.67^b	0.11	0.01
תנובת חלבון החלב (ק"ג\ יום)	1.00	0.98	0.06	0.80
תנובת חמ"ש (ק"ג\ יום)	31.6^a	24.1^b	1.79	0.01
תנובת חמ"מ (ק"ג\ יום)	32.7^a	27.9^b	1.78	0.02

^a,bממוצעים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטית P<0.05.

היתרון של מנת קליפות הסויה בכמות הנצרכת של החומר האורגני והחלבון ושל מנת השעורה בעיכולם, קיזזו זה את זה במידה מסוימת, והביאו לכך שלא נמצאו הבדלים סטטיסטיים בתנובת החלב וחלבון החלב בין שתי המנות. לעומת זאת היתרון המובהק של מנת קליפות הסויה הן בצריכת NDF והן בעיכולו, הביאו לגידול מובהק בריכוז השומן בחלב, ובתנובת שומן החלב, החמ"ש, והחמ"מ של הפרות שקבלו את מנת קליפות הסויה בהשוואה למנת השעורה. ממצאי ניסוי העיכול והביצוע הנוכחי מצביעים על יתרון בהאבסת פרות חלב בכופתיות המבוססות על חומרים עתירי דופן ראשונית בהשוואה להאבסתן בכופתיות עמילניות, ומצדיקים את המשך המחקר בנושא זה.

מטרת הניסוי שבוצע בשנה השנייה הייתה לבחון את הצריכה הפרטנית, התנהגות האכילה ותנובת החלב ורכיביו בממשק הזנה ייחודי שנועד ליצירת הדמייה של הזנה ברפת רובוטית, שבה מרבית המזון ניתן כבליל באבוס ומקצתו ככופתיות ברובוט החליבה על מנת למשוך את הפרה להיכנס מרצונה לרובוט.

24 פרות חלב גבוהות תנובה חולקו ברפת הפרטנית בבית דגן לשתי קבוצות של 12 פרות כל אחת דומות בתחילת הניסוי בביצועיהן (45 ליטר חלב לפרה ליום) במשקל הגוף (575 ק"ג) ובמרחק מההמלטה (59 יום). שתי הקבוצות קבלו 75% מהמנה היומית כבליל זהה באבוס (בריכוזיות של 1.5 Mcal NEL) ו 25% מהמנה ניתנו כתוספת של כופתיות מאחד משני הרכבים שונים. במנת הניסוי הואבסו כופתיות העשויות מחומרים עתירי דופן ראשונית ובעיקר קליפות סויה וגלוטן פיד, ואילו במנת הביקורת הורכבו הכופתיות בעיקר מגרעינים עמילניים וכוספת סויה. הבליל ניתן במאביסים הפרטניים באביסה חופשית תוך הקפדה על 5-10% שאריות, ואילו הכופתיות הוספו על גבי הבליל באבוס ב 3 מנות יומיות שחולקו במועדי חליבת הפרות. בשתי קבוצות ההזנה הפרות אכלו את כל הכופתיות תוך זמן קצר לאחר הגשתן. ממשק הזנה ייחודי זה נועד ליצירת הדמייה של הזנה ברפת רובוטית, שבה מרבית המזון ניתן כבליל באבוס ומקצתו ברובוט החליבה על מנת למשוך את הפרה להיכנס מרצונה לרובוט. תכולת החלבון בבליל הייתה 17%, וגם בשני סוגי הכופתיות הובאה תכולת החלבון ל 17% ע"י הכללת גלוטן פיד – במנת הניסוי, וכוספת סויה במנת הביקורת. הניסוי נמשך שמונה שבועות כאשר השבועיים הראשונים שימשו לאדפטציה של הפרות לממשק ההזנה. הרכב המנות מובא בטבלה 3.

טבלה 4 מציגה את צריכת המזון הממוצעת ואת הביצועים של הפרות משני קבוצות ההזנה במהלך ששת השבועות של הניסוי. צריכת המזון וה NDF של קבוצת הניסוי הייתה ב 9% וב 47% בהתאמה, גבוהה יותר מזו של קבוצת הביקורת. הבדלי צריכה אלו התבטאו בהעלאת ריכוז השומן בחלב (3.31% לעומת %2.79, בהתאמה), ובגידול מובהק בשיעור של 20% בתנובת שומן החלב ושל 9.5% בתנובת חלב מושווה 3.5% שומן של קבוצת הניסוי. לעומת זאת לא נמצאו הבדלים מובהקים בין שתי הקבוצות ביחס לתנובת החלב וחלבון החלב. הסיבה לכך מקורה ככל הנראה מריכוזיות האנרגיה נטו הגבוהה יותר של מנת הביקורת אשר קיזזה את צריכת המזון וה NDF הנמוכות יותר של מנה זו.

ממצאי ניסוי זה מצביעים על כך שלהאבסת תוסף של כופתיות המורכבות מחומרים עתירי דופן ראשונית יש יתרון על פני השימוש בכופתיות עמילניות בעידוד הפרות להגדלת צריכת המזון ובעיקר צריכת הNDF, שמתבטא בהגדלת ריכוז השומן בחלב ובתנובת השומן והחמ"ש. הכופתיות העשויות מקליפות סויה וגלוטן פיד זולות בכ 20% מהכופתיות העמילניות כך שהמחיר הנמוך של כופתיות אלו מפצה חלקית על הצריכה הגבוהה יותר של מנת הניסוי. נראה שהממשק של הזנת בקר לחלב בכופתיות המבוססות על קליפות סויה וגלוטן פיד כתחליף לכופתיות עמילניות יכול להיות אטרקטיבי במיוחד לשימוש בהזנה רובוטית.

טבלה 3. הרכב מנות הניסוי של השנה השנייה ב% מהחומר היבש הנאכל.

רכיב	מנת ניסוי	מנת ביקורת
תוסף כופתיות ( 25% מהמנה היומית)
גרעיני שעורה גרוסים	–	16.7
תירס גרוס	–	5.3
כוספת סויה	–	3.0
קליפות סויה	16.7	–
גלוטן פיד	8.3	–
בליל בסיסי (75% מהמנה היומית)
גרעיני שעורה לחוצה	9.38	9.38
תירס גרוס	9.38	9.38
סובין	8.25	8.25
כוספת סויה	5.74	5.74
כוספת חמניות	5.74	5.74
גרעיני כותנה	3.75	3.75
שמן	0.37	0.37
תרכיז מינלים+ויטמינים לבקר	2.56	2.56
תחמיץ חיטה	16.7	16.7
תחמיץ תירס	5.63	5.63
שחת בקיה	3.75	3.75
שחת שיבולת שועל	3.75	3.75
תכולת חומר יבש במנה	67.2	67.2

טבלה 4. ממוצעים יומיים של צריכת המזון, תנובת החלב ורכיביו, ומשקל הגוף של פרות שניזונו במנות הניסוי של השנה השנייה.

	מנת הניסוי	מנת הביקורת	שת"מ	P
צריכת החומר היבש	27.1^a	24.8^b	0.30	0.03
צריכת NDF	11.1^a	7.55^b	0.27	0.01
תנובת חלב (ק"ג\ יום)	44.9	44.3	0.49	0.34
תכולת שומן בחלב (%)	3.31^a	2.79^b	0.05	0.01
תכולת חלבון בחלב (%)	3.05	3.18	0.03	0.09
תכולת לקטוז בחלב (%)	4.81^a	4.97^b	0.04	0.02
תנובת שומן החלב (ק"ג\ יום)	1.49^a	1.24^b	0.03	0.01
תנובת חלבון החלב (ק"ג\ יום)	1.37	1.41	0.02	0.14
תנובת %3.5 חמ"ש (ק"ג\ יום)	43.7^a	39.9^b	0.56	0.02
תנובת חמ"מ (ק"ג\ יום)	44.1	42.6	0.57	0.14

^a,b ממוצעים באותה שורה המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטית P<0.05.

מטרת הניסוי שנערך בשנה השלישית של הפרויקט הייתה לבחון את השפעת ההזנה של פרות חלב בכופתיות עתירות דופן ראשונית כתחליף לכופתיות עמילניות על צריכת המזון וביצועי הפרות במערכת הזנה אוטומטית מבוקרת מחשב של כופתיות, המשמשת כסימולציה של הזנה רובוטית. באבוס חולק לכל 38 הפרות שהשתתפו בניסוי בליל בסיסי בשיעור של כ 64% מהמנה והרכבו מובא בטבלה 5 למטה. במאביסי הכופתיות מבוקרי המחשב ניתנו ל19 פרות כופתיות עתירות דופן ראשונית SH) ) ול 19 הפרות האחרות כופתיות עמילניות (B) בשיעור ממוצע של כ 36% מהמנה.

ממצאי העבודה הראו שהכללת קליפות סויה (SH) כתחליף לשעורה (B) בכופתיות המואבסות לפרות חלב באמצעות מאביסים אוטומטיים מבוקרי מחשב, גורמת לשינוי בהרכב המנות ובנעכלותן במבחנה (טבלה 6) ומגדילה את צריכת ה NDF החופשית ואת נעכלות ה NDF (טבלאות 6 ו 7). כתוצאה מכך תנובת החלב נשמרה דומה בשתי קבוצות הניסוי, בעוד שתכולת שומן החלב גדלה בפרות שהואבסו בכופתיות עתירות דופן ראשונית; מאידך, החלפת העמילן שבכופתית בקליפות סויה הביאה לירידה בתכולת חלבון החלב (טבלה 8 ותמונה 1). נתוני התנהגות האכילה במאביסים האוטומטיים (טבלה 7 ותמונה 2) הראתה שהפרות צורכות באופן דומה את שני סוגי הכופתיות ואין בעיית טעימות של הכופתיות עתירות בקליפות סויה. נראה לפיכך שהשימוש בשני סוגי הכופתיות מאפשר מניפולציה של הרכב החלב בהתאם לצרכי היצרן ודרישות המחלבה. ברצות היצרן לקבל חלב עתיר שומן יאביס בכופתיות עתירות קליפות סויה, וברצותו לקבל חלב עתיר חלבון יאביס בכופתיות עתירות עמילן.

טבלה 5. הרכב שני סוגי הכופתיות שהואבסו במערכת ההאבסה האוטומטית מבוקרת המחשב והרכב הבליל שחולק לאורך האבוס, בניסוי של השנה השלישית.

Dietary treatment
B-Pellets^∗	SH-pellets^∗	Ingredients
		Pellets fed in ACF, % of dietary DM
18.0	0	Ground barley grains
12.0	11.2	Ground corn grains
2.0	2.8	Soybean meal
4.0	4.0	Extruded soy beans
0	18.0	Soy hulls
64	64	Basic mixture served^∗, % of dietary DM

SH pellets = pellets containing 50% soy hulls served in ACF
B pellets = pellets containing 50% barley grains served in ACF
Basic mixture served along the feeding lane to both groups contained (kg/1000kg DM): barley grain, 109.4; corn grain, 98.8; cotton grains, 62.5; soybean meal, 151.3; sunflower meal, 22.5; oat hay, 82.5; corn silage, 82.5; vetch hay, 43.1; wheat silage, 292.5; protected fat, 12.5; ammonium sulfate, 1.25; calcium carbonate, 25; Di calcium phosphate, 3.75; magnesium oxide, 3.27; sodium bicarbonate, 8.13; trace minerals + vitamins mix, 1.0.

טבלה 6. ההרכב הכימי והנעכלות במבחנה של שני סוגי הכופתיות ושל הבליל הבסיסי שחולק באבוס של הפרות בקבוצות הניסוי של השנה השלישית.

Dietary treatment
SEM	BM∗	B-pellets∗	SH-pellets∗
				Dietary component, % of DM
0.55	54.7^b	88.9^a	88.5^a	Dry matter (%)
0.06	17.0	17.0	16.9	Crude protein
–	–	27.3	–	NDF from roughage
0.72	46.0^a	24.2^b	44.1^a	Total NDF
0.47	20.7^b	5.50^c	25.4^a	Cellulose
0.28	18.8^a	17.2^b	17.0^b	Hemicellulose
0.13	6.49^a	1.48^b	1.72^b	Lignin (ADL)
–	1.62	1.98	1.93	Calculated NE_L (Mcal/kg DM)
				Extent of in vitro digestibility, %
1.33	70.5^b	86.4^a	87.9^a	DM
1.42	53.4^c	66.7^b	82.0^a	NDF
				Rate of in vitro digestibility, %/h
0.23	5.13^b	7.61^a	7.80^a	DM of added pellets
0.21	4.17^b	4.33^b	5.69^a	NDF of added pellets

SH pellets = pellets containing 50% soy hulls served in automatic concentrate feeders
B pellets = pellets containing 50% barley grains served in automatic concentrate feeders
BM = basic mixture served along the feeding lane to both groups.
^a,b,c Means in the same row following by different superscripts differ at P < 0.05

טבלה 7. התנהגות האכילה של הפרות שהואבסו בשני סוגי הכופתיות במאביסים מבוקרי מחשב ובבליל בסיסי לאורך האבוס, במהלך הניסוי של השנה השלישית

Dietary treatment
SEM	B-pellets∗	SH-pellets∗	Variable
0.25	9.12	8.60	No. of all ACF visits /cow/day
0.62	1.85	1.90	Unvisited FW/cow/day
0.22	8.83	9.07	Maximal interval between visits (hours/cow/day)
0.08	4.67	4.50	No. of rewarded visits (pellet meals /cow/day)
1.40	54.25	50.07	Duration of eating in ACF (min./cow/day)
0.29	11.62	11.13	Average meal duration (min./ meal)
0.08	1.85	1.92	Pellets intake in rewarded visits (kg DM / meal)
0.09	8.64	8.64	Pellets intake (kg DM/cow/day)
0.39	23.44	23.70	Predicted DMI∗, kg/cow/day
0.37	14.8	15.06	Predicted BM∗ intake, kg DM/cow/day
0.38	6.84^b	8.86^a	Predicted NDF intake, kg/cow/day

SH-pellets= pellets containing 50% soy hulls served in ACF;
B-pellets= pellets containing 50% barley grains served in ACF;
Predicted DMI calculated according to NRC (2001), based on individual FCM production, body weight and days in milking of the cows in each group.
BM = Basic mixture served along the feeding lane to both groups. Prediction of BM intake is calculated as total predicted DMI – pellets DM intake of each cow. Predicted NDF intake is calculated based on DMI data multiple by NDF content (Table 2).
^a,b Means in the same row following by different superscripts differ at P < 0.05.

טבלה 8. תנובת החלב והרכבו בפרות שהואבסו בשני סוגי הכופתיות כתוספת לבליל

Dietary treatment
P	SEM	B-pellets∗	SH-pellets∗	Variable
0.37	0.94	40.8	39.6	Milk yield, kg/d
0.05	0.09	3.09^b	3.37^a	Milk fat, %
0.01	0.03	3.06^b	2.92^a	Milk protein, %
0.89	0.06	4.97	4.96	Milk lactose, %
0.01	0.001	0.029^b	0.035^a	Milk urea, %
0.22	0.04	1.26	1.33	Milk fat, kg/d
0.06	0.03	1.25	1.16	Milk protein, kg/d
0.58	0.81	35.2	35.9	4% FCM yield, kg/d
0.36	0.87	39.1	37.9	ECM∗ yield, kg/d
0.86	11.1	558	560	Average BW, kg

SH pellets= pellets containing 50% soy hulls served in ACF;
B pellets= pellets containing 50% barley grains served in ACF;
ECM = Economically corrected milk.
^a,b Means in the same row following by different superscripts differ at P < 0.05.

Figure 1.

Yields of milk, milk protein, and milk fat (kg/d) of cow fed either the SH-pellets or the B-pellets, during the six weeks of the experiment, as compared with the pre-experimental period (three weeks marked as 0).

Figure 2.

Diurnal feeding pattern: number of meals distribution in the automatic computer controlled concentrates feeders (ACF) over hours of an average day, during two representative weeks of the experiment. Cows were receiving either the SH-pellets (●) or the B-pellets (■). Arrows show opening of a feeding window (FW).
Data suggest similar feeding behavior during day and night for both groups that consumed most of their pellet meals within two hours after each FW opening.