Search

Suomessa karkearehujen tuotanto perustuu kasvuolosuhteiden vuoksi nurmikasveihin, joita käytetään lypsylehmien ruokinnassa lähinnä säilörehuna. Maissin viljely säilörehuksi on viime vuosina lisääntynyt, mutta viljelypinta-ala on vielä hyvin pieni nurmeen verrattuna. Maissin etuna nurmeen nähden on suuri kuiva-ainesato yhdellä korjuukerralla. Maissisäilörehu voi myös vähentää metaanin muodostumista lypsylehmien pötsikäymisessä. Maa- ja metsätalousministeriön rahoittamassa Tulevaisuuden kestävät karkearehuvalinnat –hankkeessa tehtiin kaksi koetta, joissa tutkittiin nurmisäilörehun korvaamista maissisäilörehulla käytettäessä osittaista seosrehuruokintaa. Ensimmäisessä kokeessa tutkittiin karkearehun vaikutusta rehun syöntiin, maitotuotokseen ja dieetin sulavuuteen. Kokeeseen otettiin 9 useamman kerran poikinutta ay-lehmää, joiden poikimisesta oli keskimäärin 69 päivää. Koemallina käytettiin toistettuja 3 x 3 latinalaisia neliöitä. Säilörehuina olivat 1. sadon timotei-nurminatarehu (kuiva-aine 316 g kg-1, D-arvo 652 g kg-1 ka) ja seokset, joissa 25 % tai 50 % nurmisäilörehun kuiva-aineesta korvattiin maissisäilörehulla (kuiva-aine 359 g kg-1, D-arvo 679 g kg-1 ka, tärkkelys 278 g kg-1 ka). Toisessa kokeessa tutkittiin maidon ja metaanin tuotantoa lypsyrobottipihatossa. Jaksokokeen (4 vk/jakso) 10 lehmää (aika poikimisesta keskimäärin 107 päivää) siirtyivät ruokinnalta toiselle samassa järjestyksessä. Jaksoilla 1 ja 3 karkearehuna oli seos, jossa 1. sadon nurmisäilörehun kuiva-aineesta korvattiin 50 % maissisäilörehulla ja jaksolla 2 karkearehuna oli pelkkä nurmisäilörehu. Kokeessa käytetyt karkearehut olivat vastaavia kuin ensimmäisessä kokeessa. Molemmissa kokeissa seosrehun karkearehu-väkirehu -suhde oli 65:35 kuiva-aineessa. Seosrehun väkirehu sisälsi kauraa, ohraa, härkäpapua, hernettä ja melassileikettä. Seosrehun lisäksi lehmät saivat kaupallista täysrehua ensimmäisessä kokeessa 6.1 kg ka pv-1 ja toisessa kokeessa keskimäärin 6.6 kg ka pv-1.Nurmisäilörehun osittainen korvaaminen maissisäilörehulla lisäsi kuiva-aineen syöntiä molemmissa kokeissa. Samalla tärkkelyksen saanti lisääntyi sekä raakavalkuaisen ja NDF:n saanti vähentyi. Ensimmäisessä kokeessa nurmisäilörehun korvaaminen maissisäilörehulla huononsi dieetin orgaanisen aineen, NDF:n ja raakavalkuaisen sulavuutta, mutta lisäsi maidon rasvapitoisuutta, rasvatuotosta ja energiakorjattua maitotuotosta. Toisessa kokeessa eroja maitotuotoksessa tai maidon koostumuksessa ei havaittu. Nurmisäilörehun korvaaminen maissisäilörehulla vähensi maidon ureapitoisuutta ja paransi typen hyväksikäyttöä. Maissisäilörehun lisäämisellä ruokintaan ei ollut vaikutusta metaanin tuotantoon (g pv-1 tai g kg-1 EKM).Tulosten perusteella sulavuudeltaan keskinkertaisen nurmisäilörehun osittainen korvaaminen runsaasti tärkkelystä sisältävällä maissisäilörehulla voi lisätä rehun syöntiä ja maitotuotosta, mutta heikentää dieetin sulavuutta. Maissisäilörehun pienen valkuaispitoisuuden ansiosta myös typen hyväksikäyttö tehostuu.

Sixteen multiparous Holstein cows in four blocks of 4 x 4 Latin square over 4-week experimental periods were used to study the effects of seaweed (Saccharina latissima) supplement (with/without) and protein source (rapeseed meal (RSM)/wheat distiller's grain (WDG)) on milk mineral concentrations. Dietary treatments did not affect milk production and basic composition. Feeding seaweed slightly decreased milk Ca and Cu concentrations; whilst increased (by 3.3-fold) milk iodine (I) concentration, due to a higher dietary I supply. Substitution of WDG with RSM increased feed-to-milk transfer of Ca, Na, and Se and decreased that of Mg, P, Fe, and Mn; but only reduced milk Mn and I concentrations (the latter by 27 % as a potential result of increased glucosinolate intake). Seaweed supplement can improve milk I content when cows' I supply/availability is limited, but care should be taken to avoid excess milk I contents that may pose nutritional risks for young children.

This experiment was conducted to evaluate different microalgae species as protein supplements in the nutrition of lactating dairy cows in comparison to soya bean meal. Four multiparous lactating Finnish Ayrshire cows (112 days in milk) were used in a balanced 4 × 4 Latin square study. Cows were fed separately fixed amount of cereal-sugar beet pulp based concentrate (12.5 kg/d) and grass silage ad libitum. Experimental treatments consisted of four isonitrogenous protein supplements: soya bean meal (SOY), Spirulina platensis (SPI), Chlorella vulgaris (CHL) and a mixture of C. vulgaris and Nannochloropsis gaditana (1:1 on dry matter (DM) basis; CHL-NAN). The substitution of soya bean meal by microalgae did not affect the quantity of total DM intake (DMI), but changed the composition of DMI by decreasing the concentrate:forage ratio of the diet (P=0.054) owing to the poorer palatability of microalgae. Intake of methionine was increased (P

Hivenainekoostumus on yksi tärkeimpiä ruoan ja rehujen ravitsemuksellisen laadun mittareita. Ihmisten ja tuotantoeläinten dieetti voi olla energian saannin kannalta riittävä, mutta siitä voi puuttua elintärkeitä hivenaineita, mikä aiheuttaa niin sanotun piilonälän (hidden hunger) ja sen seurauksena puutoksesta johtuvaa kasvun ja kehityksen hidastumista tai sairauksia. Hivenaineita voi olla myös yli ihmisen ja eläinten fysiologisen tarpeen, vaikka varsinaista haitallisen runsasta saantia esiintyy harvoin. Ruoan ja rehujen hivenainepitoisuuteen vaikuttavat ensisijaisesti ravinteen saatavuus maasta sekä hivenaineita sisältävät lannoitteet. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, miten kestävä tehostaminen ja tavoite valkuaisomavaraisuuden lisäämisestä voivat vaikuttaa ihmisten ja eläinten hivenaineiden saantiin. Sikojen, siipikarjan ja lypsylehmien hivenaineiden laskennallista saantia tarkasteltiin ilman kivennäistäydennystä erilaisilla malliruokinnoilla, joissa soija- tai rypsirouhetta korvattiin palkoviljoilla. Lisäksi laskettiin nurmisäilörehun puna-apilapitoisuuden lisäämisen vaikutukset lypsylehmän hivenaineiden saantiin. Kasvihuonekokeissa tutkittiin orgaanisen lannoitteen sisältämien hivenaineiden käyttökelpoisuutta viljelykasveille ja miten siemensato muuttuu korvattaessa 50 %mineraalitypestä sian lietelannan typellä. Lisäksi selvitettiin härkäpavun, valkolupiinin ja vehnän eroja hivenaineiden oton tehokkuudessa. Rehutaulukoiden ja kirjallisuuden mukaan palkokasvien siementen ja soija- ja rypsirouheen hivenainepitoisuuksien erot vaihtelevat riippuen kasvilajista ja hivenaineesta. Esimerkiksi palkokasvien siementen rauta- ja mangaanipitoisuudet ovat pienempiä kuin soija ja rypsirouheen, mutta sinkkipitoisuuksissa erot ovat melko pieniä. Hivenaineiden pitoisuuserot eivät johtaneet oleellisiin eroihin laskettaessa eläinten hivenaineiden saanteja. Erityisesti yksimahaisten ruokintamalleissa perusrehuista saadut hivenainetasot olivat selvästi alle kotimaisten ruokintasuositusten, ja käytännössä täydennys on tarpeen. Nurmipalkokasvien hivenaineiden pitoisuudet ovat yleensä merkittävästi suurempia kuin heinäkasvien, joten lisättäessä puna-apilan osuutta nurmissa rehun hivenainepitoisuus lisääntyy. Karkearehun hivenainepitoisuuteen vaikuttaa kasvilajikoostumuksen lisäksi korjuuajankohta, sillä hivenaineiden pitoisuus kasvissa vähenee merkittävästi kukinnan jälkeen. Tästä johtuen nurmirehun hivenainekoostumuksessa esiintyy kirjallisuudessa suuria vaihteluita.Kasvihuonekokeessa mineraalitypen korvaaminen lietelannan typellä ei vähentänyt minkään kasvilajin siemensadon määrää. Siementen ivenainepitoisuuksissa (Fe, Zn, Cu, Mn) ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja. Lietelannan orgaaniseen aineeseen sitoutuneen seleenin käyttökelpoisuus kasveille oli sen sijaan alhai-nen. Tulosten perusteella pohditaan miten tuotannon kestävä tehostaminen, erityisesti kotoperäisen valkuaisen käytön lisääminen ja väkilannoitetypen korvaaminen lietteellä, vaikuttaa rehujen hivenainepitoisuuteen ja sitä kautta ravitsemukselliseen laatuun.

Mikrolevät ovat mikroskooppisen pieniä yksisoluisia eliöltä. Ne kasvavat nopeasti muuntaen valon energiaa ja hiilidioksidia runsaasti valkuaista ja välttämättömiä omega-rasvahappoja sisältäväksi biomassaksi.Mikrolevistä lypsylehmien valkuaisrehuna on vähän tutkimustietoa. Tässä tutkimuksessa selvitettiin mikrolevien vaikutusta lypsylehmien rehun syöntiin, maidontuotantoon ja maidon rasvahappokoostumukseenrypsiin ja soijaan verrattuna. Viikin opetus- ja tutkimustilan navetassa tehtiin kaksi ruokintakoetta osana EAKR:n rahoittamaa Algae Foods –projektia. Kokeessa 1 oli 8 ay-lehmää, joiden poikimisesta oli kokeen alkaessa 186 pv. Koemallina oli toistettu 4x4 latinalainen neliö. Kontrolliruokinnassa lehmät saivat väkirehuna vilja-leikeseosta ilman valkuaislisää. Isonitrogeenisinä viljaleikkeen valkuaistäydennyksinä olivat rypsirouhe, Spirulina platensis-leväjauho tai näiden seos vastaten 2,5 kg:n rypsirouheannosta/pv. Väkirehuannos oli 12 kg/pv. Kokeessa 2 oli 4 ay-lehmää, joiden poikimisesta oli 112 pv. Koemallina oli 4x4 latinalainen neliö. Isonitrogeenisinä vilja-leikeseoksen valkuaistäydennyksinä olivat soijarouhe, Spirulina platensis, Chlorella vulgaris sekä Chlorella vulgariksen ja Nannochlorpsis gaditanan seos vastaten 1,8 kg:n soijarouheannosta/pv. Väkirehuannos oli 12,5 kg/pv. Molemmissa kokeissa lehmät saivat nurmisäilörehua vapaasti. Valkuaistäydennys lisäsi suuntaa-antavasti eläinten säilörehun syöntiä (+0,80 kg ka/pv) ja energiakorjattua maitotuotosta (+0,97 kg/pv; koe 1).Mikrolevät, etenkin Nannochloropsis, heikensivät väkirehun maittavuutta perinteisiin valkuaisrehuihin verrattuna. Lehmät kuitenkin kompensoivat vähäisempää väkirehun syöntiä lisäämällä säilörehun syöntiä, joten koko dieetin kuiva-aineen syönneissä ei ollut eroa koeruokintojen välillä (koe 1 keskimäärin 23,0 kg ka/pv, koe 2 keskimäärin 21,5 kg ka/pv). Rypsin tai soijan korvaaminen mikrolevällä ei vaikuttanut maitotuotokseen (koe 1 keskimäärin 27,3 kg/pv, koe 2 keskimäärin 30,6 kg/pv). Rypsi- ja Spirulina-ruokintojen välillä ei ollut eroa maidon rasvapitoisuudessa eikä rasvatuotoksessa (koe 1). Sen sijaan soijan korvaaminen mikrolevällä lisäsi maidon rasvapitoisuutta (+0,19 %-yksikköä; koe 2). Spirulinaruokinta lisäsi maidon rasvapitoisuutta ja -tuotosta Chlorella-ruokintoihin verrattuna (+0,32 %-yksikköä, +210 g/pv; koe 2). Rypsin lipidit sisälsivät runsaasti cis-9 18:1-rasvahappoa (43 % rasvahapoista), soijan 18:2n-6 (50 %), Spirulinan 16:0 ja 18:3n-6 (46 %, 20 %), Chlorellan 18:2n-6 (49 %) ja Nannochloropsiksen cis-9 16:1 ja 20:5n-3 (EPA) (36 %, 19 %). Erot mikrolevien rasvahappokoostumuksessa heijastuivat maitorasvaan. Spirulina lisäsi maitorasvan 18:3n-6-pitoisuutta ja Chlorella 18:2n-6-pitoisuutta. Nannochloropsiksen lisääminen Chlorella-ruokintaan kolminkertaisti maitorasvan EPA-pitoisuuden (0,07 vs. 0,21 % rasvahapoista). Kaiken kaikkiaan muutokset maitorasvan koostumuksessa olivat kuitenkin pieniä, sillä tutkitut valkuaisrehut sisälsivät suhteellisen vähän lipidejä (alle 40 g/kg ka rasvahappoja). Tulosten perusteella mikrolevien maidontuotanto-ominaisuudet vastaavat rypsiä ja soijaa lypsylehmien nurmisäilörehu-viljapohjaisessa ruokinnassa.

Palkoviljat ovat kiinnostava vaihtoehto heinäkasveille karkearehuna typensitomiskykynsä ja suuren biomassan tuotantopotentiaalinsa vuoksi. Lisäksi palkoviljojen ja viljakasvien seosviljelyn on raportoitu vaikuttavan positiivisesti maidontuotantoon, maatilan talouteen ja ympäristöön. Tässä tutkimuksessa selvitettiin härkäpapu-kevätvehnäsäilörehun (Vicia faba – Triticum aestivum) vaikutusta lypsylehmien rehun syöntiin, ravintoaineiden hyväksikäyttöön ja maidontuotantoon, kun sillä korvattiin osa nurmisäilörehusta. Kokeessa oli 8 ay-lehmää, joiden poikimisesta oli kokeen alkaessa kulunut 100 päivää. Koemallina oli toistettu 4x4 latinalainen neliö. Koeasetelmaltaan 2x2 faktoriaalisen kokeen koekäsittelyinä olivat säilörehun kasvilaji ja väkirehun raakavalkuaispitoisuus. Säilörehuvaihtoehdot olivat timotei-nurminatarehu (Phleum pratense – Festuca pratensis) (Nurmi) ja seos, jossa puolet nurmisäilörehun kuiva-aineesta korvattiin härkäpapu-kevätvehnäsäilörehulla (Nurmi-härkäpapu -seos). Kevätvehnän osuus härkäpapusäilörehussa oli vain noin 10 % kuiva-aineesta. Väkirehuannos (13 kg/pv) sisälsi rypsirouhetta joko 2,0 tai 3,5 kg, jolloin väkirehun raakavalkuaispitoisuus oli vastaavasti 175 tai 200 g/kg ka. Ruokinta toteutettiin erillisruokintana ja lehmät saivat säilörehua vapaasti. Nurmisäilörehun ja nurmi-härkäpapusäilörehuseoksen raakavalkuaispitoisuudet olivat 155 ja 160 g/kg ka, NDF-pitoisuudet 517 ja 477 g/kg ka ja in vitro D-arvot 678 ja 642 g/kg ka. Molempien rehujen säilöntälaatu oli hyvä. Härkäpapusäilörehun heikommasta sulavuudesta huolimatta nurmisäilörehun korvaaminen osittain härkäpapusäilörehulla ei vaikuttanut lypsylehmien kuiva-aineen syöntiin, maito-, rasva- tai valkuaistuotokseen. Rypsiannostuksen lisääminen pienensi maidon rasvapitoisuutta ja -tuotosta (-2,15 g/kg ja -90 g/pv), minkä seurauksena myös energiakorjattu maitotuotos pieneni suuntaa antavasti (-1,3 kg/pv). Rypsiannostuksen lisääminen myös lisäsi molemmilla säilörehukäsittelyillä maidon ureapitoisuutta (+3,75 mg/100ml) ja heikensi rehutypen hyväksikäyttöä maidontuotantoon (-1,65 %-yksikköä). Ureapitoisuuden lisääntyminen oli kuitenkin merkitsevästi suurempaa härkäpapuruokinnalla kuin puhtaalla nurmiruokinnalla. Nurmisäilörehun korvaaminen osittain härkäpapusäilörehulla lisäsi pötsin ammoniakkipitoisuutta (+2,45 mmol/l). Rypsiannostuksen lisääminen vähensi pötsin voihappopitoisuutta nurmiruokinnalla, mutta ei härkäpapuruokinnalla. Muut erot pötsin VFA-pitoisuuksissa olivat vähäisiä. Nurmisäilörehuun verrattuna härkäpapuruokinta vähensi plasman NEFA-pitoisuutta (-0,015 mmol/l) ja lisäsi plasman histidiini-, leusiini- ja valiinipitoisuuksia (+10, +11 ja +20 μmol/l, vastaavasti). Tulosten perusteella nurmisäilörehusta voidaan korvata puolet heikommin sulavalla härkäpapu-kevätvehnäsäilörehulla ilman, että lypsylehmien maitotuotos heikkenee. Tässä kokeessa pienempi rypsiannos (2 kg) osoittautui paremmaksi, sillä suurempi annos (3,5 kg) ei lisännyt kuiva-aineen syöntiä eikä maitotuotosta, vaan sen sijaan vähensi maidon rasvapitoisuutta ja heikensi typen hyväksikäyttöä maidontuotantoon.

Mikrolevät ovat kiinnostava valkuaisrehuvaihtoehto huomattavan suuren kasvupotentiaalinsa ja suuren valkuaispitoisuutensa (jopa 700 g/kg ka) vuoksi. Mikrolevien aminohappokoostumus on lähes rypsin ja soijan veroinen levien pienempää histidiinipitoisuutta lukuun ottamatta. Mikrolevistä lypsylehmien rehuna on vain vähän tutkimustietoa. Tässä tutkimuksessa selvitettiin mikrolevien vaikutusta lypsylehmien valkuaisen hyväksikäyttöön perinteisiin valkuaisrehuihin, rypsiin ja soijaan, verrattuna. Osana EAKR:n rahoittamaa Algae Foods-projektia tehtiin kaksi ruokintakoetta. Kokeessa 1 oli 8 ay-lehmää, joiden poikimisesta oli kokeen alkaessa kulunut 186 pv. Koemallina oli toistettu 4x4 latinalainen neliö. Kontrolliruokinnassa lehmät saivat väkirehuna vilja-leikeseosta ilman valkuaislisää. Isonitrogeenisinä vilja-leikkeen valkuaistäydennyksinä olivat joko rypsirouhe, Spirulina platensis leväjauho tai niidenseos vastaten 2,5 kg:n rypsiannosta/pv. Väkirehuannos oli 12 kg/pv. Kokeessa 2 oli 4 ay-lehmää, joiden poikimisesta oli 112 pv. Koemallina oli 4x4 latinalainen neliö. Isonitrogeenisinä vilja-leikeseoksen valkuaistäydennyksinä olivat soijarouhe, Spirulina platensis, Chlorella vulgaris sekä Chlorella vulgariksen ja Nannochlorpsis gaditanan seos vastaten 1,8 kg:n soija-annosta/pv. Väkirehuannos oli 12,5 kg/pv. Molemmissa kokeissa lehmät saivat nurmisäilörehua vapaasti. Valkuaistäydennys lisäsi typensaantia kokeessa 1 (+92 g/pv), mutta kokeessa 2 käsittelyiden välillä ei ollut eroa typensaannissa. Valkuaistäydennys ei vaikuttanut maidon valkuaispitoisuuteen eikä -tuotokseen (koe 1). Rypsin korvaaminen Spirulinalla heikensi suuntaa-antavasti valkuaistuotosta (-45,5 g/pv, koe 1), mutta maidon valkuaispitoisuudessa ei havaittu eroja. Soija- ja mikroleväruokintojen välillä ei ollut eroja maidon valkuaispitoisuudessa eikä -tuotoksessa (koe 2). Kokeessa 1 sekä valkuaistäydennys että rypsin korvaaminen Spirulinalla lisäsivät pötsin ammoniakkipitoisuutta (+3,17 ja +0,56 mmol/l), ja typen eritystä virtsaan (+7,5 ja +6,3 %-yksikköä) sekä vastaavasti vähensivät typen eritystä maitoon (-4,3 ja -1,65 %-yksikköä). Kun eri levälajeja verrattiin soijaan ja toisiinsa, rehuvalkuaisen hyväksikäytössä ei havaittu eroja (koe 2). Kummassakaan kokeessa valkuaislähde ei vaikuttanut mikrobivalkuaisen tuotantoon eikä eläinten typpitaseeseen. Molemmissa kokeissa typen hyväksikäyttö maitovalkuaisen synteesiin oli hyvällä tasolla, lähes 30 %, kaikilla koeruokinnoilla. Valkuaistäydennys lisäsi lähes kaikkien välttämättömien aminohappojen pitoisuuksia valtimoveressä ja monien näistä osalta myös maitorauhasen aminohappojen otto lisääntyi (koe 1). Spirulinan rypsiä pienempi histidiinipitoisuus heijastui valtimoveripitoisuuteen ja maitorauhasen histidiinin ottoon, jotka pienenivät mikrolevän osuuden lisääntyessä (koe 1). Kokeessa 2 maitorauhasen histidiinin otossa ei havaittu eroja. Näiden tulosten perusteella useimmat Spirulinan valkuaisen hyväksikäyttöä kuvaavat muuttujat olivat hieman rypsiä heikompia. Sen sijaan soijan ja eri mikrolevälajien välillä ei ollut eroa valkuaisen hyväksikäytössä.

Forage type and management influences the nutritional quality and fatty acid composition of ruminant milk. Replacing grass silage with red clover (RC; L.) silage increases milk fat 18:3-3 concentration. Red clover has a higher polyphenol oxidase (PPO) activity compared with grasses, which has been suggested to decrease lipolysis and . The present study characterized the abundance and fatty acid composition of esterified lipid and NEFA before and after ensiling of grass and RC to investigate the influence of forage species, growth stage, and extent of fermentation on lipolysis. A randomized block design with a 2 × 3 × 4 factorial arrangement of treatments was used. Treatments comprised RC or a mixture of timothy ( L.) and meadow fescue ( Huds.) harvested at 3 growth stages and treated with 4 levels of formic acid (0, 2, 4, and 6 L/t). Lipid in silages treated with 0 or 6 L/t formic acid were extracted and separated into 4 fractions by TLC. Total PPO activity in fresh herbage and the content of soluble bound phenols in all silages were determined. Concentrations of 18:3-3 and total fatty acids (TFA) were higher ( < 0.001) for RC than for grass. For both forage species, 18:3-3 and TFA content decreased linearly ( < 0.001) with advancing growth stage, with the highest abundance at the vegetative stage. Most of lipid in fresh RC and grass herbage (97%) was esterified, whereas NEFA accounted for 71% of TFA in both silages. Ensiling resulted in marginal increases in TFA content and the amounts of individual fatty acids compared with fresh herbages. Herbage total PPO activity was higher ( < 0.001) for RC than grass (11 vs. 0.11 μkatal/g leaf fresh weight). Net lipolysis during ensiling was extensive for both forage species (660 to 759 g/kg fatty acid for grass and 563 to 737 g/kg fatty acid for RC). Formic acid application (0 vs. 6 L/t) resulted in a marked decrease ( = 0.026) in net lipolysis during the ensiling of RC, whereas the opposite was true ( = 0.026) for grass. In conclusion, results suggest that formic acid addition during the ensilage of RC decreases lipolysis . For both plant species, total PPO activity was not associated with the extent of lipolysis . However, bound phenols formed via PPO activity appear to have a role in protecting lipid and protein against degradation in grass and lowering proteolysis of RC during ensiling.

Ruminant-based food production faces currently multiple challenges such as environmental emissions, climate change and accelerating food-feed-fuel competition for arable land. Therefore, more sustainable feed production is needed together with the exploitation of novel resources. In addition to numerous food industry (milling, sugar, starch, alcohol or plant oil) side streams already in use, new ones such as vegetable and fruit residues are explored, but their conservation is challenging and production often seasonal. In the temperate zones, lipid-rich camelina (Camelina sativa) expeller as an example of oilseed by-products has potential to enrich ruminant milk and meat fat with bioactive trans-11 18:1 and cis-9,trans-11 18:2 fatty acids and mitigate methane emissions. Regardless of the lower methionine content of alternative grain legume protein relative to soya bean meal (Glycine max), the lactation performance or the growth of ruminants fed faba beans (Vicia faba), peas (Pisum sativum) and lupins (Lupinus sp.) are comparable. Wood is the most abundant carbohydrate worldwide, but agroforestry approaches in ruminant nutrition are not common in the temperate areas. Untreated wood is poorly utilised by ruminants because of linkages between cellulose and lignin, but the utilisability can be improved by various processing methods. In the tropics, the leaves of fodder trees and shrubs (e.g. cassava (Manihot esculenta), Leucaena sp., Flemingia sp.) are good protein supplements for ruminants. A food-feed production system integrates the leaves and the by-products of on-farm food production to grass production in ruminant feeding. It can improve animal performance sustainably at smallholder farms. For larger-scale animal production, detoxified jatropha (Jatropha sp.) meal is a noteworthy alternative protein source. Globally, the advantages of single-cell protein (bacteria, yeast, fungi, microalgae) and aquatic biomass (seaweed, duckweed) over land crops are the independence of production from arable land and weather. The chemical composition of these feeds varies widely depending on the species and growth conditions. Microalgae have shown good potential both as lipid (e.g. Schizochytrium sp.) and protein supplements (e.g. Spirulina platensis) for ruminants. To conclude, various novel or underexploited feeds have potential to replace or supplement the traditional crops in ruminant rations. In the short-term, N-fixing grain legumes, oilseeds such as camelina and increased use of food and/or fuel industry by-products have the greatest potential to replace or supplement the traditional crops especially in the temperate zones. In the long-term, microalgae and duckweed of high-yield potential as well as wood industry by-products may become economically competitive feed options worldwide.

Two experiments were conducted to evaluate microalgae as a protein supplement in the nutrition of lactating dairy cows in relation to unsupplemented and rapeseed meal supplemented diets. In both experiments multiparous Finnish Ayrshire cows were fed separately fixed amount of cereal-sugar beet pulp based concentrate (11 kg/d in Exp. 1 and 12 kg/d in Exp. 2), and grass silage ad libitum. In Exp. 1, six cows (212 days in milk; DIM) were used in a replicated 3 × 3 Latin square. Diets were supplemented isonitrogenously with rapeseed meal (pelleted rapeseed supplement, RSS), mixture of Spirulina platensis and Chlorella vulgaris microalgae (1:1 on dry matter (DM) basis; ALG) or a mixture of RSS and ALG (1:1 on crude protein (CP) basis; RSS-ALG). In Exp. 2, four intact cows and four rumen cannulated cows (190 DIM) were used in a replicated 4 × 4 Latin square. Treatments consisted of basal diet without protein supplement (NEG) or supplemented similarly as in Exp. 1 with the exception of RSS-ALG and ALG containing only S. platensis. Protein supplementation increased fibre and N digestibility but did not affect dry matter intake (DMI) or milk yield. The substitution of rapeseed by microalgae did not affect total DMI or milk yield in neither of the experiments, but changed the quality of DMI in Exp.2 by linearly decreasing concentrate:forage ratio of the diet due to poorer palatability of microalgae. The efficiency of N utilisation (NUE) in milk production varied from moderate (Exp. 1) to high (Exp. 2), and in Exp. 2 was decreased by both protein supplementation and microalgae inclusion in the diet. Protein supplementation or microalgae inclusion in the diet did not affect ruminal pH or major volatile fatty acids in Exp. 2, but both increased ruminal NH3-N concentration. There was likely a shortage of N for rumen microbes on NEG in Exp. 2 as indicated by low milk urea N and increased microbial N flow on protein supplemented diets. In both experiments, only minor differences were observed in plasma metabolites when microalgae substituted rapeseed. Even though arterial histidine concentrations were high, arterial histidine and carnosine concentrations (Exp. 1 and 2) and milk protein yields (Exp. 2) decreased by microalgae inclusion suggesting that histidine supply may become suboptimal on microalgae supplemented diets. Experiments demonstrated the suitability of microalgae as protein supplement for dairy cows, however, the protein value of microalgae is likely slightly lower than that of rapeseed meal. Two experiments were conducted to evaluate microalgae as a protein supplement in the nutrition of lactating dairy cows in relation to unsupplemented and rapeseed meal supplemented diets. In both experiments multiparous Finnish Ayrshire cows were fed separately fixed amount of cereal-sugar beet pulp based concentrate (11 kg/d in Exp. 1 and 12 kg/d in Exp. 2), and grass silage ad libitum. In Exp. 1, six cows (212 days in milk; DIM) were used in a replicated 3 × 3 Latin square. Diets were supplemented isonitrogenously with rapeseed meal (pelleted rapeseed supplement, RSS), mixture of Spirulina platensis and Chlorella vulgaris microalgae (1:1 on dry matter (DM) basis; ALG) or a mixture of RSS and ALG (1:1 on crude protein (CP) basis; RSS-ALG). In Exp. 2, four intact cows and four rumen cannulated cows (190 DIM) were used in a replicated 4 × 4 Latin square. Treatments consisted of basal diet without protein supplement (NEG) or supplemented similarly as in Exp. 1 with the exception of RSS-ALG and ALG containing only S. platensis. Protein supplementation increased fibre and N digestibility but did not affect dry matter intake (DMI) or milk yield. The substitution of rapeseed by microalgae did not affect total DMI or milk yield in neither of the experiments, but changed the quality of DMI in Exp.2 by linearly decreasing concentrate:forage ratio of the diet due to poorer palatability of microalgae. The efficiency of N utilisation (NUE) in milk production varied from moderate (Exp. 1) to high (Exp. 2), and in Exp. 2 was decreased by both protein supplementation and microalgae inclusion in the diet. Protein supplementation or microalgae inclusion in the diet did not affect ruminal pH or major volatile fatty acids in Exp. 2, but both increased ruminal NH3-N concentration. There was likely a shortage of N for rumen microbes on NEG in Exp. 2 as indicated by low milk urea N and increased microbial N flow on protein supplemented diets. In both experiments, only minor differences were observed in plasma metabolites when microalgae substituted rapeseed. Even though arterial histidine concentrations were high, arterial histidine and carnosine concentrations (Exp. 1 and 2) and milk protein yields (Exp. 2) decreased by microalgae inclusion suggesting that histidine supply may become suboptimal on microalgae supplemented diets. Experiments demonstrated the suitability of microalgae as protein supplement for dairy cows, however, the protein value of microalgae is likely slightly lower than that of rapeseed meal.

Diets based on red clover silage (RCS) typically increase the concentration of polyunsaturated fatty acids (PUFA) in ruminant meat and milk and lower the efficiency of N utilization compared with grass silages (GS). Four multiparous Finnish Ayrshire cows (108 d postpartum) fitted with rumen cannulas were used in a 4 × 4 Latin square design with 21-d periods to evaluate the effect of incremental replacement of GS with RCS on milk production, nutrient digestion, whole-body N metabolism, and milk fatty acid composition. Treatments comprised total mixed rations offered ad libitum, containing 600 g of forage/kg of diet dry matter (DM), with RCS replacing GS in ratios of 0:100, 33:67, 67:33, and 100:0 on a DM basis. Intake of DM and milk yield tended to be higher when RCS and GS were offered as a mixture than when fed alone. Forage species had no influence on the concentration or secretion of total milk fat, whereas replacing GS with RCS tended to decrease milk protein concentration and yield. Substitution of GS with RCS decreased linearly whole-tract apparent organic matter, fiber, and N digestion. Forage species had no effect on total nonammonia N at the omasum, whereas the flow of most AA at the omasum was higher for diets based on a mixture of forages. Replacing GS with RCS progressively lowered protein degradation in the rumen, increased linearly ruminal escape of dietary protein, and decreased linearly microbial protein synthesis. Incremental inclusion of RCS in the diet tended to lower whole-body N balance, increased linearly the proportion of dietary N excreted in feces and urine, and decreased linearly the utilization of dietary N for milk protein synthesis. Furthermore, replacing GS with RCS decreased linearly milk fat 4:0 to 8:0, 14:0, and 16:0 concentrations and increased linearly 18:2n-6 and 18:3n-3 concentrations, in the absence of changes in cis-9 18:1, cis-9, trans-11 18:2, or total trans fatty acid concentration. Inclusion of RCS in the diet progressively increased the apparent transfer of 18-carbon PUFA from the diet into milk, but had no effect on the amount of 18:2n-6 or 18:3n-3 at the omasum recovered in milk. In conclusion, forage species modified ruminal N metabolism, the flow of AA at the omasum, and whole-body N partitioning. A lower efficiency of N utilization for milk protein synthesis with RCS relative to GS was associated with decreased availability of AA for absorption, with some evidence of an imbalance in the supply of AA relative to requirements. Higher enrichment of PUFA in milk for diets based on RCS was related to an increased supply for absorption, with no indication that forage species substantially altered PUFA bioavailability.

Diets based on red clover silage (RCS) typically increase the concentration of polyunsaturated fatty acids (PUFA) in ruminant milk and meat compared with grass silages (GS), an effect that has been attributed to higher activity of polyphenol oxidase in red clover, promoting ruminal escape of dietary lipid. Four multiparous Finnish Ayrshire cows in mid lactation fitted with rumen cannulas were used in a 4×4 Latin Square design with 21-d experimental periods to evaluate the effects of incremental replacement of GS with RCS on ruminal lipid metabolism, using the omasal sampling technique in combination with Cr-EDTA, Yb acetate, and indigestible neutral detergent fiber as markers. Treatments comprised total mixed rations offered ad libitum containing 600 g of forage/kg of diet dry matter, with RCS replacing GS in a ratio of 0:100, 33:67, 67:33, and 100:0 on a dry matter basis. Silages contained a high proportion of lipid as nonesterified fatty acids (NEFA), with no difference between forage species (75 and 73% for GS and RCS, respectively). Substitution of GS with RCS had no influence on the intakes of NEFA, polar lipid, triacylglycerol, diacylglycerol, monoacylglycerol, or total fatty acids (FA), but altered the ingestion of specific FA. Replacing GS with RCS decreased linearly 18:3n-3 and increased linearly 18:2n-6 intakes. Changes in the proportion of RCS in the diet had no effect on the amounts or on the relative proportions of different lipid fractions at the omasum. On average, NEFA, polar lipid, triacylglycerol, diacylglycerol, and monoacylglycerol accounted for 80, 12, 4.4, 2.4, and 0.8% of total FA in omasal digesta, respectively. Replacement of GS with RCS increased linearly the amount of esterified and nonesterified 18:3n-3 at the omasum. Flows of cis -9 18:1 and 18:2n-6 were also increased linearly in response to RCS in the diet, whereas 3,7,11,15-tetramethyl-16:0 at the omasum was decreased. Replacing GS with RCS in the diet decreased linearly the lipolysis of dietary esterified lipids in the rumen from 85 to 70%. Effects on lipolysis due to forage species were also associated with linear decreases in apparent ruminal 18:3n-3 biohydrogenation from 93 to 85% and a trend toward lowered biohydrogenation of cis -9 18:1 and 18:2n-6 in the rumen. However, forage species had no effect on the flow of bound phenols formed as a consequence of polyphenol oxidase activity at the omasum. In conclusion, despite minimal differences in the extent of lipolysis in silo, lipid and constituent FA in RCS were less susceptible to ruminal lipolysis and biohydrogenation compared with GS.

Camelina is an ancient oilseed crop that produces an oil rich in cis-9,cis-12 18:2 (linoleic acid, LA) and cis-9,cis-12,cis-15 18:3 (α-linolenic acid, ALA); however, reports on the use of camelina oil (CO) for ruminants are limited. The present study investigated the effects of incremental CO supplementation on animal performance, milk fatty acid (FA) composition, and milk sensory quality. Eight Finnish Ayrshire cows (91d in milk) were used in replicated 4×4 Latin squares with 21-d periods. Treatments comprised 4 concentrates (12kg/d on an air-dry basis) based on cereals and camelina expeller containing 0 (control), 2, 4, or 6% CO on an air-dry basis. Cows were offered a mixture of grass and red clover silage (RCS; 1:1 on a dry matter basis) ad libitum. Incremental CO supplementation linearly decreased silage and total dry matter intake, and linearly increased LA, ALA, and total FA intake. Treatments had no effect on whole-tract apparent organic matter or fiber digestibility and did not have a major influence on rumen fermentation. Supplements of CO quadratically decreased daily milk and lactose yields and linearly decreased milk protein yield and milk taste panel score from 4.2 to 3.6 [on a scale of 1 (poor) to 5 (excellent)], without altering milk fat yield. Inclusion of CO linearly decreased the proportions of saturated FA synthesized de novo (4:0 to 16:0), without altering milk fat 18:0, cis-9 18:1, LA, and ALA concentrations. Milk fat 18:0 was low (

The effects of forage conservation method on plasma lipids, mammary lipogenesis, and milk fat were examined in 2 complementary experiments. Treatments comprised fresh grass, hay, or untreated (UTS) or formic acid treated silage (FAS) prepared from the same grass sward. Preparation of conserved forages coincided with the collection of samples from cows fed fresh grass. In the first experiment, 5 multiparous Finnish Ayrshire cows (229 d in milk) were used to compare a diet based on fresh grass followed by hay during 2 consecutive 14-d periods, separated by a 5-d transition during which extensively wilted grass was fed. In the second experiment, 5 multiparous Finnish Ayrshire cows (53 d in milk) were assigned to 1 of 2 blocks and allocated treatments according to a replicated 3 × 3 Latin square design, with 14-d periods to compare hay, UTS, and FAS. Cows received 7 or 9 kg/d of the same concentrate in experiments 1 and 2, respectively. Arterial concentrations of triacylglycerol (TAG) and phospholipid were higher in cows fed fresh grass, UTS, and FAS compared with hay. Nonesterified fatty acid (NEFA) concentrations and the relative abundance of 18:2n-6 and 18:3n-3 in TAG of arterial blood were also higher in cows fed fresh grass than conserved forages. On all diets, TAG was the principle source of fatty acids (FA) for milk fat synthesis, whereas mammary extraction of NEFA was negligible, except during zero-grazing, which was associated with a lower, albeit positive calculated energy balance. Mammary FA uptake was higher and the synthesis of 16:0 lower in cows fed fresh grass than hay. Conservation of grass by drying or ensiling had no influence on mammary extraction of TAG and NEFA, despite an increase in milk fat secretion for silages compared with hay and for FAS than UTS. Relative to hay, milk fat from fresh grass contained lower 12:0, 14:0, and 16:0 and higher S3,R7,R11,15-tetramethyl-16:0, cis-9 18:1, trans-11 18:1, cis-9,trans-11 18:2, 18:2n-6, and 18:3n-3 concentrations. Even though conserved forages altered mammary lipogenesis, differences in milk FA composition were relatively minor, other than a higher enrichment of S3,R7,R11,15-tetramethyl-16:0 in milk from silages compared with hay. In conclusion, differences in milk fat composition on fresh grass relative to conserved forages were associated with a lower energy balance, increased uptake of preformed FA, and decreased synthesis of 16:0 de novo in the mammary glands, in the absence of alterations in stearoyl-coenzyme A desaturase activity.

The effect of forage conservation method on ruminal lipid metabolism and microbial ecology was examined in 2 complementary experiments in cows. Treatments comprised fresh chopped grass, barn-dried hay, or untreated (UTS) or formic acid-treated silage (FAS) prepared from the same grass sward. Preparation of conserved forages coincided with the collection of samples from cows offered fresh grass. In the first experiment, 5 multiparous Finnish Ayrshire cows (229d in milk) were used to compare the effects of feeding diets based on grass followed by hay during 2 consecutive 14-d periods separated by a 5-d transition during which extensively wilted grass was fed. In the second experiment, 5 multiparous Finnish Ayrshire cows (53d in milk) were assigned to 1 of 2 blocks and allocated treatments according to a replicated 3×3 Latin square design with 14-d periods to compare the effects of hay, UTS, and FAS. Cows received 7 or 9kg/d of the same concentrate in experiments 1 and 2, respectively. Conservation of grass by drying, but not ensiling, decreased forage fatty acid content primarily due to losses of 18:2n-6 and 18:3n-3. Compared with grass, feeding hay had no effect on dry matter intake (DMI), rumen pH, or fermentation characteristics, other than increasing ammonia content, but lowered whole-tract organic matter and fiber digestibility (experiment 1). Relative to hay, silage increased DMI, rumen volatile fatty acid (VFA) concentrations, and molar proportions of butyrate, and decreased molar acetate proportions (experiment 2). Compared with UTS, FAS increased DMI, had no effect on rumen ammonia or VFA concentrations, but tended to lower rumen pH and the molar ratio of lipogenic to glucogenic VFA. Conservation method had no substantial effect on ruminal or whole-tract digestibility coefficients. Compared with fresh grass and silages, hay decreased lipolysis and biohydrogenation (BH) of dietary unsaturates in the rumen, resulting in similar flows of 18:2n-6 and 18:3n-3, but lower amounts of trans -11 18:1 and Δ11,13 18:2 at the omasum. The extent of silage fermentation had minimal influence on ruminal lipid metabolism. Treatments were not associated with changes in the relative abundance of specific bacteria known to be capable of BH or rumen protozoal numbers. In conclusion, conservation method altered forage lipids, the extent of lipolysis and BH in the rumen, and the flow of fatty acids at the omasum, in the absence of substantial changes in ruminal Butyrivibrio populations.

Five multiparous Finnish Ayrshire cows fed red clover silage-based diets were used in a 5 × 5 Latin square with 21-d experimental periods to evaluate the effects of various plant oils or camelina expeller on animal performance and milk fatty acid composition. Treatments consisted of 5 concentrate supplements containing no additional lipid (control), or 29g/kg of lipid from rapeseed oil (RO), sunflower-seed oil (SFO), camelina-seed oil (CO), or camelina expeller (CE). Cows were offered red clover silage ad libitum and 12kg/d of experimental concentrates. Treatments had no effect on silage or total dry matter intake, whole-tract digestibility coefficients, milk yield, or milk composition. Plant oils in the diet decreased short- and medium-chain saturated fatty acid (6:0–16:0) concentrations, including odd- and branched-chain fatty acids and enhanced milk fat 18:0 and 18-carbon unsaturated fatty acid content. Increases in the relative proportions of cis 18:1, trans 18:1, nonconjugated 18:2, conjugated linoleic acid (CLA), and polyunsaturated fatty acids in milk fat were dependent on the fatty acid composition of oils in the diet. Rapeseed oil in the diet was associated with the enrichment of trans 18:1 (Δ4, 6, 7, 8, and 9), cis -9 18:1, and trans -7, cis -9 CLA, SFO resulted in the highest concentrations of trans -5, trans -10, and trans -11 18:1, Δ9,11 CLA, Δ10,12 CLA, and 18:2n-6, whereas CO enhanced trans -13–16 18:1, Δ11,15 18:2, Δ12,15 18:2, cis -9, trans -13 18:2, Δ11,13 CLA, Δ12,14 CLA, Δ13,15 CLA, Δ9,11,15 18:3, and 18:3n-3. Relative to CO, CE resulted in lower 18:0 and cis -9 18:1 concentrations and higher proportions of trans -10 18:1, trans -11 18:1, cis -9, trans -11 CLA, cis -9, trans -13 18:2, and trans -11, cis -15 18:2. Comparison of milk fat composition responses to CO and CE suggest that the biohydrogenation of unsaturated 18-carbon fatty acids to 18:0 in the rumen was less complete for camelina lipid supplied as an expeller than as free oil. In conclusion, moderate amounts of plant oils in diets based on red clover silage had no adverse effects on silage dry matter intake, nutrient digestion, or milk production, but altered milk fat composition, with changes characterized as a decrease in saturated fatty acids, an increase in trans fatty acids, and enrichment of specific unsaturated fatty acids depending on the fatty acid composition of lipid supplements.