Emne

Mineralinnholdet i jord og planter – mineralforsyninga til drøvtyggere i økologisk landbruk

Turid Strøm1, Espen Govasmark1, Arvid Steen2 og Sissel Hansen1

1)Norsk senter for økologisk landbruk
2)Norges veterinærhøgskole

Innledning

På konvensjonelle gårder får husdyra kraftfôr tilsatt mineraler. Videre inneholder kunstgjødsla som blir brukt, forskjellige mineraler i tillegg til fosfor og kalium. På økologiske ku- og sauegårder brukes det lite kraftfôr tilsatt mineraler og ingen lettløselig kunstgjødsel. Samtidig kan for eksempel redusert kalium- og nitrogentilførsel på økologiske gårder muligens bidra til økt opptak av andre mineraler både hos planter og dyr. Økologisk eng inneholder ofte mye kløver og urter, som er mineralrike vekster.

I økologisk ku- og saueproduksjon er en avhengig av et høgt grovfôropptak for å dekke dyras energibehov. Fôrets innhold av mineraler har betydning både for grovfôropptaket og utnyttelsen av fôret. Videre har flere mineraler en direkte effekt på dyras helse og fruktbarhet. Det er derfor viktig at mineralene blir tilført i rett mengde, og at mengdeforholdene mellom mineralene er rett.

Ved fravær av lettløselig gjødsel kan en anta at mineralinnholdet i plantene i større grad er avhengig av mineralinnhold i berggrunn og jordsmonn og påvirkning fra havet. Ved vurdering av mineralforsyninga til drøvtyggere i økologisk landbruk er dette viktige utgangspunkt.

Dette er bakgrunnen for det 5-årige strategiske instituttprogrammet «Mineral content in plants and mineral supply for ruminants in organic agriculture» . Programmet startet 01.07.2000 og avsluttes ved utgangen av 2004. Programmet finansieres i hovedsak av Norges Forskningsråd. Norsk senter for økologisk landbruk samarbeider om programmet med Veterinærinstituttet, Norges Veterinærhøyskole, Norges Landbrukshøgskole og Planteforsk. Målet for programmet er:

  1. Å undersøke og vurdere mineraltilførselen til drøvtyggere i økologiske driftssystemer
  2. Utvikle metoder for å optimere mineraltilførselen

Her presenteres noen foreløpige resultater fra første del av forskningsprogrammet.


Materiale og metode

Ut fra klima, jordsmonn og omfanget av økologisk saue- og mjølkeproduksjon ble fire geografiske områder valgt ut. Blant økologiske sau og mjølkekubesetninger som hadde drevet jorda som godkjent økologisk i minst 3 år og husdyrholdet økologisk i minst ett år ble 28 gårder trukket ut ved loddtrekning. Gårdene fordelte seg slik:



Figur 1.1 Geografisk plassering av de 28 gårdene som deltok i undersøkelsen.


På hver gård ble tre skifter valgt ut. På hvert skifte ble tre høsteruter på ca 1,5 x 6 m kartfestet. Disse ble høstet i 2001 og 2002. Utviklingstrinn på timotei ble registrert ved 1. slått. Avlingsmengde for 1. og 2. slått (for de som hadde 2 slåtter) ble registrert. Fra hver høsterute ble det tatt ut en prøve til botanisering (sortering i kløver, gras og urter) og en prøve til mineralanalyse som ble gjort av usortert, men malt og blandet materiale. Analysene ble gjort på skiftenivå. Prøven ble analysert for tørrstoff (TS, råprotein, fordøyelighet av tørrstoff, NDF, FEm, totalinnhold av fosfor (P), kalium (K), svovel (S), kalsium (Ca), magnesium (Mg), natrium (Na), klor (Cl), jern (Fe), kopper (Cu), sink (Zn), mangan (Mn), molybden (Mo), kobolt (Co) og selen (Se). I tillegg ble det tatt ut rødkløverprøver fra 1. slått i 2001 og analysert for mikromineralene Zn, Cu, Co og Mn.

På hvert skifte ble det i 2001 tatt 10 jordprøvestikk fra de øverste 20 cm av matjorda fra hver av de 3 høsterutene på skiftet. Jordprøvestikkene fra hver av høsterutene på et skifte ble blandet og analysert for plantetilgjengelig Na, Cl, K, S, Ca, Mg, P, Mn, Fe, Cu, Zn, Se, Co, Mo, pH, organisk materiale og kationebyttekapasitet.

I tidsrommet februar til mars 2002 ble det tatt ut blodprøver av fem tilfeldig utvalgte sauer eller kyr i de 28 saue- og mjølkekubesetningene. Disse prøvene ble analysert for innhold av vitamin E (som alfatokoferol), Se, Cu og vitamin B12 (vitamin B12 ble brukt som indikator på koboltopptak).

Resultater og diskusjon

Avling og botanisk sammensetning


Tabell 1.1 Avling (kg TS/daa) og andel gras, kløver og urter i engmaterialet ved 1. og 2. slått i ulike distrikt, middel for 2001 og 2002.

Distrikt

Vestlandet
Nord-Østerdal
Mjøsområdet

Trøndelag
Slått nr 1 2 1 1 2 1 2
Ant. gårder 7 5 6 7 5 7 7
kg TS/daa 313 156 506 336 155 412 262
min-maks 64–590 71–300 245–902 165–471 19–424 174–685 147–498
FEm/daa 246 138 417 304 209 351 234
min-maks 59–517 64–271 212–695 162–473 111–377 147–617 124–408
% gras 58 48 75 71 48 76 58
min-maks 25–89 30–76 23–95 32–95 6–74 50–96 16–86
% kløver 11 18 16 21 43 17 32
min-maks 0–62 1–60 0–76 2–51 18–92 2–41 8–82
% urter 26 27 7 5 5 5 5
min-maks 6–53 5–51 0–36 0–37 0–35 0–25 0–17

De gjennomsnittlige tørrstoffavlingene var høyere i 2001 enn i 2002 (p<0,001). På Vestlandet og i Trøndelag skyldes det lavere førsteslått i 2002, mens det på Østlandet gjennomgående ble en liten andreslått. Det var stor forskjell i avlingene både mellom distrikt og innenfor hvert distrikt.

Det var ingen statistisk forskjell i inneholdet av gras, kløver og urter i 1. slåtten eller 2. slåtten mellom år 2001 og 2002. Både i 2001 og 2002 var det en prosentvis større andel kløver ved 2. slått enn ved 1. slått (p<0,001), mens det var ingen statistisk forskjell i urteinnholdet mellom 1. og 2. slått i noen av årene. Det var mest urter på vestlandsgårdene, mens det var høyest kløverprosent i Mjøsområdet.

Innhold av makromineral i jord og planter


Tabell 1.2 Innhold av makromineraler (g/kg TS) i engmateriale i fire distrikt og ved to slåtter. Innholdet er oppgitt som middel for 2001 og 2002.

Distrikt

Vestlandet
Nord-Østerdal
Mjøsområdet

Trøndelag
Slått nr 1 2 1 1 2 1 2
Ant. gårder 7 5 6 7 5 7 7
N 18 24 16 18 26 16 21
min-maks 12–30 18–31 9–24 12–23 20–35 11–23 15–27
P 2,5 3,4 2,5 2,4 3,2 2,3 3
min-maks 1,3–4,2 1,9–4,9 1,4–3,4 1,8–3,3 2,2–4,3 1,2–3,2 1,9–4
K 14 17 18 19 24 20 23
min-maks 8–26 10–30 9–27 13–27 16–35 13–27 13–30
S 1,7 2,6 1,4 1,5 2,2 1,1 1,9
min-maks 0,9–3,2 1,1–5,0 0,6–2,2 1,0–2,5 1,2–3,4 0,7–2,0 0,9–3,6
Mg 2,1 2,6 1,7 1,7 2,5 1,5 2,1
min-maks 1,2–2,9 1,8–3,8 0,9–2,8 1,1–2,6 1,8–3,3 0,9–2,0 1,5–3,4
Ca 8,9 12,4 5,5 6,8 10,6 5,8 9,8
min-maks 3,3–15,2 5,6–18,8 3,2–11,3 2,6–16,3 6–23,3 2,3–10,8 4,9–16,5
Na 3,9 4,3 1,6 1,6 2 1,8 2,1
min-maks 1,8–7,4 2,5–7 1–3 1,2–2,3 1,3–2,7 1,2–2,4 1,5–3
Cl 5,3 5 4,2 2 2,6 4,2 4,8
min-maks 1,7–14,1 1,5–8,9 0,9–13,8 0,3–6,0 0,4–9,2 2,2–8,9 1,8–9,4

Med unntak av svovel var det minimale forskjeller i innholdet av makronæringsstoff mellom 2001 og 2002. Spesielt i andre slåtten på Vestlandet og i Trøndelag var det betydelig høyere konsentrasjon av svovel i 2002 enn i 2001: På Vestlandet økte den gjennomsnittlige konsentrasjonen fra 2,1 til 3,0 g S/kg TS, mens den i Trøndelag økte fra 1,5 til 2,3 g S/kg TS.

Det var et signifikant høyere innhold av alle makromineraler unntatt klor i 2. slått enn i 1. slått (p<0,01). Innholdet av de ulike makromineralene var forskjellig mellom distrikter, men det varierte for ulike mineraler i hvilket distrikt det var høyest innhold. På Vestlandet var det høyest innhold av fosfor, svovel, magnesium, kalsium, natrium og klor, det var høyest innhold av kalium i Mjøsområdet og i Trøndelag og nitrogen i Mjøsområdet. Det var imidlertid store forskjeller fra gård til gård.


Tabell 1.3 Innhold av makronæringsstoff, organisk materiale og leire i matjordskiktet i fire distrikt innsamlet i 2001 registrert som total-nitrogen (tot-N), lettløselig kalium (K-AL), kaliumreserver (K-HNO3), fosfor (P-AL) magnesium (Mg-AL), kalsium (Ca-AL), plantetilgjengelig svovel (ekstrahert med 0,016 M KH2PO4), pH,
% organisk materiale og leire. Alt er oppgitt i tørr jord.
Distrikt Vestlandet Nord-Østerdal Mjøsområdet Trøndelag
Ant. gårder 7 6 7 7
Tot-N (g/100 ml) 0,62 0,22 0,29 0,26
min-maks 0,25–1,67 0,08–0,48 0,19–0,44 0,13–0,4
K-Al (mg/100ml) 7 10 11 10
min-maks 3–20 3–30 4–39 5–17
K-HNO3(mg/100ml) 59 52 35 121
min-maks 13–138 9–144 19–80 22–411
P-AL (mg/100ml) 11 10 9 9
min-maks 3–31 2–27 2–17 1–23
S (mg/100ml) 1 0,7 0,6 0,6
min-maks 0,4–2,6 0,2–1,6 0,4–0,9 0,3–1,1
Mg-AL (mg/100ml) 10 10 11 10
min-maks 3–37 3–24 5–24 3–40
Ca-AL (mg/100ml) 195 147 247 174
min-maks 48–692 70–394 45–1578 45–337
pH 6 6,4 6,3 6,3
min-maks 5,1–7 5,6–6,9 5,3–7,5 5,5–7,1
% organisk materiale 21 5 6 5
min-maks 8–86 1–11 4–13 1,5–10
% leire 6 5 11 14
min-maks 0–12 0–14 3–26 1–33

Foreløpige regresjonsberegninger av hva som påvirket innholdet i plantematerialet på basis av 1. slått 2001 og 2002 indikerte at:

Nitorgen (N): Innholdet av nitrogen i engmaterialet sank med økende andel gras, økende avling og utviklingstadium ved 1. slått, mens økende mengde organisk nitrogen i jorda førte til økt mengde nitrogen i fôret.

Fosfor (P): Fosfor i jorda målt som P-AL var den faktoren som best forklarte innholdet av fosfor i plantematerialet. Også innholdet av organisk materiale i jorda økte innholdet av fosfor i plantematerialet, mens innholdet sank ved økende utviklingsstadium ved slått.

Kalium (K): Lettløselig kalium i jorda målt som K-AL var den faktoren som best forklarte innholdet av kalium i plantematerialet. Kaliuminnholdet var også sterkt påvirket av utviklingsstadium ved slått og sank ved økende utviklingsstadium.

Svovel (S): Den eneste faktoren som signifikant påvirket innholdet av svovel var innholdet av organisk materiale i jorda.

Magnesium (Mg): Innholdet av magnesium i plantematerialet økte med stigende mengde magnesium i jorda registrert som Mg-AL, mens økende andel gras og innhold av leire og kalium i jorda og høyere pH førte til en senket Mg-konsentrasjon.

Kalsium (Ca): Innholdet av kalsium i plantematerialet økte med stigende mengde kalsium i jorda, registrert som Ca-AL, og pH og innhold av organisk materiale i jorda, mens økende andel gras og innhold av kalium og magnesium i jorda førte til et lavere kalsiuminnhold.

Innhold av mikromineraler i jord og planter


Tabell 1.4 Innholdet av mikromineraler (mg/kg TS) i planteprøver. Middel for 2001 og 2002 for fire distrikt og to slåtter.

Distrikt

Vestlandet
Nord-Østerdal
Mjøsområdet

Trøndelag
Slått nr 1 2 1 1 2 1 2
Ant. gårder 7 5 6 7 5 7 7
Cu 5,96 7,5 5,57 5,17 7,4 5,17 6,77
min-maks 3,3–11 4,2–12 3,1–9 3,6–8,1 5,5–15 3–8,2 3,9–11
Fe 57 96 59 55 76 70 133
min-maks 27–200 46–360 18–180 29–140 33–170 28–230 43–510
Mn 99 143 70 60 92 43 67
min-maks 15–230 26–260 13–210 25–230 28–290 19–83 28–150
Zn 24 33 29 19 21 15 18
min-maks 11–39 17–57 10–53 13–29 16–34 10–25 11–31
Co <0,05 0,079 <0,05 <0,05 0,055 0,054 0,106
min-maks <0,05–0,11 <0,05–0,16 <0,05–0,16 <0,05–0,16 <0,05–0,16 <0,05–0,23 <0,05–0,47
Mo 1,72 2,82 1,14 3,79 6,35 1,87 4,31
min-maks 0,46–3,3 1,4–5,15 0,36–2,7 0,32–11,6 0,55–19,7 0,27–6,09 0,72–18,1
Se 0,024 0,045 <0,01 <0,01 0,013 0,025 0,034
min-maks <0,01–0,078 <0,01–0,095 <0,01–0,021 <0,01–0,032 <0,01–0,053 <0,01–0,116 <0,01–0,147

Det var signifikant høyere konsentrasjon av alle mikromineraler i plantematerialet fra 2. slått enn fra 1. slått (p<0,05). Unntaket er innhold av kobolt og selen i Mjøsområdet. For disse mineralene gjorde en stor andel av prøvene under deteksjonsgrensen det vanskelig å finne statistisk sikre forskjeller. Trenden er likevel som i de andre områdene. Det var også en trend i materialet at variasjonen mellom år er større for 2. slått enn for 1.slått.

Konsentrasjonen av de ulike mikromineralene var forskjellig mellom distrikter, men det varierte for ulike mineral i hvilket distrikt det var høyest konsentrasjon. Det var ikke statistisk forskjell i kopper, jern og kobolt mellom distriktene. Selen var det mest av i de kystnære strøk på Vestlandet og i Trøndelag, mest mangan og sink i Nord-Østerdal og på Vestlandet, og mest molybden i Mjøs-området. Variasjonen var stor mellom gårdene innenfor hvert distrikt og mellom skiftene på hver gård.

Analyse av rødkløver ved 1. slått 2001 viste at det var signifikant høyere nivå av mineralene sink, kopper, kobolt og molybden i rødkløveren enn i det samla plantematerialet (p<0,05).


Tabell 1.5 Innhold av mikronæringsstoff i matjordskiktet i fire distrikt innsamlet i 2001 registrert som plantetilgjengelig kopper (Cu-DTPA), jern (Fe-DTPA), sink (Zn-DTPA), mangan (Mn-DTPA), molybden (ekstrahert med ammoniumoxalat), kobolt (ekstrahert med CH3COOH). Alt er oppgitt i tørr jord.
Distrikt Vestlandet Nord-Østerdal Mjøsområdet Trøndelag
Ant. gårder 7 6 7 7
Cu-DTPA (mg/100ml) 0,12 0,13 0,14 0,28
min-maks 0,03–0,35 0,02–0,36 0,04–0,42 0,03–0,71
Fe-DTPA (mg/100ml) 20 12 13 14
min-maks 5–48 4–24 3–25 4–28
Zn-DTPA (mg/100ml) 0,50 0,47 0,25 0,11
min-maks 0,05–2,79 0,04–1,29 0,05–1,22 0,03–0,23
Mn-DTPA (mg/100ml) 0,60 1,19 1,22 1,12
min-maks 0,15–1,98 0,34–2,20 0,40–4,94 0,32–3,19
Mo (mg/100ml) 0,04 0,06 0,96 0,14
min-maks 0,02–0,13 0,01–0,16 0,05–3,62 0,06–0,33
Co (mg/100ml) 0,07 0,13 0,14 0,14
min-maks 0,02–0,13 0,04–0,36 0,03–0,39 0,06–0,29

Sammenheng mellom mikromineral i planter og botanisk sammensetning, klima og jord:

Kopper (Cu): Kopper i plantematerialet sank med økende grasandel og økte med økende andel urter. Økende nedbørsmengde, temperatur målt i døgngrader og økende innhold av organisk materiale i jorda hadde en positiv effekt på kopperkonsentrasjonen.

Jern (Fe): Innholdet av jern i plantematerialet økte med økende innhold av leire og silt, men avtok med økende mengde sand. pH i jorda påvirket tilgjengeligheten av jern i jordvæska, og denne effekten var tydelig for jordanalyser, men denne effekten fant vi ikke i plantematerialet.

Mangan (Mn): Botanisk sammensetning betyr mye for innholdet av mangan i plantematerialet. Økende mengde kløver reduserte mengden mangan mens urter økte mangankonsentrasjonen. Økende pH bidro til å senke mangankonsentrasjonen i planter og i jord, men det ble ikke funnet en klar sammenheng mellom mangankonsentrasjonen i plantematerialet og i jorda. Økt mengde nedbør og varmesum sammen med større nærhet til sjøen økte mangankonsentrasjonen i plantematerialet. Manganinnholdet i jorda økte med økende leirinnhold.

Sink (Zn): For sink var det en god sammenheng mellom nivået i jord og det som ble funnet i planter. Økende pH og leirekonsentrasjon i jord påvirker sinkkonsentrasjonen i jord og planter negativt.

Molybden (Mo): Botanisk sammensetning og jordstruktur påvirket molybdeninnholdet. Gras reduserte, mens kløver økte molybdenkonsentrasjonnen i avling. Økende pH hadde en positiv effekt på Mo i planematerialet, men ikke på den lettløselige andelen i jorda. Økende innhold av leire økte innholdet av molybden både i planter og jord. Det var god sammenheng mellom molybden i jord og planter.

Kobolt (Co): Koboltinnholdet ble redusert med økende grasandel og økte med kløverinnholdet. Det var god sammenheng mellom kobolt i jord og planter. Økt innhold av leire og silt i jorda økte innholdet av kobolt i plantene. Økt utviklingstrinn på timotei i enga ved høsting hadde negativ effekt på koboltinnholdet i plantematerialet.

Selen (Se): Økt nærhet til kysten økte innholdet av selen i planter og jord. Eldre plantemateriale hadde lavere innhold enn yngre, slik at økt temperatursum i veksttiden hadde en negativ effekt. Seleninnholdet i jordvæska avtok med økende innhold av organisk materiale, men økte med jordas evne til å holde på vann.

Begrensinger for plantevekst

Dataene er for lite bearbeidet til å trekke konklusjoner om og når makronæringsstoffene var begrensende for planteveksten. Av både N, P, K, Mg, Ca og S fantes det imidlertid gårder med så lavt innhold av ett eller flere av disse elementene at det er sannsynlig at de gav begrenset plantevekst. Da det er mest trolig at makronæringsstoffene var mest begrensende for planteveksten, er det lite som tyder på at noen av mikromineralene gav begrenset plantevekst. Likevel var Zn nivået i jord og planter så lavt på noen gårder at det ikke kan utelukkes at Zn i visse tilfeller var begrensende for planteveksten.

Mineralforsyning til drøvtyggere


Magnesium (Mg)

Magnesiummangel kan forekomme både på innefôring og beite. Vommikrobene som fordøyer cellulose er avhengig av magnesium. Magnesiummangel kan derfor medføre redusert grovfôropptak. Den mest vanlige formen for hypomagnesemi hos mjølkekyr er graskrampe. Hos sau opptrer magnesiummangel oftest innen de første åtte ukene etter lamming.

Magnesiumbehov hos sau på innefôring varierer fra 0,4 g/kg TS hos store lam med høg tilvekst, til 0,7 g/kg TS hos søyer med dielam (Underwood & Suttle 1999). Hos storfe på innefôring varierer behovet fra 0,9 g/kg TS hos ungdyr i sterk vekst til 1,4 g/kg TS hos kyr med mjølkeproduksjon. Mye kalium i forhold til kalsium og magnesium reduserer magnesiumopptaket. Forholdet K/(Ca+Mg), beregnet på ekvivalentbasis, bør være under 2,2 for å unngå magnesiummangel (Kemp & t’ Hart 1957; Butler 1963; Ritter et al. 1984).

Tabell 1.2 viser at alle sauebesetningene fikk dekt sitt magnesiumbehov på innefôring enten de fikk fôr fra 1. eller 2. slått. Middelverdiene tilsier at også mjølkekyr fikk dekt sine behov med fôr fra både 1. og 2. slått. For mjølkekyr viste derimot resultatene fra enkeltskifter at ved 1. slått 2001 og 2002 var det henholdsvis 9 og 7 gårder som hadde ett eller flere skifter med lavere enn 1,4 g Mg/kg TS. For begge år var disse gårdene fordelt på begge distrikt. Alle planteprøvene hadde et K/(Ca+Mg)-forhold under 2,2. Høgste verdi var 1,7.


Fosfor (P)

Fosformangel kan medføre både stoffskiftesjukdommer og ulike skjelettlidelser. Fosfor er også viktig for mikrobene i vomma til fordøyelse av grovfôret og den mikrobielle proteinsyntesen. Mangel gir både redusert fôropptak og fôrutnyttelse.

Fosforbehov hos sau varierer fra 2,0 g/kg TS hos store lam med høg tilvekst, til 3,0 g/kg TS hos søyer med dielam. Hos storfe synker behovet fra 4,8 g/kg TS hos unge dyr med høg tilvekst til 1,1 g/kg TS til eldre ungdyr med høg tilvekst. Hos mjølkekyr øker behovet fra 2,5 g/kg TS ved 10 kg mjølk, 2,7 g/kg TS ved 20 kg mjølk til 3,0 g/kg TS ved 40 kg mjølk per dag (Underwood & Suttle 1999). Tilstrekkelig tilførsel av fosfor er avhengig av forholdet mellom kalsium og fosfor i fôrrasjonen. Dette skyldes at begge er avhengig av vitamin D for effektiv absorpsjon. Vanlige anbefalinger er at Ca/P-forholdet bør ligge på mellom 1:1 og 2:1. Seinere forskning har vist at dette forholdet kan være høyere uten å skape problemer dersom innholdet av fosfor og vitamin D i fôrrasjonen er tilfredsstillende (Call et al. 1978, Field et al. 1983).

Middeltallene i tabell 1.2 viser at sauebesetningene fikk dekt sitt fosforbehov til lam fram til lamming både med fôr fra 1. og 2. slått. Det var derimot store variasjoner mellom gårder og mellom skifter på samme gård. I 2001 og 2002 var det henholdsvis 3 og 5 gårder som hadde en eller flere planteprøver med lavere fosforinnhold enn 2 g/kg TS. For 2. slått hadde 2/3 av skiftene på sauegårdene høgt nok innhold til å dekke fosforbehovet også til søyer rett etter lamming. Som tabell 1.2 viser, inneholdt både 1. og 2. slått for lite fosfor til å dekke behovet hos unge storfe i sterk vekst. Mens 1. slåtten gjennomgående inneholdt for lite fosfor til å dekke behovet hos mjølkekyr, inneholdt 2. slåtten i gjennomsnitt nok fosfor til også å dekke fosforbehovet hos høgtytende mjølkekyr. Fire av gårdene i Trøndelag hadde likevel for lite fosfor på ett eller flere skifter til å dekke fosforbehovet ved 20 kg mjølk. I 78 % av planteprøvene var Ca/P-forholdet >2. Dette var om lag likt fordelt mellom saue- og storfegårdene. Dette kombinert med noe knapt med fosfor i forhold til behovet hos unge dyr og høgtytende dyr på flere av gårdene tilsier at det på disse gårdene kunne bli knapt med fosfor på en grovfôrrik fôrrasjon.


Svovel (S)

Svovel er viktig for den mikrobielle proteinsyntesen i vomma. Mangel gir redusert fôropptak og fôrutnyttelse. Oppgitte normer for minimum svovelinnhold i fôr til drøvtyggere varierer fra 1,0 til 1,5 g/kg TS etter engelske normer (ARC, 1980) til et behov hos mjølkekyr på 2g/kg TS etter amerikanske normer (NRC 2001). I Norge har vi valgt å ta utgangspunkt i de amerikanske normene. For utnyttelen av ikke-protein nitrogen bør forholdet N/S ligge mellom 10:1 og 12:1 (NRC 2001).

Tabell 1.2 viser at det gjennomgående var lavt svovelinnhold i planteprøvene. Spesielt gjaldt dette prøver fra 1. slåtten både på ku- og sauegårdene i alle distrikt. For 57 % av planteprøvene var N/S-forholdet høgere enn 12:1. Gårdene på Vestlandet skilte seg ut med høge S-verdier i 2. slått sommeren 2002.


Kobolt (Co)

De fleste tilfeller av koboltmangel i Norge finnes hos lam som har gått på gjødsla og kalka kulturbeiter langs kysten, helst i Rogaland, men for øvrig fra Agder i sør til Troms i nord (Ulvund 1995). Sjukdommen ytrer seg som vantrivsel og dårlig tilvekst. Storfe og sau har lignende kliniske tegn, men sau er mer utsatt enn kyr, unge dyr mer utsatt enn eldre dyr.

Marginalområdet i gras er vanskelig å fastsette på grunn av variasjoner gjennom beitesesongen. Utenlandske og norske kilder antyder marginalområde fra 0,05 til 0,11 mg/kg tørrstoff (Puls 1994; Ulvund 1995; Underwood & Suttle 1999).

Kobolt inngår i vitamin B12 som syntetiseres i vomma. Analyse av vitamin B12 i serum eller plasma brukes ved undersøkelse med hensyn på koboltmangel hos det levende dyr. Marginalområde for vitamin B12 i plasma er 150 til 300 pmol/l (Ulvund 1990).

I vår undersøkelse var nesten alle koboltverdiene i gras i marginalområdet eller under deteksjonsgrensen på 0,05 mg/kg TS, tabell 1.4. Blodundersøkelser viste derimot at kun tre av fem undersøkte søyer på én gard blant de 14 sauegårdene hadde plasma vitamin B12-verdier i marginalområdet eller under. Denne gården lå i Nord-Østerdal. Ingen av kyrne hadde lave plasma vitamin B12-verdier. Koboltanalyser av gras uten plasmaundersøkelser av vitamin B12 ville dermed overestimert forekomsten av koboltmangel kraftig.


Selen (Se) og vitamin E

Ernæringsbetinget muskeldystrofi er vanlig flere steder i verden, og svært vanlig i Skandinavia. Sjukdommen er vanligst hos unge dyr som er født av mødre som har vært fôret på selen- og vitamin E-fattig fôr. Hos lam og kalver er skjellettmuskulaturen mest utsatt, men også hjerte- og mellomgulvsmuskulaturen kan skades. Reproduksjonen og immunforsvaret er også nedsatt ved selen- og vitamin-E-mangel.

Ved lav pH i jorda og mye svovel hemmes planteopptaket av selen på ellers relativt selenholdig jord. Kløver tar opp mindre selen enn gras. Dårlig berget høy inneholder lite vitamin E, godt surfôr inneholder mer vitamin E. Fôr med store mengder flerumetta fettsyrer disponerer for ernæringmessig muskeldystrofi. Organiske selenforbindelser tas opp bedre over tarmen enn uorganiske selenforbindelser og går i tillegg lettere over i mjølka.

Marginalområdet for selen i fôret til sau er satt til 0,03 til 0,05 mg/kg TS, avhengig av førdøyeligheten av fôret (Underwood & Suttle 1999). Fôr med lav fordøyelighet oppholder seg lengre i fordøyelseskanalen og det blir dermed bedre tid til selenopptak. Fôr med høyere fordøyelighet har derfor høyere marginalverdier. Storfe har litt lavere marginalområde enn sau, 0,02 til 0,04 mg/kg tørrstoff (Underwood & Suttle 1999) . Det er derfor vanligere med ernæringmessig muskeldystrofi på lam enn på kalver. Flere undersøkelser på konvensjonelt drevne gårder har påvist selenmangel. Vår undersøkelse viser at situasjonen ikke er bedre på økologiske gårder, se tabell 1.4.

I Norge regner vi marginalområdet for selen i fullblod til 0,05 til 0,10 mg/l for både storfe og sau. Blodprøvene som ble tatt på etterjulsvinteren av voksne storfe og sau etter 2001-sesongen bekreftet selenmangelen i graset, figur 1.2. Selennivået var klart mangelfullt (< 0,05 mg/l fullblod) på fire av de 28 gardene, og marginalt (0,05 til 0,10 mg/l) på åtte av gardene. Dette viste at i nesten halvparten av besetningene hadde dyra utilstrekkelig tilførsel av selen.

Vitamin E-nivået i blodplasma bør normalt være over 2,0 mg/l. Ei prøve hadde under 1,0 mg/l, som var klart mangelfullt. Ytterligere 10 prøver hadde marginalt vitamin E-innhold, fra og med 1,0 til 2,0 mg/l.



Figur 1.2 Selen i fullbod og Vitamin E i plasma fra sau (distrikt 1 og 2) og ku (distrikt 3 og 4). Distrikt 1= Vestlandet, 2=Nord-Østerdal, 3=Mjøsområdet og 4=Trøndelag. Marginalområdet for selen er fra 0,05 til 0,10 mg/l fullblod og for vitamin E 1,0 til 2,0 mg/l plasma. Marginalområdene er avmerket som grå bånd.



Kopper (Cu) og molybden (Mo)

Det er to former for koppermangel, primær og sekundær. Ved den primære koppermangelen er årsaken for lite kopper i fôret. Ved den sekundære koppermangelen kan fôret tilsynelatende inneholde nok kopper, men dyrene viser kliniske tegn på koppermangel, og tilstanden bedrer seg ved tilførsel av kopper. Mekanismen bak dette er andre stoffer i fôret som virker negativt inn på absorpsjonen, molybden og svovel er de viktigste. Et stort inntak av molybden kan være årsak til koppermangel sjøl om fôret inneholder relativt store mengder kopper. Uorganisk svovel i kombinasjon med molybden har vist seg å virke sterkt inn på kopperopptaket hos drøvtyggere ved å danne uløselige forbindelser i vomma. I Norge er svovelinnholdet relativt lavt.

Ulike dyreslag reagerer forskjellig på høyt kopperinntak og høyt molybdeninntak. Sau er følsom for kopperforgiftning, mens storfe reagerer på store mengder molybden. Unge dyr er mer mottakelige for koppermangel enn eldre dyr. Kronisk vantrivsel er det mest vanlige tegnet på koppermangel. Sjukdommer som kan skyldes koppermangel er Swayback hos lam, anemi, skjelettforandringer, bindevevsforandringer, hjerte- og sirkulasjonsforstyrrelser, avpigmentering av hårlaget (kopperbriller), tap av krusing av ulla på sauer, nedsatt fertilitet (forplantningsevne), overfølsomhet overfor infeksjoner og nedsatt mjølkeprodusjon.

På grunn av påvirkningen fra andre stoffer er det vanskelig å oppgi marginalverdier av kopper i fôret. Gunstige verdier for kopper i beitegras er
7 til 12 mg/kg TS ved molybdennivåer på 1 til 2 mg/kg TS (Frøslie 1990). En balansert diett til drøvtyggere bør ha et forholdstall mellom kopper og molybden på 6 til 10 (Cu/Mo, vektbasis). På beiter hvor dette forholdstallet er mindre enn 3 (eller 2) er dyra utsatt for koppermangel, et forholdstall på 3 til 5 regnes som marginalområde og kan mistenkes å gi koppermangel. Underwood & Suttle (1999) oppgir et lavere marginalområde, et forholdstall på 1 til 3. Det er fare for kopperforgiftning når forholdstallet er over 20. Når det gjelder forholdet mellom kopper, molybden og svovel er behovsgrensene mer komplisert.

Våre grasanalyser gav alarmerende lavt forholdstall mellom kopper og molybden i mange av grasprøvene. Blodanalyser av kopper viste derimot normale verdier, kun én verdi var i marginalområdet for mulig kopperforgiftning. De lave svovelverdiene var antagelig modererende med tanke på koppermangel. Dette må tas med i betraktning hvis en ønsker en bedring av svoveltilstanden med hensyn på grasvekst og proteinsyntese hos vommikrobene. Hvis svovelinnholdet i graset økes kan dette øke faren for koppermangel.

Foreløpig konklusjon

For alle makro- og mikromineralene unntatt klor var det et høgere innhold av de enkelte mineralene i 2. slått enn i 1. slått. Flere av planteprøvene viste så lavt innhold av ett eller flere makromineraler og sink at det antagelig reduserte avlingsnivået. Mikromineralinnholdet i kløver var høyere enn i fôret, slik at økt kløverinnhold i enga er viktig for å øke innholdet av mikromineraler i fôret. Ut fra mineralbehovet hos sau- og storfe viste plante- og blodprøver at flere av besetningene hadde for liten tilførsel av svovel, fosfor, selen og E-vitamin, mens tilførselen av magnesium, kobolt og kopper stort sett var tilfredsstillende.

Veien videre

I prosjektet har vi kommet langt i forhold til delmål 1: Å undersøke og vurdere mineraltilførselen til økologisk landbruk. Vi arbeider nå med delmål 2: Utvikle metoder for å optimere mineraltilførselen. Noe kan gjøres på den enkelte gård ved endringer i driftsopplegget som f. eks. høgere kløverandel, tidligere slått og bergingsmetoder som tar bedre vare på E-vitaminet. På grunn av de svært lave nivåene av flere mineraler er det likevel vanskelig å sikre dyras mineralforsyning uten direkte tilskudd av enkelte mineraler. Fôringsforsøk med organisk selen er under gjennomføring. Videre samarbeider vi med kraftfôrindustrien for å utvikle ei mineralnæring tilpassa drøvtyggere i økologisk landbruk. Spesielt er utfordringene store med å finne egnet kilde og nivå for svoveltilsetting i mineralnæring.

Det er også aktuelt å øke plantenes mineralinnhold ved å tilføre mineraler til jorda. Dette er først og fremst aktuelt for mineraler som både plantene og dyra får for lite av, eller for mineraler som dyra nyttiggjør seg best dersom de gis i organisk form. Før dette kan anbefales må både kriterier for når det skal tilføres, i hvilken mengde og i hvilken form undersøkes nærmere. Disse undersøkelsene blir for omfattende til å gjøres innenfor den økonomiske ramma til dette prosjektet. For svovel er søknad om tilleggsbevilgning sendt Norges Forskningsråd. For flere av de andre mineralene arbeides det med søknader om nye forskningsprosjekt.

Litteratur

- ARC (Agricultural Research Council). 1980. The nutrient requirements of ruminant livestock. Slough: Commonwealth Agricultural Bureaux.
- Butler, E.J. 1963. The mineral element content of spring pasture in relation to the occurence of grass tetany and hypomagnesaemia in dairy cows. J. Agr. Sci. Cambridge 60:329–340.
- Call, J.W., J.E. Butcher, J.T. Blake, R.A. Smart & J.L. Schupe. 1978. Phosphorus deficiency in a dairy herd. J. Anim. Sci. 47:216–225.
- Field A.C., J. Kamphues & J.A. Wolliams. 1983. The effect of dietary intake of calcium and phosforus on the absorbtion and excretion of phosphorus in chimaera-derived sheep. J. Agr. Sci. Cambridge 101:597–602.
- Frøslie, A. 1990. Problems on deficiency and excess of minerals in animal nutrition. In: Låg, J., ed. Geomedicine. CRC Press;37–60.
- Kemp, A. & M.L. 't Hart. 1957. Grass tetany in grazing milking cows. Neth. J. Agr. Sci. 5:4–17.
- NRC (National Research Council). 2001. Nutrient requirements of dairy cattle: seventh revised edition. Washington, D.C.: National Academy Press.
- Puls, R. 1994. Mineral levels in animal health: diagnostic data. 2nd edition. Clearbrook, Canada: Sherpa International.
- Ritter, R.J., J.A. Bolling & N. Gay. 1984. Labile magnesiums reserves in beef cows subjected to different prepasture supplementation regimes. J. Anim. Sci. 59:197–203.
- Ulvund, M.J. 1990. Ovine white-liver disease. Manifestations of cobalt/vitamin B12 deficiency in lambs. Oslo: Norwegian College of Veterinary Medicine, Dr.med.vet.-avhandling.
- Ulvund, M.J. 1995. Koboltmangel hos sau. Nor. Vet. Tidsskr. 107(4):489–501.
- Underwood, E.J. & N.F. Suttle. 1999. The mineral nutrition of livestock. 3rd edition. Oxon: CABI Publishing.