JOURNAL OF THE SCIENTIFIC AGRICULTURAL SOCIETY OF FINLAND 356 Maataloustieteellinen Aikakauskirja Voi. 48:356-362, 1976 Rehujen rikkipitoisuuksista Matti Kreula ja Terttu Ettala Biokemiallinen Tutkimuslaitos, Kalevank. 56 h, 00180 Helsinki 18 Sulphur contents of fodders Matti Kreula and Terttu Ett ala Biochemical Research Institute, Kalevank. 56 B. 00180 Helsinki 18 Abstract. Total sulphur determinations were made on grass (60 samples), hay (125), ensilage (857), oats (40) and barley (40), obtained from various parts of Finland. Sulphur was also determined on samples of grass (36) and ensilage (76) received from the Lintupaju experimental farm in Jokioinen. The ratio total nitrogen: total sulphur was also deter- mined. The grass samples from various parts of the country contained 0.16 ± 0.04 % sulphur, the ensilage samples 0.14 ± 0.05 % and the hay samples 0.09 ± 0.01 % of the dry matter. The grass samples obtained from the Lintupaju experimental farm contained 0.20 ± 0.03 % and the ensilage samples 0.18 ± 0.03 % sulphur of the dry matter. As the silages were made using sulphur-containing preservatives, the average sulphur content was 0.48 % of the dry matter. Statistically significant differences (P < 0.001) were observed in the sulphur contents of ensilages obtained from various parts of the country. The sulphur content of the oats samples was 0.07 % of the dry matter and that of the barley samples 0.06 %. The average ratio between nitrogen and sulphur was 19.1 in the grass samples, 18.1 in the ensilage samples and 17.8 in the hay samples. In silages made with sulphur- containing preservatives, the nitrogen: sulphur ratio was 6.5. In oats the ratio was on the average 30.0 and in barley 35.0. Johdanto Rikki kuuluu niihin alkuaineisiin, joita kasvit ja eläimet välttämättä tarvitsevat. Sekä NRC (1971) että NJF;n asettama toimikunta (1975) ovat suositelleet rehun rikkipitoisuudeksi lypsylehmillä 0.20 %, lihakarjalla ja lampailla 0.10 % kuiva-aineesta. Märehtijöiden päivittäin tarvitseman rikin määrää ei kirjallisuudessa ole täsmällisesti voitu esittää, koska siihen vaikut- tavat monet tekijät. Niinpä esimerkiksi typen ja rikin suhdetta rehuissa pi- detään tärkeänä, ja Bird (1974) on pitänyt suhdetta 15; 1 lehmille sopivana. Rehujen rikkipitoisuutta on Suomessa aikaisemmin tutkittu timoteiheinän, ohran ja kauran osalta. Salonen ym. (1962) ovat määrittäneet rikin rannikko- alueilla ja muualla maassa kasvaneesta timoteiheinästä ja Oksanen (1965) https://www.c-info.fi/en/info/?token=KGn1His_H3KEsYP6.t0UWgkKo-XuDJVbX_koDpQ.PTJXWpWUUc-U1_yjSmqrmyECKELEaqZ1yiX5f7uHbd5z4qtVDGTCeUZFRjYdzOjxTc42xPUEanAQK9p_7A_pdkd0skk4OaEuNPNrCWtICycrG1Vqtm_Na_35fduJ6ac4AaV52yBvh4GSoLq2sXCkGLGWWHD9QlbTyChNNZ0J11FNN9zIezakS_wiIQ 357 Pohjanmaan sulfaattimailla kasvaneista ohrasta, kaurasta ja timoteiheinäs*ä. Kun kuitenkin rikkilannoituksen määrä KoRKMANin (1973) mukaan on huo- mattavasti vähentynyt, eikä säilörehujen rikkipitoisuuksista ole ollut mitään tietoa, on haluttu selvittää rehujen tämänhetkistä rikkitilannetta. Tässä työssä on eri puolilta Suomea kerätyistä näytteistä määritetty kokonaisrikki ja vähäisemmässä määrässä sulfaattirikki säilörehuista, ruohoista, heinistä, kau- roista ja ohrista sekä laskettu typen ja rikin suhde asianomaisissa rehuissa. Aineisto ja menetelmät Rehunäytteitä on kerätty satunnaisesti valituilta maatiloilta eri puolilta Suomea. Säilörehunäytteitä on ollut vuodelta 1974 59 ja vuodelta 1975 798 näytettä, ruohonäytteitä vastaavasti 28 ja 32 sekä heinänäytteitä vuodelta 1975 105 ja vuodelta 1976 20 yhteisnäytettä, joista kukin on sisältänyt 20 maatilan heinää. Lisäksi on tutkittu 36 ruoho- ja 55 säilörehunäytettä Jokiois- ten Lintupajun koetilalta. Myös rikkipitoisilla säilöntäaineilla säilötyistä re- huista on otettu 21 näytettä Lintupajun koetilalta. Kauraa ja ohraa on kerätty Varsinais-Suomesta, Satakunnasta, Pohjois-Savosta ja Pohjois-Karjalasta, kustakin 10 näytettä. Rehut eivät ole olleet täysin tasalaatuisia, koska ne ovat vaihdelleet kasvi- lajien ja kasvuasteen suhteen. Varsinkin säilörehuissa ovat myös tuhkapitoi- suudet vaihdelleet suuresti. Tämä on ilmeisesti johtunut siitä, että rehuihin on sekoittunut korjuun yhteydessä multaa (Lindfors ym. 1976). Rehunäytteet on kuivattu ja jauhettu. Rikkimääritykset on tehty Binnin ja FoUNTAiNin (1970) menetelmällä. Kokonaistyppi kauroista ja ohrista on määritetty Kjeldahl-menetelmällä BEETin (1955) mukaan. Ruohoista, heinistä ja säilörehuista on kokonaistyppimääritykset tehty Maatalouden tutkimus- keskuksen laboratoriossa Tikkurilassa. Tulokset Ruohoissa ovat kokonaisrikkimäärät olleet jonkin verran korkeammat (0.16 i 0-04 % kuiva-aineesta) kuin säilörehuissa (0.14 i 0.05 % kuiva-ai- neesta). Koeolosuhteissa kasvatettu ruoho ja siitä tehty säilörehu ovat sisältä- neet rikkiä enemmän kuin koko maan rehunäytteet keskimäärin. Heinien keskimääräinen rikkipitoisuus on ollut alhaisempi kuin ruohojen ja säilörehujen (Taulukko 1). Sulfaattirikin osuus on ollut keskimäärin 9.0 % kokonaisrikistä. Jos säilörehujen valmistuksessa on käytetty rikkipitoisia säilöntäaineita, on rehuissa ollut rikkiä keskimäärin 0.48 % (0.32 0.74 %) kuiva-aineesta. Tästä määrästä on ollut keskimäärin 19.0 % sulfaattirikkiä. Eri säilöntäaineiden, mikäli ne eivät ole sisältäneet rikkiä, ei ole todettu vaikuttaneen rehujen rikkipitoisuuksiin. Rehujen kasvuaste on jonkin verran vaikuttanut rikkipitoisuuteen. Kasvin vanhetessa on rikkipitoisuus alentunut (Taulukko 2). Säilörehuista ensimmäinen sato on sisältänyt rikkiä vähemmän kuin toinen ja kolmas sato. Säilörehujen rikkipitoisuus on ollut korkea, jos rehut ovat sisältäneet run- saasti tuhkaa (Taulukko 3). Kuva 1 esittää säilörehujen jakautumista rikki- Taulukko 1. Keskimääräinen kokonaisrikkipitoisuus sekä typen ja rikin suhde ruohossa, säilörehussa ja heinässä. Table 1. Average total sulphur content and nitrogen: sulphur ratio in grass, ensilages and hay. Rehu Näytteitä Rikkiä %/ka N . g Feed N°- °f Sulphur N;S samples %jd.m. Näytteet koko maasta: Samples from the whole country: Ruoho 1974 - Grass 1974 28 0.16 ± 0.03 20.4 ± 3.8 Ruoho 1975 - Grass 1975 32 0.16 ± 0.04 17.8 ± 3.0 Säilörehu 1974 Ensilage 1974 59 0.14 ± 0.03 18.1 ± 4.4 Säilörehu 1975 Ensilage 1975 798 0.14 ± 0.05 Heinä 1975 - Hay 1975 105 0.09 ± 0.01 17.8 ± 2.5 Heinä 1976 - Hay 1976 20 1) 0.09 ± 0.01 Näytteet Lintupajusta: Samples from the Lintupaju farm: Ruoho 1974 - Grass 1974 36 0.20 ± 0.03 Säilörehu 1974 - Ensilage 1974 55 0.18 ± 0.03 16.1 ± 0.04 Säilörehu, säilöntäaineessa rikkiä 21 0.48 ± 0.10 6.5 4j 1.6 Ensilage, made with sulphur- containing preservative 1) Jokainen näyte on sisältänyt 20 maatilan heinää. l) Each sample contained hay from 20 farms. Taulukko 2. Kasvuasteen vaikutus rehun rikkipitoisuuteen. Table 2. Effect of stage of growth on sulphur content of feed Kasvuaste Näytteitä Rikkiä %/ka. Stage of growth No. of samples Sulphur %/d.m Ennen tähkälle tuloa Before heading 286 0,14 ± 0.06 Tähkimisen alussa At the beginning of heading 355 0.14 ± 0.04 Noin puolet tähkällä About half headed 114 0.13 ± 0.03 Täydellisesti tähkällä In full heading 24 0.12 ± 0.06 Taulukko 3. Vuoden 1975 säilörehujen rikkipitoisuudet eri tuhkapitoisuuksien mukaan. Table 3. Sulphur content of silages in 1975 according to ash content. Näytteitä Tuhkaa %/ka Rikkiä %/ka No. of samples Ash %/d.m. Sulphur %jd.m. 43 <5.0 0.13 ± 0.05 338 5.0 - 6.9 0.13 ± 0.03 266 7.0 - 8.9 0.14 ± 0.05 77 9.0 - 10.9 0.15 ± 0.05 69 0.17 ± 0.07 358 pitoisuuksien mukaan. Eri osissa maata säilörehujen keskimääräiset rikki- pitoisuudet poikkeavat toisistaan (Kuva 2). Pohjois-Karjalassa ja Satakunnassa Mouhijärven —Lavian alueella ne ovat olleet alhaisemmat ja Etelä-Hämeen Uudenmaan alueella, Varsinais-Suomessa ja Pohjois-Savossa suuremmat kuin muualla maassa. Erot ovat olleet tilastollisesti merkitseviä (P < 0.001). Typen ja rikin suhde on ruohoissa ollut keskimäärin 19.0, säilörehuissa 18.1 ja heinissä 17.8. Lintupajun koetilan säilörehunäytteissä on typen ja rikin suhde ollut 16.1. Rikkipitoisilla säilöntäaineilla säilötyissä rehuissa on typen ja rikin suhde ollut keskimäärin 6.5 (Taulukko 1). Kauranäytteiden keskimääräinen rikkipitoisuus on ollut 0.07 ja ohranäyttei- den 0.06 % kuiva-aineesta (Taulukko 4). Alueelliset erot ovat olleet tilastolli- sesti merkitseviä sekä kauran (P < 0.01) että ohran (P < 0.05) osalta. Typen ja rikin suhteessa ero on ollut merkitsevä kauran (P < 0.01), muttei ohran osalta. Satakunnan alueen kaura- ja ohranäytteet ovat sisältäneet rikkiä keskimäärin vähemmän kuin muiden rikkimäärityksissä mukana olleiden alueiden näytteet. Kuva 1. Säilörehujen jakautuma rikkipitoi- suuksien mukaan. Fig. 1. Distribution of silages according to their sulphur contents. Kuva 2. Säilörehujen keskimääräiset rikki- pitoisuudet maan eri osissa. Fig. 2. Average sulphur contents of silages in various parts of Finland. 359 360 Taulukko 4. Kauran ja ohran keskimääräiset rikkipitoisuudet sekä typen ja rikin suhteet eri puolilla Suomea. Table 4. A verage sulphur content and nitrogen: sulphur ratio of oats and barley in various parts of Finland. Alue1 ) Näytteitä Rikkiä %/ka N>. <, Area 1) No. of samples Sulphur °/o jd.m. Kaurat: Oats: Varsinais-Suomi 1 10 0.076 ± 0.010 27.0 ± 4.8 Satakunta 5 10 0.059 ± 0.007 34.1 ± 4.4 Pohjois-Savo 10 10 0.073 ± 0.012 28.9 ± 4.3 Pohjois-Karjala 11 10 0.070 + 0.011 29.8 ± 3.7 F: 5.31** 4.91** Ohrat: Barley: Varsinais-Suomi 1 10 0.053 ± 0.006 34.0 ± 4.3 Satakunta 5 10 0.050 ± 0.007 35.7 ± 7.3 Pohjois-Savo 10 10 0.062 ± 0.009 32.9 ± 5.3 Pohjois-Karjala 11 10 0.058 ± 0.012 37.9 ± 7.3 F: 3.15* 1.5 *) Aluejako kuvassa 2. 1) See Fig. 2. Tulosten tarkastelu Tarkasteltaessa saatuja tuloksia aikaisempien tulosten valossa on todettava, että tässä työssä on saatu heinille alhaisempia rikkipitoisuuksia (0.09 ± 0.01 % kuiva-aineesta) kuin mitä Salonen ym. (1962) ovat saaneet (0.13 0.18 % kuiva-aineesta). Myös Oksanen (1965) on todennut heinien sisältäneen rikkiä keskimäärin 0.14 % kuiva-aineesta. Oksasen mukaan ovat myös kaura (0.15 %) ja ohra (0.18 %) sisältäneet rikkiä paljon runsaammin kuin nyt tut- kitut viljat. Korkman (1973) on saanut kenttäkokeessa viljellyn ohran rikki- pitoisuudeksi 0.10 % kuiva-aineesta, mikä on jo ollut vähemmän kuin Oksasen (1965) tutkimissa ohrissa. Tässä nyt esiteltävässä työssä ei ole ollut vilja- eikä rehunäytteitä Pohjanmaan rikkipitoisilta mailta joten suoranaista vertailu- kohdetta ei ole ollut. Toisaalta ovat Salonen ym. (1962) todenneet, ettei sul- faattimaiden ja muiden maiden kasvien rikkipitoisuuksissa ole ollut suuria eroja. Lintupajun koetilan ruohot, samoin kuin niistä valmistetut säilörehutkin, ovat sisältäneet rikkiä enemmän kuin koko maan rehut keskimäärin ja myöskin enemmän kuin Varsinais-Suomen ja Etelä-Hämeen maatilojen rehut. Nämä rehut ovat kuitenkin poikenneet rikkipitoisuuden suhteen Lintupajun koetilan rehuista vähemmän kuin koko maan rehut. Verrattaessa saatuja rikkipitoisuuksia niihin lukuihin, joita NRC:n ja NJF:n asiantuntijaryhmä ovat rikin tarpeesta esittäneet, nimittäin lypsylehmille 0.20 % ja lihakarjalle ja lampaille 0.10 % kuiva-aineesta, voidaan todeta, ettei- vät tutkitut rehut, harvoja yksittäisiä poikkeuksia lukuunottamatta, ole sisältäneet rikkiä suositeltua määrää. Toisaalta on todettu, että rikkitasa- 361 paino on lypsylehmillä (maitoa 8—37 kg/pv) säilynyt, kun rehujen rikki- pitoisuus on ollut 0.12 % kuiva-aineesta (Bouchard ja Conrad 1973). Nyt tutkituista rehuista ainoastaan Lintupajun koetilan rehujen typen ja rikin suhde on ollut lähellä BißDin (1974) nautakarjalle suosittelemaa suhdetta (15.0: 1.0). Muissa rehuissa suhteet ovat olleet jonkin verran liian korkeat, nimittäin ruohossa keskimäärin 19.0, säilörehuissa 18.1 ja heinissä 17.8. Kauran ja ohran osalta typen ja rikin suhteet ovat olleet vielä korkeammat ja siis todennäköisesti eläinten ravitsemuksen kannalta epäedullisemmat. Rikkipitoisilla säilöntäaineilla säilötyt rehut ovat sisältäneet rikkiä muita rehuja huomattavasti enemmän, nimittäin 0.48 % kuiva-aineesta. Niinikään typen ja rikin suhde on ollut alhainen keskimääräisen arvon ollessa 6.5. Vaikka eräät tutkijat (Chalupa ym. 1971, 1973) ovat voineet syöttää eläimille run- saasti rikkiä ilman häiriöitä, on toisaalta todettu liiallisen syöttämisen olleen haitallista. Rehujen korkean rikkipitoisuuden on todettu häiritsevän eräiden hivenaineiden, mm. seleenin (Hintz ja Hogue 1964) ja kuparin (Huisingh ym. 1973) hyväksikäyttöä ja siten aiheuttavan niiden puutetta. Näin ollen mm. Elam (1975) on kehoittanut varovaisuuteen yli 0.3 % rikkiä sisältävien rehujen suhteen. Toisaalta on otettava huomioon, että eläimille syötetään useimmissa tapauksissa säilörehun ohella myös viljaa ja heinää. Tällöin koko syötettävän rehun keskimääräinen rikkipitoisuus alenee. Maan eri osista otetuista säilörehunäytteistä voidaan todeta, että Pohjois- Karjalasta ja Satakunnasta saadut näytteet ovat sisältäneet rikkiä koko maan keskiarvoa vähemmän. Pohjois-Karjalassa ei näitä alhaisia rikkipitoisuuksia ole voitu paikallistaa minkään määrätyn kunnan alueelle, mutta Satakunnassa ovat vähän rikkiä sisältäneet rehut löytyneet Mouhijärven ja Lavian kuntien alueelta. Sen sijaan esimeikiksi Lauttakylästä ja Tampereen seudulta saadut rehunäytteet ovat sisältäneet rikkiä koko maan keskiarvoa vastaavan määrän tai sitä enemmän. Kaura- ja ohranäytteitä on tutkittu Varsinais-Suomesta, Satakunnasta, Pohjois-Savosta ja Pohjois-Karjalasta. Näytteitä on ollut vain 10 kultakin alueelta, mutta niissäkin tulokset ovat olleet samansuuntaisia kuin säilörehuissa. Mouhijärven —Lavian seudun kaurat ja ohrat ovat sisältä- neet rikkiä vähemmän kuin muut tutkitut viljanäytteet. Näihin alhaisiin rikki- pitoisuuksiin on rikkilannoituksen vähenemisen ohella voinut vaikuttaa itse maaperän alhainen rikkipitoisuus. Edellä esitetyn mukaan kotieläinten rikin saannissa voi esiintyä niukkuutta yksittäisissä tapauksissa, vaikka koko maan keskimääräiset rikkipitoisuudet eivät olekaan hälyttävän alhaisia. Rikin niukkuutta voi esiintyä varsinkin karjoissa, joissa on vilja-heinäruokinta vallitsevana. Ehkä eräillä alueilla olisi syytä kiinnittää huomiota rikkilannoitukseen kasvien optimikasvun ja parhaan proteiinituotannon kannalta. Tiivistelmä Rehujen rikkitilanteen selvittämiseksi on eri puolilta Suomea satunnaisesti valituilta maatiloilta määritetty ruohoista (60 näytettä), säilörehuista (857 näytettä), heinistä (125 näytettä), kauroista (40 näytettä) ja ohrista (40 näy- 362 tettä) kokonaisrikki ja osasta näytteitä myös sulfaattirikki. Lisäksi on Jokiois- ten Lintupajun koetilalta määritetty rikki 55 säilörehunäytteestä, 36 ruoho- näytteestä ja 21 näytteestä säilörehuja, joiden säilöntäaineet ovat sisältäneet rikkiä. Koko maan ruohonäytteet ovat sisältäneet rikkiä 0.16 i 0.04 %, säilö- rehut 0.14 di 0.05 % ja heinät 0.09 ± 0.01 % kuiva-aineesta. Lintupajun ruoho on sisältänyt rikkiä 0.20 ± 0 03 % ja siitä tehty säilörehu 0.18 i 0.03 % kuiva-aineesta. Kun säilörehut on tehty rikkiä sisältävillä säilöntäaineilla, on rehun keskimääräinen rikkipitoisuus ollut 0.48 % kuiva-aineesta. Säilörehujen osalta on todettu eroavuuksia maan eri osien välillä. Kauranäytteiden kuiva- aineesta on ollut rikkiä 0.07 % ja ohranäytteiden 0.06 %. Typen ja rikin keskimääräinen suhde on ollut ruohossa 19.1, säilörehussa 18.1 ja heinässä 17.8. Rikkiä säilöntäaineessa käytettäessä on typen ja rikin suhde säilörehiussa ollut 6.5. Kaurassa on typen ja rikin suhde ollut keski- määrin 30.0 ja ohrassa 35.0. KIRJALLISUUS Beet, A. E. 1955. Potassium permanganate in the Kjeldahl method for the determination of nitrogen in organic substances. Nature 175: 513 514. Bird, P. R. & Fountain, R. D. 1970. A method for the determination of sulfur in some biological materials. Analyst 95: 98 102. » 1974. Sulphur metabolism and excretion studies in ruminants. 13. Intake and utilization of wheat straw by sheep and cattle. Austr. J. Agric. Res. 25:631—642. Bouchard, R. & Conrad, H. R. 1973. Sulfur requirement of lactating dairy cows. 1. Sulfur balance and dietary supplementation. J. Dairy Sci. 56: 1276 1282. Chalupa, W., Oltjen, R. R., Slyter, L. L. & Dinius, D. A. 1971. Sulfur deficiency and tolerance in bull calves. J. Anim. Sci. 33: 278 (Abstr.). —» Oltjen, R. R. & Dinius, D. A. 1973. Sulfur nutrition for urea fed cattle. J. Anim. Sci .37:340 (Abstr.). Elam, C. J. 1975. Sulfur requirement of ruminants. Feedstuffs, September 23 25. Hintz, H. F. & Hogue, D. E. 1964. Effect of selenium, sulfur and sulfur amino acids on nutritional muscular dystrophy in the lamb. J. Nutr. 82:495—498. Huisingh, J., Gomez, G. G. & Matrone, G. 1973. Interactions of copper, molybdenum, and sulfate in ruminant nutrition. Fed. Proc. 32: 1921 1924. Korkman, J. 1973, Sulphur status in Finnish cultivated soils. Selostus. Suomen viljelysmai- den rikkitila. Maatal. tiet. Aikak. 45; 121 215. Lindfors, P., Kauramaa, A., Hiltunen, A & Kreula, M. 1976. Säilörehujen laatu syyskau- della 1975 otantatutkimuksen valossa. Karjatalous n:o 4, 9 11. NJF. 1975. Förslag till normer för makro- och mikromineraler till nötkreaturen och svin. Foderjournalen 14: 55 104. NRC. 1971. Nutrient requirement of dairy cattle. National Academy of Sci. Washington. D. C. Oksanen, H. E. 1965. Influence of sulphur on nutritional muscular degeneration (NMD) in ruminants. 2. Sulphur content in forage. Nord. Vet. Med. 17: 402 405. Salonen, M., Keränen, T., Tainio, A. & Tähtinen, H. 1962. Alueellisia ja maaperästä johtuvia eroja timoteiheinän kivennäisainepitoisuuksissa. Ann. Agric. Fenn. 1: 226 -232. Käsikirjoitus saapunut 16.9. 1976