Productschap Diervoeder T.a.v. de heer Matthé Elema Postbus AX Zoetermeer. Livestock Research. Geachte heer Elema,

Postbus 65 | 8200 AB Lelystad

Productschap Diervoeder

Livestock Research

T.a.v. de heer Matthé Elema Postbus 908 2700 AX Zoetermeer

DATUM

13 mei 2014 ONDERWERP

Subsidieverzoek PDV m.b.t. werkplan 2014 Feed4Foodure ONS KENMERK

Geachte heer Elema,

POSTADRES

Postbus 65 8200 AB Lelystad

Op 13 januari jl. is het werkplan 2014 van de PPS Feed4Foodure geaccordeerd door de stuurgroep Feed4Foodure (zie bijlagen 1 t/m 4). Productschap Diervoeder neemt in deze PPS deel en levert een belangrijke financiële (cash) bijdrage in 2014.

BEZOEKADRES

Edelhertweg 15 8219 PH Lelystad INTERNET

Onder verwijzing naar het goedgekeurde werkplan 2014 en de goedgekeurde

www.livestockresearch.wur.nl

deelprojectbeschrijvingen (zie bijlagen 1 t/m 4) verzoeken wij het PDV de volgende subsidiebedragen ter beschikking te stellen voor het jaar 2014: •

Feed4Foodure-A: €200.000,-

•

Feed4Foodure-B: €300.000,-

KVK NUMMER

09098104 CONTACTPERSOON

Gert van Duinkerken

Deze subsidiebedragen zijn aanvullend op subsidiebedragen die reeds eerder door PDV zijn beschikt voor onderzoeks-onderdelen uit de PPS Feed4Foodure.

TELEFOON

Aanvullend op het bovenstaande verzoeken wij u een subsidie ter beschikking te

FAX

(0320) 29 34 25

(0320) 23 73 20

stellen ter grootte van €120.350,- (CVB-middelen) voor onderzoek naar de ileale Popneembaarheid bij vleeskuikens (zie bijlage 5: Phytate degradation in broilers); dit onderzoek is onderdeel van Feed4Foodure-A .

E-MAIL

[email protected]

Met vriendelijke groet,

Gert van Duinkerken, mede namens Mari Smits Projectleiders Feed4Foodure, Wageningen UR Livestock Research

Bijlage 1: werkplan 2014 Feed4Foodure-A Bijlage 2: deelprojectbeschrijvingen Feed4Foodure-A Bijlage 3: werkplan 2014 Feed4Foodure-B Bijlage 4: deelprojectbeschrijvingen Feed4Foodure-B Bijlage 5: Project description ‘Phytate degradation in broilers’

Wageningen UR (Wageningen University, Van Hall Larenstein University of Applied Sciences and various research institutes) is specialised in the domain of healthy food and living environment.

Wageningen UR Livestock Research develops and applies knowledge for a profitable and sustainable livestock sector.

Beschrijving deelprojecten Feed4Foodure deel A voor het jaar 2014 Versie 07 jan 2014

Nr.

Meer met Minder (MMM)

MMM1

Masterplan “Nutriënten gebaseerde voederwaarderings- en responsmodellen voor landbouwhuisdieren”

07 jan 2014

versie

MMM2-A

Verminderen methaan- en energieverliezen. Deel A: varkens en pluimvee

07 jan 2014

MMM2-B

Verminderen methaan- en energieverliezen. Deel B: herkauwers

07 jan 2014

MMM3-A

Verminderen Stikstofverliezen. Deel A: varkens en pluimvee

07 jan 2014

MMM3-B

Verminderen Stikstofverliezen. Deel B: melkvee

07 jan 2014

MMM4

Verminderen Fosforverliezen bij landbouwhuisdieren

07 jan 2014

MMM5

Verminderen Koper- en zinkverliezen bij landbouwhuisdieren

07 jan 2014

MMM6

18 dec 2013

MMM7

Ontwikkeling van nieuwe indicatoren voor vaststelling van efficiëntie van nutriëntgebruik in landbouwhuisdieren Snelle meettechnieken t.b.v. opsporing van nutriënten(in)efficiëntie

Nr.

Maatschappelijk Verantwoorde Veehouderij (MVV)

MVV1

Voedingsoptimalisatie hoogproductief melkvee met weidegang

18 dec 2013

MVV2

Voeding zeugen in welzijnsgerichte systemen

18 dec 2013

MVV3

Voedingsexpertise in Verlenging levensduur melkvee

18 dec 2013

MVV4

FeedPrint aansluiten op internationale ontwikkelingen

18 dec 2013

MVV5

Alternatieve eiwitten

18 dec 2013

MVV6

Impact analysis Dutch transition animal feed sector to responsible soy

27 nov 2013

1

18 dec 2013 versie

MMM1: Nutriënten gebaseerde voederwaarderings- en responsmodellen voor landbouwhuisdieren Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame Veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected]. Wageningen UR Livestock Research. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Alfons Jansman, [email protected]., tel. 0320-237335 • André Bannink, [email protected] • Teun Veldkamp, [email protected] Wageningen University • Walter Gerrits, [email protected] • Jan Dijkstra, [email protected] Samenvatting aanvraag In dit deelproject worden dynamisch mechanistische modellen verder ontwikkeld en toepasbaar gemaakt voor melkvee en nieuw ontwikkeld voor varkens en pluimvee waarmee een voorspelling mogelijk is van de vertering van voer in de verschillende onderdelen van het maagdarmkanaal (met ieder haar eigen specifieke kenmerken), het resulterende aanbod aan nutriënten dat vanuit het maagdarmkanaal beschikbaar komt, en de productierespons en uitscheiding door de dieren onder verschillende voedingsen productieomstandigheden. Het deelproject MMM1 wordt gevoed met onderzoeksresultaten vanuit de deelprojecten MMM2 t/m MMM6 en in minder mate vanuit MMM7, MVV1 en MVV3. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Alfons Jansman en André Bannink Looptijd 01-01-2013 t/m 31-12-2016 (fase 1) 01-01-2017 t/m 31-12-2020 (fase 2) voor nadere fasering zie tijdpad Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research • Wageningen University • University of Guelph (CA) • University of California (Davis, USA) • INRA (FR) Beschrijving Doel Efficiënte benutting van nutriënten door doeldieren via gebruikmaking van dynamisch mechanistische modellen waarin op basis van het aanbod van nutriënten uit het voer de vermindering van nutriënt verliezen van dieren onder verschillende omstandigheden (omgeving, dier-gebonden eigenschappen) wordt voorspeld. Het doel is om modellen te ontwikkelen die de dynamische aspecten kunnen weergeven van de processen die zich afspelen in het maagdarmkanaal en in het metabolisme van het dier, en die daarmee ook een meer logische onderbouwing van variatie in dierrespons kunnen geven in tegenstelling tot vaste kentallen als uitgangspunt. Kennis & Innovatievragen ‘Meer met minder’ wordt gerealiseerd door een efficiënte(re) benutting van nutriënten door landbouwhuisdieren. Op dit moment wordt de efficiëntie van nutriënten voorspeld via statische modellen die grotendeels gebaseerd zijn op waarnemingen gedaan op dierniveau. Deze modellen houden echter geen rekening met de onderliggende processen terwijl die wel variatie in de respons van dieren geven. Dit betreft variatie ten gevolge van andere omstandigheden in het maagdarmkanaal van het dier of in de omgeving waarin het dier zich bevindt. Om nutriëntenbenutting en -verliezen te verminderen is een integratie van kennis nodig omtrent de vertering van voer, de benutting van nutriënten en de respons van de dieren op nutriëntenaanbod, en de invloed hierop van de meest relevante diergebonden factoren en omgevingsfactoren.

2

Voor melkvee is een conceptuele opzet voor een nutriënt gebaseerd model (Figuur 1) reeds in het verleden ontwikkeld en is reeds gewerkt aan de ontwikkeling van dynamische mechanistische responsmodellen voor de vertering in de onderdelen van het maagdarmkanaal (zoals de pens, Figuur 2) waarmee vertering, microbieel metabolisme, de beschikbaarheid van nutriënten, productie en uitscheiding kan worden voorspeld met in principe geen beperking aan de range van voeders en rantsoensamenstellingen.

Figuur 1 Conceptuele opzet van een nutriënten Figuur 2 Modelstructuur en gebaseerd (dynamisch mechanistisch) model schematische weergave van voor melkvee waarbij de belangrijkste nutriëntenstromen en betrokken aanwezige massa en orgaansystemen in het dier zijn weergegeven nutriëntenstromen in de pens van (bron: Bannink en Dijkstra, Wageningen UR. melkvee. (Bron: Dijkstra en Bannink, Voor leghennen is reeds een basismodel beschikbaar voor Wageningen UR. de calcium en fosfor benutting met focus op binnen-dag dynamiek (Figuur 3), evenals een groeimodel voor vleesvarkens (Figuur 4) en vleeskalveren (laatste echter geen onderdeel van deze PPS). Met name voor vleesvarkens, zeugen, vleeskuikens en leghennen zijn er echter nog diverse kennisleemtes die ingevuld moeten worden voor de ontwikkeling van volledige op nutriënten gebaseerde voedings- en responsmodellen. Deze kennisleemtes liggen op het vlak van de verteringsprocessen (enzymatisch, fermentatief) in het maagdarmkanaal, de invloed van microbiële activiteit in het maagdarmkanaal (hier bestaat eveneens een directe relatie met infecties en de respons van het immuunsysteem omdat weergave van de vertering en microbiële activiteit in het maagdarmkanaal mede als input zal moeten fungeren voor de modellen t.a.v. de immuuncompetentie van dieren; zie Feed4Foodure deel B gericht op Voeding, Darmgezondheid en Immuniteit), de beschikbaarheid (absorptie) van nutriënten uit verteerde grondstoffen/voeders in het maagdarmkanaal, en de post-absorptieve benutting van nutriënten (stofwisseling en productieve organen dier). Er is vooral aandacht nodig om verdere stappen te kunnen zetten met het kwantificeren van variatie in de nutriëntenbehoefte tussen dieren en binnen het individuele dier. Uit onderzoek blijkt dat variatie tussen dieren grote kansen biedt om de nutriënten efficiëntie aanzienlijk te verhogen en emissies verder te reduceren. Om daar gebruik van te maken en rekening te kunnen houden met inefficiënties is de ontwikkeling van een dynamisch mechanistisch responsmodel nodig dat voldoende rekening kan houden met de factoren die de verschillen tussen dieren en zelfs binnen het individuele dier verklaren, afhankelijk van de omstandigheden en de aard van het rantsoen en de vertering. Verbetering van de voederwaarderingssystemen (inclusief behoeftenormering) middels inzet van dynamische mechanistische responsmodellen maakt een nauwkeurige inschatting mogelijk van de hoeveelheid nutriënten die dieren nodig hebben, en die ze vastleggen in eindproduct of uitscheiden. Vele dier-gebonden factoren (b.v. ras, sekse, fysiologische status en gezondheid), omgevingsfactoren (b.v. hokbezetting, voersysteem en klimaat) en temporele variaties (tussen dagen en binnen dagen) bepalen de behoefte aan energie (glucogene en ketogene energie) en nutriënten (eiwit, aminozuren, fosfor, calcium, koper en zink) en zullen als verklarende factoren worden toegevoegd aan de modules die per species worden ontwikkeld en ingebouwd in nog nieuw te ontwikkelen dynamische mechanistische responsmodellen, of worden toegevoegd aan reeds bestaande. 3

Figuur 3 Schematische weergave van een calcium- en fosformodel voor leghennen (Kebreab, France, Kwakkel, Leeson, Darmani Kuhi en Dijkstra, 2009)

Figuur 4 Schematische weergave van een groeimodel voor varkens (Halas, Dijkstra, L. Babinszky, Verstegen en Gerrits, 2003)

In dit project is het einddoel om breed toepasbare dynamisch mechanistische responsmodellen verder te ontwikkelen voor melkvee, en nieuw te ontwikkelen voor vleesvarkens, zeugen, vleeskuikens en leghennen. Deelprojecten onder de innovatieopgaaf ‘Meer met minder door middel van efficiënt nutriënt gebruik’ zullen worden benut om input te vergaren voor de ontwikkeling van dynamisch mechanistische modellen die op nutriënten gebaseerd zijn en afhankelijk van omgeving- en/of de status waarin dieren zich bevinden. Aanpak & tijdpad Aanpak Voor melkvee en vleeskalveren is enkele jaren geleden een masterplan geschreven waarin de ontwikkeling van een dynamisch mechanistische responsmodellen is beschreven. In dit project is in 2013 tevens een concept masterplan geschreven voor de ontwikkeling van responsmodellen voor varkens en pluimvee. Voor melkvee zijn reeds modules voor nutriënten aanbod ontwikkeld voor pens, dunne darm en dikke darm waarmee de vertering onder verschillende omstandigheden wordt voorspeld gekoppeld aan een voorspelling van de benutting van geabsorbeerde nutriënten. In dit project kunnen deze bestaande modules uitgebreid worden met de ontwikkeling van modules voor het post-absorptieve metabolisme van nutriënten voor onderhouds- en productieprocessen in de belangrijkste organen en weefsels in melkvee (darmwand, lever, uier, foetus, lichaamsreserves), inclusief aandacht voor de mogelijkheid van een weergave van individuele dierverschillen (bijv. modelmatige weergave van het concept genetische capaciteit). Tevens dient een koppeling te worden gemaakt met de gebruikersinterface die momenteel binnen Innovatieprogramma Emissiearm Veevoer wordt ontwikkeld. Daarnaast wordt op dit moment een dynamisch model ontwikkeld dat de dynamiek van de ureumstromen in melkvee beschrijft. Het ontbreekt aan een P model dat recht doet aan de dynamiek van de P huishouding in de melkkoe. Doordat de eerste binnenkort beschikbaar komt, en voor de tweede een basis ontleend kan worden aan de literatuur, worden beide aspecten aan het masterplan voor melkvee toegevoegd. Voor vleesvarkens en vleeskuikens, en in een later stadium voor zeugen en leghennen, wordt gestart met de ontwikkeling van een dynamisch mechanistisch responsmodel dat belangrijke onderdelen van de respons van het dier op voeding weergeeft: 1. Voorspelling van de beschikbaarheid van nutriënten uit het voer op basis van de passage-, afbraak- en absorptiekinetiek van nutriënten (koolhydraten, vetten, eiwit/aminozuren, Ca en P) in de maag, de dunne darm en de dikke darm. Belangrijke variabelen in het model zijn de hoeveelheid nutriënten en de fysische eigenschappen van grondstoffen en voer op de flow van digesta (passagesnelheid, kinetiek) en het beschikbaar komen van nutriënten in verschillende delen van het maagdarmkanaal. Deze worden beïnvloed door voerkenmerken en dierkenmerken (o.a. gezondheidsstatus, geslacht, leeftijd, productiestadium). 2. Voorspelling van de benutting van geabsorbeerde nutriënten voor onderhoudsprocessen, en voor de aanzet van eiwit, vet en mineralen in lichaamsweefsels; aanvullend wordt bij leghennen een module ontwikkeld voor de eiproductie en bij dragende en lacterende zeugen een module voor de groei en ontwikkeling van prenatale biggen en voor melkproductie. 3. Modelleren van de invloed van omgevingsfactoren (voersysteem, klimaat, hokbezetting, etc.) op de processen die bij bovengenoemde 2 onderdelen gemodelleerd zijn.

4

Modellen worden deels gebaseerd op bestaande kennis en methodes om dynamische processen te beschrijven, maar aanvullende, gerichte experimenten (m.n. voor verteringskinetiek en interacties) zijn noodzakelijk (zie andere deelprojecten binnen Feed4Foodure) om deze modellen te kunnen ontwikkelen. Uiteindelijk zal de kennis uit de hierboven genoemde drie componenten worden samengebracht in een dynamisch mechanistisch responsmodel waarmee de voervertering en productiviteit van de dieren kan worden voorspeld en gestuurd op basis van voer- en dierkenmerken, omstandigheden in het maagdarmkanaal en leefomstandigheden. Het project biedt ook de mogelijkheid om de hoeveelheid, chemische samenstelling en eigenschappen (o.a. pH, C:N:P verhouding, eigenschappen van de N, C en P fracties, volume, DS-gehalte) van excreta (mest en urine) te voorspellen, wat de mogelijkheid geeft om direct de milieu-implicaties en consequenties voor mestverwerking inzichtelijk te maken. In het project krijgen validatie en evaluatie van modellen aandacht en wordt zo veel mogelijk over diersoorten heen gewerkt aan conceptuele benaderingen en de ontwikkeling van bepaalde modelelementen (bijv. elementen gerelateerd aan verteringsprocessen en microbiële activiteit). Dit vergt een efficiënte en interdisciplinaire organisatie van het projectteam en een effectieve samenhang met de andere deelprojecten in onderzoekslijn MMM. Het ontwikkelen van responsmodellen vraagt om moderne wiskundige technieken en bijpassende simulatietools. Een integraal onderdeel van dit project is het ontwikkelen van gebruikersinterfaces rondom de ontwikkelde responsmodellen om de eindgebruikers toepasbare innovaties te leveren. Tijdpad Uitvoering van het gehele plan vraagt naar verwachting 8 jaar. Het tempo van het uitvoeren van het plan en de aandacht hierbinnen voor de verschillende diercategorieën is sterk afhankelijk van de beschikbare financiële middelen binnen het F4F programma en uit andere bronnen van waaruit zal worden getracht aanvullende financiering te krijgen (o.a. NWO). Jaar 1: In 2013 is een concept masterplan opgesteld waarin de ontwikkeling wordt beschreven van dynamisch mechanistische modellen voor varkens en pluimvee, en heeft een update en aanvulling plaatsgevonden van het reeds bestaande masterplan voor melkvee. Jaar 1-8: Ontwikkelen van dynamisch mechanistische responsmodellen, verzamelen van input voor deze responsmodellen voor melkvee, vleesvarkens en vleeskuikens. • Onderzoekslijn 1: modelleren van de vertering, fermentatie en transformatie van nutriënten in het maagdarmkanaal ter voorspelling van het aanbod van nutriënten uit het voer in het maagdarmkanaal aan het post-absorptieve metabolisme voor vleesvarkens (jaar 2-5) en vleeskuikens (jaar 3-6). • Onderzoekslijn 2: voorspelling van de groei/productie/excreta op basis van voorspeld nutriëntenaanbod vanuit het maagdarmkanaal en de fysiologische status van het dier, afhankelijk van diergebonden factoren, van omstandigheden in het maagdarmkanaal en van omgevingsfactoren (jaar 3-8). • Onderzoekslijn 3 (gekoppeld aan onderzoekslijn 1); geen onderdeel van dit project maar van Feed4Foodure deel B: voorspelling van de invloed van voeding op darmgezondheid door weergave van het effect van vertering en fermentatie op activiteit en nutriëntenverbruik door het immuunsysteem en de ontwikkeling van het maagdarmpakket. Beoogde resultaten / producten 2013:

2014:

Opleveren van het concept Masterplan voor vleesvarkens en vleeskuikens en een aangepaste versie van het masterplan voor melkvee, alsmede een gebruikersinterface voor pens- en darmmodules melkvee. In 2014 zal conform het opgestelde masterplan een start worden gemaakt met de ontwikkeling van een dynamisch mechanistisch respons model voor vleesvarkens. Hierbij zal worden gestart met onderzoekslijn 1 zoals hiervoor beschreven, waarbij de focus ligt op het voorspellen van het nutriëntaanbod uit het voer op basis van de voeropname, nutriënt- en fysisch chemische samenstelling van het voer en de ingrediënten en passage en afbraak van voerbestanddelen tot absorbeerbare nutriënten in het maagdarmkanaal. Voor de ontwikkeling van dit model zal een AIO worden aangesteld, bij voorkeur te realiseren via aanvullende NWO-financiering. Voor melkvee voorziet het masterplan in de verdere ontwikkeling van de in EU-REDNEX ontwikkelde orgaanmodules (het meer volledig weergeven van het volledige scala aan nutriënten in plaats van enkel aminogene nutriënten). De benodigde tijdinspanning is echter dermate groot en het vraagt om dermate specialistisch expertise om voort te bouwen op de bestaande modules dat dit niet in het werkplan 2014 past. Om die reden voorziet werkplan 2014 in het opstarten van het ontwikkelen van een dynamisch P model voor melkvee (gerelateerd aan gestarte acties rondom melkvee binnen project MMM4).

5

Daarnaast wordt een gebruikersinterface ontwikkeld en opgeleverd voor de pens- en darmmodules voor melkvee (via het programma Emissiearm Veevoer – EAV; deliverable van MMM2-B). Hiermee komt tevens de Nederlandse Tier 3 methode voor het berekenen van methaanemissie in melkvee beschikbaar voor de sector. 2015 – 2020: In de eerste jaren wordt ingezet op de ontwikkeling van responsmodellen voor vleesvarkens en vleeskuikens. Verdere ontwikkeling van een dynamisch mechanistisch responsmodel voor melkvee en vleeskalveren en nieuw te ontwikkelen dynamisch mechanistisch responsmodellen voor vleesvarkens en vleeskuikens die de vertering en de respons op nutriëntenaanbod voorspellen afhankelijk van dier gebonden en omgevingsfactoren. Modellen voor andere diercategorieën (zeugen en leghennen) zullen afhankelijk van beschikbare financiering in latere fasen van het project worden ontwikkeld. Tijdens de ontwikkeling van de uiteindelijke responsmodellen zullen beschikbare modules indien mogelijk in toegankelijke vorm reeds tussentijds beschikbaar worden gesteld aan de gebruikers. In 2016 zal een eerste versie van een model dat het aanbod van nutriënten vanuit het voer in het maagdarmkanaal van vleesvarkens voorspelt via een interface beschikbaar worden gesteld aan de gebruikers (versie 0.0) die productie en emissies voorspelt op grond van deels mechanistische, deels empirische relaties. Gaandeweg zullen steeds meer biologische processen worden gemodelleerd en in de vorm van nieuwe of verbeterde modules aan de interface worden gekoppeld en daarmee ook beschikbaar komen voor gebruikers (o.a. mengvoederindustrie). De aard van de gebruikers van de interfaces dient lopende het project nog nader te worden gepreciseerd. Organisatie Wageningen UR Livestock Research: projectleiding, kennisleverancier uit andere deelprojecten, projectuitvoering en kennisleverancier bestaande modules en modelleerconcepten, aanstelling van twee DLO-AIO’s (waarvan de eerste in 2014), begeleiding AIO’s. Wageningen University: kennisleverancier uit andere deelprojecten, projectuitvoering en kennisleverancier bestaande modules en modelleerconcepten, begeleiding van de bovengenoemde AIO’s. In 2014 zal door Wageningen University een aanvraag worden gedaan bij NWO voor financiering van de AIO’s. Overwogen wordt een derde AIO aan te stellen die zich zal gaan richten op het modelleren van het postabsorptieve metabolisme van nutriënten van varkens of pluimvee. De mogelijkheden hiertoe zijn mede afhankelijk van de budgettaire mogelijkheden binnen Feed4Foodure, het al dan niet verkrijgen van NWOsubsidie, koppelingsmogelijkheden met Horizon2020 en/of de mogelijkheden een gekwalificeerde bursaal aan te trekken. Voor dit project zal voor beide AIO’s één begeleidingsteam worden ingesteld waarin onderzoekers zitting hebben en die ten doel heeft de AIO wetenschappelijk aan te sturen. Daarboven zal een stuurgroep worden geformeerd waarin de opdrachtgevers/stakeholders zitting hebben. Jaarlijks zal een projectbeschrijving voor het eerstvolgende jaar worden opgesteld en ter goedkeuring worden voorgelegd aan de stuurgroep. Communicatie Het dynamisch mechanistische responsmodel zal per diercategorie via de ontwikkeling van een gebruikersinterface beschikbaar worden gemaakt voor de sector. Via de pers zullen updates kenbaar worden gemaakt. Projectresultaten zullen schriftelijk worden vastgelegd in rapporten en in wetenschappelijke publicaties. Stakeholders zullen eveneens via bijdragen op relevante studiedagen en congressen worden geïnformeerd over de resultaten van het project en de toepassing ervan.

6

Begroting en financieel commitment* In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

60

175

39 99

19 194

39

19 115

60

60

99

194

2015

2016

Totaal

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

45 125 15 50 39 19 Totaal 99 194 * De omvang van het programma en de fasering van het onderzoek na 2014 zal mede afhankelijk zijn van keuzes ten aanzien van het aantal diercategorieën, de budgettaire mogelijkheden en mogelijkheden om aanvullende fondsen (bijv. NWO, Horizon2020) voor het beoogde onderzoek te verwerven.

7

MMM2: Verminderen methaan- en energieverliezen. Deel A: varkens en pluimvee Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected]. Wageningen UR Livestock Research • Teun Veldkamp, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected] • André Bannink, [email protected] • Alfons Jansman, [email protected] Wageningen Universiteit, Leerstoelgroep Diervoeding • Jan Dijkstra, [email protected] • Walter Gerrits, [email protected] Samenvatting aanvraag Vaststelling en kwantificering van effecten van voedingsmaatregelen en voersamenstelling op de energieverliezen bij varkens en pluimvee (vleeskuikens). Onderscheid zal worden gemaakt tussen energieverliezen op het niveau van het maagdarmkanaal en tijdens het verteringsproces en verliezen samenhangend met de post-absorptieve energiestofwisseling (efficiëntie van aanzet van eiwit en vet in het lichaam en gebruik voor onderhoudsprocessen). Met vergelijkbare concepten als gebruikt in de modellen die ontwikkeld zijn voor melkvee worden ook responsmodellen ontwikkeld voor varkens en pluimvee. Net als bij melkvee wordt hierbij een onderscheid gemaakt tussen de invloed van voerfactoren op de vertering (plaats en mate in verschillende delen van het maagdarmkanaal; enzymatisch en fermentatief) van de verschillende koolhydraat, eiwit en vetbronnen. Aansluitend op de ontwikkeling van deze modellen wordt de vertering van organische stof en van niet-zetmeel polysachariden door varkens en pluimvee gerelateerd aan variatie in chemische samenstelling en verteringseigenschappen in het maagdarmkanaal, inclusief het effect van eventuele anti-nutritionele factoren (ANF’s). In vitro methoden worden ontwikkeld voor deze verteringseigenschappen. De werkzaamheden voor varkens en pluimvee (vleeskuikens) zullen nauw worden afgestemd op en in dienst staan van het project MMM1 ‘Ontwikkeling van op nutriënten gebaseerde voederwaarderingssystemen en responsmodellen’. Ook worden resultaten vanuit recent afgesloten en lopende, door PDV (mede)gefinancierde, onderzoeksactiviteiten meegenomen (bijv. uitkomsten van verteringsonderzoek bij vleesvarkens) in een geactualiseerd netto energiesysteem voor vleesvarkens en een vernieuwde tabel verteerbaarheid voedermiddelen voor varkens. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Teun Veldkamp. [email protected] Looptijd Begindatum 1 januari 2013. Einddatum 31 december 2016. Uitvoerende organisaties Wageningen UR Livestock Research en Wageningen Universiteit Beschrijving Doel Het verminderen van de energieverliezen bij varkens en pluimvee door middel van experimenteel, modelmatig onderzoek, en het beschikbaar maken van kwantitatieve rekenmethoden voor de sector. Verbeterde schatting van nutriëntenbeschikbaarheid vanuit het maagdarmkanaal, en van energetische efficiëntie van eiwit- en vetaanzet en energie-onderhoudsbehoefte bij vleesvarkens en vleeskuikens (post-absorptieve benutting) en verbeterde schatting van de energiewaarde van grondstoffen/voedermiddelen voor varkens en pluimvee. De vertering van organische stof en van niet-zetmeel polysachariden door varkens en pluimvee wordt gerelateerd aan variatie in chemische samenstelling en verteringseigenschappen in het maagdarmkanaal, inclusief het effect van eventuele anti-nutritionele factoren (ANF’s). In vitro methoden worden ontwikkeld voor deze verteringseigenschappen. Kennis & Innovatievragen Het project draagt bij aan het beantwoorden van de volgende kennis- en innovatievragen: ontbrekende kennis t.b.v. op nutriënten gebaseerde voederwaarderings- en responsmodellen (zie deelproject MMM1) 8

-

-

schatten van de verteringseigenschappen van grondstoffen in het maagdarmkanaal van varkens en pluimvee, inclusief het effect van eventuele anti-nutritionele factoren en het ontwikkelen van in vitro methoden voor het afleiden van de verteringseigenschappen van grondstoffen er bestaat behoefte de basis voor de energiewaardering in op nutriënten gebaseerde voederwaarderingssystemen/responsmodellen nader te definiëren voor varkens en pluimvee.

Aanpak & tijdpad In nauwe afstemming met deelproject MMM1, voor wat betreft varkens en pluimvee: 2013-2014: schatten nutriënten beschikbaarheid en energiewaarde grondstoffen, varkens en pluimvee, inclusief in vitro methoden voor (fecale) verteringseigenschappen grondstoffen, varkens en pluimvee 2013-2014: Eind 2013 is een eerste experiment uitgevoerd met vleeskuikens met als doel het vaststellen van het effect van energie-eiwit verhouding en aandeel vet en koolhydraten als energiebronnen in het voer op de productieresultaten en eiwit- en vetdepositie op verschillende leeftijden in vleeskuikens in de periode van 10-35 dagen. In de eerste maanden van 2014 zullen de karkasanalyses worden uitgevoerd en de resultaten van dit onderzoek verder worden uitgewerkt en op basis hiervan wordt in 2014 een vervolgexperiment met vleeskuikens uitgevoerd waarin specifieker wordt onderzocht hoe eiwit- en vetaanzet in het lichaam van een vleeskuiken gestuurd kunnen worden via voeding en energieverliezen verder beperkt kunnen worden door verdere aanpassing van de energiebronnen in het voer en meer verfijnde energie-eiwitverhoudingen in verschillende leeftijdsfasen. Deze vleeskuikenproef in 2014 wordt in-kind ingebracht door het bedrijfsleven. 2013-2014: Data m.b.t. energie- en nutriëntenverteerbaarheid bij varkens worden geïmplementeerd in een geactualiseerd netto energiesysteem voor vleesvarkens en een vernieuwde tabel verteerbaarheid voedermiddelen voor varkens 2015-2016: nader vast te stellen, mede op basis van onderzoeksresultaten 2013-2014. Naar verwachting zal het onderzoek vanaf 2015 worden gericht op vermindering van energieverliezen bij varkens. Beoogde resultaten / producten Geactualiseerd netto energiesysteem voor vleesvarkens en een vernieuwde tabel verteerbaarheid voedermiddelen voor varkens (o.b.v. de resultaten uit 2013). Ontbrekende data voor dynamisch mechanistisch responsmodel vleesvarkens en vleeskuikens betreffende nutriëntenbeschikbaarheid vanuit het maagdarmkanaal, en van energetische efficiëntie van eiwit- en vetaanzet en energieonderhoudsbehoefte bij vleesvarkens en vleeskuikens (post-absorptieve benutting) en verbeterde schatting van de energiewaarde van grondstoffen/voedermiddelen voor varkens en pluimvee. Organisatie werkzaamheden varkens en pluimvee: De verantwoordelijkheid voor de uitvoering van de experimentele werkzaamheden voor varkens en pluimvee, de ontwikkeling van in vitro methoden, wordt bij onderzoekers in betreffende expertiseveld neergelegd. Aandacht wordt gegeven aan een juiste inbreng van de verschillende expertises (diersoortspecifieke kennis, ontwikkeling in vitro methoden). Communicatie Artikelen in vakbladen, op websites en presentaties tijdens themamiddagen en op symposia worden gebruikt als communicatiemiddel. De diervoedersector heeft zitting in de begeleidingscommissie. Onderzoeksresultaten worden vertaald en gecommuniceerd met de sector, beleid en overige onderzoekprojecten. Daarnaast worden resultaten gepubliceerd in peer reviewed journals waarmee ze internationaal de toets der kritiek kunnen doorstaan.

9

*

Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

152

76

121

61

107 380

226,7 363,7

82 228

122 104,7

70

137

380

363,7

2015

2016

Totaal

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

218 137 80 104,7 82 122 Totaal 380 363,7 * De begroting voor 2015 en 2016 is nader vast te stellen, mede op basis van onderzoeksresultaten 2013-2014 en daaraan gekoppelde planvorming voor 2015-2016.

10

MMM2: Verminderen methaan- en energieverliezen. Deel B: herkauwers Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected]. Wageningen UR Livestock Research • André Bannink, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected]., tel. 0320-237330 Wageningen University, Leerstoelgroep Diervoeding • Jan Dijkstra, [email protected], tel. 0317-248258 Samenvatting aanvraag Vaststelling en kwantificering van effecten van voedingsmaatregelen op de methaanemissie van herkauwers, met inbegrip van het kwantificeren van afwenteling naar overige broeikasgasemissies. Een uitgebreid meetprogramma wordt uitgevoerd in respiratiekamers, ondersteund en aangevuld met gevoeligheidsanalyses en scenarioberekeningen met een dynamisch, mechanistisch model dat de fermentatieprocessen in het maagdarmkanaal van melkvee beschrijft. Dit model is momenteel in gebruik als een zogeheten Tier 3 methode voor het berekenen van de methaanemissie in melkvee ten behoeve van de Nederlandse Emissieregistratie. Een gebruikersvriendelijke interface wordt ontwikkeld die gebruik van het model door de sector toestaat. Nieuwe elementen worden aan het model toegevoegd om het effect van de momenteel in vivo onderzochte voerstrategieën (incl. werkzame additieven) goed weer te kunnen geven. De voorspelling van het effect van de voeding en vertering op methaanemissie hangt volledig samen met het voorspellen van de plaats en wijze van vertering, het nutriënten- en energieaanbod vanuit het maagdarmkanaal en de benutting voor onderhoud en melkproductie, en de resulterende samenstelling van faeces en urine (mesteigenschappen). Het adaptatievermogen van de penswand om nutriënten te kunnen absorberen en de mate waarin de voersamenstelling dit adaptatievermogen beïnvloedt, wordt nader onderzocht. De werkzaamheden in dit deelproject zullen nauw worden afgestemd op en in dienst staan van het project MMM1 ‘Ontwikkeling van op nutriënten gebaseerde voederwaarderingssystemen en responsmodellen’. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Diervoeding, André Bannink Wageningen University, Lsg Diervoeding, Jan Dijkstra Looptijd Programma Emissiearm Veevoer, gestart in 2011, conform huidige afspraken doorlopend tot in 2016 Begindatum 1 januari 2013 Einddatum 31 december 2016 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research, Diervoeding • Wageningen University, Lsg Diervoeding Beschrijving Doel • Het verminderen van de methaan- en energieverliezen door middel van experimenteel en modelmatig onderzoek, kwantitatieve rekenmethoden beschikbaar maken voor de sector. • Verbeterde schatting nutriëntenbeschikbaarheid vanuit maagdarmkanaal en energieonderhoudsbehoefte van melkvee. • Inzicht in het adaptatievermogen van de penswand om nutriënten te kunnen absorberen en de mate waarin de voersamenstelling dit adaptatievermogen beïnvloedt. Kennis & Innovatievragen Het project draagt bij aan het beantwoorden van de volgende kennis- en innovatievragen: EmissieArm Veevoer Experimentele onderbouwing van de effecten van voeding op methaanemissie in melkvee • effecten management op ruwvoerkwaliteit (gras en mais) en de gevolgen daarvan op methaanemissie, effect van zetmeelbronnen in krachtvoer • effect van methaan-reducerende additieven: conceptuele benadering, gericht op interacties (tussen additieven), alternerende inzet van additieven Modelmatige weergave van effecten van ruwvoer, krachtvoer en additieven op methaanemissie 11

weergave van mode-of-action in het model, invoegen van ontbrekende mechanismen of aanpassingen in bestaande beschrijving (bijv. effecten vet(zuren), nitraat, invloeden op voorspelde fermentatieprofiel) • ontwikkelen van een gebruikersinterface • vertaling van effecten van voeding t.b.v. praktijk/monitoringsprogramma Koeien & Kansen, vertaling naar andere categorieën herkauwers dan melkvee (in eerste instantie schaap) • inzichtelijk maken van de invloed van voeding op variatie in emissiefactoren. Penswand adaptatie • wat is het adaptatievermogen van de penswand om nutriënten te kunnen absorberen en in welke mate beïnvloedt de voersamenstelling dit adaptatievermogen. •

Aanpak & tijdpad Conform de met publiek en private financiers overeengekomen programmabeschrijving van EmissieArm Veevoer, en in nauwe afstemming met deelproject MMM1: • 2013-2015 uitvoering 3 AIO-projecten rondom invloed graskwaliteit, maiskwaliteit en zetmeelbronnen krachtvoer op methaanemissie in melkvee. Door, waar mogelijk, gebruik te maken van pens gecannuleerde dieren wordt waardevolle informatie gegenereerd over vluchtige vetzuur samenstelling en pH van de pensvloeistof, ten dienste van het pensmodel (MMM1) en verklaring van de methaanvorming. • 2013-2016 ontwikkeling / verbetering model enterische methaanemissie melkvee (in samenhang met MM1) • 2013-2014 ontwikkeling gebruikersinterface melkveemodel (in samenhang met MMM1) • 2013-2014 afwentelingen verlaagde methaanemissie naar overige emissie, vertaling schaap • 2013-2016 uitwisseling met praktijkmonitoringprogramma Koeien & Kansen en de ontwikkeling praktijkindicator methaanemissie o.b.v. melkanalyse Voor wat betreft Penswand adaptatie: • 2013-2015 nader onderzoek, mede via dierexperimentele studies met gecannuleerd melkvee, aan het adaptatievermogen van de penswand om nutriënten te kunnen absorberen en de mate waarin de voersamenstelling dit adaptatievermogen beïnvloedt. Beoogde resultaten / producten In vivo toetsing van effecten van voermaatregelen op enterische methaanvorming in melkvee (vers gras, grassilage, maïssilage, zetmeelbronnen krachtvoer, effect additieven). Modellering van enterische methaanvorming, toevoegen van ontbrekende elementen in het model, uitvoeren van scenarioberekeningen, dit in sterke interactie met deelproject MMM1 Ontwikkeling van een gebruikersinterface rondom het model voor melkvee, in aansluiting op deelproject MMM1 Vaststelling van mogelijke afwentelingen naar overige emissies, inzichtelijk maken van de invloed van voeding op algemeen gehanteerde emissiefactoren Vertaling van effecten op methaanemissie in melkvee naar de situatie in het schaap Wetenschappelijke publicaties, proefschriften, internationale samenwerking/afstemming )bijv. inbreng resultaten in voedingswerkgroep onder Global Research Alliance). Inzicht in het adaptatievermogen van de penswand om nutriënten te kunnen absorberen en de mate waarin de voersamenstelling dit adaptatievermogen beïnvloedt. Organisatie In vivo experimenten ten behoeve van EmissieArm Veevoer worden uitgevoerd door Wageningen Universiteit in de nieuwe klimaatrespiratiekamers op “Carus” door 3 AIO’s onder begeleiding van genoemde projectleiders van dit PPS-projectvoorstel. Overige onderzoekstaken worden grotendeels uitgevoerd door en gecoördineerd door Wageningen UR Livestock Research, in nauwe samenwerking met Wageningen Universiteit en genoemde AIO-projecten. Werkzaamheden en voortgang wordt tweemaal per jaar besproken in een specifiek voor dit project gevormde Begeleidingscommissie waarin alle financiers vertegenwoordigd zijn evenals stakeholder LTO. Voor de ontwikkeling van de gebruikersinterface is een gebruikersgroep geïnstalleerd als klankbordgroep. In het onderzoek naar penswand adaptatie is 1 AIO actief; dit onderzoek wordt begeleid door vertegenwoordigers van het bedrijfsleven. Communicatie Artikelen in vakbladen, op websites en presentaties tijdens themamiddagen en op symposia worden gebruikt als communicatiemiddel. Er is een nauwe afstemming met praktijkprojecten (Koeien & Kansen; Kringloopwijzer) waarin direct met de praktijk gecommuniceerd wordt. De diervoedersector heeft zitting in de begeleidingscommissie. Onderzoeksresultaten worden vertaald en gecommuniceerd naar en met de sector, beleid en overige onderzoekprojecten. Daarnaast worden resultaten gepubliceerd in peer reviewed journals en in proefschriften waarmee ze internationaal de toets der kritiek kunnen doorstaan.

12

*

Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

2015

2016

Totaal

464,2 350 77 891,2

1.126,8

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash

12 447,7

bijdrage PZ bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

263,6 (EAV) 65 (penswand) 263,6 (EAV) ca. 65 (penswand)

431,5

469,6 (EAV)

891,2

1.126,8

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

306,5 572,7 12 Totaal 891,2 1.126,8 * De PDV bijdrage in 2014 maakt onderdeel uit van meerjarige lopende afspraken voor het programma EmissieArm Veevoer (EAV) en voor het AIO-project (Kasper Dieho) gericht op penswandadaptatie (“Met een gezonde pens vooruit”). Behoudens deze PDV-bijdragen zal geen aanspraak worden gemaakt op budget vanuit Feed4Foodure omdat overige financiering bestaat uit (voor het meerjarige project toegezegde) middelen vanuit het beleidsondersteunende onderzoek van EZ en vanuit Productschap Zuivel.

13

Project voorstel/plan Wageningen UR Livestock Research Projecttitel

Methaanemissie op het melkveebedrijf: Impactanalyse voor reductiemaatregelen en doorrekening daarvan in de KringloopWijzer

Datum voorstel/plan (dd-mmm-jj) Status

10-dec-2013

Projectmanager Wageningen UR Livestock Research Opdrachtgever

Léon Šebek Stuurgroep Feed4Foodure

Contactpersoon opdrachtgever

Ruud Tijssens (penvoerder Feed4Foodure)

Uitvoerende instellingen

Wageningen UR Livestock Research Vertegenwoordigers NL diervoederbedrijfsleven

Startdatum (dd-mmm-jj) Einddatum (dd-mmm-jj)

16-nov-13

1.

Definitief

16-mei-14

Inhoudelijke beschrijving

1.1. Aanleiding Het NL diervoerbedrijfsleven is actief betrokken bij de mogelijkheden om de koolstofkringloop efficiënter te maken en de broeikasgasemissie (waaronder methaan) te reduceren. Ook de zuivelketen wil de Ckringloop efficiënter maken en heeft besloten om de emissie van methaan, kooldioxide en de mobiliteit van organische stof in de bodem bedrijfsspecifiek in beeld te brengen met de KringloopWijzer. Deze ontwikkelingen zijn voor het diervoederbedrijfsleven van belang, omdat de verwachting is dat de voerketen een substantiële bijdrage kan leveren aan efficiëntieverbetering in de C-kringloop van het melkveebedrijf. Daarom heeft Feed4Foodure gevraagd om een nauwe aanhechting van het diervoederbedrijfsleven met de KringloopWijzer te realiseren. Daarmee ligt de focus van het hier beschreven project op de on-farm emissies (conform de KringloopWijzer). 1.2. Doel - Identificeren van alle mogelijke maatregelen om de methaanemissie op het melkveebedrijf te verminderen. De maatregelen betreffen het handelingsperspectief van de veehouder en hebben betrekking op de directe dierhouderij (voeding, diergezondheid, leeftijdsopbouw veestapel, etc.) - Globaal kwantificeren (orde van grootte) van het reductie effect van de geïdentificeerde maatregelen op de methaanemissie op het melkveebedrijf. - Vaststellen van de onderzoeksvragen en -inspanningen die noodzakelijk zijn om geïdentificeerde beloftevolle maatregelen in te passen in de koolstofmodule in de KringloopWijzer (BEC). - Maken van een onderzoeksplan vanuit het perspectief van het diervoederbedrijfsleven om de aansluiting met BEC te realiseren, inclusief het voorstellen van de onderzoeksprioriteiten en van systemen om algemeen aanvaarde relaties in te bedden in BEC. Het doel van het onderzoeksplan is het realiseren van aansluiting met de BEC module binnen de KringloopWijzer. Aansluiting betekent hier dat de inspanningen van het diervoederbedrijfsleven om de methaanemissie op het melkveebedrijf te verminderen ook ingerekend worden in de KringloopWijzer. Het onderzoeksplan is dus, net als de KingloopWijzer zelf, gericht op de on-farm emissies. De doelgroep is het Nederlandse diervoederbedrijfsleven met indirect het melkveebedrijf. 1.3. Resultaten Rapport met daarin: Deel 1 Perspectief melkveehouder - Overzicht van mogelijke maatregelen die door de melkveehouder genomen kunnen worden om de methaanemissie op het melkveebedrijf (on-farm emissie) te verminderen, inclusief inschatting van de orde van grootte van de te verwachten reductie van de methaanemissie.

14

- Vaststellen of o het reductie-effect van alle beloftevolle maatregelen goed kan worden ingeschat. o alle beloftevolle maatregelen met de KringloopWijzer kunnen worden doorgerekend. - Evaluatie van de ‘maatregelen melkveehouder’ met als doel kennishiaten in de eerste versie van de KringloopWijzer op te sporen en aan te geven welke onderzoeksinspanning nodig is om de hiaten in te vullen. Deel 2 Perspectief diervoederbedrijfsleven - Overzicht van mogelijke maatregelen die door het diervoederbedrijfsleven genomen kunnen worden om de methaanemissie op het melkveebedrijf (on-farm emissie) te verminderen, inclusief de orde van grootte van de te verwachten reductie van de methaanemissie. - Vaststellen of o het reductie-effect van alle beloftevolle maatregelen goed kan worden ingeschat. o alle beloftevolle maatregelen met de KringloopWijzer kunnen worden doorgerekend. o de beloftevolle maatregelen effect hebben op de off farm broeikasgasemissies (in CO2equivalenten), inclusief inschatting van de orde van grootte van die effecten - Evaluatie van de ‘maatregelen diervoederbedrijfsleven’ met als doel kennishiaten in de eerste versie van de KringloopWijzer op te sporen en aan te geven welke onderzoeksinspanning nodig is om de hiaten in te vullen. Deel 3 Aansluiten bij KringloopWijzer Aanbevelingen voor een onderzoeksplan (vanuit het perspectief van het diervoederbedrijfsleven) om de geconstateerde hiaten in te vullen en gereed te maken voor implementatie in de KringloopWijzer, inclusief o prioritering van de onderzoeksvragen o inschatting van de onderzoeksinspanning Toelichting bij enkele punten in het rapport - inschatting van de orde van grootte van de te verwachten reductie van de methaanemissie o betreft het kwantitatieve effect van die maatregelen (kg CH4 reductie) en de relevantie van die reductie voor de totale CH4 emissie op het melkveebedrijf. - Vaststellen of het reductie-effect van alle beloftevolle maatregelen goed kan worden ingeschat o Betreft beoordeling van de beschikbare rekenregels plus benodigde input (data), inclusief een inschatting van de nauwkeurigheid van de berekening van de CH4 emissie. - Vaststellen kennishiaten o Inclusief de reden waarom het doorrekenen van het effect van de betreffende maatregel (nog) niet is opgenomen in de KringloopWijzer. 1.4. Randvoorwaarden Essentieel is een goede communicatie en samenwerking tussen de projectuitvoerders en (vertegenwoordigers van) de doelgroep. Er moeten gedurende de looptijd beslissingen worden genomen die van invloed kunnen zijn op het eindresultaat. Hiervoor is een overlegstructuur nodig. Enkele voorbeelden: - Vaststellen welke denkbare maatregelen in dit kader relevant zijn en moeten worden meegenomen in de analyse van kwantitatief effect en nauwkeurigheid (inkaderen is noodzakelijk) - Prioriteren in de benodigde aanvullingen van de KringloopWijzer en besluiten voor welke aanvullingen een inschatting van haalbaarheid en ontwikkelinspanning wordt gemaakt. - Besluiten welke rekenregels worden gebruikt. Bedrijven beschikken over eigen rekenregels, kunnen die in de (openbare) KringloopWijzer worden gebruikt? - Definiëren essentiële begrippen zoals ‘maatregel’. Bij gebruik van eigen rekenregels kan het wenselijk zijn om een maatregel (bijv. verhogen afbraaksnelheid) te veranderen in een doelstelling (bijv. verbeteren voerefficiëntie). 1.5. Activiteiten 1 2 3

4 5

Inventariseren van alle beschikbare maatregelen (inclusief effect), zowel vanuit perspectief melkveehouder als vanuit perspectief diervoederbedrijfsleven. Relevantie aangeven van de rol van het diervoederbedrijfsleven bij het reduceren van de on-farm emissie van methaan. Overzicht geven van de beschikbare kennis over en de beschikbare rekenregels voor de methaanemissie van de beloftevolle maatregelen (algemene rekenregels, los van de KringloopWijzer). Overzicht geven van de gebruikte rekenregels voor methaanemissie binnen de KringloopWijzer Vergelijking van de benodigde rekenregels met de rekenregels gebruikt in de KringloopWijzer. Aangeven of geconstateerde verschillen inherent zijn aan de eisen aan de KringloopWijzer (=

15

6 7 8

beperkingen opgelegd vanuit controle en handhaving en/of beschikbaarheid inputdata voor rekenregels), of dat ze gemist zijn en alsnog ingebouwd kunnen worden. Aangeven of de voorgenomen aanpassing/uitbreiding van de KringloopWijzer extra eisen stelt aan ‘controle en handhaving’. Inventariseren en prioriteren van de werkzaamheden die nodig zijn om de Kringloopwijzer aan te kunnen passen plus inschatten van de onderzoeksinspanning die daar mee gemoeid is. Opstellen onderzoeksplan

Voorziene go/no go momenten o o

o

Er zijn tijdens de uitvoering van dit project geen go/no go momenten. Er zijn in dit project wel beslissingsmomenten waarbij terugkoppeling met (vertegenwoordigers van) de opdrachtgever gewenst is. Het betreft het onderscheid maken tussen relevante en niet-relevante reductiemaatregelen. Alleen de relevante maatregelen zullen verder worden uitgewerkt. Het go/no go moment zit achter dit project, omdat dit project de inventariseert of er een vervolgproject moet komen. Dat gebeurt op basis van een resultaat van dit project nl het concept onderzoeksplan voor het opvullen van geconstateerde (kennis)hiaten en aanpassing/uitbreiding van de BEC module in de KringloopWijzer.

2. Beheeraspecten 2.1. Projectorganisatie De Interne (WUR) betrokkenen zijn Léon Šebek (beoogde projectleider) , Michel de Haan en André Bannink (projectgroep). De projectgroep en wordt waar nodig aangevuld met Johan de Boer, Roselinde Goselink en Aart Evers (Livestock Research) en Jaap Schröder en Frans Aarts (PRI). De externe betrokkenen worden aangewezen door de stuurgroep van F4F. 2.2. Planning Het project heeft een doorlooptijd van 6 maanden en start half november of zo snel mogelijk daarna. In 2013 wordt gestreefd naar afronding van activiteit 1 (Inventariseren alle mogelijke maatregelen). Het overige werk wordt in 2014 uitgevoerd. Na afronding van activiteit 1 en 2 wordt een tussentijds resultaat opgeleverd en besproken met de opdrachtgever. Datzelfde gebeurt na afronding van activiteit 3 t/m 6 en 7 en 8. Een tussentijds resultaat heeft geen vaste vorm en kan een notitie, werkverslag of powerpoint presentatie zijn. De rapportage van alle activiteiten gebeurt tegelijkertijd aan het eind van het traject. 2.3. Kosten De totale kosten van projectbeheer plus activiteit 1 t/m 8 bedragen 30 k€ (excl. BTW), waarvan ca. 25 k€ in 2014. 3.

Communicatie

De communicatie blijft beperkt tot interne projectcommunicatie en communicatie met (vertegenwoordigers van ) de stuurgroep Feed4foodure. Er is daarom geen communicatieplan nodig. Het eindrapport zal openbaar beschikbaar zijn, met uitzondering van het onderzoeksplan. Indien gewenst kan het rapport via de internetkanalen van Wageningen UR Livestock Research (bv Verantwoorde Veehouderij) onder de aandacht gebracht worden.

16

MMM3: Verminderen stikstofverliezen. Deel A: varkens en pluimvee Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deel A Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected]. Wageningen UR Livestock Research • Alfons Jansman, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected], tel. 0320-237335 • Teun Veldkamp, [email protected] • Rick van Emous, [email protected] Wageningen Universiteit, • Walter Gerrits, [email protected] Samenvatting aanvraag Het project heeft als doel om stikstofverliezen bij varkens en pluimvee te verminderen door kennis te ontwikkelen om voeders voor vleeskuikens en vleesvarkens ten aanzien van hun aminozuursamenstelling af te stemmen op de gezondheidsstatus van de dieren op bedrijven in de praktijk. Tevens zijn in 2013 behoeftenormen voor aminozuren voor vleeskuikens en leghennen geactualiseerd en is kennis ontwikkeld over het effect van verschillende energie-eiwit verhoudingen en lichaamsgewicht op 20 weken leeftijd op bevruchting, kuikenkwaliteit, bevedering en persistentie bij vleeskuikenouderdieren. De onderzoeksresultaten en –inzichten worden gebruikt voor deelproject MMM1, het Masterplan “Ontwikkeling van nutriëntgebaseerde dynamische mechanistische respons modellen voor vleesvarkens en vleeskuikens”. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, A.J.M. Jansman Looptijd 1-4-2013 tot en met 31-12-2016 Beschrijving Doel Het project heeft als doel om stikstofverliezen bij varkens en pluimvee te verminderen door kennis te ontwikkelen om voeders voor vleeskuikens en vleesvarkens ten aanzien van hun aminozuursamenstelling af te kunnen stemmen op de gezondheidsstatus van de dieren. Door toepassing van deze kennis wordt het immuunsysteem van het dier wat betreft de aminozuurvoorziening optimaal ondersteund en worden de productieprestaties onder praktijkomstandigheden geoptimaliseerd, leidend tot een verbetering van de stikstofbenutting uit het voer en een vermindering van de stikstofverliezen in het milieu. Meer specifiek beoogt het project: • Het actualiseren van de aminozuurbehoeftenormen voor vleeskuikens en leghennen • Het in kaart brengen van de variatie in aminozuurbehoefte van vleeskuikens en vleesvarkens op praktijkbedrijven met een verschillende gezondheidsstatus. Doordat hierbij ook mestmonsters worden genomen biedt dit de mogelijkheid om, naast de verteerbaarheid van eiwit, ook de verteerbaarheid van energie en fosfor vast te stellen. • Het kwantificeren van het effect van gezondheidsstatus op de nutriëntenbehoefte van vleeskuikens in experimenten onder gecontroleerde omstandigheden. • Het ontwikkelen van kennis om voeders te kunnen formuleren die beter afgestemd zijn op de aminozuurbehoefte van vleesvarkens en vleeskuikens in de praktijk in relatie tot de gezondheidsstatus (hoog, conventioneel of suboptimaal) van de dieren, waardoor de dierprestaties en nutriëntbenutting op bedrijven in de praktijk kunnen worden verbeterd. • Het evalueren van het gebruik van voeders met een aminozuursamenstelling die afgestemd zijn op de gezondheidsstatus van vleeskuikens en -varkens en op de productieprestaties en efficiëntie van N-gebruik onder praktijkomstandigheden. • Onderzoek naar het effect van verschillende energie-eiwit verhoudingen en lichaamsgewicht op 20 weken leeftijd op bevruchting, kuikenkwaliteit, bevedering en persistentie bij vleeskuikenouderdieren Het aangegeven onderzoek gericht op de aminozuurvoorziening van vleeskuikens in relatie tot hun gezondheidsstatus is nieuw. Een deel van deze vragen voor varkens zijn onderdeel van het tot in 2014 lopende project “Bedrijfsspecifieke voeding voor varkens met een verschillende gezondheidsstatus”. De onderzoeksactiviteiten met vleeskuikenouderdieren zijn onderdeel van het tot in 2013 lopende project “Effect van verschillende energie-eiwit verhoudingen en lichaamsgewicht op 20 weken leeftijd op bevruchting, kuikenkwaliteit, bevedering en persistentie bij vleeskuikenouderdieren”.

17

Kennis & Innovatievragen De productieresultaten op zowel vleesvarkens- als op vleeskuikenbedrijven laten een aanzienlijke variatie zien. Deze verschillen hangen mede samen met verschillen in gezondheidsstatus van de dieren op de bedrijven. Uit zowel de wetenschappelijke literatuur als uit de resultaten van het lopende project “Bedrijfsspecifieke voeding voor varkens met een verschillende gezondheidsstatus” blijkt dat de aminozuurbehoefte van varkens wordt beïnvloed door de gezondheidsstatus, naast diverse andere dieren omgeving gerelateerde factoren. Bij een lage of suboptimale gezondheidsstatus van dieren worden de verschillende onderdelen van het immuunsysteem geactiveerd, hetgeen leidt tot een verhoogde behoefte van dit systeem voor essentiële nutriënten, waaronder aminozuren. De sterkere vraag om nutriënten leidt tot een verminderde beschikbaarheid van nutriënten voor aanzet van eiwit in het lichaam en beïnvloedt dus de productieresultaten. Voorgaande betekent dat er grote behoefte bestaat de voersamenstelling gericht af te stemmen op de gezondheidsstatus van dieren op een bedrijf. Een betere afstemming leidt enerzijds tot een optimale nutritionele ondersteuning van, en daardoor goedwerkend immuunsysteem, en anderzijds tot een verbetering van de aminozuur- en N-efficiëntie voor aanzet van lichaamseiwit. De verbetering van het aanbod en behoefte aan aminozuren onder de variatie aan omstandigheden zoals die in de praktijk voorkomen leidt tevens tot een vermindering van de uitscheiding van niet benutte stikstof via de mest en urine in het milieu. Bij vleeskuikenouderdieren lijkt het haalbaar om door optimalisatie van de energie-eiwit verhouding in het voer de stikstofverliezen te minimaliseren en resultaten ten aanzien van bevruchting, kuikenkwaliteit, bevedering en persistentie te bevorderen. Daarnaast is er behoefte aan nieuwe indicatoren / biomarkers voor de aminozuurbenutting in landbouwhuisdieren teneinde de bioavailability en post-absorptieve benutting van aminozuren te verhogen. Aanpak & tijdpad In 2013 en 2014 wordt het project “Bedrijfsspecifieke voeding voor varkens met een verschillende gezondheidsstatus” afgerond. Binnen dit project wordt in 2013 en 2014 onderzoek gedaan naar: 1. Het meten van de variatie in dierprestaties, vertering en aminozuurbehoefte van vleesvarkens op een zestal bedrijven in de praktijk met een verschillende gezondheidsstatus. 2. Het evalueren en valideren van de effecten van voeders die afgestemd zijn op de gezondheidsstatus van vleesvarkens (m.b.t. aminozuren geoptimaliseerd richting ofwel de ondersteuning van groei en aanzet van lichaamseiwit dan wel de ondersteuning van het immuunsysteem) op de productieprestaties en diergezondheid onder condities van hoge en lage gezondheidsstatus. In 2013 zijn, in samenhang met de introductie van een nieuw aminozuursysteem voor pluimvee (gebaseerd op ileale verteerbaarheid), geactualiseerde aminozuurbehoeftenormen voor vleeskuikens en leghennen ontwikkeld. Dit onderzoek wordt begin 2014 opgeleverd en in 2014 door CVB geïmplementeerd. Tevens wordt in 2013 onderzoek afgerond naar het effect van verschillende energieeiwit verhoudingen en lichaamsgewicht op 20 weken leeftijd op bevruchting, kuikenkwaliteit, bevedering en persistentie bij vleeskuikenouderdieren. Vanaf 2014 zal onderzoek worden gestart naar de effecten van gezondheidsstatus van vleeskuikens op de aminozuurbehoefte onder gecontroleerde, experimentele condities gebruik makend van een techniek waarbij de aminozuurstofwisseling en –behoefte wordt vastgesteld m.b.v. met stabiele isotopen gelabelde aminozuren. De basis voor deze techniek is in het hiervoor genoemde project “Bedrijfsspecifieke voeding voor varkens” gericht op vleesvarkens ontwikkeld. In 2014 zal een pilotstudie worden uitgevoerd ten behoeve van een studie naar de effecten van een specifieke challenge van het immuunsysteem op de aminozuurstofwisseling van vleeskuikens. De keuze van de challenge zal plaatsvinden op basis van literatuuronderzoek en de mogelijkheid de challenge te combineren met de hiervoor genoemde techniek met stabiele isotopen van aminozuren. Verder zal aanvullende financiering worden gezocht (in de pluimveeketen) om in 2014/2015 een systematiek te ontwikkelen om op basis van beschikbare kennis en kengetallen een indeling te maken in vleeskuikenbedrijven voor wat betreft gezondheidsstatus (suboptimaal, conventioneel en hoge gezondheidsstatus). Een vergelijkbare systematiek is binnen het project “Bedrijfsspecifieke voeding voor varkens met een verschillende gezondheidsstatus” reeds ontwikkeld. In 2015 zal een gecontroleerde studie naar de effecten van een specifieke challenge van het immuunsysteem op de aminozuurstofwisseling van vleeskuikens worden uitgevoerd. In 2016 zal validatieonderzoek plaatsvinden van voor wat betreft aminozuren aangepaste voeders op vleeskuikenbedrijven met een verschillende gezondheidsstatus ten aanzien van de productieresultaten en efficiëntie van N-benutting. Voor het beoogde onderzoek in 2015 en 2016 wordt getracht om medefinanciering te vinden vanuit de pluimveeketen. Beoogde resultaten / producten Het project leidt tot voor het diervoederbedrijfsleven en de primaire sector (varkens, vleeskuikens) toepasbare kennis over de aminozuurbehoefte van dieren op bedrijven met een verschillende gezondheidsstatus en over de optimale energie-eiwit verhouding in de voeding van vleeskuikenouderdieren. De resultaten van het project zullen in de vorm van rapporten met daarin beschreven de resultaten en conclusies van het onderzoek per fase worden opgeleverd. Naast

18

schriftelijke rapportages levert het project enkele voordrachten op tijdens bijeenkomsten en congressen met stakeholders. Organisatie Het project wordt inhoudelijk getrokken door een projectteam met inhoudelijk deskundigen vanuit de verschillende voor het project essentiële disciplines onder leiding van de projectleider. De stuurgroep van het project bestaat uit het projectteam en een vertegenwoordiging vanuit de diervoedersector en de primaire sector en komt min. 2x per jaar bijeen om de voortgang van het project te monitoren en beslissingen te nemen omtrent cruciale punten t.a.v. de inhoud en richting van het project. Communicatie Projectresultaten zullen schriftelijk worden vastgelegd in rapporten en in wetenschappelijke publicaties. Stakeholders zullen eveneens via bijdragen op relevante studiedagen en congressen worden geïnformeerd over de resultaten van het project en de toepassing ervan. *

Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

152 121

100 50

107 380

99,5 249,5

82 228

99,5 120

70

30

380

249,5

2015

2016

Totaal

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

218 75 80 75 82 99,5 Totaal 380 249,5 * Het werkplan en de begroting voor de jaren 2015 en verder worden in een later stadium, in overleg met de belanghebbenden, nader uitgewerkt.

19

MMM3: Verminderen stikstofverliezen. Deel B: melkvee Aminozuren voor melkkoeien tijdens transitie en begin lactatie In de tweede helft van 2013 hebben diverse ontwikkelingen, onderzoeksresultaten en discussie binnen het projectteam geleid tot wijzigingen in de doelstellingen en aanpak van dit project: • Er is afwijzend gereageerd op de aanvraag tot medefinanciering van een AIO door UCF • Op basis van studies waarbij het toedienen van combinaties van aminozuren een betere respons geven dan het toedienen van enkelvoudige aminozuren kan men zich afvragen of er bij melkvee wel sprake is van een gefixeerde behoefte aan een of meer specifieke aminozuren. • Projectteam heeft voorkeur voor pre competitief onderzoek, waarbij onderzoek naar factoren die behoefte aan (combinaties van) aminozuren beïnvloeden centraal moet staan. Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deel A Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected]. Wageningen UR Livestock Research • Ad van Vuuren, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected], tel. 0320-237303. Samenvatting aanvraag Dit deelproject beoogt het verbeteren van de stikstofefficiëntie op melkveebedrijven op bedrijfsniveau door een betere afstemming van het voer op de behoefte van melkkoeien, zonder nadelige effecten op productie, gezondheid, reproductie, melkkwaliteit en winstgevendheid. Voor een betere afstemming van voersamenstelling op behoefte zal onderzoek plaats vinden naar factoren en mechanismen die de eiwitsecretie bij melkkoeien reguleren of beïnvloeden. Factoren die in dit project onderzocht worden zijn de voorziening van andere nutriënten (glucose, langketen vetzuren) naast eiwit en het lactatiestadium (vroeg versus mid-lactatie). Tevens is in 2013 een dynamisch model ontwikkeld dat de dynamiek van de ureumstromen in melkvee beschrijft en wordt - indien nodig - onderzoek verricht naar pensafbreekbaarheid van voedermiddelen ten behoeve van de eiwitwaardering voor herkauwers. Hiermee samenhangend zijn in 2013 DAPA analyses uitgevoerd om inzicht te krijgen in microbiële besmetting bij de zogenaamde in-situ methode, en is een correctiemethode voor microbiële besmetting geconcretiseerd met als doel de eiwitafbraak in de pens zo goed mogelijk te kunnen schatten. De onderzoeksresultaten worden gebruikt als input voor deelproject MMM1. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Ad van Vuuren, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. Looptijd Het voorstel betreft een meerjarig project dat zal lopen van 1 oktober 2013 tot eind 2018 Uitvoerende organisaties − Wageningen UR Livestock Research − Wageningen University Beschrijving Doel Verbeteren van de stikstofbenutting op melkveebedrijven op bedrijfsniveau door een nauwkeuriger afstemming van het voer op de behoefte van melkkoeien, zonder nadelige effecten op productie, gezondheid, reproductie, melkkwaliteit en winstgevendheid. Het deelproject heeft de volgende subdoelen: 1. Integratie van eiwitstofwisseling en de stofwisseling van energie en andere nutriënten (2013-2018): − Verdeling en kinetiek van opgenomen nutriënten (glucose, vetzuren, aminozuren) over opslag in lichaamsreserve, oxidatie (energiebron) of gebruik voor melksynthese tijdens transitieperiode en in mid-lactatie. − Opname van aminozuren door melkklier en efficiëntie van melkeiwitsecretie. 2. Ontwikkelen van een model om de dynamiek van de ureumstromen in melkvee te beschrijven (2013, afronding begin 2014) 3. Nader onderzoek naar pensafbreekbaarheid van voedermiddelen ten behoeve van de eiwitwaardering voor herkauwers. Hiermee samenhangend, onderzoek naar de microbiële besmetting bij de in-situ methode via DAPA analyses en concretiseren van een correctiemethode voor microbiële besmetting met als doel de eiwitafbraak in de pens zo goed mogelijk te kunnen schatten (2013).

20

Kennis & Innovatievragen Hoewel belangrijke verbeteringen zijn doorgevoerd in het verlagen van de stikstofuitstoot via het voedingsspoor (verlaging eiwitgehalte voer, sturen op melkureum), lijkt een verdere daling mogelijk door een verfijning van eiwitvoeding die het mogelijk maakt om het eiwitgehalte van het voer verder te verlagen. Tot nu toe leidde een sterk verlaagd eiwitgehalte in het voer tot een daling van de melkproductie, in het bijzonder aan het begin van de lactatie. Deze daling treedt ook op indien er voor de micro-organismen in de pens voldoende eiwit(stikstof) aanwezig is (OEB > 0). Deze productiedaling leidt enerzijds tot een verminderde impact van dergelijke maatregelen op het milieu en een lagere rentabiliteit van melkveebedrijven, maar kan anderzijds ook positief bijdragen aan vruchtbaarheid en diergezondheid (minder zucht, betere energiebalans in beginlactatie). Dit vraagt om onderzoek naar inzichten in de respons van melkkoeien (t.a.v. productie, nutriëntenefficiëntie, stikstofuitscheiding) op een daling van de eiwit(stikstof)opname. Inzicht in de rol van aminozuren en andere nutriënten moet leiden tot mogelijkheden om een negatieve respons te vermijden of te verminderen. Ad.1 Integratie van eiwitstofwisseling en de stofwisseling van energie en andere nutriënten (2013-2018) Verondersteld wordt dat de daling in melkproductie (deels) veroorzaakt wordt door tekorten aan essentiële aminozuren. In Nederland is er echter nog geen – algemeen toegepast – voederwaarderingssysteem voor herkauwers dat op wetenschappelijke basis rekening houdt met de respons van melkkoeien op veranderingen in het aanbod van aminozuren. Een verlaagde aminozuurvoorziening kan niet alleen leiden tot een lagere melkproductie, maar ook tot een verminderde aanmaak van eiwitten die essentieel zijn voor het handhaven van de juiste hormonale balans en een goede gezondheid van de melkkoe. Metabole stress rond het kalven wordt mede gerelateerd aan ontstekingsreacties waarbij de aanmaak van specifieke (acute-fase) eiwitten een rol speelt. Het is niet duidelijk of de aminozuurstatus van de koe daarbij een rol speelt. Bekend is dat bij melkkoeien rond het kalven spierafbraak en mobilisatie van vrije aminozuren in het spierweefsel optreden. Dit lijkt te gebeuren voor en na het kalven, zelfs als de berekende eiwitvoorziening via het voer hoger is dan de melkeiwitsecretie. De verlaging van de melkproductie door een lagere eiwitvoorziening aan het begin van de lactatie kan mogelijk ook gebruikt worden om de metabole stress rond het kalven te verminderen. Een lagere eiwitvoorziening zou dan invloed moeten hebben op de vetmobilisatie die in de eerste weken van lactatie plaats vindt. Bekend is dat eiwit een positief effect kan hebben op vetmobilisatie en voeropname. Een verlaagde eiwitvoorziening kan dus mogelijk tegengestelde effecten hebben: minder vetmobilisatie, maar ook lagere voeropname. Onderzocht moet worden waar het optimum ligt in deze situatie en in welke mate specifieke aminozuren hierbij een rol spelen. Verminderen van metabole stress en daar mee samenhangende negatieve ontstekingsreacties zal leiden tot een verbeterde diergezondheid. Naast reproductie is diergezondheid een bepalende factor voor het vervangingspercentage in een melkveestapel. Verbeteren van diergezondheid zal het vervangingspercentage verlagen en leiden tot een efficiëntere melkproductie (minder nutriënten voor opfok van nieuwe dieren). Ad 2. Dynamisch model ureumstromen (2013) Er is behoefte aan een dynamisch model dat de dynamiek van de ureumstromen in melkvee beschrijft, rekening houdend met de onlangs gepubliceerde bevindingen van Spek et al. Dit model draagt bij om melkureumgehalten op een betere manier te kunnen interpreteren en gebruiken in voedingsadviezen. Ad 3. Pensafbreekbaarheid van voedermiddelen en microbiële “ besmetting” (2013) Voor inschatting van de aminozuurvoorziening is het gebruik van dynamische, mechanistische modellen cruciaal. Het is daarbij belangrijk om afbraakkarakteristieken van voedermiddelen up-to-date te houden. O.a. wijzigingen in productieprocessen kunnen aanleiding geven om afbraakkarakteristieken van voedermiddelen opnieuw vast te stellen. Voor een goede inschatting van eiwitafbraak karakteristieken is een correctie nodig van de invloed van microbieel eiwit dat na pensincubatie aanwezig blijft. Aanpak & tijdpad 2013 Start van project − Indiening van onderzoeksvoorstel voor medefinanciering UCF (niet gehonoreerd). − Oplevering van een dynamisch model dat de dynamiek van ureumstromen in melkvee beschrijft. − Onderzoek naar pensafbreekbaarheid van voedermiddelen en microbiële “besmetting” 2014 en later Melkveeonderzoek De activiteiten naar de integratie van eiwitstofwisseling en de stofwisseling van energie en andere nutriënten in 2014 (en daarna) zijn afhankelijk van verkrijgen van financiële steun voor de inzet van een AIO voor dit onderzoek. Voor het verkrijgen van een financiële ondersteuning zal een onderzoeksvoorstel worden ingediend via de NWO call voor Topsectoren, die begin 2014 wordt verwacht. In 2014 zullen de volgende activiteiten worden uitgevoerd: 1. Beschrijving van een onderzoeksvoorstel ter financiering van een AIO in te dienen via de NWO call voor Topsectoren

21

2. Uitvoering van een literatuurstudie naar het effect van de eiwitvoorziening op regulatie van nutriëntenopname en -verdeling (o.a. via “ somatotropic-gonadotropic axis”) bij melkkoeien in relatie tot lactatiestadium (energie- en nutriëntenbalans). 3. Voorbereiden en uitvoeren van verkennende proef naar de effecten van eiwit-, vet- en zetmeelvoorziening op stofwisseling en melksecretie bij melkkoeien in midlactatie. Indien in 2014 financiering voor een AIO wordt toegekend, zal het onderzoek na 2014 worden uitgebreid naar fundamenteel onderzoek naar de effecten van eiwit, vet en glucose op stofwisselingprocessen in lever, spier-, vet- en uierweefsel van melkkoeien in beginlactatie (o.a. genomics, metabolomics). Tijdpad Jaar Activiteit 2013

2014

2015

2016

2017

2018

Oriëntatie, Formuleren en indiening UCF voorstel Literatuurreview (publiceren meta-analyse) Formuleren en indienen NWO voorstel Voorbereiding en uitvoeren proef 1 Uitwerken resultaten proef 1 (publiceren) AIO onderzoek1 Aanpassen DVE/OEB systeem Promotie 1

Activiteiten in blauwe cellen: alleen indien financiering voor AIO beschikbaar komt (NWO aanvraag)

Indien nodig worden nieuwe gegevens over de pensafbreekbaarheid en eiwitwaarde gegenereerd van voedermiddelen die mogelijk gewijzigd zijn door gewijzigde productieprocessen. Beoogde resultaten / producten − Aandragen van bouwstenen voor opschaling van het bestaande eiwitwaarderingssystemen voor herkauwers (o.a. DVE / OEB) waarin rekening wordt gehouden met lactatiestadium en voorziening met overige nutriënten. Hierdoor is een verfijning mogelijk in het formuleren van rantsoenen en krachtvoeders voor melkkoeien in verschillende lactatiestadia. − Verfijning in voederstrategieën voor melkkoeien waarmee industrie melkveehouders gerichter kan voorlichten en melkveehouders kunnen beschikken over voederstrategieën die koeien gezond houden. Zuivel kan beschikken over melk van gezonde koeien (minder mastitis, minder antibioticagebruik). Gehele productieketen verbetert de impact op milieu en samenleving. − Een dynamisch model dat de dynamiek van de ureumstromen in melkvee beschrijft. − Nieuwe gegevens over de pensafbreekbaarheid en eiwitwaarde van alle voedermiddelen die in NL verhandeld mogen worden. Organisatie Een deelprojectteam bestaande uit B. Boswerger, J. Dijkstra, J. Goelema, H. van Laar, E. Weurding en A.M. van Vuuren (coördinator) bespreekt en accordeert project- en proefvoorstellen en resultaten van dit onderzoek. Het deelprojectteam doet voorstellen voor publicaties in vakbladen betreffende ontwikkelingen van het eiwitwaarderingssysteem. Indien subsidie van NWO wordt verkregen voor dit deelproject zal Wageningen Universiteit optreden als werkgever van de beoogde AIO en de promotor en één van de copromotoren leveren voor de wetenschappelijke begeleiding Wageningen UR Livestock Research levert één van de copromotoren voor wetenschappelijke begeleiding en faciliteert het onderzoek dat zal worden uitgevoerd op Dairy Campus. Met belanghebbenden worden afspraken gemaakt voor vorming van een werkgroep om het onderzoek te begeleiden zodat nieuwe inzichten ingebouwd kunnen worden in het op te schalen eiwitwaarderingssysteem. Communicatie Onderzoeksresultaten zullen als wetenschappelijk publicaties verschijnen en uiteindelijk in proefschrift worden opgenomen. Daarnaast kunnen resultaten op nationale en internationale bijeenkomsten mondeling worden gepresenteerd. Wetenschappelijke publicaties en basisgegevens daarvoor zullen via Open Access publiek toegankelijk zijn.

22

Indicatieve Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW 2013 2014 Kosten Inzet onderzoekers 100 Materiële kosten 45 Investeringen in apparatuur Overige kosten 99,5 Totaal 244,5 Financiering Bedrijven in kind Bedrijven cash EU Regio Overheid DLO / TNO andere overheid NWO Totaal

99,5 65

65 15 244,5

Inzet DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen Totaal

100 45 99,5 244,5

23

2015

2016

2017

2018

Totaal

MMM4: Verminderen Fosforverliezen bij landbouwhuisdieren Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deel A Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame Veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected]. Wageningen UR Livestock Research • Paul Bikker, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected], tel. 0320-291272. Samenvatting aanvraag Dit project heeft tot doel kennis te ontwikkelen over de dynamiek en regulatie van fosforabsorptie, mobilisatie en -benutting bij landbouwhuisdieren. Deze kennis wordt gebruikt om op korte termijn de fosforbehoeftenormen te actualiseren en de verliezen te verminderen. Op de langere termijn worden deze inzichten gebruikt voor het onderdeel fosfor in het Masterplan “Nutriënten gebaseerde voederwaardering en responsmodellen”. In de eerste fase worden lopende projecten vervolgd, beschikbare kennis toepasbaar gemaakt en enkele innovatieve projecten nader geformuleerd. Deze innovatieprojecten worden vanaf 2014 uitgevoerd, zo mogelijk met inzet van een AIO. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Paul Bikker. [email protected] Looptijd 1-4-2013 tot en met 31-12-2016 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research • Wageningen Universiteit Beschrijving Doel Dit project heeft tot doel kennis te ontwikkelen over de dynamiek en regulatie van fosforabsorptie, mobilisatie en -benutting bij landbouwhuisdieren. Deze kennis wordt gebruikt om op korte termijn de fosforbehoeftenormen te actualiseren en de verliezen te verminderen. Op de langere termijn worden deze inzichten gebruikt voor het onderdeel fosfor in het deelproject MMM1, het Masterplan “Nutriëntgebaseerde voederwaardering en responsmodellen”. Kennis & Innovatievragen De fosforvoorziening van landbouwhuisdieren wordt in de praktijk veilig gesteld vanuit de voedermiddelen en anorganisch fosfaat, terwijl bij éénmagigen veelal fytase wordt toegevoegd om een maximale fosforbenutting te garanderen. Het gebruik van fosfor staat echter onder druk vanwege de eindigheid van de anorganische fosfaatreserves, afhankelijkheid van geopolitiek en de uitscheiding van fosfaat in het milieu. Voor een toekomstbestendige veehouderij moet de fosfaatbenutting in de Nederlandse veehouderij worden verbeterd. Door de fosfaatbenutting (efficiëntiegetal) te verbeteren en de excretie per dier te verminderen kan worden voorkomen dat hiervoor de veestapel moet worden verkleind of veel geld in mestverwerking moeten worden geïnvesteerd. Fosfaat is een onmisbaar nutriënt voor alle landbouwhuisdieren. Het is essentieel voor opbouw van het skelet en gebit, het is als bouwsteen van DNA en RNA nodig voor celdeling en groei, als energiedrager (ATP) voor eiwit-, vet- en koolhydraatmetabolisme en de Na/K-pomp, als fosfolipide voor de opbouw en integriteit van celmembranen en als fosfaat bij de osmoregulatie en het zuur/base evenwicht. Een niet adequate fosforvoorziening kan resulteren in verminderde voeropname en productie van lichaamsweefsel (groei), melk en eieren, minder botmineralisatie en daardoor een lagere botkwaliteit, en reproductiestoornissen. De regulatie van de fosforopname vindt in belangrijke mate plaats via de absorptie vanuit het maagdarmkanaal: bij een ruimere fosforvoorziening vanuit het voer, daalt de relatieve absorptie. Momenteel wordt bij de berekening van rantsoenen meestal met een vaste verterings- of absorptiecoëfficiënt gewerkt, maar recent onderzoek bij varkens laat zien dat deze al daalt voordat de maximale fosforretentie is bereikt, waardoor de absorptie van fosfor waarschijnlijk lager is dan in de praktijk wordt verondersteld. Door de regulatie op darmniveau is de uitscheiding van fosfor in de urine meestal laag, behalve wanneer door een (te) lage Ca/P-verhouding in het rantsoen het geabsorbeerde fosfor niet benut kan worden. Bij herkauwers is de Ca/P-verhouding van ondergeschikt belang, maar speelt juist de P excretie in speeksel een belangrijke rol in de P-balans. De regulatie van de fosforabsorptie en -excretie is niet goed bekend. Lange tijd is verondersteld dat fosfor passief vanuit de darm wordt opgenomen in samenhang met de hormonaal gereguleerde calciumopname. Pilot onderzoek van WUR toont echter de aanwezigheid aan van fosfortransporters in de dunne darm, die reageren op

24

het fosfor aanbod via het voer. Daarnaast zijn er aanwijzingen dat de darm over fosforsensoren beschikt die het fosforaanbod in het lumen vaststellen (sensing) en communiceren met andere organen, waaronder de nier (excretie), bot (retentie en mobilisatie) en uier en legapparaat (excretie). Dit wijst erop dat de fosforabsorptie nauwkeuriger gereguleerd wordt dan de passieve absorptie op basis van een concentratiegradiënt zoals eerder werd verondersteld. Dit roept een groot aantal vragen op met betrekking tot welke interne en externe factoren de expressie en werking van deze nutriënt-transporters en -sensoren beïnvloeden; welke rol voeding speelt, de interactie tussen nutriënten onderling en de interactie tussen voeding en genetica hierbij. Meer inzicht hierin biedt naar verwachting mogelijkheden de voeding beter op de metabole flexibiliteit van het dier af te stemmen en de benutting verder te verbeteren. Aanpak Het voorgesteld onderzoek volgt twee lijnen. Voor de korte termijn wordt nadruk gelegd op onderzoek dat nodig is om recent uitgevoerde of lopende projecten tot praktische toepasbaarheid te brengen. De nadruk ligt hierbij op een klassieke benadering waarin behoefte, verteerbaarheid en normstelling kenmerkend zijn. Daarnaast richt de tweede lijn zich op de rol en de regulatie van de absorptie van fosfor in de darm, de benutting van fosfor voor onderhoud en groei en de verdeling van fosfor via retentie, mobilisatie en excretie. Deze lijn past binnen project MMM1 (gericht op nutriënt gebaseerde modellen) en levert daarbinnen input voor de fosformodule. In samenwerking met het deelproject MMM6 (Ontwikkeling van nieuwe indicatoren voor vaststelling van efficiëntie van nutriëntgebruik in landbouwhuisdieren) worden biomarkers ontwikkeld om de fosforstatus van de dieren in verschillende fysiologische stadia te kunnen vaststellen. Tijdpad 2013 Aanvullend onderzoek naar botsterkte en karakterisatie van P-transporters bij vleesvarkens in relatie tot het P-aanbod via het voer, op basis van recent uitgevoerd experimenteel onderzoek. Rapporteren van onderzoek naar de invloed van Ca- en P-opname op de P-vastlegging in het lichaam van vleeskuikens Aanvang deskstudie ter integratie van recent uitgevoerd onderzoek naar P-vertering, retentie en behoefte bij varkens in gestandaardiseerde vP-normen. Pilot dierexperiment naar endogene P-verliezen i.r.t. gewicht en fysiologisch stadium (big, zeug, vleesvarken). Dosis-respons studie bij vleeskuikens om de opneembaar fosfor (oP) behoefte bij vleeskuikens te bepalen onder optimale Ca/oP condities, zoals recent is vastgesteld. Vaststelling van de fosforbehoefte, -vastlegging en -uitscheiding van verschillende leghenlijnen in alternatieve huisvestingssystemen bij leghennen die tot 90 weken leeftijd gehouden worden. Uitwerking van twee/drie onderzoekvoorstellen voor de lange termijn, zo mogelijk in AIO-vorm. De prioriteitstelling en nadere invulling wordt met de projectpartners afgestemd. Pilot interactie tussen natte voeders, organisch zuur en (endogeen) fytase en de effecten hiervan op de P-waardering van voedermiddelen 2014, doorlopend uit 2013 Rapportage van aanvullend onderzoek naar de relatie tussen P-opname, botasgehalte en botsterkte. Vervolg uitvoering deskstudie ten behoeve van actualisatie vP-normen voor varkens Uitvoering dierexperiment naar endogene verliezen en onderhoudsbehoefte met vleesvarkens en zeugen op basis resultaten pilot bij zeugen. Rapportage dosis-respons studie bij vleeskuikens Uitvoering in vitro onderzoek naar de invloed van natte bijproducten op de P-beschikbaarheid 2014-2016 Varkens Het onderzoek bij varkens is gericht op het verwerven van inzicht in het fosformetabolisme van zeugen en de consequenties voor de regulatie van de fosforabsorptie bij de nakomelingen. De fosfornormering bij zeugen is gebaseerd op een modelmatige benadering waarbij een aantal factoren matig onderbouwd zijn of buiten beschouwing worden gelaten. Dit betreft met name de behoefte voor melkproductie en voor maternale retentie. De behoefte voor melkproductie wordt gebaseerd op de Ca en P-behoefte van de zogende biggen maar houdt niet rechtstreeks invloed met het Ca en P-gehalte in de melk. Daarnaast wordt geen rekening gehouden met mobilisatie van Ca en P uit maternaal botweefsel en het noodzakelijk herstel hiervan gedurende de dracht. Bovendien zijn er aanwijzingen dat de samenstelling van de maternale voeding (nutriëntenopname van de zeug) een invloed heeft op fenotypische kenmerken van de big in het latere leven, zoals beenwerk en spieraanzet. Er wordt aangenomen dat een blootstelling aan bepaalde componenten (gehalte aan P, mineralen of andere componenten) in utero of moedermelk de P-absorptie en -benutting van de biggen op latere leeftijd chronisch kan beïnvloeden, maar experimenteel bewijs hiervoor is vooralsnog niet beschikbaar. We willen met dit onderzoek nagaan welke

25

invloed de maternale voeding en de voeding in het vroege leven van de big heeft op de ontwikkeling van het P-metabolisme van de zeug zelf en het nageslacht (biggen), met name van P-transporters in de darm en andere organen, excretie van P en andere componenten in melk en respons op P-aanbod via het voer tijdens de groei na spenen. Doel hiervan is om meer inzicht te krijgen in de algehele P-homeostase van de zeug de aanleg en aansturing van het P opname/excretie systeem bij de nakomelingen, om te kunnen sturen op een betere P-benutting bij varkens. Hierbij betrekken we de invloed van het P-aanbod via het voer op de retentie en mobilisatie van P in de zeug om inzicht in het P-metabolisme en hiervan afgeleid de P-behoefte van hoogproductieve zeugen te verwerven. Deelvragen: Wat is de invloed van de maternale P-voorziening tijdens de dracht en de lactatie op de ontwikkeling van het P-metabolisme (absorptie, benutting en expressie van P-transporters en sensoren) van de nakomelingen? Wat is de invloed van de P-voorziening van de zeugen op de melksamenstelling in relatie tot de Pmobilisatie van de lichaamsreserves van de zeugen. Welke consequenties heeft dit voor de Ca en P-behoefte van dragende en lacterende zeugen en welke biomarkers zijn geschikt om de P-status van de zeugen vast te stellen. Wat is de invloed van de actuele voeding van biggen op de expressie en het functioneren van Ptransporters en -sensoren in de darm en andere organen. In 2014 wordt hiervoor gepland: Uitwerken projectvoorstel, zo mogelijk deels als AIO-project (NWO) Gebruik deskstudie behoeftenormen om kennisleemtes nader in te vullen Bji voldoende budget en faciliteiten: uitvoeren eerste studie naar de invloed van een laag P-aanbod bij zeugen op het P-metabolisme van de nakomelingen, zo mogelijk in combinatie met de studie naar endogene P-verliezen bij zeugen. Hierbij wordt een P-contrast aangelegd in de dracht in de periode (window) waarin foetale skelet begint. Van deze zeugen wordt een selectie van nakomelingen gevolgd waarbij zo mogelijk bij de biggen eveneens een laag / hoog fosfaat contrast wordt aangelegd. Bij deze nakomelingen wordt na sectie darmweefsel geoogst voor mRNA en protein measurements of P-gerelateerde genen (o.a. P/Na-cotransporter en Ca-transporter). Bloed wordt geanalyseerd op hormonen als PTH, vitD3 and FGF23. Voorgaand onderdeel loopt door in 2015. In combinatie met een AIO aanvraag is tevens voorzien: Ex vivo werk (materiaal van secties) waarbij P-transport over het darmepitheel wordt bepaald. Met behulp van Mass Spectrometry wordt medium geanalyseerd op novel proteins die reageren op het luminale fosfaat gehalte en als marker kunnen dienen. Daarnaast In vitro (secundaire cellijn) ontwikkeling van een the porcine intestinal jejunum IPEC-J2 cell line om de invloed van hormomen, P en andere nutrienten op transepitheliaal fosfaat transport te bepalen (o.a. expressie van P/Nacotransporters op mRNA en eiwitniveau om de regulatie van transepitheliaal P-transport beter te begrijpen). Melkvee Dit onderdeel richt zich op de regulatie van Pabsorptie en benutting bij melkkoeien, met nadruk op de verdeling van geabsorbeerd fosfor over retentie/mobilisatie in bot en excretie in de melk. De fosforbenutting bij melkvee is tot op zekere hoogte reeds vastgelegd in behoeftemodellen (o.a. CVB, Hill 2008). Er zijn echter nog enkele aannames in deze modellen die door diepgaand onderzoek accurater moeten worden ingeschat. Door meer begrip van het P metabolisme kan de benutting tevens verbeteren. Excretie op uierniveau: Welke factoren bepalen de P-excretie in melk (sterke variatie tussen dieren en binnen dieren in de tijd)? Denk aan melksamenstelling (eiwit-, vet-, lactosegehalte), uiergezondheid (celgetal, integriteit) en genetische aanleg (o.a. specifieke P transporters in de uier) Vastlegging en mobilisatie vanuit het skelet: Welke factoren bepalen mobilisatie (en vastlegging) in het skelet? Hoe wordt dit beïnvloedt door het plasma gehalte van P, Ca, endocriene factoren, de hormonale status en energiebalans specifiek in de transitieperiode? Absorptie op darmniveau De absorptie op darmniveau wordt in de CVB behoeftenormen meegerekend met 75%, maar kan zeer sterk toenemen (tot wel 90%) bij een laag P-aanbod. Welke factoren (endocrien, lokaal op darmniveau) zijn op de absorptiecapaciteit van invloed en hoe kan de absorptiecapaciteit gemaximaliseerd worden? Wat zijn verschillen en overeenkomsten t.o.v. intestinale absorptie bij éénmagigen (digestie, transporters, speekselrecycling, etc.) Door deze onderdelen verder uit te diepen met een deskstudie (2014) komen de onbekende en onnauwkeurige variabelen die gebruikt worden bij het schatten van de P-benutting scherper in beeld.

26

Deze vervolgvragen zullen aanleiding geven tot het opzetten van experimenteel onderzoek (2015-2016). Kennis uit de deskstudie en het aansluitend experimenteel onderzoek zal bovendien gebruikt worden om praktische biomarkers te ontwikkelen die bij het individuele dier een goede en snelle screening geven van de P-status onder praktijkomstandigheden. Deze biomarkers kunnen mogelijk gebruikt worden binnen de deelprojecten MMM-6 en MMM-7. Pluimvee Het doel van dit project is na te gaan hoe voerinterventies in het vroege leven lange termijn invloed hebben op de P-benutting en botontwikkeling bij pluimvee. Deze informatie wordt gebruikt om voeders en voerstrategieën te ontwikkelen ter verbetering van de botkwaliteit en voor optimale P-benutting. De belangrijkste nutritionele factoren in dit verband zijn Ca, P en vitamines, m.n. vitamine D. Gepubliceerde resultaten duiden erop dat de P-benutting bij vleeskuikens die beperkt werden in Ca en P-aanbod van hatching tot dag 18, in de perioden daarna een betere P-absorptie realiseerden dan controledieren of dieren die van dag 18 tot 32 werden beperkt in P-voorziening. Deze resultaten duiden op het adaptatievermogen van moderne vleeskuikens aan Ca en P-beperking in het vroege leven (Yan et al., 2005). Daarnaast is aangetoond dat een laag-P voer gedurende de eerste 90 uur na hatching eveneens resulteerde in een betere P-benutting in het latere leven (Ashwell and Angel, 2010). Dit kon deels verklaard worden door een hogere expressie van een darmspecifiek Na/P cotransporter (NaPcoT) gen, zowel gedurende de eerste 90 dagen als daarna. Deze resultaten duiden op neonatale programmering van de genexpressie in pluimvee. Om van dit concept van nutritionele programmering gebruik te maken is een validatie en beter begrip van relevante factoren, m.n. periode en niveau van P-restrictie noodzakelijk en onderliggende mechanismen noodzakelijk. Daarnaast dient de invloed op P-retentie en botontwikkeling nog te worden vastgesteld. Omdat metabole programmering gedurende het vroege (embryonale) leven plaatsvindt, veronderstellen we dat de nutriëntenvoorziening (zoals Ca en P) van moederdieren reeds een invloed kan hebben op de absorptie en benutting van deze nutriënten bij de nakomelingen. De invloed van andere nutriënten dient daarbij ook bestudeerd te worden. Onderzoekdoelen: Bepalen van het effect van periode en niveau van Ca en P voorziening van vleeskuikens in de eerste periode (uren of dagen) na uitkomen op Ca en P-absorptie, groei, botontwikkeling en onderliggende regulatie op moleculair niveau (bijv. intestine-specific Na/P specific cotransporters). Bepalen welke voerinterventies in vleeskuikenouderdieren de Ca en P-benutting en botontwikkeling van nakomelingen in ovo beinvloeden en welke genen bij de regulatie daarvaan een rol spelen. Dit onderzoek wordt in eerste instantie uitgevoerd bij vleeskuikens en hun moederdieren. In 2014 zal deze onderzoekslijn opgestart worden met het uitvoeren van een vleeskuikenstudie, waarin gekeken wordt naar enkele niveaus van P-beperking gedurende verschillende tijdsintervallen. Wanneer het mechanisme en de effecten succesvol zijn vastgesteld wordt overwogen dit onderzoek uit te breiden naar dieren met een langere productieperiode (bijv. kalkoenen) en naar leggende dieren (opfokhennen, leghennen, ouderdieren). Algemeen, zowel nationaal als internationaal, is de opinie dat het meten van de P-opneembaarheid bij vleeskuikens het beste kan plaatsvinden op ileaal niveau. Binnen Feed4Foodure zij er ook al twee proeven gedaan waarin naar de ileale P-opneembaarheid bij vleeskuikens is gekeken. Het huidige waarderingssysteem voor opneembaar P is echter gebaseerd op fecaal onderzoek. Om voedermiddelen op ileaal niveau goed te evalueren wat betreft hun P-opneembaarheid zijn er nog enkele meer strategische vragen die beantwoord moeten worden alvorens er aan het breed doormeten van grondstoffen kan worden begonnen. Het is gewenst aan deze strategische vragen aandacht te besteden om daarna, als daarvoor ook budget beschikbaar is, te starten met het evalueren van grondstoffen. Begin 2014 wordt een voorstel hiertoe nader uitgewerkt door PDV in samenspraak met kennisinstellingen en bedrijfsleven. Vooreerst wordt hiervoor een PDV budget van 120 k€ gereserveerd. Algemeen Bij de uitvoering van bovengenoemde voorstellen wordt nagegaan hoe onderzoeksvragen en reeds beschikbare kennis van verschillende diersoorten gecombineerd kan worden. Dit betreft met name vragen rond Ca en P-mobilisatie en retentie in een transitieperiode waarbij onderzoek primair gericht is op melkvee en zo mogelijk benut wordt voor zeugen, en vragen rond de invloed van vroege voeding op het latere P-metabolisme van varkens en pluimvee. Daarnaast wordt kennis gegenereerd in bovengenoemde voorstellen gebruikt voor het ontwikkelen van mathematische modellen voor P binnen deelproject MMM-1. Met MMM-1 is regelmatig tussentijds contact om de kennisbehoefte en ontwikkelde kennis af te stemmen. Beoogde resultaten / producten 2013 (concreet) Inzicht in de aanwezigheid en regulatie van P-transporters in de dunne darm bij groeiende varkens in relatie tot leeftijd en fosforaanbod in het voer (concept wet. artikel). Inzicht in de relatie tussen P-opname, absorptie en retentie bij groeiende varkens (rapport)

27

-

-

Rapport met integratie van recent uitgevoerd onderzoek naar effect van oP niveau, Ca/oP verhouding en groeisnelheid van vleeskuikens op verteerbaarheid, botsterkte, mineralenaanzet in weke delen en karkas en performance Literatuurstudie naar het calcium- en fosformetabolisme van leghennen en rapportage experiment naar het effect van voer (fosfor, calcium), leghennenras en leeftijd op calcium- en fosfaat benutting, vastlegging en fosfaatuitscheiding.

2014 Invloed van P-voorziening van vleesvarkens op P-retentie en botkwaliteit (1 of 2 wet. art.) Rapport deskstudie met normstelling voor vP-behoefte bij varkens. Resultaat (samenvatting) pilotexperiment endogeen P bij zeugen Resultaat (intern rapport) endogene verliezen en onderhoudsbehoefte bij vleesvarkens en zeugen. Rapport dosis-respons studie bij vleeskuikens Resultaat (tussenrapport) in vitro onderzoek invloed natte bijproducten op de P-beschikbaarheid Uitgewerkt (AIO)voorstel ten behoeve van NWO call Topsectoren Rapport deskstudie melkvee: inhoudelijke kennis en voorbereiding op experimenteel werk Rapport 1e experiment naar invloed P-beperking vroege jeugd op P-efficiëntie tijdens latere leven. 2015-2016 (globaal) Het doel van de drie aanpalende subprojecten is inzicht te verwerven in de regulatie van absorptie, benutting, mobilisatie en excretie van fosfor binnen de verschillende diersoorten om op korte termijn in de praktijk de fosforvoorziening van landbouwhuisdieren te verbeteren en verliezen te beperken en op de langere termijn kennis te leveren voor integratie van de fosfordynamiek in dynamisch mechanistische modellen. Organisatie Het project wordt getrokken door een projectteam met inhoudelijk deskundigen vanuit de verschillende betrokken disciplines (diervoeding, fysiologie, moleculaire biologie, diersoortdeskundigen) onder leiding van de projectleider. De begeleidingscommissie bestaat uit het projectteam en een vertegenwoordiging vanuit de diervoedersector en de primaire sector en komt min. 2x per jaar bijeen om de voortgang van het project te monitoren en beslissingen te nemen omtrent cruciale punten t.a.v. de inhoud en richting van het project. Communicatie Projectresultaten zullen schriftelijk worden vastgelegd in rapporten en in wetenschappelijke publicaties. Stakeholders zullen eveneens via bijdragen op relevante studiedagen en congressen worden geïnformeerd over de resultaten van het project en de toepassing ervan. Indicatieve begroting en financieel commitment* (nog excl. de reservering van 120 k€ door PDV voor ileale P-opneembaarheid vleeskuikens)

In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

126 149

217 85

27 302

65 517,4

127 85

65 155,4

90

297

302

517,4

2015

2016

Totaal

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

175

292,4 160 127 65 Totaal 302 517,4 * Het werkplan en de begroting voor de jaren 2015 en verder worden in een later stadium, in overleg met de belanghebbenden, nader uitgewerkt.

28

MMM5: Verminderen Koper- en zinkverliezen bij landbouwhuisdieren Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deel A Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame Veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected]. Wageningen UR Livestock Research • Paul Bikker, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected]., tel. 0320-291272. Samenvatting aanvraag Dit project heeft tot doel koper- en zinkverliezen bij landbouwhuisdieren te verminderen door kennis te ontwikkelen van de absorptie en behoefte van koper en zink bij landbouwhuisdieren om de voorziening van deze sporenelementen veilig te stellen en tegelijk de aanvoer via het voer zo veel mogelijk te verminderen. Deze kennis wordt gebruikt om op korte termijn de behoeftenormen te actualiseren en de verliezen te verminderen en in de toekomst onderscheid tussen verschillende bronnen van sporenelementen te kunnen maken. Op langere termijn worden deze inzichten gebruikt in het Masterplan “Nutriënten gebaseerde voederwaardering en responsmodellen” (MMM1). Het project omvat dierexperimenteel onderzoek bij groeiende varkens om effecten en mechanismen van een hoge koperdosering te bepalen. Daarnaast vindt experimentele validatie bij zeugen plaats en wordt een in vitro / ex vivo model ontwikkeld om de absorptie van sporenelementen te bestuderen. Bij (jong) melkvee vindt onderzoek plaats naar het verbeteren van de Cu benutting door een pensbestendige Cuverbinding, waarmee het Cu-gehalte van het rantsoen verlaagd kan worden, en de Cu excretie naar het milieu zal afnemen. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Paul Bikker, [email protected] Looptijd 1-4-2013 tot en met 31-12-2016 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research • Wageningen Universiteit Beschrijving Doel Dit project heeft tot doel kennis te ontwikkelen van de absorptie en behoefte van koper en zink bij landbouwhuisdieren om de voorziening van deze sporenelementen veilig te stellen en tegelijk de aanvoer via het voer zo veel mogelijk te verminderen. Deze kennis wordt gebruikt om op korte termijn de normering te actualiseren en de verliezen te verminderen. Op langere termijn worden deze inzichten gebruikt voor het onderdeel sporenelementen in het Masterplan “Nutriënten gebaseerde voederwaardering en responsmodellen” (MMM1). Daarbij wordt ook beoogd een in vitro / ex vivo model te ontwikkelen om de invloed van voercomponenten, de interactie tussen sporenelementen en de benutting van verschillende bronnen van sporenelementen vast te stellen. Kennis & Innovatievragen Ten behoeve van bodem- en waterkwaliteit is het noodzakelijk de uitstoot van koper en zink in dierlijke mest te verminderen. Om dit te bereiken hebben het voormalig Ministerie van EL&I en het PDV enkele jaren geleden een onderzoekproject gestart naar de behoefte aan koper en zink van groeiende varkens. Het doel hiervan was het verlagen van de gehalten aan deze sporenelementen in voer en mest, zonder dat dit ten koste gaat van gezondheid, welzijn en productie van de dieren. Het onderzoek heeft aangetoond dat een aanzienlijke verlaging van het zinkgehalte in de voeders van groeiende varkens mogelijk is zonder negatieve gevolgen voor de dierlijke productie. De fysiologische koperbehoefte van deze diergroep bleek laag, maar de wettelijk toegelaten dosering van 170 mg Cu/kg voer voor varkens tot 12 weken leeftijd had een groot (gunstig) effect op de diergezondheid en groeiprestaties. Daarom is inzicht gewenst in de invloed van de hoogte en duur van deze gezondheid- en groei bevorderende dosering tot 12 weken. Daarnaast is onderzoek gewenst naar de koperbehoefte van vleesvarkens vanaf 12 weken en de eventuele interactie met de koperdosering tot 12 weken middels de opgebouwde lichaamsvoorraad aan koper. Voor een goed onderbouwde vaststelling van de benodigde koper- en zinkvoorziening is inzicht in de absorptie en benutting gewenst en is er behoefte aan de ontwikkeling van geschikte indicatoren of biomarkers voor de koper en zinkstatus van het dier onder proef- en praktijkomstandigheden. Door het verzamelen van weefsels in experimenteel onderzoek kan middels moleculaire technieken meer inzicht verkregen worden. Daarnaast dienst vastgesteld te worden via welk mechanisme het effect van een hoge

29

koperdosering tot stand komt om dit zo mogelijk via een lagere dosering of een ander nutriëntaanbod te realiseren. In het onderzoek bij Wageningen UR en andere instellingen is veelal gebruik gemaakt van -sulfaat als bron van koper en zink. De relatieve waarde van andere bronnen van koper en zink is vaak onduidelijk of onvoldoende onderbouwd. Op basis van de relatieve absorptie en benutting van verschillende anorganische en organisch gebonden sporenelementen kunnen de resultaten naar andere bronnen omgerekend worden en kunnen verschillende producten worden vergeleken. Het ontbreekt echter aan de benodigde kwantitatieve informatie. Bovendien is er slechts beperkt kwantitatief inzicht in de interacties die optreden tussen sporenelementen en de invloed van andere voercomponenten op de absorptie van koper en zink. Het is gewenst na te gaan in hoeverre de op dit moment binnen Wageningen UR ontwikkelde in vitro / ex vivo modellen geschikt gemaakt kunnen worden om de in vivo absorptie van sporenelementen te beter te begrijpen en kwantificeren. De kennis van de behoefte aan koper en zink van zeugen is zeer beperkt. Er is een factorieel model ontwikkeld om de behoefte aan koper en zink te berekenen. De resultaten duiden erop dat de koper- en zinkgehalten in het voer aanmerkelijk verlaagd kunnen worden, maar de aannames voor kwantificering van de modelparameters zijn onvoldoende met experimentele gegevens onderbouwd. Om met voldoende zekerheid de benodigde praktisch toepasbare kennis te ontwikkelen worden twee routes voorgesteld: validatie van de afgeleide normen middels experimenteel onderzoek onder praktijkomstandigheden en onderzoek gericht op een nadere onderbouwing van de aannames met betrekking tot absorptie, benutting, opslag en endogeen verlies in de modelberekeningen. Bij melkvee wordt de beschikbaarheid van koper voor het dier verminderd door interacties tussen koper, zwavel en thiomolybdeem in de pens, waardoor ook bij een voldoende hoog kopergehalte in het voer een tekort kan optreden. De vraag is in welke mate de passage van beschikbaar koper verbeterd kan worden door het gebruik van pensbestendige Cu-verbindingen én welke factoren van invloed zijn op de absorptie van koper vanuit de dunne darm. Bij een verhoogde Cu-benutting in het dier kan het Cu-gehalte in het rantsoen verlaagd kan worden, en de Cu excretie naar het milieu afnemen. Door deze vraag te beantwoorden kan een proof-of-principle ontwikkeld worden waarop het deelproject MMM1 kan voortbouwen. Aanpak Het onderzoek in dit project omvat dierexperimenteel onderzoek naar de invloed van verschillende koper- en zinkgehalten op dierprestaties en diergezondheid voor toepassing op relatief korte termijn. Aansluitend vindt (ex vivo) onderzoek plaats om ook meer fundamentele inzichten te verwerven in absorptie en benutting van sporenelementen en de ontwikkelen van biomarkers. Tenslotte worden de inzichten gebruikt voor de ontwikkeling van in vitro / ex vivo modellen om de absorptie van sporenelementen, relevante transportmechanismen en interacties tussen sporenelementen en de invloed van andere voercomponenten nader te bestuderen. De resultaten hieruit worden vervolgens in experimenteel onderzoek gevalideerd. Tijdpad 2013, fase 1 Dierexperimenteel onderzoek is uitgevoerd naar de invloed van hoogte en duur van een hoog kopergehalte in het voer op diergezondheid en groeiprestaties bij jonge groeiende varkens. Bij sectie zijn weefsels verzameld voor aanvullende waarnemingen gericht op de absorptie en benutting en de fysiologische invloed van (hoog) koper bij deze varkens. Daarnaast wordt met Feed4Foodure deel B (VDI) afgestemd om deze dieren te gebruiken om de invloed van het kopergehalte op de microbiota en het immuunsysteem te bepalen. Bij (jong) melkvee is onderzoek gestart naar de pensbestendigheid van koperverbindingen om met deze kennis het kopergehalte van het rantsoen te verlagen, de benutting de verbeteren en de excretie naar het milieu te verminderen. 2014, fase 2 Voortzetting van moleculaire analyse van weefsels uit de hiervoor genoemde studie bij groeiende varkens, gericht op het bepalen van de invloed van een hoog kopergehalte op transporters in het maagdarmkanaal, immuuncompetentie en microbiota, in samenspraak met F4F-VDI. Rapportage van het onderzoek naar de pensbestendigheid van koperverbindingen. In combinatie met voorgaande twee punten ontwikkeling van een in vitro / ex vivo model voor de bestudering van de absorptie van koper en zink, de onderlinge interacties en de invloed van andere voercomponenten (doorlopend in 2015). 2015-2016 Dierexperimenteel onderzoek naar de koper- en zinkbehoefte bij dragende en lacterende zeugen over minimaal twee cycli. Dit onderzoek betreft een praktische validatie van factorieel afgeleide behoeften door vergelijking met de gangbare (bijna) maximaal toegelaten gehalten. Bij alle zeugen wordt de invloed op gangbare parameters voor maternale conditie, reproductie en gezondheid vastgesteld en daarnaast bij een selectie van dieren bloedspiegels en eventuele andere relevante

30

-

kenmerken. Overwogen zal worden op welke manier ook vragen rond retentie, mobilisatie en excretie van sporenelementen in dracht en lactatie hierbij betrokken kan worden, bijvoorbeeld door de ontwikkeling van biomarkers. Voortzetting van het onderzoek naar de absorptie van koper en zink, modelontwikkeling gevolgd door in vivo validatie. Dierexperimenteel onderzoek naar de koperbehoefte van vleesvarkens en de lange termijneffecten van een laag kopergehalte in het voer, in relatie tot het kopergehalte in de periode tot 12 weken leeftijd. [NB eerder is dit als actie en deliverable voor 2014 opgenomen. Vanwege de prioriteit die het projectteam geeft aan de zeugen zijn de vleesvarkens doorgeschoven]

Beoogde resultaten / producten 2013 (concreet) Inzicht in de mogelijkheden met een lagere dosering koper in het voer van jonge varkens een vergelijkbare gezondheid en groeiprestatie te realiseren (concept rapport; wetenschappelijk artikel in 2014). Inzicht in koper-transporters in darm en evt. andere organen en mechanismen die een rol spelen bij het effect van een hoge koperdosering (loopt door in 2014: rapport en/of wetenschappelijk artikel). Inzicht in de mogelijkheden bij (jong) melkvee om de Cu benutting te verbeteren middels pensbestendige Cu-verbinding(en) (loopt door in 2014). 2014 (concreet) Inzicht in koper-transporters in darm en andere organen en mechanismen die een rol spelen bij het effect van een hoge koperdosering (rapport en/of wetenschappelijk artikel). Inzicht in de mogelijkheden bij (jong) melkvee om de Cu benutting te verbeteren middels pensbestendige Cu-verbinding(en), waarmee het Cu-gehalte van het rantsoen verlaagd kan worden, en de Cu excretie naar het milieu zal afnemen (afronding van het grotendeels in 2013 uitgevoerde onderzoek). 2015-2016 (globaal) Inzicht in de mogelijkheden bij oudere vleesvarkens de koper voorziening te verlagen met behoud van gezondheid en dierprestaties. Eerste inzicht in de invloed van een verlaagd koper- en zinkgehalte bij zeugen en praktische validatie van een factorieel model. Inzicht in interacties tussen sporenelementen en andere voercomponenten op absorptie in het maagdarmkanaal op basis van modelmatig onderzoek en validatie, waarmee randvoorwaarden voor een adequate voorziening van koper en zink kunnen worden vastgesteld. Organisatie Het project wordt getrokken door een projectteam met inhoudelijk deskundigen vanuit de verschillende voor het project essentiële disciplines onder leiding van de projectleider. In het projectteam nemen de partners vanuit het bedrijfsleven deel. Het projectteam komt minimaal 2x per jaar bijeen om de voortgang van het project te monitoren en beslissingen te nemen omtrent cruciale punten t.a.v. de inhoud en richting van het project. Communicatie Projectresultaten zullen schriftelijk worden vastgelegd in rapporten en in wetenschappelijke publicaties. Stakeholders zullen eveneens via bijdragen op relevante studiedagen en congressen worden geïnformeerd over de resultaten van het project en de toepassing ervan. Indicatieve Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

*

2013

2014

121 66,7

50 22

17 204,7

12 84

17 146,7

12

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO

72 41

31

2015

2016

Totaal

Totaal Inzet

204,7 DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

187,7

84

50 22 17 12 Totaal 204,7 84 * Het werkplan en de begroting voor de jaren 2015 en verder wordt in een later stadium, in overleg met de belanghebbenden, nader uitgewerkt.

32

MMM6: Ontwikkeling van nieuwe indicatoren voor vaststelling van efficiëntie van nutriëntgebruik in landbouwhuisdieren Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deel A Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame Veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] Wageningen UR Livestock Research • Alfons Jansman, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected], tel. 0320-237335 Wageningen Universiteit • Walter Gerrits, [email protected] Samenvatting aanvraag Het project heeft als doel nieuwe indicatoren te ontwikkelen om de efficiëntie van de benutting van nutriënten (energie en/of N) vast te stellen. Dit vindt plaats door 1. het volgen van gelabelde nutriënten na toediening (verdwijning uit het bloed, vastlegging in dierlijk product/weefsel dan wel uitscheiding via mest, urine of uitademingslucht) en 2. door analyse van het eiwit- of metabolietenprofiel in het bloed van dieren met een verschillende nutriëntstatus m.b.v. proteomics/metabolomics technieken. Hieruit kunnen naar verwachting op termijn markers voor nutriëntstatus worden afgeleid om verschillen in nutriëntbenutting op bedrijfsniveau te kunnen inschatten. De projectresultaten zullen tevens inzicht geven in de mogelijkheden om met gebruik van dezelfde aanpak ook bij andere diersoorten dan gebruikt in het project vergelijkbare technieken te ontwikkelen en indicatoren te identificeren. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, A.J.M. Jansman Looptijd April 2013 – januari 2014 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research • Wageningen Universiteit Beschrijving Doel Dit project heeft als doel nieuwe technieken te ontwikkelen die inzicht geven in de nutriëntstatus, efficiëntie van nutriëntgebruik en identificatie van voor productie meest limiterende nutriënten onder verschillende bedrijfsomstandigheden bij landbouwhuisdieren. De focus ligt hierbij op het gebruik van gelabelde (stabiele isotopen) nutriënten en vaststelling van de kinetiek van verdwijning van gelabelde nutriënten uit het bloed of verschijning van het label in b.v. uitademingslucht, urine of feces of depositie in dierlijk eindproduct als maat voor nutriëntstatus en efficiëntie van nutriëntbenutting. Tevens vindt een eerste oriëntatie plaats op de mogelijkheid proteomics/metabolomics technieken in te zetten voor de analyse van bloed en/of urine ter bepaling van de nutriëntstatus en efficiëntie van nutriëntbenutting. Inzet van deze technieken kan op termijn leiden tot het identificeren van nieuwe indicatoren voor de bepaling van efficiëntie van nutriëntbenutting. Kennis & Innovatievragen Er bestaat behoefte aan nieuwe (breed toepasbare en snellere) technieken voor het vaststellen van nutriëntstatus en -efficiëntie bij landbouwhuisdieren onder zowel experimentele als praktische condities om beschikbare nutriënten in diervoeders en diervoedergrondstoffen efficiënter aan te wenden. Deze technieken zijn thans niet beschikbaar doch vooruitgang op enkele specifieke onderzoeksterreinen (inzet en analyse van gelabelde nutriënten met stabiele isotopen in voedingsfysiologisch onderzoek en ontwikkeling van proteomics/metabolomics technieken) maakt de ontwikkeling van deze technieken mogelijk. Efficiëntie van nutriëntgebruik in de veehouderij is een belangrijk aandachtspunt vanwege zijn samenhang met de productiviteit van dieren, de consequenties voor het milieu en de competitie voor gebruik van nutriënten in andere sectoren (b.v. food en fuel). Efficiëntie van nutriënt (energie, N en P) gebruik in landbouwhuisdieren is vast te stellen in verterings-, balans- en respiratieonderzoek. Dit onderzoek kan veelal uitsluitend worden uitgevoerd onder gecontroleerde omstandigheden en in daarvoor geëigende faciliteiten, doch is tijdrovend en kostbaar. Omdat efficiëntie van nutriëntgebruik ook wordt bepaald door dier- en omgevingsfactoren en hun interactie (b.v. klimaat, gezondheidsstatus en management) is het van belang efficiëntie van nutriëntgebruik ook te kunnen vaststellen onder meer praktische omstandigheden met gebruikmaking van alternatieve en snellere meetmethoden ten opzichte van de meer conventionele technieken. In het onderzoek zal gebruik gemaakt worden van gelabelde

33

(stabiele isotopen) nutriënten en vaststelling van de kinetiek van verschijning van het label in het bloed op uitscheiding in urine of uitademingslucht. Een dergelijke benadering wordt reeds bij Wageningen UR in eigen beheer ontwikkeld in onderzoek met melkkoeien. De gegenereerde inzichten en kennis zullen worden gebruikt bij de nadere invulling van het onderzoek in dit project. In het voorgestelde onderzoek zal tevens gebruik worden gemaakt van proteomics/metabolomics technieken om bloed en/of urine te analyseren op profielen van aanwezige eiwitten of metabolieten en deze te relateren aan nutriëntstatus. Hieruit kunnen in de toekomst naar verwachting tevens biomarkers voor nutriëntefficiëntie worden afgeleid. Metabolomics is de zich snel ontwikkelende discipline waarbij biologische monsters (b.v. bloed, urine, weefsels) met behulp van high troughput technieken worden geanalyseerd op de concentraties en verhoudingen van duizenden metabolieten. De analyses van metabolieten in bloed m.b.v. deze technieken heeft in de humane gezondheidswetenschappen geleid tot nieuwe diagnose tools en risicovoorspelling voor hart- en vaatziekten en diabetes. Bij de toepassing van deze technieken in relatie tot nutriëntstatus en -efficiëntie is het niet alleen van belang (nieuwe) metabolieten te meten maar ook kennis te genereren omtrent de variatie in absolute en relatieve concentraties in verschillende dier- en omgevingscondities in relatie tot de nutriëntstatus, -efficiency en identificatie van de meest limiterende nutriënten. De toepassing van deze technieken in de dierlijke productiesector is nieuw en uitdagend. Aanpak & tijdpad Literatuurstudie over de thans beschikbare technieken voor meting van nutriëntstatus en -efficiëntie en beschrijving van perspectieven voor nieuwe technieken. Beoogde resultaten / producten Een nieuwe diagnostiek voor vaststelling van nutriëntgebruik wordt ontwikkeld en toegepast. Hierbij worden interne en externe tracers (b.v. 13C/15N/2H-labelling van nutriënten) gebruikt en wordt verdwijning van tracers en metabolieten uit het bloed of verschijning daarvan in melk, urine, eieren, lichaamsweefsels of uitademingslucht gemeten. Dit geeft kwantitatieve informatie over de nutriëntenstromen in het dier en over de efficiëntie van nutriëntgebruik. Een combinatie met moleculaire metingen (proteomics en/of metabolomics) biedt bovendien de mogelijkheid om nieuwe biomarkers voor nutriëntefficiëntie te ontwikkelen. Organisatie Het project wordt uitgevoerd in nauwe afstemming met projecten MMM1 en MMM2. Communicatie Het projectresultaat wordt opgeleverd in een eindrapport. Overig De resultaten van de in 2013 uitgevoerde deskstudie worden begin 2014 opgeleverd. De meest beloftevolle indicatoren kunnen worden ingezet in het onderzoek binnen Feed4Foodure en overige onderzoeksprogramma’s. Het deelproject MMM6 wordt vanaf 2014 niet als separaat deelproject gecontinueerd.

34

MMM7: Snelle meettechnieken t.b.v. opsporing van nutriënten(in)efficiëntie Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame Veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] Wageningen UR Livestock Research • Maarten Vrolijk, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected]., tel. 0320-293404. Samenvatting aanvraag Inventarisatie van opkomende innovatieve meettechnieken, gericht op voer- of diergerelateerde kenmerken, die een grote belofte hebben voor het verbeteren van de nutriëntenbenutting door landbouwhuisdieren. Moderne communicatie- en sourcing-technieken worden ingezet om zo breed mogelijk input en informatie te verzamelen voor dit project. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Maarten Vrolijk, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected], tel. 0320-293404 Looptijd Inventariserend onderzoek: april 2013-januari 2014 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research; R. Goselink, T. Veldkamp, M. Vrolijk • Interactie en inputs van bekende en onbekende partijen (zie “Aanpak”) Beschrijving Doel Inventarisatie van opkomende innovatieve meettechnieken, gericht op voer- of diergerelateerde kenmerken, die een grote belofte hebben voor het verbeteren van de nutriëntenbenutting door landbouwhuisdieren. De snelle meettechniek heeft bijvoorbeeld tot doel om ontsporingen in de nutriëntenbenutting snel te kunnen opsporen. De inventarisatie naar bruikbare meettechnieken vindt plaats in het agrarisch dierdomein maar ook daarbuiten: onder andere in de (glas)tuinbouw, in de humane voeding en gezondheidszorg, in de nanotechnologie en via crowd sourcing. De focus is breder dan nutriëntenbenutting als zodanig, want ook meettechnieken m.b.t. diergedrag en –gezondheid zijn mogelijk inzetbaar om de efficiëntie van nutriëntenbenutting te verbeteren. Afwijkend gedrag van regulier gedrag of een verminderde gezondheid duidt immers vaak op een verstoring en daarmee op een minder efficiënte nutriëntenbenutting. Kennis & Innovatievragen Er is behoefte aan een overzicht van beloftevolle opkomende meettechnieken die bijdragen aan het efficiënter benutten van nutriënten door landbouwhuisdieren. Deze meettechnieken en de bijbehorende datastroom kunnen daarmee in een zo vroeg mogelijk stadium worden ingezet in de veehouderij. De genoemde meettechnieken moeten per diercategorie zo goed mogelijk geduid worden op zes onderdelen: relevantie voor verbetering van de nutriëntefficiëntie, fysiologische zeggingskracht, technische haalbaarheid, praktische toepassing op het primaire bedrijf, benodigde tijd tot marktintroductie, indien mogelijk: benodigde investering Aanpak & tijdpad April - mei Vanuit deelprojecten MMM1 t/m 5 wordt aangedragen voor welke factoren/parameters het gewenst is dat meetwaarden beschikbaar komen om daarmee de nutriëntenefficiëntie van landbouwhuisdieren te kunnen monitoren en sturen. Hierdoor wordt het “zoekgebied” voor snelle meettechnieken scherper geformuleerd en kan gerichter gezocht worden. Aanvang crowd sourcing traject door een projectpagina te starten op wageningenur.nl met omschrijving van het project en uitnodiging ideeën in te dienen via stelselmatige actieve communicatie (via nieuwsmails en twitter accounts van Verantwoorde Veehouderij, Centrum Diervoeding., Livestock Research e.a.) om zo veel mogelijk actoren kennis over beloftevolle meettechnieken aan te laten reiken. De verwachting is

35

Mei Mei - oktober

November

December

dat co-creatie door een sterk heterogeen netwerk tot betere kwaliteit van de kennis leidt en bijdraagt aan innovatiekracht. Starten van discussiegroepen op LinkedIn en andere sociale media. Maken poster ICAR Health Data conference Aarhus, Denemarken (Congresthema “Challenges and benefits of health data recording in the context of food chain quality, management and breeding”) Activeren netwerk ICAR Health Data conference Aarhus Denemarken Interviews in diverse sectoren / branches om beloftevolle meettechnieken ‘op de radar’ te krijgen:
wetenschap: WUR, FD UU, RIKILT, INRA, KU Leuven, UTwente etc.
bedrijfsleven: diervoeding, humane medische technologie, nanotechnologie, glastuinbouw, dierentuinen, etc. Voortzetten van het faciliteren en moderaten van het crowd sourcing proces. Bilateraal contact leggen met interessante actoren uit het crowd sourcing proces voor verdieping. Afhankelijk van de resultaten van de interviews en van het crowd sourcing traject mogelijk enkele ronde tafelgesprekken met meerdere actoren tegelijk, uit verschillende domeinen en disciplines Opstellen conceptrapportage met overzicht en duiding van beloftevolle snelle meettechnieken om nutriëntenefficiëntie te verbeteren en op hoofdlijnen beschrijving van vervolgtraject voor 2014 en verder. Workshop met stakeholders over de conceptrapportage, bijvoorbeeld aansluitend aan een congres over nutriënt efficiëntie in de melkveehouderij dat in november in Wageningen wordt georganiseerd. Definitieve rapportage beschikbaar. Go/no go moment.

Beoogde resultaten / producten Concrete beschrijving/verbeelding van de uitnodiging om deel te nemen aan het cowd sourcing traject. Poster ICAR Health data conference Netwerk crowd sourcing Uitgewerkte interviews stakeholders Rapportage met overzicht en beloftevolle meettechnieken per diersoort, geduid naar relevantie, technische haalbaarheid, praktische toepassing, benodigde tijd tot marktintroductie en (indien mogelijk) benodigde investering Workshop met stakeholders waar concept resultaten besproken worden Organisatie Het projectteam bestaat uit deskundigen op het gebied van inhoud, communicatie en proces om ook out of the box (buiten de gebaande paden) te inventariseren, om een zo breed mogelijk overzicht met beloftevolle meettechnieken te verkrijgen. Begeleiding van het project vindt plaats via Feed4Foodure. Samenwerking vindt plaats met de projecten ‘Masterplan dynamisch mechanistische responsmodellen voor landbouwhuisdieren’ en ‘Ontwikkeling van nieuwe indicatoren voor vaststelling van efficiëntie van nutriëntgebruik in landbouwhuisdieren’. Door de uitwisseling van de ontwikkelde kennis op het gebied van indicatoren, meettechnieken en de toepassing daarvan in responsmodellen zijn de drie projecten samen in staat snel in te springen op nieuwe ontwikkelingen. In het project worden 1 of 2 studenten betrokken die meedenken over het communicatieproces en de communicatiemiddelen, maar vooral ook een rol spelen in de verwerking en interpretatie van de respons. Communicatie Communicatie is cruciaal tijdens de uitvoering van het project, vooral wat betreft het crowd sourcing spoor. De volgende communicatiemiddelen zullen in de loop van het project worden ingezet: Projectpagina op www.wageningenur.nl met projectomschrijving, uitnodiging tot deelname aan het creatieve proces, nieuwsberichten, projectresultaten. Via bestaande nieuwsbrieven en sociale media (o.a. LinkedIn, Twitter, Facebook) wordt met ca. 10.000 mensen rechtstreeks gecommuniceerd. Posterpresentatie en actieve deelname aan de ICAR Health Data conference. Stakeholders worden uitgenodigd om deel te nemen aan de workshop over de conceptresultaten. De eindrapportage is beschikbaar voor derden. Overig De resultaten van de in 2013 uitgevoerde deskstudie worden begin 2014 opgeleverd. De meest beloftevolle technieken kunnen worden ingezet in het onderzoek binnen Feed4Foodure en overige onderzoeksprogramma’s. Het deelproject MMM6 wordt vanaf 2014 niet als separaat deelproject gecontinueerd.

36

MVV1: Voedingsoptimalisatie hoogproductief melkvee met weidegang Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame Veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure · Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] Wageningen UR Livestock Research · Agnes van den Pol, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected]., tel. 0320-293443 Samenvatting aanvraag Behoud van weidegang is een belangrijke doelstelling van Duurzame Zuivelketen (DZK). Vanuit Feed4Foodure is in 2013 met voedingsexpertise aangesloten bij de twee door DZK ondersteunde initiatieven: AUTOGRASSMILK en Amazing Grazing. Daarbij is afgesproken om aan het einde van 2013 een go/no go moment te hebben. Evaluatie van werkzaamheden in 2013 heeft geleid tot de huidige projectomschrijving. De ambitie voor 2014 en 2015 is om onderzoek te starten gericht op een geïntegreerde toepassing van gewas- en diersensoren, en beslissingsondersteunende modellen bij verschillende beweidingssystemen met als doel een adaptief grasland en voedingsmanagement gericht op een hoge en constante melkproductie bij hoge benutting van grasland en mineralen. Hierbij gaat het om het ontwikkelen van kennis om sensordata te interpreteren met als doel sensordata te gebruiken bij de dagelijkse ondersteuning van het weidemanagement bij beweiding van hoogproductieve melkkoeien. Het is niet de bedoeling sensortechnologieën te ontwikkelen. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Agnes van den Pol-van Dasselaar. [email protected]. Looptijd 1 januari 2013 – 31 december 2015 Uitvoerende organisaties Wageningen UR Livestock Research in samenwerking met het onderzoeksprogramma “Gras en weidegang”, o.a. met het consortium van AUTOGRASSMILK (6 landen: onderzoeksinstellingen en SME’s) en het projectteam Amazing Grazing Beschrijving Doel Voor Nederland is bevordering van beweiding een duurzaamheidsdoel dat sterk vanuit de maatschappelijke verantwoordelijkheid ingegeven is. De samenleving hecht waarde aan behoud van weidegang voor melkvee, de trend naar jaarrond opstallen wordt als onwenselijk geacht. Het doel van dit project is optimalisatie van weidegang bij hoogproductief melkvee. Kennis & Innovatievragen Een specifieke eigenschap van de Nederlandse melkveehouderijsector t.o.v. andere landen is haar relatief hoge melkproductie per koe. In de stal kan het rantsoen goed geoptimaliseerd worden omdat er een duidelijk beeld is van de voeropname en samenstelling van het ruwvoer. In de weide is dit anders. De grasgroei, grassamenstelling en de grasopname worden beïnvloed door weers- en groeiomstandigheden en het beweidingssysteem. Hierdoor is in de weide sprake van grotere variatie in rantsoensamenstelling en droge stofopname dan op stal. Verder zijn de grasgroei, grassamenstelling en de grasopname niet goed bekend waardoor er ook geen sprake kan zijn van een adequate afstemming van de bijvoeding op de nutriëntenbehoefte van de koe. De variatie in gras en nutriëntenaanbod maken het moeilijk om een hoge en constante melkproductie bij weidegang te realiseren. Juist deze problemen kunnen voor veehouders een drijfveer zijn om te stoppen met beweiding, hetgeen ongewenst is vanuit de doelstellingen van DZK. Daarom is het belangrijk dat vanuit Feed4Foodure in het bijzonder aandacht wordt besteed aan de voedingsaspecten bij beweiding. De voeding van weidende hoogproductieve melkkoeien is een serieus knelpunt. Voor de sector is het belangrijk dat veehouders en de toeleverende voerindustrie kennis en instrumenten krijgen aangereikt om succesvol te weiden met een constante en hoge melkproductie. De in te vullen kennisleemte is onderdeel van het onderzoeksprogramma “Gras en weidegang” (deelthema “Bijvoeding bij weidegang”), en past ook bij de uitspraak van de diervoedersector binnen Amazing Grazing (februari 2013) dat ze zich meer wil gaan richten op voersystemen met beweiding. Het Feed4Foodure-speerpunt is te plaatsen in de linkeronderhoek van onderstaande figuur (uit onderzoeksprogramma “Gras en weidegang” d.d. november 2013). De wisselwerking met partners uit andere beweidingsprojecten plaatst de veevoedingsexpertise breder in het thema Bevordering weidegang.

37

Figuur 1

Integrale benadering van gewas-dier-bedrijfsrelaties

Aanpak & tijdpad In 2013 is Feed4Foodure capaciteit ingezet om strategieën te ontwikkelen om kennis van het gras te benutten voor een preciezere afstemming van rantsoensamenstelling op productieniveau en lactatiestadium. Daarbij is in het bijzonder samengewerkt met de projecten AUTOGRASSMILK en Amazing Grazing uit de PPS Duurzame Zuivelketen. Over en weer is de interactie waardevol geweest, met name vanuit de onderdelen “inventarisatie van beschikbare sensoren” (directe link met AUTOGRASSMILK) en “management by measurement” (directe link met Amazing Grazing). De specifieke kennis van voeding van hoogproductief melkvee vanuit Feed4Foodure is waardevol geweest voor beide projecten en past bij de ontwikkeling die de Nederlandse melkveehouderij doormaakt. Het is duidelijk geworden dat er veel perspectieven zijn om bij hoogproduktief melkvee beweiding succesvol toe te passen. Belangrijk is dat er de afgelopen jaren perspectief is ontstaan om sensoren (diergedrag, melkproductie, graskwaliteit en opbrengst sensoren) en (dier- en gras)modellen in te zetten bij de dagelijkse beslissingen op het melkveehouderijbedrijf. Dit kan oplossingen bieden voor de voedingsoptimalisatie van hoogproductief melkvee. Maar het is ook duidelijk geworden dat een aantal ontwikkelingen nog nader onderzoek vragen om ze praktijkrijp te maken. Technisch zijn sensoren inmiddels zo ver ontwikkeld dat relevante data beschikbaar komen. Er is echter nog onvoldoende ingezet op het leggen van relevante verbanden tussen sensordata en managementmaatregelen rondom voeding van hoogproductief melkvee. Het is daarom zinvol om door te gaan met dit onderzoeksthema. De volgende stap in het onderzoek is het omzetten van sensordata en modeldata in adaptieve management adviezen. Eerst moet echter invulling gegeven worden aan het go/no go moment. In het werkplan van 2013 is als product een go/no go document opgenomen met een evaluatie van de voedingsbijdrage vanuit Feed4Foodure aan de PPS DZK en een voorstel voor op te pakken voedingsvragen voor de jaren 20142015. Dit document is eind november door de projectgroep van MVV1 beoordeeld. De conclusie is dat verder onderzoek perspectiefvol is en dat het belangrijk is dit werk voort te zetten en aan te sluiten bij het programma “Gras en weidegang” (in het bijzonder bij het deelthema “Bijvoeding bij weidegang”), waarvan ook de projecten Amazing Grazing en Autograssmilk onderdeel uitmaken. Ambitie voor 2014 en 2015 voor MVV1 is om onderzoek te starten gericht op een geïntegreerde toepassing van gewas- en diersensoren, en beslissingsondersteunende modellen bij verschillende beweidingssystemen met als doel een adaptief grasland en voedingsmanagement gericht op een hoge en constante melkproductie bij hoge benutting van grasland en mineralen. Hierbij gaat het om het ontwikkelen van kennis om sensordata te interpreteren met als doel sensordata te gebruiken bij de dagelijkse ondersteuning van het weidemanagement. Het is niet de bedoeling sensortechnologieën te ontwikkelen. Voor het vervolgonderzoek naar weidegang bij hoogproductief melkvee in MVV1 in 2014 en 2015 is het optimaliseren van de bijvoeding naast weidegang belangrijk teneinde de grasopname en nutriëntenbenutting te maximaliseren. Lage voerkosten en een hoog saldo per hectare zijn hierbij belangrijke doelen. Om dit te bereiken, worden verschillende beweidingssystemen met elkaar vergeleken

38

die aansluiten bij en representatief zijn voor de verschillende bedrijfstypen met weidegang in Nederland. Binnen diverse projecten in het onderzoeksprogramma “Gras en weidegang” worden momenteel plannen voor beweidingssystemen voor het groeiseizoen 2014 ontwikkeld. In het project “Voedingsoptimalisatie hoogproductief melkvee met weidegang” wordt aangesloten bij deze projecten en wordt in 2014 en 2015 vanuit Feed4Foodure voedingsexpertise beschikbaar gesteld. Binnen de werkzaamheden voor Feed4Foodure wordt in het bijzonder ingezet op het toepassen van sensortechnologieën en adaptieve modellen waarmee (de variatie in) het actuele nutriëntenaanbod (grasgroei) en nutriëntenopname kan worden gemonitord en worden toegepast in de dagelijkse beslissingen in het beweidingsmanagement en de rantsoenoptimalisatie van weidende hoogproductieve koeien. Resultaten / producten in 2014 en 2015: • Dataset van data van diersensoren en gewassensoren bij verschillende bedrijfssystemen in relatie tot variatie in dierprestatie • Retrospectieve analyse van grassamenstelling en grasopname en productie van melkkoeien, en daarop gebaseerd rekenregels die de actuele graskwaliteit, het grasaanbod en de grasopname kunnen voorspellen (in samenwerking met bedrijfsleven kunnen deze rekenregels omgezet worden in een adviserende managementtool) • Onderzoeksrapport “Relevantie van sensorgegevens in het management van grasland en diervoeding” (inclusief evaluatie van technische en praktische kansen en beperkingen) • Publicaties in vakbladen en op de bijeenkomst van de European Grassland Federation welke in 2015 in Nederland gehouden wordt Organisatie Aangesloten wordt bij het onderzoeksprogramma “Gras en weidegang”, waar ook de projectorganisatie van Amazing Grazing en AUTOGRASSMILK deel vanuit maken. De Nederlandse partners in deze projecten worden tevens gevoed vanuit een begeleidingsstructuur vanuit de Duurzame Zuivelketen (NZO en LTO). De extra capaciteit (voedingsexpertise) vanuit Feed4Foodure wordt verantwoord aan de projectleiding van Feed4Foodure. Communicatie De communicatiekanalen van het programma “Gras en weidegang” worden gebruikt voor kennisverspreiding. Bijvoorbeeld: de bedrijfslevenpartners van AUTOGRASSMILK organiseren jaarlijkse bijeenkomsten in de individuele consortium landen. Amazing Grazing is voor een groot deel expliciet gericht op interactie en communicatie met de doelgroep. Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

25

45 15

6 31

12 72

6

12

25

60

31

72

25

60

6 31

12 72

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

Totaal

39

2015

2016

Totaal

MVV2: Voeding van zeugen in welzijnsgerichte systemen Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2), Duurzame veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm groep, postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 0880 4882951, [email protected] Wageningen UR Livestock Research • Carola van der Peet – Schwering, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected]., tel. 0320-293506 Samenvatting aanvraag Welzijnsgerichte houderijsystemen hebben invloed op de optimale voersamenstelling en –strategie. In het project “groepshuisvesting kraamzeugen”, onderdeel van de PPS Samenwerkende varkenshouderijketen, wordt gewerkt aan groepshuisvesting van lacterende zeugen. Dit welzijnsgerichte systeem staat in Feed4Foodure model voor een systeemaanpassing waarvoor de voeding geoptimaliseerd moet worden. In 2013 is een literatuuronderzoek uitgevoerd naar de voeding van lacterende zeugen in welzijnsvriendelijke huisvestingssystemen waarin zeugen worden geïnsemineerd tijdens een verlengde lactatie. Hieruit bleek dat er weinig bekend is over de voeding van zeugen die zowel dragend als lacterend zijn tijdens een verlengde lactatie. Zeugen zijn tijdens lactatie normaal gesproken in een negatieve energiebalans. Wanneer lacterende zeugen dragend zijn zou deze negatieve energiebalans negatief kunnen zijn voor de ontwikkeling van de embryo’s. Anderzijds gaan hoge voerniveaus gepaard met lagere progesterongehaltes en daarmee is er (bij jonge zeugen) meer risico op embryonale sterfte. De vraag is wat de consequenties zijn van het voerniveau tijdens de vroege dracht bij lacterende zeugen voor een optimale reproductie en gewichtsontwikkeling van de zeug. Dit zal in 2014 onderzocht worden in een dierproef op VIC Sterksel. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Carola van der Peet – Schwering, [email protected] Looptijd 2013 t/m 2016 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research incl. Varkens Innovatiecentrum Sterksel • Wageningen University, Departement Dierwetenschappen Beschrijving Achtergrond Vanuit de PSS Samenwerkende varkenshouderijketen wordt een groepshuisvestingssysteem voor kraamzeugen en haar biggen ontwikkeld tot een commercieel toepasbaar huisvestingssysteem. Deze kraamstal heeft de volgende kenmerken: net als in een natuurlijke situatie, verlaten de zeugen voor een korte periode de (kleine) zeugengroep om af te biggen in een eigen kraamhok met nestbouwmateriaal. Binnen enkele dagen na afbiggen krijgen de zeugen de gelegenheid om naar de andere zeugen terug te gaan zodat de sociale structuur van de zeugengroep zoveel mogelijk blijft bestaan. De biggen mogen de zeug volgen op een moment dat de zeug-big contacten sterk genoeg zijn. De biggen mengen dan met de andere zeugen en de biggen van de andere zeugen. In de gezamenlijke ruimte leren de biggen vast voer eten van de zeug en leren ze zich sociaal te gedragen (zeug-big en big-big). Na enkele weken krijgen de zeugen gelegenheid om naar een nieuwe ruimte te gaan, de zgn ‘intermittent-suckling’-ruimte om zich (een deel van de dag) af te zonderen van de biggen. Hierdoor verloopt het spenen van de biggen, net als in de natuur, geleidelijk, en wordt, omdat de biggen in deze periode meer vast voer op gaan nemen, de latere speendip voorkomen. In de intermittent suckling ruimte is ook een berenhok om de bronst op te wekken. Zeugen kunnen dan tijdens de zoogperiode worden geïnsemineerd en dit geeft de mogelijkheid om de zoogperiode te verlengen. Dit systeem, met als uitgangspunt het natuurlijk gedrag van zeugen en hun biggen, moet leiden tot meer robuuste en meer sociale biggen met minder gezondheids- en gedragsproblemen, zonder dat dit ten koste gaat van de productiviteit van de zeugen. Vanuit de PPS Samenwerkende varkenshouderijketen worden vragen rond de relatie houderij - dierfunctioneren en dierenwelzijn opgepakt. Vanuit Feed4Foodure wordt aan de belangrijkste voedingsvragen gewerkt vanuit de basisvraag “moeten kraamzeugen in vernieuwde systemen anders gevoerd worden dan regulier gehuisveste kraamzeugen?” In 2013 is een literatuuronderzoek uitgevoerd naar de voeding van lacterende zeugen in welzijnsvriendelijke huisvestingssystemen met een verlengde lactatie en inseminatie tijdens de lactatie. Hieruit is gebleken dat er weinig bekend is over de voeding van zeugen die zowel dragend als lacterend zijn tijdens een verlengde lactatie. Zeugen zijn tijdens lactatie normaal gesproken in een negatieve energiebalans. Wanneer lacterende zeugen dragend zijn zou deze negatieve energiebalans negatief kunnen zijn voor de ontwikkeling van de embryo’s. Anderzijds gaan hoge voerniveaus gepaard met lagere progesterongehaltes en daarmee is er (bij jonge zeugen) meer risico op

40

embryonale sterfte. De vraag is wat de consequenties zijn van het voerniveau tijdens de vroege dracht bij lacterende zeugen voor een optimale reproductie en gewichtsontwikkeling van de zeug. Doel Doel van het onderzoek is na gaan wat het effect is van het voerniveau van zeugen gedurende de laatste 10 dagen van een 6 weekse lactatie waarin ze ook drachtig zijn op de gewichts- en spekdikte ontwikkeling van de zeugen en biggen tijdens de verlengde lactatie en van de zeugen tijdens de daarop volgende dracht, het percentage zeugen dat afbigt van eerste inseminatie, het aantal levend en dood geboren biggen tijdens de volgende worp en het geboortegewicht van de levend en dood geboren biggen. Kennis & Innovatievragen Uit het literatuuronderzoek is gebleken dat weinig bekend is over de voeding van zeugen die zowel dragend als lacterend zijn tijdens een verlengde lactatie. Zeugen zijn tijdens lactatie normaal gesproken in een negatieve energiebalans. Wanneer lacterende zeugen dragend zijn zou deze negatieve energiebalans negatief kunnen zijn voor de ontwikkeling van de embryo’s. Anderzijds gaan hoge voerniveaus gepaard met lagere progesterongehaltes en daarmee is er (bij jonge zeugen) meer risico op embryonale sterfte. De vraag is wat de consequenties zijn van het voerniveau tijdens de vroege dracht bij lacterende zeugen voor een optimale reproductie en gewichtsontwikkeling van de zeug. De effecten van een hoog of een laag voerniveau na inseminatie tijdens de lactatie op afbig% en de worpgrootte in de volgende worp is niet bekend. Aanpak & tijdpad Aanpak en tijdpad beschrijven Het onderzoek wordt in 2014 uitgevoerd op VIC Sterksel met individueel gehuisveste kraamzeugen die op 6 weken gespeend worden en gehuisvest zijn in Pro Dromi kraamhokken. Vanaf dag 26 van de lactatie wordt gestart met intermittent suckling (IS) en met beercontact om te zorgen dat de zeugen berig worden. Tijdens de IS periode worden de zeugen gedurende een periode van 10 uur verwijderd van de biggen. Vijf dagen na start van IS zijn de zeugen naar verwachting berig. Vanaf inseminatie tot spenen wordt geen IS en beercontact meer toegepast en blijven de zeugen weer continue bij de biggen. Na inseminatie wordt de helft van de zeugen op een hoog voerniveau doorgevoerd tot aan spenen. De andere helft van de zeugen wordt op een lager voerniveau gevoerd tot spenen. In het onderzoek worden 100 lacterende zeugen ingezet waarvan er naar verwachting 80 berig worden tijdens de lactatie en 72 afbiggen van eerste inseminatie. In elke behandeling worden 50 zeugen ingezet en werpen er naar verwachting 36. Het onderzoek in de stal start in maart 2014. In week 8 worden de eerste zeugen ingezet in de kraamstal. In week 9 werpen de zeugen, in week 14 worden ze geïnsemineerd, in week 15 gespeend en in week 30 werpen ze van de volgende worp. Elke drie weken worden maximaal 15 zeugen ingezet in het onderzoek. In week 26 worden de laatste zeugen ingezet in de kraamstal. Deze zeugen werpen in week 27 en in week 48 werpen ze van de volgende worp. Het onderzoek wordt dan afgesloten in de stallen. De voordelen om op dag 26 te starten met IS zijn: 1) Op dag 26 starten met IS, betekent ovulatie rond dag 32 en bij spenen op dag 42 zijn de zeugen dan 10 dagen drachtig. De zeugen worden verplaatst voor de implantatie fase. Verplaatsen tijdens de implantatiefase kan negatieve effecten hebben op de dracht; 2) Op dag 26 starten met IS, betekent dat de zeugen maar 10 dagen van de dracht, ook nog lacteren. Bij eerder starten met IS zijn de zeugen gedurende een langere periode drachtig en lacterend. Uit onderzoek van Rosemarijn Gerritsen blijkt dat lang lacteren tijdens de dracht niet positief is voor de ontwikkeling van de embryo's. De volgende gegevens worden verzameld in het onderzoek: Gewicht en spekdikte van de zeugen bij inzet in kraamstal, bij start IS, bij inseminatie, bij spenen en bij inzet in kraamstal van de volgende worp; Voeropname van de zeugen van inzet kraamstal tot werpen, van werpen tot start IS, van start IS tot inseminatie, van inseminatie tot spenen; Datum berigheid en duur berigheid na start IS, drachtigheidspercentage en afbigpercentage van eerste inseminatie; Aantal levend en dood geboren biggen en geboortegewicht van de biggen in de huidige en volgende worp; Aantal biggen bij start IS, bij inseminatie en bij spenen en gewichten van de biggen bij start IS, bij inseminatie en bij spenen in de huidige worp; Voeropname van de biggen in de huidige worp van geboorte tot start IS, van start IS tot inseminatie, van inseminatie tot spenen; Uierscore voor start IS, na start IS en na inseminatie. Eind 2014 wordt gestart met de verwerking van alle resultaten. De resultaten worden in het eerste kwartaal van 2015 gepubliceerd

41

Beoogde resultaten / producten In 2014 wordt een dierproef uitgevoerd en worden tussentijdse resultaten opgeleverd. De resultaten van het volledige onderzoek worden in het eerste kwartaal van 2015 gepubliceerd in een Nederlandstalig rapport, in een artikel voor een vakblad en mogelijk in een wetenschappelijk artikel. Ook wordt eind 2014 een plan geschreven voor het vervolg van het onderzoek in 2014. Mogelijk worden dan enkele voerstrategieën onderzocht bij lacterende zeugen in groepshuisvesting. Organisatie Het onderzoek wordt uitgevoerd door een projectteam bestaande uit medewerkers van Wageningen UR Livestock Research en Wageningen Universiteit Adaptatiefysiologie. Het project groepshuisvesting kraamzeugen wordt begeleid door een begeleidingscommissie die bestaat uit afgevaardigden van ministerie EZ, PVV, LTO, NVV, KNMvD en Topigs. Dit onderdeel sluit daarbij aan. Daarnaast wordt gerapporteerd aan het begeleidingsteam van Feed4Foodure. Communicatie Voor de communicatie wordt aangesloten bij de communicatie vanuit de PPS Feed4Foodure. Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten (dierproef) Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

46,5 52,5 13 112

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO

12 50

50

Totaal Inzet

112 DLO Andere kennisinstellingen (WU) Andere partijen

93,3 6,7 12 112

Totaal

42

2015

2016

Totaal

MVV3: Voedingsexpertise in Verlenging levensduur melkvee Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] Wageningen UR Livestock Research • Ad van Vuuren, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected]., tel. 0320-237303 Samenvatting aanvraag Binnen de PPS Duurzame Zuivelketen is levensduur van melkvee een belangrijk thema. Het consortium van de PPS Feed4Foodure heeft aangegeven dit thema te willen ondersteunen, bij voorkeur door aan te haken bij de initiatieven op dit gebied van PPS Duurzame Zuivelketen. Vanuit PZ / DZK loopt het project Routekaart Levensduur, waarbinnen wordt gewerkt aan het verlengen van de levensduur van melkvee. Feed4Foodure stelt expertise op het terrein van melkveevoeding beschikbaar als aanvulling op de geplande invulling van een drietal projecten binnen Routekaart Levensduur. Doel is om de beschikbare voedingsexpertise maximaal bij te laten dragen aan dit maatschappelijk relevante en multifactoriële thema. Tevens dient de participatie om praktische en fundamentele kennisleemtes op voedingsgebied scherper in beeld te krijgen voor verder veevoedingskundig werk op dit thema. De diervoedersector draagt via Feed4Foodure ook bij aan het project WHY DRY in de melkvee/zuivelsector, met name door binnen deze systeeminnovatie (gericht op een alternatief transitiemanagement bij melkvee ter bevordering van diergezondheid) de invloeden van rantsoensamenstelling en voedingsstrategie te onderzoeken. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Ad van Vuuren / Roselinde Goselink. [email protected] / [email protected] Looptijd 2013, vanaf 2015 eventueel vervolgonderzoek Uitvoerende organisaties • Partners DZK, project Routekaart levensduur • Wageningen UR Livestock Research & Wageningen University, Departement Dierwetenschappen Beschrijving Doel Beschikbare voedingskennis laten bijdragen aan het integrale / multidisciplinaire DZK-project Routekaart Levensduur, om zo de levensduur van melkvee te helpen verhogen. Via: 1) het beschikbaar stellen van expertise om levensduur beïnvloedende problemen ook vanuit voedingsperspectief te benaderen 2) identificeren van kennisleemtes op dit gebied 3) aandragen en gezamenlijk evalueren van voedingskundige verbeteringsmogelijkheden De in 2012 uitgevoerde verkenning (op basis van CRV-data) heeft de belangrijkste afvoerredenen en effecten op de gemiddelde levensduur op bedrijfsniveau in kaart gebracht. Juist op het gebied van de invloed van voeding per productiestadium (opfok, droogstand, transitieperiode, NEB-periode, verdere lactatie) op afvoerredenen en de beïnvloedingsmogelijkheden vanuit de voeding is te weinig bekend. Extra inzet vanuit Feed4Foodure kan hierin meerwaarde bieden. De belangrijkste kennisvragen (zowel praktisch als fundamenteel) worden geformuleerd en zo mogelijk als onderzoek uitgezet. De diervoedersector draagt via Feed4Foodure ook bij aan het project WHY DRY in de melkvee/zuivelsector, met name door binnen deze systeeminnovatie (gericht op een alternatief transitiemanagement bij melkvee ter bevordering van diergezondheid) de invloeden van rantsoensamenstelling en voedingsstrategie te onderzoeken. Kennis & Innovatievragen 1) De resultaten van het vooronderzoek (invloedsfactoren en redenen van afvoer) uitdrukkelijker in een voedingsperspectief plaatsen (rol binnen de bijeenkomsten, zie Aanpak & tijdpad) 2) Kennisleemtes helpen identificeren en zo mogelijk invullen t.b.v. het project (desk-werk) 3) Voedingsinterventiemogelijkheden aandragen en doordenken in breder kader (combi desk-werk & rol binnen de bijeenkomsten) 4) De rol van voeding in het transitiemanagement van melkvee (via project WHY DRY)

43

Aanpak & tijdpad Extra onderzoeks- en deskundigencapaciteit (indicatie: 15-20 mensdagen) op melkveevoedingsgebied wordt beschikbaar gesteld aan het DZK-project Routekaart Levensduur. Binnen dat project wordt in 2013 gewerkt aan de volgende deelprojecten (status: voorstel aan de Stuurgroep DZK): 1. Onderzoek naar oorzaken van verschillen in levensduur en afvoer tussen koeien en bedrijven, 2. Kengetallengebruik- en ontwikkeling 3. Programma voor aanpak gezondheid en welzijn op melkveebedrijf via het model Plan-Do-Check-Act, Een breed georiënteerd melkveeonderzoeker overlegt met de projectleiding van Routekaart Levensduur en met de coördinatoren van de drie bovengenoemde hoofdthema’s en identificeert vervolgens tezamen met het projectteam de extra voedingsexpertise die benodigd is om een veevoedingskundige bijdrage te leveren aan: • Project “Programma voor aanpak gezondheid en welzijn op een melkveebedrijf via het model van Plan-Do-Check-Act”. Dit gebeurt met name door kennis in te brengen over voedingsmaatregelen tijdens de drie binnen Routekaart Levensduur benoemde kritische perioden: opfok, droogstand en piekproductie • De relatie tussen de drie belangrijkste redenen van afvoer van melkvee (uiergezondheid, benen/klauwen en vruchtbaarheid) en de voeding van de koe. • Het opstellen van een nieuwe visie op de voeding van de melkkoe, die er allereerst op gericht is om koeien gezond te laten produceren. Die nieuwe visie moet een bijdrage leveren aan de behoefte die er is in de maatschappij en bij melkveehouders om koeien gezonder en daarmee probleemlozer oud te laten worden. Die probleemloze koe moet de basis zijn van economisch rendabele melkproductie. Het derde punt staat los van de geplande werkzaamheden binnen Routekaart Levensduur, maar is hier toegevoegd om voor de lange termijn meer fundamentele nieuwe inzichten te krijgen in de mogelijkheden om de levensduur van melkvee te verlengen. Deze beschrijving betreft werkzaamheden in 2013, die in nauw overleg met de Stuurgroep DZK uitgevoerd worden. Als eventueel vervolg op de vooral adviserende en inventariserende activiteiten in 2013 wordt bij het formuleren van de plannen 2014 een go – no go besluit gevraagd. Bij een go worden de meest urgente en/of innovatieve vragen met voedingsrelevantie voor levensduur vanuit Feed4Foodure uitgewerkt en bij goedkeuring opgepakt. De diervoedersector draagt via Feed4Foodure ook bij aan het project WHY DRY in de melkvee/zuivelsector, met name door binnen deze systeeminnovatie (gericht op een alternatief transitiemanagement bij melkvee ter bevordering van diergezondheid) de invloeden van rantsoensamenstelling en voedingsstrategie te onderzoeken. Beoogde resultaten / producten 2013: • De resultaten (bewustwording, uitgewisselde expertise, adviezen) worden een integraal onderdeel van de resultaten van het DZK-project. • Specifiek voor Feed4Foodure wordt (2013) een rapportage van de belangrijkste voedingsaangrijpingspunten en kennisvragen voor de verlenging van levensduur/gebruiksduur opgeleverd. • Aanzet voedingsvisie “voeren om gezond en productief oud te worden” • Bijdrage aan de resultaten van het project WHY DRY, gericht op systeeminnovatie ter bevordering van gezondheid van melkvee via een alternatief transitiemanagement 2014: • Afronding van het project Why Dry. Organisatie Aangesloten wordt bij de projectorganisatie van het DZK-project en van het project WHY DRY. Een breed georiënteerd melkveeonderzoeker bepaalt met participanten en projectleiding de verdere besteding van de Feed4Foodure-capaciteit in het DZK project in 2013. Eind 2013 wordt de Feed4Foodure-bijdrage aan het project geëvalueerd binnen het Feed4Foodure consortium, en wordt (na de eventuele go-beslissing) de invulling van de navolgende jaren bepaald. Communicatie Zie projectbeschrijving & Routekaart Levensduur [focus op veehouders en adviseurs]. Daarnaast specifiek voor Feed4Foodure het terugkoppelen van kennisleemtes naar de onderzoeksgroepen en het diervoederbedrijfsleven. In 2014 zijn de activiteiten afgebakend tot de afronding van het project Why Dry. Daarnaast is in deelprojecten MMM3B en MVV1 sprake van onderzoek dat raakt aan de thematiek van levensduur en gezondheid bij melkvee. Mogelijk wordt vanaf 2015 vanuit Feed4Foodure bijgedragen aan nieuwe programma’s op het terrein van levensduur en levensproductie van melkvee, bijv. in samenwerking met het Melkveefonds en Duurzame Zuivelketen.

44

MVV4: FeedPrint aansluiten op internationale ontwikkelingen Werktitel: FP2014 Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame Veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] Wageningen UR Livestock Research • Theun Vellinga, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected]., tel. 0320-293450 Samenvatting aanvraag De aanvraag van werkzaamheden voor Feedprint in 2014 zijn vooral gericht op het internationaal toepasbaar maken van de tool. Daarbij wordt ingezet op het actualiseren van de data, het onderbrengen van FeedPrint in het beoogde FeedPrint Institute en het uitbreiden van duurzaamheidscriteria in Feedprint (watergebruik) in samenspraak met belanghebbenden. Het is vooral de opzet van de onderliggende database, die nader beschouwd moet worden als het gaat om internationale toepassingsmogelijkheden. Dit betreft in eerste instantie de toepassing in Feedprint Institute onder de paraplu van FEFAC, maar ook toepassing van Feedprint door bijvoorbeeld de FAO, die mogelijkheden aan het verkennen zijn. Projectgegevens uitvoering Projectleiding Wageningen UR Livestock Research, Idse Hoving [email protected] en Theun Vellinga [email protected] Looptijd april 2013 – december 2014 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research • Blonk Consultants Beschrijving Doel Uitbreiden van toepassingsgebied van FeedPrint naar a) watergebruik; b) toetsingsmodel voor de pilot van de Product Environmental Footprint Guide van de EC; c) het klaarzetten van FeedPrint voor het te vormen “FeedPrint Institute”; d)verkennen van mitigatieopties voor de veevoersector; en e) aanvullend aan dit nog enig klein onderhoud. Kennis & Innovatievragen Versterking van de duurzaamheid van de veevoerproductieketen is gebaat bij een rekenmodel dat inzicht geeft in de emissies, de effecten van verbeteropties in beeld brengt en dat flexibel genoeg is om nieuwe voedermiddelen en werkwijzen op te nemen, dat internationaal gezag heeft en dat actuele milieu impacts als watergebruik kan berekenen. Aanpak & tijdpad Is 2013 is in het project gewerkt aan een nieuwe versie van het model FeedPrint, uitgebreid/aangepast met een extra module voor de berekening van landgebruiksverandering (Land Use Change) en extra mogelijkheden om aanpassingen te maken in het productieproces. Dit vereiste aanpassingen in het rekenprogramma en een protocol voor het inbrengen en kwaliteitscontrole van nieuwe data. Daarnaast is gewerkt aan het voorbereiden van de protocollen en de methodologie-beschrijving voor het opstellen van een Product category Rule voor veevoer en veevoergrondstoffen en het aanbrengen van een koppelingsmogelijkheid met andere diermodellen voor bestaande dieren, maar ook voor nieuwe diergroepen via softlinking. Andere activiteiten waren een kwalitatieve beschrijving die aan de hand van een aantal vragen en voorbeelden inzicht geeft in de effecten op micro- en macroschaal van de door de gebruiker gekozen maatregelen, en het deponeren van de merknaam “FeedPrint”. Voor 2014 zijn de volgende werkzaamheden aan en met FeedPrint voorzien: 1. Verkenning uitbreiding van FeedPrint met watergebruik, een belangrijk duurzaamheidscriterium, opzet van het conceptuele model en zoeken naar partners om het uit te voeren. Betrekken van belanghebbende stakeholders nationaal en internationaal. Start begin 2014. Doorlooptijd 6 maanden. Dit onderdeel is optioneel, afhankelijk van de mogelijkheden om aanvullende financiering hiervoor te vinden. 2. Inzet FeedPrint in de pilot van de Product Environmental Footprint guide van de Europese Commissie in nauwe samenwerking met de FEFAC. Start begin 2014. Doorlooptijd nog onbekend. 3. Inzet FeedPrint in een workshop met de veevoersector om mitigatieopties te verkennen. Aanpassingen in de grondstoffen-stromen hebben vaak allerlei neveneffecten, sommige producten

45

4.

5.

zijn wel aantrekkelijk, maar de productie daarvan wordt niet bepaald door de vraag (zoals bietenpulp). Verkennen van interessante opties vanuit oogpunt van veevoeding, milieu, internationale handel in een workshop. Tot nu toe hebben verkenningen zich sterk gericht op soja en eiwitvervanging. Inzichten daarvan delen en nieuwe wegen verkennen. Uitvoering winter/voorjaar 2014. Overdracht van FeedPrint naar een beoogd FeedPrint Institute, onder de paraplu van FEFAC en mogelijk andere partners. De database moet geschikt worden gemaakt voor internationale toepassing en voor gebruik als losstaand instrument, waarmee andere LCA programma’s mee gevoed kunnen worden. Tegelijk moet de koppeling naar FeedPrint blijven bestaan. Het ontwerp van de database om deze geschikt te maken voor brede en internationale toepassing vergt overleg en investeringen. Actualisatie FeedPrint (gegevens m.b.t. prijzen, opbrengsten, achtergrond data): gewasopbrengsten uit statistieken geactualiseerd, evenals prijzen van co-producten uit de industrie. Voor een aantal emissies is gebruik gemaakt van databases, zoals Eco-invent (brandstoffen, elektriciteit, bestrijdingsmiddelen, transport e.d.). Ook deze cijfers worden in 2014 kritisch bekeken, en waar nodig, bijgewerkt.

Beoogde resultaten / producten Het resultaat is a) aanzet voor de uitbreiding van FeedPrint met watergebruik (essentiële milieu-impact) b) Een geaccepteerde set richtlijnen voor de berekening van de milieu impact van veevoergrondstoffen op Europees niveau c) inzicht in mitigatie opties voor de veevoersector d) een goede databasestructuur in perspectief van internationale ontwikkelingen e) actuele prijzen in FeedPrint. Daarmee betrouwbare en actuele milieu impacts. Organisatie De vijf onderdelen worden door Wageningen UR Livestock Research en Blonk Consultants gezamenlijk uitgevoerd. Communicatie De vernieuwingen in FeedPrint zullen via de website worden gecommuniceerd. Daarnaast zal de stuurgroep regelmatig worden geïnformeerd over de voortgang. Begroting en financieel commitment* In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

124 1

86 1

15 140

17 104

12 100

12

2015

2016

Totaal

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU (“KIC climate”) bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO

42

Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

Totaal

28

50

140

104

74,5 53,5 12 140

54 38 12 104

Extra toelichting op de verschillende onderdelen •

Een kwestie die steeds meer op de duurzaamheidsagenda komt is het watergebruik. Idse Hoving heeft eerder daarvoor een rekenmethode ontwikkeld die de FAO gaat toepassen op haar

46

berekeningen op wereldschaal. We kunnen ook investeren in het inbouwen van watergebruik in FeedPrint, mogelijk in samenwerking een ander instituut (bijvoorbeeld INRA) dat via FEFAC gevonden kan worden. Kosten voor 2014: 25 k€. Dit onderdeel is optioneel, en wordt uitsluitend uitgevoerd indien aanvullende financiering hiervoor gevonden wordt. • FEFAC gaat een pilotproject doen voor de Product Environmental Footprint Guide van de Europese Commissie. FeedPrint speelt met zijn rekenregels en rekentool rol en kan hiermee internationaal gezag verwerven. Een beperkte inzet vanuit dit project kan de rol van FeedPrint versterken. • Veel mitigatieopties blijken tegen te vallen. Sommige aantrekkelijke grondstoffen met een lage footprint zijn restproducten waarvan het aanbod niet wordt bepaald door de vraag, maar door andere factoren. De verkenning van de alternatieven voor soja heeft wel enkele inzichten opgeleverd die een basis kunnen zijn om verdere opties voor de sector te verkennen. De meest effectieve manier om de ontwikkelde kennis over eiwitvervanging te delen en om nieuwe opties voor mitigatie van meer grondstoffen te verkennen is door dit in een workshop te doen. Dat heeft het grootste leereffect. Aantrekkelijke opties kunnen later altijd in een verdere studie worden verkend. • FeedPrint wordt “overgeheveld” naar een FeedPrint Institute, dat onder de paraplu van FEFAC komt te hangen. Voor een internationale toepassing van de database moeten er meer producten inkomen, kengetallen worden aangepast, maar moet ook de structuur van de database worden aangepast, zodat communicatie met andere internationale LCA tools mogelijk is. Dat vergt overleg met betrokken partijen en investeringen in tijd. Theun Vellinga heeft een voorstel lopen voor extra financiering via KIC Climate (samen met Yvette de Haas, Agnes vd Pol en André Bannink). Toekenning is afhankelijk van co-financiering van andere bronnen, zoals F4F. Ook hier werkt WLR samen met Blonk Consultants. • Actualiseren gegevens m.b.t. prijzen, opbrengsten, achtergrond data. De gegevens van FeedPrint zijn inmiddels een paar jaar oud. Het is goed om de gewasopbrengsten uit de statistieken weer te actualiseren. Het inlezen van een oude werkdatabase. Een verbetering van de gebruikersvriendelijkheid. Actualiseren van de handleiding, een volgende investering in gebruiksvriendelijkheid.

47

MVV5: Alternatieve Europese eiwitten als vervanging voor Zuid-Amerikaanse soja Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: Resource efficiency (thema 2); Duurzame Veehouderij (thema 4) Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] Wageningen UR Livestock Research • Marinus van Krimpen, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. [email protected]., tel. 0320293507 1.

Inhoudelijke beschrijving

1.1. Aanleiding De productie van eiwitrijke mengvoergrondstoffen in de EU, o.a. via de teelt van leguminosen en sojabonen, bedraagt slechts 3% van het areaal Europese landbouwgrond. Daarom worden in de EU grote hoeveelheden eiwit geïmporteerd voor toepassing in diervoeder, hoofdzakelijk vanuit Zuid-Amerika. In toenemende mate is er bezorgdheid over deze eiwitimporten, hoewel de redenen van bezorgdheid verschillen tussen stakeholders. NGO’s zijn met name bezorgd vanwege het verlies van natuurlijke ecosystemen en biodiversiteit, de toenemende water- en bodemvervuiling en het verdrijven van kleine boeren en inheemse bevolking in de producerende landen. Het Europese Parlement is met name bezorgd vanwege de toenemende afhankelijkheid van Zuid-Amerika. Er is in Nederland een toenemende behoefte aan het sluiten van kringlopen en aan meer grondgebonden veehouderij. Het Verbond van Den Bosch heeft als doelstelling geformuleerd om in 2020 50% van de eiwitrijke mengvoergrondstoffen in Europa te telen. Daarnaast wordt vanaf 2015 een uitbreiding van de melkveehouderij verwacht, waarmee de vraag naar o.a. voereiwit ook toeneemt. Bevordering van de Europese eiwitproductie geeft akkerbouwers in de EU meer mogelijkheden voor gewasrotatie, waardoor de kans op plantenzieken vermindert, met uiteindelijk een grotere mate van economische stabiliteit. Door gewassen in Europa te telen, is er meer gelegenheid om dit op maatschappelijk gewenste wijze te doen. Een voorbeeld hiervan is de teelt van GMO-vrije soja. De hoeveelheid braakliggende landbouwgrond in Europa, die bovendien geschikt is voor het telen van eiwitrijke gewassen, is echter beperkt. Daarom wordt er in toenemende mate gezocht naar de productie van eiwitbronnen die slechts een beperkte mate van landbeslag hebben. Voorbeelden hiervan zijn de teelt van aquatische eiwitten (algen en zeewier), single cell proteins en insecten. Uit recente studies (Van Krimpen et al, 2013; Veldkamp et al, 2013) blijkt dat dergelijke eiwitbronnen van Europese vanuit het oogpunt van voederwaarde perspectief bieden om (op termijn) verwerkt te worden in diervoeders. Een voorwaarde van het Verbond van Den Bosch is dat de eindbalans van Europese eiwitteelt duurzamer is dan ons huidige systeem dat voor een groot deel gebaseerd is op import van eiwitten. In de studies van Van Krimpen en Veldkamp zijn de duurzaamheidsaspecten van alternatieve eiwitten slechts summier beschreven. 1.2. Doel Het doel van dit project is om 1) de carbon footprint van enkele Europese eiwitbronnen , 2) door te rekenen wat de impact van deze Europese eiwitbronnen is op de LCA van een compleet voer en 3) de consequenties van een eventuele verdringing van bestaande teelten door alternatieve teelten te beschrijven. Het uiteindelijke doel is na te gaan of het mogelijk is om in Europa eiwitten op meer duurzame wijze te produceren ten opzichte van in Zuid-Amerika geteelde soja. 1.3. Resultaten Dit project kent 3 onderdelen, zoals weergegeven in tabel 1.

48

Tabel 1: Overzicht van taken, tijdsplanning en rapportagemomenten Jaar

Taak

2013

1

2013

2

Omschrijving

Rapportage

Vaststellen LC A van eiwitten van Europese herkomst

Voerscenario's met Europese eiwitten doorrekenen;

Intern rapport m.b.t. taak 1 en 2

Tevens gevoeligheidsanalyse met diverse prijsniveaus

2014

3

C onsequential LC A van perspectiefvolle Europese eiwitten

Externe rapportage taak 1, 2 en 3

Taak 1 In dit project zal de carbon footprint van een aantal diervoederscenario’s vastgesteld worden. Deze scenario’s zijn: • Het gebruik van sojaschroot van Zuid-Amerikaanse herkomst (zowel gangbaar als RTRS); • Het gebruik van in Nederland en in Oost-Europa geteelde sojaschroot; • Het gebruik van een eiwitrijke zonnebloemzaadschroot van Europese herkomst; • Het gebruik van in Europa geproduceerde aquatische eiwitten (algen); • Het gebruik van in Europa geteelde insecten (meelwormen); • Het gebruik van single cell proteins (SCP); • Het gebruik van in Europa geproduceerde reststromen van de bio-ethanolproductie (maïs DDGS, tarwe DDGS) • Het gebruik van diermeel (na opheffing ban). Taak 2 De in taak 1 vastgestelde scenario’s worden in taak 2 doorgerekend met behulp van een voeroptimalisatieprogramma. Er wordt uitgegaan van een startvoer voor vleesvarkens, omdat in een dergelijk voer doorgaans relatief veel sojaschroot wordt opgenomen. Hierbij worden diverse prijslijsten gehanteerd (energie en eiwit in evenwicht, eiwit duur, energie duur). Bij nieuwe grondstoffen (algen, meelwormen, SCP) zal ook nagegaan worden bij welke prijsniveau ze vrijwillig opgenomen worden in het voer. Taak 3 In taak 3 wordt nagegaan wat de consequenties van het gebruik van eiwitten van Europese herkomst zijn op verschuivingen in bestaande akkerbouwarealen, importstromen en andere gerelateerde kenmerken. Op basis van deze studie kan aangegeven worden welke alternatieve scenario’s een vergelijkbare of gunstigere duurzaamheidsbalans hebben ten opzichte van het huidige scenario. 1.4. Randvoorwaarden Een voorwaarde voor het goed kunnen vaststellen van de duurzaamheidskenmerken is dat er nu al een reële inschatting gemaakt kan worden van alle input- en outputfactoren van de scenario’s. Voor sommige scenario’s zal dat de nodige extrapolatie vragen. 1.5. Activiteiten Allereerst zal het projectteam de diverse scenario’s goed definiëren en afbakenen. Het project zal zich met name richten op de milieuaspecten van broeikasgassen (carbon footprint). De economische duurzaamheid en duurzaamheidsaspecten m.b.t. arbeidsomstandigheden en eventueel gebruik van bestrijdingsmiddelen zullen niet uitputtend beschreven worden. Vooralsnog zoeken we ook geen directe verbinding met het initiatief dat in Europees verband werkt aan het opstellen van een Feed-LCA. Enkele teamleden zijn hier overigens wel bij betrokken. Vervolgens wordt informatie verzameld met betrekking tot de resources die nodig zijn om de eiwitten te produceren, te processen en te transporteren. Deze informatie wordt verwerkt in het softwareprogramma Feedprint, dat duurzaamheidskengetallen genereert. Dit betreft kwantitatieve informatie over de hoeveelheid broeikasgassen (CO2, CH4, N2O), die samenhangen met het gebruik van meststoffen en landbouwmachines, het processen van de grondstof en het verwerken tot diervoeder, en met het transport. Alle kengetallen worden uitgedrukt in CO2-equivalenten per kg voer. Bovendien is het

49

programma recent uitgebreid met informatie over verzuring en vermesting. Ook genereert het programma informatie over land use en land use change en over de N- en P-efficiëntie. De consequenties van een eventuele verdringing van bestaande teelten door alternatieve teelten zullen ook beschreven worden. 2. Beheeraspecten 2.1. Projectorganisatie Het projectteam is verantwoordelijk voor het opleveren van het resultaat binnen de gestelde tijd en binnen het budget. In het projectteam zijn naast Wageningen UR Livestock Research ook Agrifirm, De Heus, ForFarmers, Nutreco en PPO vertegenwoordigd. Het projectteam is in de opstartfase bij elkaar geweest om focus aan te brengen. Tussentijds worden de contacten onderhouden via email en telefoon. Het projectteam komt aan het einde van het project weer bij elkaar om resultaten te bespreken en de concept-rapportage te bespreken. De definitieve resultaten van het project worden naar de stuurgroep van Feed4Foodure teruggekoppeld. Inmiddels is gebleken dat de Stichting Natuur & Milieu in samenwerking met Nevedi aan dezelfde vraagstelling werkt en dezelfde aanpak voor ogen heeft. Livestock Research is ook bij dit project betrokken. Het projectteam gaat akkoord met het voorstel om de handen ineen te slaan en beide projecten te integreren. Binnen het F4F deelproject MVV-4 (FeedPrint) is voorzien dat het programma FeedPrint wordt uitgebreid met een kwalitatieve beschrijving van de consequenties van gewijzigde voerstrategieën. Met betrekking tot taak 3 van dit project is er een overlap tussen MVV-4 en MVV-5. De projectteams gaan overleggen hoe hier op efficiënte wijze vorm aan gegeven kan worden. Het Louis Bolk Instituut heeft bij EZ een projectvoorstel ingediend, gericht op het ontwikkelen van alternatieve biologisch geteelde eiwitten. In dit voorstel is samenwerking met deelproject MVV-5 van F4F voorzien. Als dit voorstel wordt goedgekeurd, zal dit werkplan hierop aangepast worden. 2.2. Planning • Juli 2013: • • • • • • • •

Juli – september 2013: Oktober 2013: November 2013: December 2013: Januari 2014: Dec. 2013 – Mei 2014: Juni 2014: Augustus 2014:

Aanbrengen van focus in de vraagstelling en verdeling van taken. Verzamelen van data voor taak 1. Verwerken data taak 1 en rapporteren resultaten. Bespreken concept-rapportage taak 1. Uitwerken taak 1 Opleveren interne rapportage taak 1 en 2. Verzamelen data voor taak 3. Bespreken concept-rapportage taak 3 Opleveren externe rapportage taak 1,2 en 3.

2.3. Kosten Vanuit F4F is voor dit project in 2013 k€ 37 beschikbaar, waarvan k€ 25 voor DLO. De deelnemende mengvoerbedrijven leveren via inzet van personeel elk k€ 3 aan in kind bijdrage. Het project van de Stichting Natuur & Milieu/Nevedi in 2013 is financieel van vergelijkbare omvang. Daarnaast stelt het ministerie van EZ voor dit project in 2013 nog een bedrag van k€ 5 – 10 beschikbaar voor het verzamelen en verwerken van de data. Vanuit F4F is voor dit project in 2014 k€ 52 beschikbaar, waarvan k€ 40 voor DLO. De deelnemende mengvoerbedrijven leveren via inzet van personeel elk k€ 3 aan in kind bijdrage.

3.

Communicatie

De resultaten van taak 1 en 2 worden opgeleverd in de vorm van een interne voortgangsrapportage aan het F4F consortium. De resultaten van het hele project worden opgeleverd in de vorm van een openbaar (Nederlandstalig) rapport. Een samenvatting hiervan wordt gepubliceerd in een vaktijdschrift voor de mengvoederindustrie (De Molenaar). Bij het publiceren van de resultaten worden de richtlijnen die hiervoor gelden binnen F4F in acht genomen.

50

MVV6: Impact analysis Dutch transition animal feed sector to responsible soy Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelA Draagt bij aan innovatiethema: 3, sustainable (import of) raw materials for food and feed, activity chain concept Naam en contactgegevens aanvragers - Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja (Henk Flipsen), Postbus 1732, 3000 BS Rotterdam, +31 (01)10-243 03 01, [email protected] - Nevedi (Henk Flipsen), Postbus 1732, 3000 BS Rotterdam, +31 (01)10-243 03 01, [email protected] - WWF Netherlands (Sandra Mulder), Postbus 7, 3700 AA Zeist, +31 (0)30- 6937333, [email protected] - Productschap MVO (Eddy Esselink), Louis Braillelaan 80, 2719EK Zoetermeer, +31 (0)79- 3634354, [email protected] - LEI (Robert Hoste), postbus 35, 6700 AA Wageningen, +31-(0)317-484558, [email protected] Samenvatting aanvraag The Dutch feed and food sector has the ambition to only use responsible, Round Table on Responsible Soy (RTRS-)certified soy in Dutch animal feed in 2015. This ambition is backed by the initiative “Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja”, a consortium of industry (animal feed and food companies) and the Sustainable Trade Initiative (Initiatief Duurzame Handel, IDH). To monitor and steer this transition towards using responsible soy an annual impact evaluation on the ‘supply’ and ‘demand’ side is necessary. The supply side concerns the extent to which the specific purchase of RTRS-certified soy by Dutch stakeholders makes the cultivation of soy in the countries of origin more sustainable. The demand side concerns the extent to which Dutch companies contracts its suppliers to use RTRS-certified soy and the extent to which RTRS-certified soy replaces regular (non-certified) soy. In 2013 this project develops indicators and methods to measure the impact on the supply and demand side and identifies data sources for these indicators. These indicators, methods and data sources will subsequently be used in 2013 (and 2014 and 2015) to analyse the annual progress of the transition in the previous year 2012 (and 2013 and 2014). The project will closely cooperate with the impact assessment projects in the soy supply chain of IDH. Projectgegevens uitvoering Projectleiding LEI, Robert Hoste Looptijd 1-1-2013 – 31-12-2015 Uitvoerende organisaties • LEI • Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja • Nevedi • Productschap MVO • WWF Netherlands. • Close cooperation is foreseen with IDH, because IDH is member of the “Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja” which backs the transition. IDH has a lot of experience in impact assessments in other commodities, and IDH funds RTRS-certified soy projects in the countries of cultivation. Beschrijving Doel The project aims to show with an annual impact assessment that the transition towards the use of RTRScertified soy in the Dutch feed and food industry during the period 2012-2014 improves the sustainability of the soy supply chain. Kennis & Innovatievragen The Dutch feed and food sector aims to improve the sustainability of their raw materials. Since soy is one of the most debated raw materials, the Dutch feed and food industry has started a transition process towards using more sustainable soy. The innovation challenge is the transition process towards using RTRS-certified soy as currently is implemented in the Dutch feed and food industry. This project aims to monitor this transition. If this initiative functions, it can be applied to other commodities as well. The innovation challenge encompasses the development of methods and indicators for measuring the improvement of social and ecological sustainability of RTRS-certified soy cultivation (supply side) and market acceptance in the Netherlands (demand side). The knowledge questions resulting from the innovation questions are: - Does the transition process towards using RTRS-certified soy in the Dutch feed and food industry improve the sustainability of soy production? - How to measure the social ecological impact of RTRS-certified soy cultivation (supply side)? - How to measure the market acceptance of RTRS-certified soy in the Netherlands (demand side)?

51

Aanpak & tijdpad In 2013 a method was developed for measuring social ecological impact of RTRS-certified soy in Dutch feed and food on sustainability via the supply side (soy cultivation) and the demand side (in the Netherlands) and an impact analysis based on data 2012 was carried out. Based on this work, we will carry out the impact analysis again, based on data 2013. To gather the necessary data for the supply side impact analysis we will cooperate with local ngo’s, use information from the auditors of the RTRS-certification, the projects of IDH, contacts with local governments and research institutes in the producing countries, databases and literature. We will need to consider the causality between the RTRS program and improvements in these indicators. Furthermore, where available we will compare regional or national averages on these indicators with the values of the RTRS producers. To gather the data for the demand side we aim to use a structured questionnaire. This questionnaire will be send to the major food industry organisations in the Netherlands and sector organisations in the EU. These parties will be sourced from the contacts of the project partners. Beoogde resultaten / producten This project has the following results and deliverables in 2014: - An monitoring of the use of RTRS-certified soy in the Dutch feed and food industry in 2013. Organisatie All project participants plus IDH participated in the development of indicators and methods for measuring sustainability on the supply and demand side and in defining the most appropriate data sources for these indicators in 2013. For the data collection ‘on the field’ in the countries of soy cultivation we cooperate with local ngo’s, local governments and research institutes in the producing countries via IDH and the Dutch representants of ngo’s. Data gathering using desk research, for example about regional or national averages on the defined indicators, will be done cooperatively by LEI, ngo’s and IDH. Data collection about the impact on the demand side will be done by LEI in cooperation with Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja, MVO and Nevedi. Analysis of the data about the impact on the supply side and the demand side and reporting will be conducted by LEI. The project is governed by a steering committee, consisting of 1 person of Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja, Nevedi, Product Board MVO, WWF Netherlands, EZ, LEI and IDH each. Communicatie Each year, the results of the monitoring results will be published in a short note which will be used to inform the board of the “Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja” and other stakeholders in and around the feed and food industry. Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW Costs Costs for participating researchers - LEI-DLO - NEVEDI - Productschap MVO - WWF Netherlands Material costs Investment in equipment Other costs - Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja Total

2012

2013

2014

2015

2016

Total

30 5 5 5

15 5

15 5

2.5

2.5

60 15 5 10

15

7.5

7.5

30

60

30

30

120

15 15

7.5 7.5

7.5 7.5

30 30

30

15

15

60

60

30

30

120

30

15

15

60

Financing Contribution companies in kind Contribution companies cash Contribution EU Contribution Region Contribution government DLO / TNO other contribution government Contribution NWO Total effort

DLO

52

TNO other research organisations other parties

30 15 15 60 Total 60 30 30 120 Note: amounts are without 21% BTW. With 21% BTW the total budget is € 145.200 and the government contribution €72.600 for the whole project (€36.300 for 2013). Op dit moment staat de bijdrage van Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja ter discussie voor de jaren 2014 en verder.

53

Bijlage: beschrijving deelprojecten Feed4Foodure deel B (VDI)

Deelprojecten Titel deelproject

Nummer

Projectleider

Looptijd

Voeding, Darmgezondheid, Immuniteit

VDI

Inventarisatie van interventies

VDI-1

M. van Krimpen/DLO

2013-2014

Maternale effecten op darmgezondheid en immuniteit van de nakomelingen

VDI-2

A. de Greef/DLO

2013-2016

Neonatale modellen

VDI-3

D. Schokker/DLO

2013-2016

In vitro modellen

VDI-4

M. Hulst/DLO

2013-2016

Ex vivo en in vivo modellen

VDI-5

A. Jansman/DLO

2013-2016

Ontwikkeling toetsingsmodel

VDI-6

M. Smits/DLO

2013-2016

Mathematisch model

VDI-7

D. Schokker/DLO

2014-2016

Indicatoren voor diergezondheid

VDI-8

K de Greef/DLO

2013-2016

Begroting deelprojecten 2014

Kosten voor inzet onderzoekers

Project 1

Project 2

40

185

110

90

67.5

Materiële kosten

Project 3

Project 4

Project 5

Project 6

Project 7

Project 8

Totaal

75

319.5

19

30

40

818.5

40

142.5

340

Investeringen in apparatuur Overige kosten

0 5

5

45

280

10 177.5

20

125

462

19

30

40

1178.5 0 0

bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash

70

37.5

154

75

130 25

206

15

20

257.5

5

480

bijdrage EU

0

bijdrage Regio

0

bijdrage overheid DLO / TNO

45

16

TKI-Toeslag

0

40

65

100

70

19

15

15

345

56

96

andere bijdragen overheid

0

bijdrage NWO

0 45

280

177.5

125

462

19

30

40

1178.5

DLO

35

280

177.5

115

412

19

30

20

1088.5

Andere kennisinstellingen (WU/GD/Vion)

10

0

10

50

20

90

45

280

125

462

40

1178.5

Project 8

Totaal

0

Andere partijen

0 177.5

19

30

Specificatie in-kind bijdragen Specificatie In-kind bijdragen Project 1

Agrifirm Nutreco De Heus ForFarmers Vion MSD-AH Denkavit Van Drie Totaal

Project 2

Project 3

Project 4

Project 5

Project 6

Project 7

50.0 50.0 37.5 37.5 20.0 20.0

0.0

70.0

37.5

1

0.0

17.5 12.5 12.5 130.0

0.0

0.0

20.0

50.0 50.0 37.5 37.5 20.0 37.5 12.5 12.5 257.5

VDI-1: Inventariseren van interventies Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelB Draagt bij aan innovatiethema: 4) Duurzame veehouderij 4a) Diergezondheid 4b) Dierenwelzijn 6) Gezondheid 6c) Gastro-intestinale gezondheid Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] . Wageningen UR Livestock Research (WLR). Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Marinus van Krimpen, [email protected] , tel. 0320 293507 Wageningen Universiteit, Leerstoelgroep Celbiologie en Immunologie • Huub Savelkoul, [email protected], tel. 0317-483925 Samenvatting aanvraag In dit project worden via literatuuronderzoek mogelijke interventies geïnventariseerd die direct of indirect (via de microbiota) de optimale ontwikkeling van het aangeboren en verworven immuunsysteem bevorderen en daarmee ook de weerstand van dieren tegen stressoren. Ook zal geïnventariseerd worden welke dierlijke en humane toetsingsmodellen reeds beschikbaar zijn. Tot slot zal de interactie tussen darm- en luchtweg mucosale immuniteit in kaart gebracht worden. Projectgegevens uitvoering Gedelegeerd projectleider: Marinus van Krimpen (WLR) Looptijd 1 januari 2014 t/m 1 april 2014 Uitvoerende organisaties • Wageningen Livestock Research • Centraal Veterinair Instituut van Wageningen UR • Wageningen Universiteit • Faculteit Diergeneeskunde UU Betrokken bedrijfslevenpartners • Nutreco (Coen Smits) • De Heus (Loek de Lange of een collega) • For Farmers (Rutger Jansen) • Agrifirm (Erik Bruininx) • VanDrie Groep (Eelke van der Wal of een collega) Beschrijving In dit project staat het begrip ‘immuun competentie’ centraal. Hiermee wordt bedoeld dat het immuun systeem zich al op jonge leeftijd zodanig ontwikkelt dat het effectief kan reageren op een antigene stimulatie. Enerzijds is hiervoor een goede ontwikkeling van barrièrefuncties noodzakelijk, terwijl er zich anderzijds een effectieve immuun respons cascade moet ontketenen op het moment dat een antigeen wel door de barrières weet heen te dringen. De focus van dit project ligt met name op parameters die een goede relatie hebben met het preventieve aspect van immuun competentie en minder in de aspecten die te maken hebben met de immuun stimulatie zelf. Doel Het inventariseren (via literatuuronderzoek) van interventies die direct of indirect (via de microbiota) de optimale ontwikkeling van het aangeboren en verworven immuunsysteem en de weerstand van dieren tegen stressoren bevorderen. Ook zal geïnventariseerd worden welke dierlijke en humane toetsingsmodellen reeds beschikbaar zijn en zal de interactie tussen darm- en luchtweg mucosale immuniteit in kaart gebracht worden. Kennis & Innovatievragen a) Welke potentiele interventies bevorderen de immuun competentie? b) Welke dierlijke en humane toetsingsmodellen zijn beschikbaar voor het meten van de immuun competentie? c) Wat is er bekend over de interactie tussen darm- en luchtweg mucosale immuniteit?

2

Aanpak & tijdpad Modulatie van het immuunsysteem is al enige tijd een onderzoeksveld, waarop de humane voedingsmiddelenindustrie veel onderzoek heeft verricht. Nagegaan zal worden welke interventies en toetsingsmodellen door de humane voedingsmiddelenindustrie gebruikt worden. Aanvullend zal bekeken worden of er interventies en toetsingsmodellen bestaan die niet in de voedingsmiddelenindustrie, maar wel in het diervoedingsonderzoek toegepast worden. Hierbij onderscheiden we interventies en modellen in de i) maternale, ii) neonatale en iii) volwassen fase van het dier. De interventies en modellen zullen geïnventariseerd en gebundeld worden met het doel om deze kennis effectief te benutten en kennislacunes zichtbaar te maken. Hierbij zal ook nagegaan worden wat het effect van voedingsinterventies is op lichaamsprocessen en genexpressies. Tevens zal in de literatuur nagegaan worden in hoeverre bestaande modellen (m.n. proefdier- en in vitro onderzoek) en gevonden indicatoren relevant zijn voor voedingsonderzoek bij productiedieren. Belangrijke aandachtspunten in de dierlijke productie, zoals verteerbaarheid, efficiënte nutriënt benutting, dierprestaties en reductie van emissies zijn in het humane voedingsonderzoek namelijk van ondergeschikt belang en daardoor nauwelijks onderzocht. Dit vereist daarom een gedegen literatuurstudie van enige maanden. Brokstukken zijn beschikbaar, maar een nieuw compleet overzicht moet apart worden samengesteld. Door inzet van een aantal ervaren onderzoekers met expertise op het gebied van dierfysiologie en immuniteit, diermodellen en diervoeding kan een volledig overzicht gegenereerd worden. Voorbeelden van geschikte databases zijn: • http://ctdbase.org/ (Comparative Toxicogenomics Database) • http://stitchbeta.embl.de/cgi/show_input_page.pl?UserId=_qH_JfHor_A4&sessionId=qLz3ImtldNs7&input_page_ type=multiple_identifiers • http://www.genecards.org/ In 2013 is het literatuuronderzoek uitgevoerd en is tijdens een themamiddag op onderdelen input gevraagd vanuit het bedrijfsleven. De finale versie van het rapport wordt eind 2013 opgeleverd. In 2014 zullen de uitkomsten van deze literatuurstudie besproken worden met de deelprojecten van VDI 2-8 en de mogelijke consequenties hiervan op de uitvoering van dierexperimenten in VDI 2, 3, en 5 en de mogelijke indicatoren waar in VDI-8 rekening gehouden zou moeten worden. Onderdelen van de literatuurstudie zullen verwerkt worden tot een review paper. Beoogde resultaten / producten Wetenschappelijke publicatie op basis van Engelstalig rapport (opgeleverd in 2013) met overzicht van interventies die direct of indirect de optimale ontwikkeling van het aangeboren en verworven immuunsysteem en de weerstand van dieren tegen stressoren bevorderen. Inventarisatie van reeds beschikbare toetsingsmodellen en informatie over de interactie tussen darm- en luchtweg mucosale immuniteit. Organisatie • Er wordt een projectteam van onderzoekers en vertegenwoordigers vanuit het bedrijfsleven geformeerd die een plan uitwerkt, waarin de vraagstelling van dit project opsplitst wordt in deelvragen en waarin de taken onderverdeeld worden naar projectleden. Ca. 1 x per maand vindt voortgangsoverleg plaats, waarbij de stand van zaken wordt besproken en waarbij de inhoudelijke bijdragen worden gereviewd. De onderzoekers hebben expertise op het gebied van dierfysiologie en -immuniteit, diermodellen en diervoeding en werken bij CVI, WLR en Wageningen Universiteit. • De deelvragen en de taakverdeling, en het concept rapport worden voorgelegd aan de opdrachtgever. Commentaar van de opdrachtgever wordt verwerkt in de definitieve versie. Communicatie Een samenvatting van het rapport wordt gepubliceerd in een vakblad van de diervoederindustrie (bijv. De Molenaar). Het rapport wordt gepubliceerd, voorzien van een persbericht voor de vakpers.

3

Begroting en financieel commitment VDI-1 In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

55

40

5 60

5 45

60

45

60

45

45 15

35 10

60

45

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen (WU, UU) Andere partijen

Andere kennisinstellingen: k€5 voor WU en k€5 voor UU.

4

2015

2016

Totaal

VDI-2: Maternale effecten op darmgezondheid en immuniteit van de nakomelingen Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelB Draagt bij aan innovatiethema: 4) Duurzame veehouderij 4a) Diergezondheid 4b) Dierenwelzijn 6) Gezondheid 6c) Gastro-intestinale gezondheid Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected]. Wageningen UR Livestock Research (WLR). Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Carola van der Peet-Schwering Centraal Veterinair Instituut van Wageningen UR. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Astrid de Greeff Wageningen Universiteit, Leerstoelgroep Adaptatiefysiologie • Henk Parmentier, Aart Lammers Samenvatting aanvraag Binnen deelproject 2 zal kennis en inzicht worden verworven in het effect van maternale voeding op de functionele en immunologische ontwikkeling van de darm in nakomelingen. De omvang en aard van fysiologische, immunologische, moleculaire (en epigenetische) veranderingen in nakomelingen na pre- en postnatale voedingsinterventies worden bestudeerd in diermodellen in varkens en pluimvee. Met deze kennis wordt de betrokken partners handvatten aangereikt voor de ontwikkeling van interventies in maternale voeding en/of management om de immuuncompetentie van de nakomelingen te verbeteren. Projectgegevens uitvoering Gedelegeerd projectleider: Astrid de Greeff (CVI) Looptijd April 2013 –augustus 2016 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research • Centraal Veterinair Instituut van Wageningen UR • Wageningen Universiteit, leerstoelgroep Adaptatiefysiologie: Bas Kemp • Nutreco: Coen Smits, Petra Roubos • MSD: Paul Vermeij Betrokken bedrijfslevenpartners • De Heus (Godfried Groenland) • For Farmers (Rutger Jansen) • Agrifirm (Rosemarijn Gerritsen) • VanDrie Groep / Slooten (Gert Klaasen) • VION (Carine van Vuure) Beschrijving Doel Het verwerven van kennis en inzicht in het effect van maternale voeding op de functionele en immunologische ontwikkeling van de darm in nakomelingen. Hiervoor wordt een diermodel ontwikkeld in zeugen/biggen en evt. later ook in pluimvee. In deze modellen worden omvang en aard van fysiologische, immunologische, moleculaire (en epigenetische) veranderingen in nakomelingen na pre- en postnatale voedingsinterventies bestudeerd, om te komen tot parameters die voorspellend zijn voor immuuncompetentie in nakomelingen. Met deze kennis wordt de betrokken partners handvatten aangereikt voor de ontwikkeling van nieuwe interventies in maternale voeding en/of management om de immuuncompetentie van de nakomelingen te verbeteren. Kennis & Innovatievragen Maternale voeding (zowel van macro als van micronutriënten) is van groot belang voor de in utero en in ovo immuun ontwikkeling. Bij de geboorte is het immuunsysteem structureel intact maar functioneel nog naïef. De pasgeborene leunt op het innate immuunsysteem en op passieve bescherming (via colostrum, melk en ei). Gecontroleerde blootstelling aan microbiële antigenen, zowel mucosaal in de huid, darm en luchtwegen als systemisch, is noodzakelijk voor ontwikkeling van het immuunsysteem. Verschillende nutriënten in maternale voeding tijdens de dracht (of eiproductie) en lactatie zijn noodzakelijk voor een

5

efficiënte ontwikkeling van darmepitheel en het onderliggende immuunsysteem (gut associated lymphoid tissue - GALT). De huidige literatuur duidt op een invloed van hoeveelheid energie, hoeveelheid en kwaliteit van eiwit, meervoudig onverzadigde vetzuren (PUFA) en specifieke componenten zoals glutamine, arginine, nucleotiden, zink, antioxidant vitamines en bepaalde voedingsadditieven zoals preof probiotica en β-glucanen. Vanzelfsprekend spelen, naast voeding ook andere factoren (zoals maternale stress) een rol bij ontwikkeling van immuun competentie, maar dat valt buiten dit project. Voor pluimvee is recent een rapport geschreven in opdracht van Productschap Diervoeder: ‘Improvement of innate immunity and microbiota composition in broilers by transgenerational epigenetic effects’ (Berghof, Parmentier en Lammers - WUR) verschenen waarin het effect van verschillende voedingsinterventies op immuun competentie beschreven wordt. Bij varkens werd in de literatuur al aangetoond dat maternale voedingscomponenten zowel positieve (PUFA) als negatieve (organochlorides) effecten kunnen hebben op immuuncompetentie van de biggen. Modellen om dergelijke effecten te bestuderen zullen vooralsnog bestaan uit in vivo modellen. Vragen Het concept om maternale interventies te gebruiken voor verbetering van de postnatale immuuncompetentie van de nakomelingen is innovatief en biedt nieuwe kansen voor de dierhouderij en de diervoedingsindustrie. Het ontbreekt echter aan de benodigde fundamentele kennis voor een onderbouwde toepassing. Veel inzicht in maternale effecten is verkregen in modelstudies met knaagdieren en humaan epidemiologische studies. De vragen binnen dit project zijn: 1) Hoe kan maternale voeding van landbouwhuisdieren bijdragen aan verbeterde immuun competentie van nakomelingen en daarmee een wezenlijke bijdrage leveren aan verbeterde (darm)gezondheid 2) Via welke mechanismen / onderdelen van het immuunsysteem komen deze effecten tot stand (welke parameters reflecteren dit effect het best) 3) In welke periode (bv deel van de dracht, lactatie) moet de interventie worden uitgevoerd in relatie tot de embryonale, foetale en neonatale ontwikkeling 4) Leidt verbeterde immuuncompetentie ook tot een verbeterde immuunrespons en dierprestaties na een challenge 5) Welk type maternale (voedings)interventies biedt het meeste perspectief Aanpak & tijdpad Deelproject 2a: Fase 1 2013-2014 In 2013 is na een korte literatuurscan en overleg met de private partijen een dierexperiment bij zeugen uitgevoerd waarbij twee behandelingen (voerinterventies) vergeleken werden. Dit experiment is uitgevoerd bij Nutreco in combinatie met een reeds gepland zeugenexperiment van dit bedrijf. Hierbij is een extra behandelgroep opgenomen waarin de zeugen in de laatste week van de dracht een antibioticum als model voerinterventie kregen omdat daarvan grote effecten op de microbiota en de immunologie worden verwacht. De proef is uitgevoerd met ca. 20 zeugen per behandeling. Waarnemingen en monsternames zijn verricht aan zeugen (reproductie, feces, biest/melksamenstelling, …) en nakomelingen (gewicht en groei, gezondheidsstoornissen, niet invasieve observaties, bijv. lichaamstemperatuur) en bij een selectie van nakomelingen worden specifieke kenmerken van het immuunsysteem bestudeerd, met name in darmweefsel en in bloed. De nakomelingen zijn gevolgd tot het einde van de opfokperiode (10 weken leeftijd). Waarnemingen bij de nakomelingen zijn voorzien rond dag 1, 7, 26 (spenen) en 70 (einde opfok) na geboorte om de ontwikkeling van diverse (immunologische) kenmerken te kunnen vaststellen. De effecten zullen op verschillende niveaus in bloed en darmweefsel worden onderzocht: 1) Morfologie darm; 2) Cellulair niveau (differentiatie aanwezige (immunologische) cellen m.b.v. immuunhistochemie); 3) moleculair niveau (genexpressie – genoombreed of individuele genen (bijv. cytokinen, acute fase eiwitten) 4) Microbiota samenstelling wordt bepaald door 16S sequencen in darminhoud van een of meer darmsegmenten. Alle materialen zijn opgeslagen voor eventueel verdere analyse later in de tijd als er uit deelproject 1 en parameters naar voren komen die relevant zijn om te bestuderen. De analyses lopen door tot in de eerste helft van 2014. Deelproject 2b: Parallel aan voorgaande studie met varkens heeft bij WU een gerelateerde studie bij pluimvee plaats gevonden naar verbetering van de specifieke en natuurlijke (darm-)immuniteit van kuikens middels natuurlijke sensibilisatie van moederdieren (Parmentier, Lammers, WU). Fase 2 en 3 2014-2016 Op basis van de resultaten van fase 1 met betrekking tot proof-of-principle van maternale voedingsinterventie en natuurlijke sensibilisatie in de hierboven genoemde studies bij varkens en pluimvee wordt medio 2014 vervolgonderzoek gestart. De concrete invulling van de experimenten wordt begin 2014 vastgesteld. Vooralsnog gaan we uit van benodigde vervolgstudie bij varkens met de meest veelbelovende component (interventie) om de invloed van periode van interventie, interactie met neonatale interventies, de concrete betekenis van de immuun modulatie in geval van een challenge en de onderliggende mechanismen vast te stellen. Op basis van de interesses en verwachtingen van

6

bedrijfsleven partners en onderzoekers zoals vastgesteld in een bijeenkomst van het projectteam zijn vooralsnog drie richtingen als perspectiefvol aangeduid. Voerinterventies gericht op het beïnvloeden van de samenstellingen van colostrum of melk van de zeug en bestuderen van de invloed hiervan op de ontwikkeling van darmgezondheid, microbiota en immuuncompetentie van de nakomelingen. Voerinterventies van de zeug gericht op de in utero of postnatale darmontwikkeling en/of de microbiota samenstelling van de biggen waardoor deze minder vatbaar worden voor infecties zoals Clostridium diarree. Invloed van voerschema’s en voersamenstelling voor zeugen op de (darm-)ontwikkeling van de biggen en de effecten hiervan op hun groei, immuuncompetentie en darmgezondheid Op basis van vervolgbesprekingen met de bedrijfslevenpartners en de voorlopige resultaten van het lopend onderzoek wordt het vervolgonderzoek nader geconcretiseerd. Wanneer een pluimvee experiment mogelijk is in fase 2/3, wordt beoogd te kijken naar ouderdieren die net aan de leg zijn, omdat de kwaliteit van deze kuikens minder is. Dit geeft een goede mogelijkheid tot verbetering d.m.v. maternale voeding. Tevens wordt overwogen of inzichten vanuit de natuurlijke sensibilisatie bij pluimvee in het varkensonderzoek kunnen worden toegepast en omgekeerd. Het rapport ‘Improvement of innate immunity and microbiota composition in broilers by transgenerational epigenetic effects’ van Berghof, Parmentier en Lammers (WU) geschreven in opdracht van Productschap Diervoeder zal bij het ontwerp van pluimvee onderzoek een leidraad vormen. Dit is een nieuw onderdeel van het programma en zal worden uitgevoerd met de eventueel te ontvangen TKI toeslag. Beoogde resultaten / producten Deliverables 2013: • Uitgewerkt projectplan en start dierproef vóór zomer 2013 (in samenspraak met Nutreco) • Eerste resultaten van de effecten van de voedingsstrategie op reproductiekenmerken van zeugen. • Eerste resultaten biest- en melksamenstelling • Eerste resultaten van effecten bij nakomelingen bekend (Dag 1 en 7) (start analyse ná de zomer 2103) Deliverables 2014: • Resultaten biest- en melksamenstelling bekend. • Volledige analyse van dierexperiment uit deelproject 2a in 2013 • Volledige analyse van dierexperiment uit deelproject 2b in 2013 • Rapport, wetenschappelijke publicatie en symposium bijdrage op basis van dierexperiment 2a in 2013 en eventueel dierexperiment 2b in 2013. • Uitgewerkt projectplan en start dierproef (voerinterventie bij moederdieren) vóór de zomer 2014 (i.o.m. Nutreco en andere partners deelproject 2 Deliverables 2015-2016: • Resultaten van vervolgexperimenten bij varkens en pluimvee. Deliverables gehele periode 2013-2016: • Overzicht van mogelijkheden en perspectieven van immuun modulatie bij varkens en pluimvee op basis van quickscan van de literatuur in dit deelproject en een complete review in deelproject 1. • Een diermodel met responseparameters om invloed van maternale effecten bij varkens te testen. • Inzicht in mogelijkheden via maternale voeding de darmgezondheid en immuniteit van biggen te moduleren (proof of principle), invloed van periode van interventie, interactie met neonatale interventies, de concrete betekenis van de immuun modulatie in geval van een challenge en de onderliggende mechanismen. • 2-4 wetenschappelijk artikelen en symposiumbijdragen Organisatie In 2014 wordt Astrid de Greeff (CVI) de projectleider van dit project. Het projectteam bestaat uit alle betrokkenen van bedrijfsleven, WLR, CVI en WUR (departement dierwetenschappen). Het projectteam zal circa 1 keer per 3-4 maanden bijeen komen om de voortgang te bespreken en de verdere richting van het onderzoek te bepalen. Deze frequentie zal zo nodig hoger worden op piekmomenten, zoals bijv. het plannen van een dierexperiment. Daarnaast zullen interne werkbesprekingen worden gehouden met de personen die het onderzoek uitvoeren over de praktische invulling van het onderzoek (min. 1 keer per 14 dagen). Het onderzoek zal ook regelmatig worden besproken binnen projectonderdeel B van F4F (min. 1 keer per 3 maanden) om afstemming binnen het grotere geheel te verkrijgen. Van de projectteam bijeenkomsten en de F4F projectonderdeel B vergaderingen worden notulen gemaakt en beschikbaar gesteld aan de deelnemers van beide overlegstructuren middels de sharepoint. Communicatie In nadere afstemming met de VDI-partners wordt voorzien in communicatie met de partners/opdrachtgevers en uitvoerders middels projectbijeenkomsten en presentaties, met de praktische dierhouderij en diervoederbedrijfsleven middels vakbladen en bijeenkomsten en met de wetenschappelijke gemeenschap middels symposia en artikelen.

7

Begroting en financieel commitment VDI-2 In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten incl. dierexp. Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

185 90

185 90

5 280

5 280

70

70

154

154

56

16 40

280

280

191 89

280

280

280

Financiering bijdrage bedrijven in kind (Nutreco en MSD) bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO TKI-toeslag bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen (WU) Andere partijen

Totaal

In kind bijdrage: Nutreco 50 k€ en MSD 20 k€

8

2015

2016

Totaal

VDI-3: Neonatale modellen Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelB Draagt bij aan innovatiethema: 4) Duurzame veehouderij 4a) Diergezondheid 4b) Dierenwelzijn 6) Gezondheid 6c) Gastro-intestinale gezondheid Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] . Wageningen UR Livestock Research. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Alfons Jansman, [email protected], tel. 0320-237335 Centraal Veterinair Instituut van Wageningen UR. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Annemarie Rebel, [email protected] Wageningen Universiteit, Leerstoelgroep Microbiologie • Hauke Smidt Samenvatting aanvraag Het thema “vroege voeding” van jonge dieren en consequenties hiervan voor de lange termijn functionaliteit van het maagdarmkanaal, ontwikkeling van immuun competentie en diergezondheid, staat sterk in de belangstelling. Het ontwikkelen en toepassen van neonatale toetsingsmodellen om het effect en de onderliggende mechanismen van voedings- en microbiële associatie interventies te bestuderen is van belang. Hiermee kunnen tevens indicatoren geïdentificeerd worden voor de opbouw van een efficiënte darmfunctionaliteit en een maximale immuun competentie in latere levensfasen. Projectgegevens uitvoering Gedelegeerd projectleider Dirkjan Schokker (WLR), Wageningen UR Livestock Research, Postbus 65, 8200 AB Lelystad. Looptijd 2013-2016 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research (Alfons Jansman, Dirkjan Schokker) • Centraal Veterinair Instituut van Wageningen UR (Annemarie Rebel, Mari Smits) • Wageningen Universiteit, leerstoelgroep Microbiologie (Hauke Smidt) • Gezondheidsdient voor Dieren (Teun Fabri) • ForFarmers (Rutger Jansen) • Denkavit (Peter Molder) • VanDrie Groep (Eelke van der Wal) Betrokken bedrijfslevenpartners • Agrifirm (Masja Lensing (plv), Rosemarijn Gerritsen (vark)) • ForFarmers (Albert Dijkslag en Leon Marchal) • Nutreco (Coen Smits, Hubert van Hees) • MSD (Paul Vermeij) • De Heus (Han Verdonk) • VION Ingredients (Carine van Vuure) Beschrijving Doel Het ontwikkelen en toepassen van neonatale toetsingsmodellen met voorspellende waarde om het effect en de onderliggende mechanismen van voedings- en microbiële associatie interventies te bestuderen en waarmee tevens indicatoren geïdentificeerd worden voor de opbouw van een efficiënte darmfunctionaliteit en een maximale immuun competentie in latere levensfasen. In de neonatale fase kan via interventies een blijvende invloed uitgeoefend worden op de ontwikkeling en competentie van het immuunsysteem. Ook wordt de interactie van het immuunsysteem met andere fysiologische systemen in het dier in deze periode vastgelegd. Met zulke toetsingsmodellen kan het functionele effect van diervoederbestanddelen (grondstoffen en voeradditieven) bij neonatale dieren op diergezondheid, immunologische weerstand en productiviteit onderzocht worden. Kennis & Innovatievragen Het thema “vroege voeding” van pluimvee en biggen staat sterk in de belangstelling. Er is aandacht voor de ontwikkeling van strategieën om in jonge pasgeboren kuikens direct na uitkomst uit het ei en in

9

biggen in de eerste dagen na de geboorte de microflora in de darm te sturen, onder andere via vroege voeding, om de ontwikkeling van het darmepitheel en het onderliggende immuunapparaat te stimuleren. Dit leidt tot meer gezonde, robuuste en productieve dieren die zonder antibioticumgebruik ‘duurzaam’ kunnen worden grootgebracht. Op jonge leeftijd (de eerste dagen na de geboorte van een big/uitkomen van een kuiken) vindt kolonisatie van het maagdarmkanaal plaats met microbiota vanuit de omgeving en het moederdier. Dit is het moment waarop nog blijvende invloed uitgeoefend kan worden (via voeding en/of moederdier en/of management) op de uiteindelijke samenstelling van de microbiota op latere leeftijd. Deze kolonisatieperiode is kritisch voor de ontwikkeling en competentie van het immuunsysteem, voor het bevorderen van de integriteit van het darmepitheel (bijv. effect op tight junctions tussen de epitheel cellen), maar ook voor de efficiëntie van digestie en absorptie van nutriënten op latere leeftijd. Ook wordt de interactie van het immuunsysteem met andere fysiologische systemen in deze periode vastgelegd. Daarmee heeft de microbiële kolonisatie niet alleen consequenties voor de digestie en absorptie functie van het darmweefsel maar ook voor de activiteit van het immuunsysteem op andere locaties in het lichaam en de systemische immuun competentie. Het is bekend dat toediening van antibiotica op jonge leeftijd een langdurig meetbaar effect heeft op de opbouw van het immuunsysteem. Langdurige effecten van dergelijke interventies op functionaliteit van het darmweefsel zijn nog onvoldoende onderzocht. Voor het onderzoek in deze vroege levensfase zijn, vanwege de complexiteit ervan, vooralsnog alleen in vivo modellen geschikt. Effecten van interventies op het immuunsysteem kunnen gemeten worden in darmweefsel, in luchtwegen en in perifere bloedcellen en door meting van oplosbare biomerkers in het serum (zoals antilichamen, complementfactoren, antimicrobiële peptiden, cytokines). Door geïntegreerde analyses van een range aan parameters kunnen verantwoordelijke mechanismen opgehelderd worden. Er zijn voldoende onderzoek tools beschikbaar om relevante parameters aangaande de samenstelling van de microbiota in het maagdarmkanaal, darmfunctionaliteit en darmimmuniteit op te sporen en om de werkingsmechanismen van voerbestanddelen, additieven en/of voedingsregimes te achterhalen. Aanpak & tijdpad Pluimvee In de PPS Breed4Food (B4F) wordt onderzoek met vleeskuikens uitgevoerd, waarbij de opbouw van immuun competentie van de Cobb 500 lijn wordt onderzocht. Om een groot contrast te realiseren is er, in plaats van een voerinterventie, gekozen voor een antibioticumbehandeling via het drinkwater in de vorm van octacilline (amoxicilline). Een dergelijke behandeling kan bijdragen aan het voorkomen van infecties bij jonge kuikens en uitval op jonge leeftijd te reduceren. Dit resulteerde in twee proefgroepen, een referentiegroep welke geen antibioticum behandeling onderging en een groep die op jonge leeftijd (dag 1) een antibioticumbehandeling kreeg van 1 dag. Dieren zijn bemonsterd via sectie op dag 1, dag 5 en dag 14. De volgende monsters zijn verzameld: bloed, darmweefsel (duodenum, jejunum, ileum) en darminhoud van jejunum. De volgende analyses zijn in uitvoering (afhankelijk van de soort interventie) om te kijken naar het effect van de voerbehandeling: gen expressie analyses darmepitheel (bloed), microbiota samenstelling (kolonisatie verschillen), immunohistochemie (celtellingen CD4+, CD8+ en macrofagen, en eventueel daarnaast de darmstructuur (crypt-villus ratio, mucus vorming, peptide maps van feces, mest, bloed). De volgende diepere analyses zijn uitgevoerd, 1) gen expressie netwerken genereren van longitudinale data; richten op transcriptiefactoren omdat deze het potentieel hebben om het systeem te regelen (Schokker et al., 2011), 2); onderzoek naar de verschuiving in microbiota in de tijd, welke bacteriële soorten zijn belangrijk in welk stadia van het leven (Schokker et al. 2013, in voorbereiding) 3); lokaal tellen van immuun cellen in het darmweefsel, indien verschillen waargenomen (Schokker et al. 2012), 4) koppelen van microbiota data aan genexpressie data (El Aidy proefschrift), en 5) daarnaast is er de mogelijkheid om een "vingerafdruk" genereren van genen die belangrijk rol hebben in de ontwikkeling van het immuunsysteem (Nath et al. 2012). De uitkomsten van de vleeskuikenproef van 2013 kunnen vergeleken worden met een eerdere proef bij varkens welke al dan niet op jonge leeftijd een antibioticumbehandeling hebben gehad (4 dagen na geboorte), waarbij we zullen onderzoeken of er al dan niet generieke mechanismen aanwezig zijn over diersoorten heen. Hiermee kan meer inzicht worden gegenereerd over de vroege ontwikkeling van de microbiota in het maagdarmkanaal en het immuunsysteem bij deze diersoorten. In 2013 zullen de meeste resultaten van de studie beschikbaar komen en worden geanalyseerd. De gen expressie analyses zijn uitgevoerd en data omtrent de microbiota samenstelling in digesta worden in november 2013 opgeleverd, en zullen in december worden geanalyseerd en geïnterpreteerd. Daarnaast zullen de datasets t.a.v. genexpressie en microbiota-samenstelling ook statistisch geïntegreerd worden en geïnterpreteerd. Voor 2014-2016 worden in overleg met de stakeholders in de PPS F4F optionele voedingsinterventies nader geprioriteerd en een geselecteerd aantal zal in onderzoek met jonge kuikens worden geëvalueerd.

10

Tevens zal worden nagegaan welk effect deze behandelingen hebben op latere leeftijd, via vaststelling van effecten in ‘challenge proeven’ op latere leeftijd (met b.v. een Eimeria en/of Clostridium challenge). Varken. Een soortgelijke proef is voor varkens opgezet zoals beschreven voor vleeskuikens hierboven. Biggen van 4 zeugen zijn opgedeeld in 2 groepen, een controle en één voerinterventie groep. Omdat het hier gaat om de ontwikkeling van het immuun systeem, is het noodzakelijk om de biggen al op jonge leeftijd (de eerste dagen na de geboorte) oraal functionele ingrediënten/specifieke additieven te geven die direct en/of indirect (via de microbiota) invloed hebben op de ontwikkeling van het immuunsysteem in het maagdarmkanaal. In mei/juni 2013 is er een bijeenkomst geweest met de projectgroep, waarin werd afgestemd welke mogelijke interventies na de geboorte kunnen worden uitgevoerd (antimicrobiële additieven, pre-, pro-, synbiotica, of functionele grondstoffen), hierbij is gekozen voor een prebioticum (Fructo-oligosacchariden [FOS]). De proef heeft in het najaar van 2013 plaats gevonden bij één van de F4F-VDI partners. Om een effect aan te tonen van een functioneel ingrediënt/specifiek additief zijn er op meerdere tijdspunten samples genomen voor de bepaling van immunologische merkers via gen expressie (genoom breed of gerichte qPCR) en analyse van de microbiota samenstelling. In overleg met de private partijen zullen voor 2014-2016 meer gerichte experimenten worden uitgevoerd met jonge biggen in de postnatale fase, waarbij interventies voortkomend uit resultaten van deelproject 1 (literatuurstudie) en 4 (in vitro) zullen worden beschouwd. Ook zal worden nagegaan welk effect de interventies hebben op latere leeftijd, via vaststelling van effecten in ‘challenge proeven’ op latere leeftijd. De aard van de challenge zal nader afgestemd worden met private partijen. Werkplan 2014: Pluimvee: - Afronden experiment met kuikens uit 2013. Rapporteren en zo mogelijk wetenschappelijke publicatie. - In 2014 willen we een nieuwe vleeskuikenstudie gaan opstarten waarin een voerinterventie zal worden geëvalueerd. De geteste interventie in de studie in 2013 met een antibioticumbehandeling werd gezien als een modelinterventie. Om te komen tot een proefopzet willen we dezelfde methodiek hanteren als in 2013 is gebruikt bij het opzetten van de studie met jonge biggen. Eerst vindt een kort literatuuronderzoek plaats, waarbij ook gebruik gemaakt wordt van de literatuurstudie uitgevoerd i.h. k.v. project VDI-1. Ten tweede, willen we een short-list terugkoppelen naar de werkgroep en gezamenlijk een keuze maken voor een voerinterventie bij vleeskuikens. Op basis hiervan wordt een protocol uitgewerkt voor een studie in de faciliteiten van één van de bedrijfsleven partners. De resultaten van de dierproef van 2013 zullen gebruikt worden bij de keuzes m.b.t. monstername van weefsels, aard van analyses en tijdspunten waarop monstername kan plaatsvinden. - In 2015 wordt voorzien in de uitvoering van een challenge studie waarin de meest veelbelovende voerinterventies nader zullen getoetst. Het waarschijnlijk dat een dergelijke studie in 2015 in de faciliteiten van WUR moet worden uitgevoerd. Hiermee moet in de begroting van 2015 budgettair rekening worden gehouden. Varken: - In de 1e helft van 2014 zal de biggenstudie, uitgevoerd in 2013, nader worden uitgewerkt en geïnterpreteerd. De microbiota data komen naar verwachting in januari 2014 beschikbaar. Rapporteren en zo mogelijk wetenschappelijke publicatie. Afhankelijk van het resultaat en gemeten behandelingsaffecten zal analyse van genexpressie in darmweefselmonsters plaatsvinden door middel van microarray analyse. In de tweede helft van 2014 is voorzien in een tweede studie met jonge biggen. In deze dierproef willen we het moment van spenen meenemen als natuurlijke ‘challenge’ van de biggen. De verdere opzet en keuze van de interventie zal plaatsvinden op basis van de evaluatie van resultaten van de eerste studie. Deliverables 2014-2016: Toetsingsmodellen met voorspellende waarde voor (voedings-)interventies gedurende de neonatale fase op immuun competentie en –respons in latere levensfasen bij pluimvee en varkens. De gegenereerde kennis zal via rapporten t.b.v. stakeholders en wetenschappelijke publicaties openbaar worden gemaakt. Daarnaast zal de kennis op wetenschappelijke symposia en workshops openbaar worden gemaakt. Wetenschappelijke publicatie – effect interventie op ontwikkeling immuun competentie bij jonge kuikens (begin/medio 2014)

11

Wetenschappelijke publicatie – effect interventie op microbiota samenstelling en gen expressie gastheer bij jonge varkens (medio 2014) Beoogde resultaten / producten 2013: • • • •

Projectplan vleeskuikenstudie Projectplan biggenstudie Samples verzameld: vleeskuikens/biggen, darmweefsel (gen expressie) + darminhoud (t.b.v. microbiota), bloed (als relevante effecten in de darm ook te zien zijn in bloed, dan kan in de toekomst mogelijk worden volstaan via analyse van bloed). Voorlopige resultaten van de vleeskuikenstudie, zowel wat betreft data voor genexpressie als voor microbiota. Van de biggenstudie zullen de microbiota data pas in januari 2014 beschikbaar zijn. Aansluitend zal eventuele analyse van de genexpressie in damweefsel plaatsvinden.

2014: • • •

• •

Microbiota data genereren en analyse afronden van dierexperimenten met varkens en pluimvee in 2013 Volledige analyse van de dierexperimenten met pluimvee en varkens in 2013: correlatie van de verschillende gemeten parameters. Rapport, 2 wetenschappelijke publicatie en symposium bijdrage op basis van dierexperimenten met pluimvee en varkens in 2013. Op basis van de resultaten van 2013, een nieuw design voor dierproef (voedingsinterventie in neonatale dieren dieren) met vleeskuikens/varkens genereren met projectteam + uitvoeren. Samples verzamelen van genoemde dierexperimenten en starten met laboratorium analyses.

Organisatie Het project wordt uitgevoerd door Wageningen Livestock Research in nauwe samenwerking met de stakeholders. Waar mogelijk zullen dierstudies worden uitgevoerd in de faciliteiten van betrokken partijen uit het bedrijfsleven.. Communicatie In dit project zal communicatie plaatsvinden via het wetenschappelijk kanaal (publicaties + congresbijdragen), maar daarnaast zal ook aandacht worden besteed aan publicaties in relevante vakbladen en aan overdracht van informatie en kennis aan stakeholders in de varkens- en pluimveesector. Begroting en financieel commitment VDI-3 In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten incl. dierexp. Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

110 80

110 67.5

190

177.5

50

37.5

75

75

65

65

190

177.5

190

177.5

190

177.5

Financiering bijdrage bedrijven in kind (ForFarmers) bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

Totaal In kind bijdrage: ForFarmers 37.5 k€

12

2015

2016

Totaal

VDI-4: In vitro modellen Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelB Draagt bij aan innovatiethema: 4) Duurzame veehouderij 4a) Diergezondheid 4b) Dierenwelzijn 6) Gezondheid 6c) Gastro-intestinale gezondheid Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] . Wageningen UR Livestock Research. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Marcel Hulst. [email protected], 0320-238501 Wageningen Universiteit, Leerstoelgroep Microbiologie • Huub Savelkoul. [email protected], 0317-483925 Samenvatting aanvraag Bestaande (en in dit project nog (uit-) te ontwikkelen) in vitro cel-gebaseerde modellen voor darmmucosale en systemische immuniteit worden toegepast om de primaire cellulaire respons en werkingsmechanismen van interventies (b.v. additieven, digestie en fermentatieproducten), in aan- of afwezigheid van ziekteverwekkers, te onderzoeken. Als uitleesparameters wordt hierbij naar genoombrede gen expressie responsen gekeken en naar specifieke genen/genproducten indicatief voor de integriteit, het digestieve en absorberende vermogen, en de barrière en immuun functie van de darmmucosa. De in vitro toetsingsmodellen worden toegepast als “medium throughput” vóór-screening tool om interventies met in vivo-potentie te selecteren voor de ex-vivo en in vivo diermodellen in deelproject 5, en voor het ophelderen van fundamentele biologische mechanismen van de interventies. Een vóór-screening tool inclusief uitleesparameters op basis van in vitro gekweekte varkens darmcellen is al ontwikkeld, en kan direct bij aanvang van het deelproject toegepast worden als vóór-screening tool. Voor kippen en kalveren worden er in dit project modellen ontwikkeld, of bestaande modellen op basis van andere zoogdiercellen aangepast. Projectgegevens uitvoering Gedelegeerd projectleider Marcel Hulst, Wageningen UR Livestock Research Looptijd 2013-2016 Uitvoerende organisaties • Wageningen UR Livestock Research (Marcel Hulst en Dirkjan Schokker) • Centraal veterinair Instituut van Wageningen UR (Eefke Weesendorp) • Wageningen UniversiteitLeerstoelgroep CBI (Huub Savelkoul en Edwin Tijhaar) • Faculteit Diergeneeskunde Universiteit van Utrecht (Victor Rutten). Betrokken bedrijfslevenpartners • Agrifirm (Erik Bruininx) • ForFarmers (Rutger Jansen) • Nutreco (Mark Bouwens) • MSD (Paul Vermeij) • Carine van Vuure (Vion) • Eefke van de Wal (Navobi). Beschrijving Doel Het gebruik en genereren van in vitro toetsingsmodellen die geschikt zijn voor een “medium throughput” vóór-screening van voerinterventies in pluimvee, varkens en kalveren. In vitro modellen leveren ook informatie over basale biologische mechanismen die mede ten grondslag liggen aan de interventies. Kennis & Innovatievragen a) Is het bestaande in vitro toetsingsmodellen op basis van gekweekte varkens darmcellen in staat het beoogde effect/werkingsmechanisme van de interventie in de varkensdarm (in vivo) te voorspellen? b) Is het haalbaar om in dit project in vitro toetsingsmodellen op basis van rund en kippendarmcellen te ontwikkelen en toe te passen als vóór-screening tool voor in vivo interventies? c) Zijn in vitro toetsingsmodellen op basis van andere zoogdiercellen geschikt als vóór-screening tool voor interventies in kippen, kalveren, en varkens.

13

Aanpak & tijdpad Er zijn al een aantal in vitro testen beschikbaar, gebaseerd op gekweekte of geïsoleerde darmcellen of specifieke cellen van het mucosale immuunsysteem, waarmee effecten van stoffen (gezuiverd) en/of (gedigesteerd en/of gefermenteerde) diervoederproducten onderzocht kunnen worden. Als uitleesparameter wordt hierbij in veel gevallen naar de genoom-brede gen expressie respons van de cellen gekeken, maar het is ook mogelijk om naar specifieke immunologische reacties (bijvoorbeeld cytokinen, ontstekingsmediatoren en antistoffen) te kijken, naar genproducten die betrokken zijn bij de integriteit van de darm en naar producten die een rol spelen bij digestie en absorptie. Genoom-brede genexpressie responsen kunnen steeds beter vertaald worden via functionele en netwerkanalyses in celbiologische responsen, b.v. “inductie van chemotaxis”, “remming van ontstekingsreacties” of “nutriënt transport”. In vitro systemen lenen zich prima om fundamentele cellulaire processen in kaart te brengen en kunnen ook voor primaire (high-throughput) screeningdoeleinden toegepast worden. Het is echter nog onvoldoende bekend in hoeverre de uitkomsten van in vitro studies te vertalen zijn naar in vivo situaties waarbij complexe interacties met andere cellen/componenten/orgaansystemen en de microbiota een rol spelen. Deelnemers in dit project beschikken over een breed scala aan specifieke analyse tools om (gen)expressie niveaus van relevante uitleesparameters te meten bij de kip, varken en het rund. Voor varkens is al een in-vitro model op basis van gekweekte varkensdarmcellen (IPEC-J2 cellijn) ontwikkeld. In vitro gekweekte IPEC-J2 cellen polariseren tot een laag cellen die functioneel de digestieve en absorberende epitheelcellaag in vivo benaderen. In dit IPEC-J2 model wordt het effect gemeten van “stofinterventies” op de genexpressie van ontstekingsmediatoren (b.v. IL8) die geïnduceerd zijn door pathogene bacteriën (b.v. Salmonella). In samenwerking met partners binnen WUR loopt een project waarbij het effect van in vitro gedigesteerde witte en gele uien preparaten (met en zonder natuurlijke quercitine) op de expressie van een aantal ontstekingsmediatoren in IPEC-J2 is geanalyseerd. In dit F4Fb deelproject zal direct gestart worden met een genoom-brede expressie analyse op dezelfde RNA preparaten. Het voordeel hiervan is dat we al vroeg de beschikking krijgen over de responsparameters van een enkele voedingsstof (quercetine) in verschillende toetsingsmodellen (o.a. in vitro en SISP) en naar correlaties tussen de verschillende modellen kunnen zoeken (in deelproject 6). Na afstemming met deelproject 5 zal er in dit deelproject 4 ook direct gestart worden met het testen van andere “voedings” interventies in het IPEC-J2 model. Met de private partijen binnen F4F-VDI en deelproject 5 zal daarom worden afgestemd welke “potentieel werkzame” interventies hiervoor in aanmerking komen. Voor het rund is er recent een cellijn (BIE) beschreven door een Japanse onderzoeksgroep die vergelijkbaar is aan de varkens IPEC-J2 cellijn (Res Vet Sci. 2012:688-694). Na contact met de desbetreffende Japanse onderzoeksgroep bleek dat de Japanse overheid niet toestaat dat deze cellijn buiten Japan wordt toegepast. Bij de Universiteit van Maribor in Slovenie is een Calf intestinal enterocyte cellijn (CIEB) en een vergelijkbare Kippen-cellijn (International Journal of Food Microbiology 141 (2010) S4–S14). Deze cellijnen zullen in het najaar in huis worden gehaald en op geschiktheid worden getest voor de ontwikkeling en toepassing van een vergelijkbaar ” in vitro toetsingsmodel als het varkens IPECJ2 model. Tevens zal er geïnventariseerd worden of het financieel en praktisch haalbaar is om andere alternatieve systemen te ontwikkelen en toe te passen als in vitro toetsingsmodel. Gedacht wordt aan de volgende systemen: i) in vitro gekweekte organoids (in vitro uit stamcellen gedifferentieerde darmweefsels), ii) in vitro transfectie-reporter systemen waarin het effect van interventies op de expressie van specifieke (groepen) van genen gemeten kan worden; iii) aanpassen van bestaande modellen waarin andere polariserende zoogdiercellen (b.v. humane cellijnen Caco-2 en HT-29) worden toegepast. Naast bovengenoemde dier-specifieke modellen zal kritisch gekeken worden naar de geschiktheid van in vitro testmodellen die elders beschikbaar zijn. Een voorbeeld hiervan is het Trans-epithelial electrical resistance [TEER] systeem dat toegepast kan worden om uitleesparameters zoals opnamecapaciteit van nutriënten en de integriteit en barrière functie van het darmepitheel te meten. Voor interventies waarbij verwacht wordt dat specifieke mucosale immuun-cellen, of producten van deze cellen (b.v. cytokine, chemokines), essentieel zijn voor de aansturing (crosstalk) van bepaalde celbiologische mechanismen in de darm, kunnen testmodellen op basis van mengcultures van in vitro darm en uit dieren geïsoleerde immuun cellen worden ontwikkeld en toegepast. Een belangrijk criterium voor de toepasbaarheid van de in vitro toetsingsmodellen die in dit deelproject worden ontwikkeld is het “medium throughput” vermogen van het model. Fase 1: 1 april 2013 t/m 31 december 2013. 1) Genoom breed effect van quercetine op IPEC-J2 cellen -> datasets van IPEC-J2 en SISP vergelijken. 2) Vóór-screening van een aantal (~5) geselecteerde “stofinterventies” in het varkens IPEC-J2 in vitro toetsingsmodel.

14

3) Meten genoom-brede en specifieke gen expressie responsen in cellen van het varkens in vitro toetsingsmodel voor de onder punt 2 genoemde interventies. 3) Start aanpassing van bestaande in vitro toetsingsmodel op basis van andere zoogdiercellen. 4) Vooronderzoek (d.m.v. literatuurstudie en consultatie van externe experts) naar de haalbaarheid (technisch en financieel) om een kip en kalverdarm in vitro toetsingsmodel te ontwikkelen Beoogde resultaten / producten Fase 1 -Inzicht in de respons in IPEC-J2 varkensdarmcellen op/van een aantal (~5) interventies; voorspellen of de interventies daadwerkelijk potentie hebben om in ex-vivo, in situ, of in vivo te testen. -Inzicht in de fundamentele biologische processen en regulatiemechanismen in IPEC-J2 cellen geïnduceerd door witte en gele uien digesten (en de component quercitine in deze digesten). -Inzicht in de toepasbaarheid van potentiele in vitro toetsingsmodellen voor kalveren en pluimvee. Papers / presentatie 2013 De resultaten van de IPEC-J2 interventies met uien en quercetine zullen in samenwerking met het de partners van het kennisbasis project worden vastgelegd in een wetenschappelijke publicatie en door 1 of meerdere kennisbasis partners gepresenteerd worden op een wetenschappelijk congres. Organisatie Er wordt een projectteam van onderzoekers geformeerd van uitvoerende en participerende onderzoekers. Door een aantal teamleden wordt een werkplan uitgewerkt en afgestemd op de werkplannen van andere deelprojecten (met name deelproject 5). Het plan wordt ter goedkeuring voorgelegd aan de projectleden. Ca. 1 x per 2 maanden vindt er een voortgangsoverleg met het projectteam. De resultaten van het onderzoek worden samen met de resultaten van andere F4Fb deelprojecten verwerkt in een concept rapport, dat na commentaar van de opdrachtgever wordt verwerkt in de definitieve versie. Communicatie Wetenschappelijke publicaties. Een samenvatting van het gezamenlijke rapport wordt gepubliceerd in een vakblad van de diervoederindustrie (bijv. De Molenaar) en in relevante nieuwsbrieven. Het rapport wordt gepubliceerd, voorzien van een persbericht voor de vakpers. Werkplan 2014 De aanpak die hierboven is beschreven en in 2013 is gestart, zal grotendeels in 2014 worden gecontinueerd. Op basis van het literatuur/datamining onderzoek in VDI-1 (2013) en resultaten van de dierproeven die in 2013 zijn uitgevoerd, worden nieuwe interventies (productgroepen) en verwante interventies (derivaten, verbeterde formuleringen) getest in het al bestaande IPEC-J2 model, en in vergelijkbare kalver en kippen in vitro testsystemen die in het najaar 2013 - begin 2014 worden ontwikkeld. Afhankelijk van de resultaten van genoom-brede expressie analyses van deze in-vitro interventies, en eventuele resultaten in dierproeven van VDI-2, 3 en5, worden er meer specifiekere invitro testen in huis gehaald en/of ontwikkeld, met als doel, dieper op werkingsmechanismes van interventies in te zoomen. In 2013 is al een inventarisatie gemaakt van in-vitro systemen die bij F4F partners (en connecties van deze partners) beschikbaar zijn hiervoor. Omdat de keuze “welk systeem” wordt toegepast sterk afhankelijk is van bovengenoemde resultaten is hieronder alleen aangegeven welke experimenten er in 2014 daadwerkelijk worden uitgevoerd. Details onderdelen werkplan. -Opzetten van een kalver en kippen in-vitro testsysteem vergelijkbaar met het varkens IPEC-J2 systeem, het uittesten van interventies in deze systemen, en het valideren van deze systemen d.m.v. analyse van genoom-brede expressie profielen (analoog als beschreven voor het varkens IPEC-J2-systeem). Start met medium-throughput screening van een verzameling van interventies met de drie species-specifieke systemen. Effecten van deze interventies zullen worden voor-gescreend d.m.v. QRT-PCR van reporter genen. Op basis van deze analyses zullen interventies worden geselecteerd voor verder moleculair onderzoek (genoom-brede expressie analyse etc.) en/of dierproeven in VDI-2, 3 en 5. -In 2014 zal een in-vitro-systeem opgezet worden met mengcultures van (ex-vivo) immuun-cellen en een enterocyte cellijn. Welke ex-vivo immuun-cellen zullen worden toegepast zal afhankelijk zijn of er in de genexpressie datasets van de in-vivo en in-vitro proeven van 2013 een overeenkomstig immunologisch werkingsmechanisme kan worden geïdentificeerd waar specifieke sub-sets van darmimmuun cellen een rol kunnen spelen. -In huis halen, aanpassen, en uittesten van minimaal 1 additionele cellijn voor het ontwikkelen van een in-vitro testsysteem geschikt om een “specifiek” werkingsmechanisme in de darm te onderzoeken (voor keuzecriteria welke cellijn, zie hierboven). Begin 2014 zal na overleg in de projectvergadering een keuze worden gemaakt welke cellijn hiervoor wordt ingezet. Deze keuze zal 1 van de 2 hieronder beschreven opties zijn, waarbij optie 1 de voorrang heeft boven optie 2.

15

1) Indien er uit de vergelijkingen van de genexpressie data van de in-vivo en in-vitro proeven een overeenkomstig werkingsmechanisme kan worden geïdentificeerd voor een geteste interventie, dan zal de keuze van de cellijn/in-vitro test moeten aansluiten bij dit werkingsmechanisme. “Indien er geen duidelijke overeenkomsten worden gevonden tussen in-vivo en in-vitro, dan zal er aandacht besteed worden om de IPEC-J2 test zodanig aan te passen dat belangrijke immunologische processen in de invivo darm wel voorspeld kunnen worden”. 2) Door de VDI-4 projectgroep worden suggesties aangedragen voor een additionele cellijn (en/of exvivo cel-systeem) geschikt om een specifiek werkingsmechanisme, een specifieke productgroep (interventies), of een specifiek proces in de darm (b.v. herstel na darm-schade) te onderzoeken. Beoogde resultaten/producten 2014 - Een kalver en kippen medium-throughput enterocyte in-vitro systeem voor het testen van interventies (analoog aan het varkens IPEC-J2 systeem). - Inzicht in de biologische processen en regulatiemechanismen van de in 2013 geselecteerde interventies getest op deze 3 species-specifieke systemen. - Inzicht in de toepasbaarheid van een cellijn voor de ontwikkeling van een in-vitro testsysteem geschikt voor het onderzoeken van een “specifiek” biologische proces of regulatiemechanisme in de darm geïnduceerd door een “specifieke” interventie/productgroep. - Wetenschappelijke publicatie en symposium bijdragen op basis van het in vitro onderzoek van 2013 en 2014 (deels). Begroting en financieel commitment VDI-4 In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten incl. dierexp. Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

75 40

75 40

10 125

10 125

25

25

100

100

125

125

115 10

115 10

125

125

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen (WU) Andere partijen

Totaal

16

2015

2016

Totaal

VDI-5: Ex vivo en in vivo modellen Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelB Draagt bij aan innovatiethema: 4) Duurzame veehouderij 4a) Diergezondheid 4b) Dierenwelzijn 6) Gezondheid 6c) Gastro-intestinale gezondheid Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] . Centraal veterinair Instituut van Wageningen UR. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Annemarie Rebel, [email protected], 0320-238108 Wageningen UR Livestock Research Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Alfons Jansman, [email protected], 0320-237335. Samenvatting aanvraag Binnen dit deelproject worden ex vivo en in vivo diermodellen ontwikkeld en uitgevoerd om indicatoren voor mucosale immuniteit te identificeren die op latere leeftijd beïnvloedbaar zijn door interventies. In eerste instantie wordt gekozen voor varkens (ná de speenleeftijd), vleeskuikens vanaf ongeveer 10 dagen oud, en kalveren vanaf 6 weken oud. In de drie diersoorten zullen in eerste instantie extreme voedingsinterventies worden toegepast om vast te stellen welke parameters op latere leeftijd beïnvloedbaar zijn door middel van een interventie en om indicatoren te identificeren die geassocieerd zijn met immuun competentie. In een latere fase van het project zal dieper op de verkregen resultaten worden ingegaan door na de (voedings-)interventie de dieren te challengen, b.v. met een nader te selecteren pathogeen. Hieruit kunnen we afleiden welke pré-challeng parameters effect hebben op (darm-)gezondheid en weerstand tegen infecties. De data uit dit deelproject zullen in deelproject 6 gebruikt worden om de in vivo data te vergelijken met in vitro uitleesparameters van vergelijkbare voerinterventies. De indicatoren die geassocieerd zijn met immuun competentie zullen in deelproject 8 toegepast worden voor validatie onder praktijk omstandigheden. Projectgegevens uitvoering Gedelegeerd projectleider Alfons Jansman van Wageningen UR Looptijd 2013-2016 Projectteam Uitvoerende organisaties • Central Veterinary Institute of Wageningen UR (Astrid de Greeff) • WUR Livestock Research (Alfons Jansman, Marinus van Krimpen) • Faculteit Diergeneeskunde (Victor Rutten) • Wageningen University (Joost van Neerven) • Schothorst Feed Reseach (Jan Dirk van de Klis) • Gezondheidsdienst voor Dieren (Teun Fabri) • Agrifirm (Masja Lensing (plv), Rosemarijn Gerritsen (vark)) • MSD (Paul Vermeij) • Van Drie Groep (Eelke van der Wal) • Denkavit (Peter Mölder) • De Heus (Steven Borgijink) • VION (Carine van Vuure) Betrokken bedrijfslevenpartners • Agrifirm (Rosemarijn Gerritsen) • De Heus (Steven Borgijink) • Denkavit (Peter Molder) • Van Drie Groep (Eelke van der Wal) Beschrijving Doel Het ontwikkelen en toepassen van ex vivo en in vivo modellen waarin indicatoren voor interventie op latere leeftijd aan darmfunctionaliteit en mucosale immuniteit meetbaar zijn. Deze indicatoren worden

17

gebruikt om effecten en werkingsmechanismen van (voedings-)interventies op fysiologische processen en productie-karakteristieken te bepalen en vervolgens de onderliggende (moleculaire) parameters te koppelen aan fenotypische karakteristieken op dier- en populatieniveau. De resultaten van deze in vivo experimenten zullen ook (door deelproject 6) gebruikt worden om ze te vergelijken met in vitro uitleesparameters van vergelijkbare voerinterventies. Beschikbare kennis op basis van dierexperimenteel en/of humaan onderzoek zal zoveel mogelijk uitgangspunt zijn voor de selectie van specifieke interventies en te meten parameters. Kennis & Innovatievragen Kennis ontbreekt over het effect van voedingsinterventies op latere leeftijd op de onderliggende (moleculaire en fysiologische) parameters van immuun competentie en de relatie hiermee met fenotypische karakteristieken van productiedieren. Ook zijn er geen meetmethoden beschikbaar om de mate van immuun competentie in beeld te brengen en/of te kwantificeren onder praktijk omstandigheden. Op basis van een set immuun competentie parameters zouden indicatoren voor immuun competentie (robuustheid) ontwikkeld kunnen worden voor het vaststellen van de effecten van nieuwe voedingsinterventies op de immuun competentie. De immuun-competentie parameters zoals gemeten aan het dier (en in combinatie met andere fenotypische (gezondheids-) karakteristieken) zijn daarom noodzakelijk voor het ontwikkelen van relevante in vitro of vereenvoudigde in vivo toetsingsmodellen. De indicatoren die geassocieerd zijn met immuun competentie kunnen de basis vormen om meetmethoden te ontwikkelen waarmee immuun competentie in beeld gebracht kan worden onder praktijkomstandigheden. Aanpak & tijdpad Verschillende ex vivo (Small Intestinal Segment Perfusion) en in vivo modellen zullen gedurende de looptijd van het project ingezet worden om effecten en werkingsmechanismen van voedingsinterventies (nutriënten, (gedigesteerde) diervoederingrediënten en/of eventueel additieven) te onderzoeken. We focusseren hierbij op varkens (ná de speenleeftijd), vleeskuikens vanaf ongeveer 10 dagen oud, en kalveren vanaf 6 weken oud. Aard van de voedingsinterventies zal worden afgestemd met bedrijfsleven maar het is gewenst om zoveel mogelijk gebruik te maken van extreme voeders. In eerste instantie heeft het project een breed screeningskarakter en wordt een groot aantal uitleesparameters gemeten om de kans op het vinden van relevante indicatoren (biomarkers) zo groot mogelijk te maken (inventariseren van relevante parameters). Hierbij zal nauw samengewerkt worden met deelproject 4 waarin vergelijkbare interventies worden toegepast in in vitro celsystemen. De volgende uitleesparameters komen in aanmerking: moleculaire parameters (genoom-brede gen expressie, componenten van het aangeboren immuun systeem), verteerbaarheid, de samenstelling van de microbiota en meer fysiologische/ immunologische uitleesparameters (resistentie tegen infecties met pathogenen, absorptie van nutriënten). De in vivo studies lenen zich uitstekend om de relatie tussen deze verschillende genotypische en fenotypische relaties te onderzoeken. Jaar 1: Voerproeven in pluimvee, varkens (en kalveren). Extreme voeders waarvan verwacht werd dat ze effecten zouden hebben op darmgezondheid, zijn gevoederd aan varkens en vleeskuikens op een leeftijd waarbij het darm geassocieerde immuunsysteem (min of meer) is uitontwikkeld. Bij biggen in de periode na spenen is gedurende een periode voer met een gangbare en een hoge dosering zinkoxide ingezet en bij vleeskuikens voeders met 0%, 5% en 10% rogge met een hoog aandeel niet enzymatisch verteerbare niet-zetmeel koolhydraten (NSP). Beide interventies hebben naar verwachting invloed op de samenstelling en activiteit van de microbiota in het maagdarmkanaal en direct of indirect op het lokale immuunsysteem. Doel was te achterhalen welke immunologische parameters beïnvloedbaar zijn door deze interventies. In deze eerste proeven werden nog geen challenges toegepast met pathogene microorganismen om het immuunsysteem onder druk te zetten. Er wordt alleen gekeken naar de basis immuun competentie op latere leeftijd en het effect van (extreme) voedingsinterventie hierop. Dit moet aangeven welke paramaters beïnvloedbaar zijn door (voedings-)interventies, maar zal nog niet direct aangeven welke parameters nodig zijn om darmgezondheid te voorspellen. Op verschillende dagen na voerverstrekking zijn dieren ter sectie aangeboden om monsters darminhoud en darmweefsel, alsmede bloed te verzamelen. Gestart is met biggen/vleeskuikens onder normale houderijomstandigheden (praktijkstal). In 2014 worden de monsters bloed- en darmweefsel uit deze eerste studies op verschillende niveaus onderzocht: 1) Morfologie (absorberend oppervlakte darm, crypt villus, mucus); 2) Cellulair (differentiatie aanwezige (immunologische) cellen m.b.v. immunohistochemie); 3) moleculair (genexpressie – genoombreed of individuele genen (cytokinen), acute fase eiwitten). Microbiota samenstelling wordt bepaald door 16S sequencen in darminhoud van een of meer darmsegementen. Er is gekozen voor het analyseren van digesta en darmweefsel monsters die genomen zijn uit het midden van het jejunum. Aanvullend zijn ook overeenkomstige monsters van het ileum verzameld voor eventuele nadere analyses in een later stadium. Jaar 2: Analyse voerproeven van jaar 1 en uitvoeren van tweede serie voerproeven. Doorloop van de analyse van voerproef 1, mede door nieuwe parameters voortkomend uit deelproject 1 en 4 en analyse van extra darm segmenten. Tweede serie voerproeven zal worden uitgevoerd met andere extreme voeders om te onderzoeken of de gevonden meetbare parameters die beïnvloedbaar zijn, dezelfde zijn of

18

dat de set aangepast moet worden. In kippen en varkens worden mogelijk SISP proeven uitgevoerd waarbij ingrediënten vanuit deelproject 4 worden getest. Hierbij worden parameters gemeten die uit de voerproef 1 en 2 zijn gekomen. Voor de kippen SISP zal nog voorwerk gedaan moeten worden (of afstemming gezocht met externe partners) voordat dit model beschikbaar is. Na het verkrijgen van informatie met varkens in jaar 1 en 2 kan in jaar 3 (eventueel jaar 4) een soortgelijk proef worden uitgevoerd met kalveren om de voor die dieren relevante problematiek aan te pakken. Jaar 3 en 4: Derde en vierde serie voerproeven. In voerproef 3 en 4 wordt getoetst of de voedingsinterventies die immuun competentie beïnvloeden een positief effect hebben op de weerbaarheid van dieren ná een infectie met een of meerdere pathogene micro-organismen. Na de voedingsinterventie worden dieren geïnfecteerd met een pathogeen, waarna dezelfde parameters als in voorgaande voerproeven bepaald zullen worden, naast extra parameters om het verloop van de infectie te volgen. De challenge modellen worden vastgesteld in samenspraak met de opdrachtgevers. Bij voorkeur worden modellen gekozen waarvan bekend is dat de ernst van de ziekte samenhangt met verschillen in immuun competentie en/of immuun responsen. Voor varkens zou b.v. S. suis als model gebruikt kunnen worden omdat veel expertise binnen de project groep aanwezig is en S. suis een groot probleem is in de varkenshouderij. Voor kippen wordt gedacht aan Eimeria infecties of necrotische enteritis. Na het verkrijgen van informatie met varkens in jaar 1 en 2 zal in jaar 3 (eventueel jaar 4) een soortgelijk experiment uitgevoerd worden met kalveren om de voor die dieren relevante problematiek aan te pakken. Werkplan 2013 Met de gehele projectgroep (+ externe deskundige(n)) is overlegd van welke “extreme” model voerinterventies veranderingen verwacht mochten worden ten aanzien van beïnvloeding van het lokale immuunsysteem in het maagdarmkanaal. Bij vleeskuikens is gekozen voor een interventie met rogge (0, 5 en 10%), omdat van rogge bekend is dat dit een sterk verhogend effect heeft op de viscositeit van de digesta en op de samenstelling en activiteit van de microbiota. De hypothese is dat een verhoogde viscositeit een negatief effect heeft op de verteerbaarheid van de nutriënten met als indirect gevolg een beïnvloeding van de samenstelling en activiteit van de microbiota en verhoogde reacties van het lokale immuunsysteem in het darmkanaal. In de biggenstudie is gekozen voor het vergelijken van de effecten van een gangbare en een hoge dosering zinkoxide. Uit de literatuur is bekend dat een hoge dosering zink in het voer zowel invloed heeft op de samenstelling en activiteit van de microbiota als direct of indirect op het lokale immuunsysteem. In kleiner verband (privaat + WUR onderzoekers) zijn de details van de verschillende dierproeven voorbereid, waarna deze zijn teruggekoppeld naar de projectgroep. Voerproef 1 (varken). De studie is uitgevoerd met twee proefbehandelingen (regulier niveau aan Zn in het voer en een hoge dosering zink (2500 mg/kg) over de periode van dag 14 tot 23 na spenen). Voorafgaand aan deze periode hebben alle dieren eenzelfde speenvoer ontvangen en na deze periode eenzelfde opfokvoer met een regulier niveau aan zink. De beide proefbehandelingen zijn opgelegd aan elk drie hokken biggen met 12 dieren per hok. Secties en monsterverzameling van bloed, darminhoud en darmweefsels heeft plaatsgevonden op dag 14, 23 en 35 na spenen. Dit dierexperiment is uitgevoerd in de onderzoeksfaciliteiten van Agrifirm en heeft in september/oktober 2013 plaatsgevonden. Eind 2013 en begin 2014 vindt uitvoering van de analyses plaats omtrent de microbiota samenstelling in jejunum darminhoud en genexpressie in jejunumweefsel. Aansluitend vindt de evaluatie van de proefresultaten en de rapportage plaats. Voerproef 1 (vleeskuikens). a) De voerproef met verschillende doseringen rogge is in augustus/september uitgevoerd in de proefaccommodatie van De Heus (contactpersoon Steven Borgijink). De dieren werden gehuisvest in 24 grondhokken, met 40 kuikens per hok. Op dag 14, 21 en 28 zijn 10 kuikens per hok ter sectie aangeboden. Tijdens secties zijn van 2 darmsegmenten (jejunum en ileum) darminhoud en darmweefsels verzameld. CVI bepaalt de cellulaire/ moleculaire parameters. Analyse vindt plaats op per hok gepoolde monsters. GD voert analyses uit t.a.v. de darmmorfologie en de aanwezigheid van mucuscellen. b) Onderzoek naar de invloed van ontstekingsremmende nutriënten en voerbestanddelen op de acute fase respons en productieprestaties van vleeskuikens (Schothorst Feed Research). Hierbij worden in vivo studies uitgevoerd om de effectiviteit van verschillende grondstoffen en grondstofcomponenten, geselecteerd op basis van eerder onderzoek, in kuikens tijdens een Eimeria maxima en Clostridium perfringens infectie vast te stellen. In deze studie worden de effecten op de productiviteit van de kuikens bepaald, evenals de inflammatoire respons (acute fase eiwitten in bloed) met en zonder de testgrondstof/-component. Kalveren Bij CVI-WLR glopen proeven met kalveren: “Onderzoek naar oorzaken van het acute buik syndroom bij (blank) vleeskalveren” en “Onderzoek naar slijmvliesveranderingen in het maagdarmkanaal van kalveren van bedrijven met volle kalveren” Projectleider is Norbert Stockhofe. De hypothese hierbij is dat in koppels met volle kalveren darmepitheel- en lebmaagveranderingen consistent voorkomen en dat die predisponeren voor het ontstaan van deze ziekteproblematiek. In de studie

19

worden maagdarmstelsels van kalveren vergeleken van bedrijven met “volle kalveren” problemen en bedrijven zonder “volle kalveren” problemen. Hiervoor worden histologische, immuunhistologische en moleculaire methoden ingezet. Ten behoeve van dit VDI project worden extra samples genomen. Dit stelt ons in staat om de parameters die bij varkens en/of kippen gevonden worden te testen in het kalvermateriaal. Deze activiteiten worden uitgevoerd in nauwe samenwerking met Van Drie (contact Eelke van de Wal). Kalveren hebben verschillende stressmomenten die kunnen leiden tot darmdysbacteriose en/of respiratoire aandoeningen. Het is gewenst dat kalveren adequaat kunnen reageren op die stressmomenten door goed ontwikkelde immuun competentie alsmede een goede immuunrespons. Na het verkrijgen van informatie met varkens in jaar 1 en 2 kan in jaar 3 (eventueel jaar 4) een soortgelijk proef worden uitgevoerd met kalveren om de voor die dieren relevante problematiek aan te pakken. De genoemde voerproeven 1 zijn gefaseerd in 2013 uitgevoerd. Voor de kalverproef komen nog dieren binnen. In 2013 is gestart met de analyse van darmsegmenten. Van de darmsegmenten worden genoombrede genexpressie en/of expressie van specifieke immunologische genen bepaald evenals de veranderingen in (immuun)cellen (mbv immunohistochemie), morfologische veranderingen van de darm. De microbiota samenstelling wordt bepaald door 16S ribosomaal DNA te sequencen. Van het bloed wordt de cellulaire samenstelling bepaald. Het projectteam zal, in overleg met kennishouders en op basis van de resultaten van deelproject 1 en deelproject 4, een meer definitieve keuze maken m.b.t. de parameters die gemeten gaan worden. Dit kan ook per diersoort verschillen omdat niet voor elke diersoort dezelfde tools beschikbaar zijn. Werkplan 2014 Allereerst zullen in 2014 de resultaten van de voerproeven 1, uitgevoerd in 2013, geanalyseerd en geïnterpreteerd worden, zodat duidelijk wordt welke effecten de interventies gehad hebben op met name de microbiële samenstelling en activiteit en op het lokale immuunsysteem in het maagdarmkanaal. Daarnaast komen resultaten beschikbaar uit de projecten VDI-1 en VDI-4 betreffende resultaten van nutritionele interventies vanuit de literatuur en vanuit onderzoek met in vitro modellen (IPEC-2) in VDI4. Voorgaande resultaten worden bij elkaar gebracht en vormen input voor de keuze voor de te onderzoeken nutritionele interventies in voerproeven 2 uit te voeren in 2014. In 2014 zullen de meest perspectiefvolle interventies onderzocht bij vleeskuikens en biggen. In het onderzoek in 2014 zal geen gebruik gemaakt worden van specifieke model- of pathogene challenges om het immuunsysteem van genoemde diercategorieën onder druk te zetten. Wel zal nagegaan worden of het zinvol is bepaalde interventies voor het varken ook uit te testen met behulp van het Small Intestinal Segment Perfusion (SISP) model. Nader zal worden overwogen ook de effecten van de geselecteerde interventies op andere componenten van het immuunsysteem b.v. in de luchtwegen te beschouwen. In samenspraak met de projectgroep zal ook geëvalueerd worden welke parameters in het vervolgonderzoek zullen worden betrokken. Beoogde resultaten / producten 2014 • Afronden data analyse dierexperiment met vleeskuikens van 2013. • Afronden data analyse dierexperiment met biggen van 2013 • Rapportage en wetenschappelijke publicatie en/of congres bijdragen op basis van dierexperimenten met vleeskuikens en biggen in 2013 • Plannen en uitvoeren van vervolgexperiment (voedingsinterventie) met varkens • Plannen en uitvoeren van vervolgexperiment (voedingsinterventie) met vleeskuikens • Data analyse van samples genomen bij vleeskalveren in 2013 • Plannen en van voedingsinterventie met vleeskalveren (uitvoering 2015). • Verzamelen en opslag van gewenste samples. • Start data analyses dierexperimenten uit 2014 Organisatie De projectgroep bestaat uit alle betrokkenen van bedrijfsleven, WLR, CVI, GD en WUR. De gehele projectgroep zal minimaal 1 keer per 2 maanden bijeen komen om de voortgang te bespreken en de verdere richting van het onderzoek te bepalen. Deze frequentie zal hoger worden op piekmomenten, zoals bijv. het plannen van een dierexperiment. Daarnaast zullen interne werkbesprekingen worden gehouden met de personen die het onderzoek uitvoeren over de praktische invulling van het onderzoek (min. 1 keer per 14 dagen). Het onderzoek zal ook regelmatig worden besproken binnen projectonderdeel B van F4F (min. 1 keer per 3 maanden). Communicatie Naast de wetenschappelijke publicaties en presentaties zoals beschreven bij de “resultaten en producten” zal ook regelmatig een samenvatting van het gezamenlijke werk worden gepubliceerd in een vakblad en in relevante nieuwsbrieven, voorzien van een persbericht voor de vakpers. De resultaten zullen op “VDI dagen” gepresenteerd worden.

20

Begroting en financieel commitment VDI-5 In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten incl. dierexp. Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

273.5 180

319.5 142.5

453.5

462

117.5

130

256

206

80

70 56

453.5

462

303.5 50 100 453.5

412 50

2015

2016

Totaal

Financiering bijdrage bedrijven in kind (Agrifirm, de Heus, MSD, Van Drie Group) bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO TKI toeslag bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen (GD) Andere kennisinstellingen (SFR)

Totaal

462

In kind bijdrage: Agrifirm 50 k€, De Heus 37.5 k€, MSD 17.5 k€, van Drie 12.5 k€, Denkavit 12.5 k€, Cash bijdrage: PPE (-> GD) 50 k€, overig cash vrij alloceerbaar

21

VDI-6: Ontwikkelen toetsingsmodellen Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelB Draagt bij aan innovatiethema: 4) Duurzame veehouderij 4a) Diergezondheid 4b) Dierenwelzijn 6) Gezondheid 6c) Gastro-intestinale gezondheid Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] . Wageningen UR Livestock Research. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Mari Smits, [email protected] tel. 0320-238270 Samenvatting aanvraag In dit deelproject wordt een toetsingsmodel ontwikkeld waarmee het effect van interventies bij immunologische rijpe dieren op immuun competentie kan worden getest. Hiervoor zal een pijplijn worden opgezet van een aantal in vitro, ex vivo, in situ en in vivo modellen (deelproject 4 en 5) waarbij in dit deelproject 6 naar correlaties wordt gezocht tussen de responsparameters van de verschillende modellen. Omdat de data van de deelprojecten 4 en 5 nog niet beschikbaar zijn in 2013 zal, om ervaring op te doen met het zoeken naar correlaties tussen verschillende modelsystemen, eerst begonnen worden met het zoeken naar correlaties in datasets met daarin de responsparameters van één enkel additief (quercitine = aanwezig in gele uien) in de verschillende toetsingsmodellen, o.a. in vitro en SISP. Projectgegevens uitvoering Gedelegeerd projectleider Mari Smits, Wageningen UR Livestock Research Looptijd 2013-2016 Projectteam Uitvoerende organisaties • WUR Livestock Research • Wageningen University (Jerry Wells) Betrokken bedrijfslevenpartners • Nutreco (Coen Smits, agenda lid) • De Heus (Loek de Lange of een collega) • For Farmers (Rutger Jansen) • Agrifirm (Masja Lensing (plv), Rosemarijn Gerritsen (vark)) • Van Drie Groep (Eelke van der Wal of collega) Beschrijving Doel Het ontwikkelen van een toetsingsmodel waarmee het effect van interventies bij immunologische rijpe dieren op diergezondheid en immuniteit kan worden voorspeld. Hiervoor zal een pijplijn worden opgezet van een aantal in vitro, ex vivo, in situ en in vivo modellen (deelproject 4 en 5) waarbij naar correlaties wordt gezocht tussen de responsparameters van de verschillende modellen. Het uiteindelijke toetsingsmodel zal bestaan uit een deel van de pijplijn in combinatie met een aantal relevante parameters. Elke parameter zal mogelijk bestaan uit een set van individuele componenten die gezamenlijk de activiteit van één of meerdere biologische processen (gen netwerken en/of pathways) representeren. Het window van normaalwaarden van deze “parameters” zullen in deelproject 8 getoetst worden aan de hand van geschikte praktijkdata. Objective: Het ontwikkelen van een toetsingsmodel waarmee het effect van interventies bij immunologische rijpe dieren op diergezondheid en immuniteit kan worden getest. Kennis & Innovatievragen Er zijn geen eenvoudige toetsingsmodellen beschikbaar waarmee het effect van (voedings)interventies bij immunologische rijpe dieren op immuun competentie op een efficiënte wijze kan worden getest. Op

22

dit moment worden daarvoor verschillende in vitro, in situ, en in vivo modellen gebruikt waarbij de effecten ook nog eens met verschillende (sets van) uitleesparameters in kaart gebracht worden. Het is echter onduidelijk of er een verband is tussen de uitleesparameters van het ene systeem ten opzichte van het andere systeem. Ook is onduidelijk welke parameters het meest geassocieerd zijn met immuun competentie. Dit deelproject beoogt om naar correlaties te zoeken tussen verschillende toetsingsmodellen die gestimuleerd zijn met dezelfde voedingscomponenten en/of additieven. Met de resultaten van dit deelproject is het bedrijfsleven in staat om een betere keuze te maken tussen de beschikbare modellen voor het ‘voorspellen’ van de effecten van voedingsinterventies op de immuun competentie van dieren. De uitkomsten van dit onderzoek kunnen gebruikt worden voor de verdere ontwikkeling van een toetsingsmodel dat zal bestaan uit een deel van de pijplijn in combinatie met een aantal geïdentificeerde relevante parameters. Aanpak & tijdpad Om een relatie te vinden tussen eenvoudige en complexe modelsystemen, is het nodig dat een pijplijn wordt opgezet van een aantal in vitro, ex vivo, in situ en in vivo modellen (deelproject 4 en 5) waarbij de responsparameters van de modellen met elkaar vergeleken worden en waarbij naar correlaties wordt gezocht (Figuur). Op basis hiervan kunnen voor elk model relevante parameters geïdentificeerd worden. Dit moet bij voorkeur voor meerdere (model) ingrediënten/producten plaatsvinden. Alleen de in vivo modellen zijn bruikbaar om de effecten van interventies op gezondheid en prestatie onder challenge condities (b.v. hittestress, infectiedruk) te bepalen. Een vereenvoudigd schema van een dergelijke pijplijn is hieronder aangegeven. De geselecteerde parameters zullen onder praktijkomstandigheden gevalideerd worden waarna ze verder ontwikkeld zouden kunnen worden als indicator voor immuun competentie. Binnen deelproject 4 zijn er in 2013 data beschikbaar gekomen over de responsparameters van een enkele voedingsstof (quercitine) in verschillende toetsingsmodellen (o.a. in vitro, trans-epithelial electrical resistance (TEER) model in Caco-2 cellen en Small Intestinal Segment Perfusion (SISP) in biggen). In dit deelproject 6 gebruiken we deze datasets om methoden te ontwikkelen en om ervaring op te doen met het zoeken naar correlaties tussen de uitleesparameters van de verschillende modellen. We focussen hierbij op componenten (genen, genproducten) waarvan bekend is dat ze gerelateerd zijn aan immunologische processen. Voor de correlatie analyses passen we statistische en bioinformatische benadering toe, o.a. door het analyseren van (signalering) pathways en van netwerken op basis van o.a. eiwit-eiwit interacties (bv. STRING) en eiwit-chemicaliën interacties (STITCH).

23

Beoogde resultaten / producten Toetsingsmodel waarmee het effect van interventies bij immunologische rijpe dieren op immuun competentie kan worden getest. Papers, bijdragen congressen. In 2013 hebben we een eerste aanzet gegeven (en ervaring opgedaan) met het zoeken naar functionele correlaties tussen de uitleesparameters van verschillende model systemen die geëxposeerd zijn aan een en hetzelfde additief (quercitine). In 2014 zal deze ervaring worden gebruikt om naar functionele correlaties te zoeken in geselecteerd VDI datasets (deelproject 4 en 5) waarbij dezelfde/gelijksoortige interventies zijn getest in verschillende modellen (minimaal in vitro en in vivo). Deliverables 2014 - Analyse afgerond naar de correlaties tussen uitleesparameters van verschillende model systemen die geëxposeerd zijn aan een en hetzelfde additief (quercetine). - Resultaten verwerken tot publicatie en/of congres bijdragen.

Organisatie Er wordt een projectteam van onderzoekers (uit deelproject 4 en 5) geformeerd van uitvoerende en participerende onderzoekers. De resultaten van het onderzoek worden gerapporteerd naar de stuurgroep. Communicatie Samenvatting van het onderzoek wordt gepubliceerd in een vakblad van de diervoederindustrie (bijv. De Molenaar) en in relevante WUR nieuwsbrieven. Het rapport wordt gepubliceerd, voorzien van een persbericht voor de vakpers. Begroting en financieel commitment In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten incl. dierexp. Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

15

19

15

19

15

19

15

19

15

19

15

19

Financiering bijdrage bedrijven in bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen (WU) Andere partijen

Totaal

24

2015

2016

Totaal

VDI-7: Mathematisch model Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelB Draagt bij aan innovatiethema: 4) Duurzame veehouderij 4a) Diergezondheid 4b) Dierenwelzijn 6) Gezondheid 6c) Gastro-intestinale gezondheid Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] . Wageningen UR Livestock Research. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Dirkjan Schokker, [email protected], tel 0320-238401

Samenvatting aanvraag Biologische systemen zijn bijzonder complex. Traditionele onderzoek benadering verzamelen veelal informatie over specifieke onderdelen van het complexe geheel. In de systeembiologie gaat het juist over het integreren van zo veel mogelijk data en kennis om het functioneren van het gehele biologische systeem beter te leren begrijpen. Het doel van dit project is om een eerste generatie wiskundig model te ontwikkelen waarmee de ontwikkeling en respons van het darm-geassocieerde immuunsysteem kan worden gesimuleerd op de computer (virtual gut) en waarmee het (theoretische) effect van inputvariabelen (diervoederbestanddelen, pro/pre/syn/antibiotica) op het immuunsysteem kan worden voorspeld. Projectgegevens uitvoering Gedelegeerd projectleider Dirkjan Schokker, Wageningen UR Livestock Research Looptijd 2013-2016 Projectteam Uitvoerende organisaties • WUR Livestock Research • Wageningen Universiteit (Virtual modelling Laboratory) Betrokken bedrijfslevenpartners • Nutreco (Coen Smits, agenda lid) • De Heus (Loek de Lange of een collega) • For Farmers (Rutger Jansen) • Agrifirm (Erik Bruininx) • Van Drie Groep (Eelke van der Wal of collega) Beschrijving Doel Het ontwikkelen van een eerste generatie wiskundig model waarmee het effect van inputvariabelen (diervoederbestanddelen, pro/pre/syn/antibiotica) op het immuunsysteem kan worden voorspeld. Kennis & Innovatievragen Biologische systemen zijn bijzonder complex. De traditionele benadering om ze te bestuderen komt meestal neer op het uit elkaar halen van de systemen om kennis te verzamelen over kleinere deelsystemen. In de systeembiologie gaat het juist over het integreren van allerlei gerelateerde biologische feiten om het functioneren van het gehele biologische systeem beter te leren begrijpen. Systeembiologie is een theoretische benadering waarin met wiskundige modellen en bioinformatische methoden experimentele gegevens worden verwerkt. Wiskundige modellen en/of computer simulatiemodellen worden gebouwd door biologische kennis te combineren tot één werkend modelsysteem. Door toepassing van benaderingen vanuit de systeem biologie kunnen mechanistische mathematische modellen ontwikkeld worden, die de leeftijdsafhankelijke ontwikkeling en respons van het immuunsysteem in darm representeren. De ontwikkeling en fine-tuning van mathematische modellen is

25

mede afhankelijk van de beschikbaarheid van voldoende kwantitatieve gegevens van de belangrijkste biologische componenten waaruit het model is opgebouwd. Hiervoor kunnen o.a. de responsparameters worden gebruikt zoals die in de deelprojecten 2-5 gegenereerd worden. Uiteindelijk kunnen door onderzoekers en bedrijfsleven computer simulaties worden gedraaid waaruit het (theoretische) effect van inputvariabelen (diervoederbestanddelen) op het immuunsysteem kan worden voorspeld. Aanpak & tijdpad Voor de uitvoering van dit project zal aansluiting gezocht worden met een PhD project dat in maart 2013 van start is gegaan met als titel “Models of dietary effects on immune responses in pigs”. Dit project wordt uitgevoerd door Wageningen Livestock Research en de WU leerstoelgroep Host Microbe Interactomics in nauwe samenwerking met het “Virtual Modelling Laboratory (VML)” van het WU Departement of Systems and Synthetic Biology. Hierdoor is het project ingebed in een sterke “modelleer” en “systeem biologie” omgeving. Drie andere PhD studenten zijn actief in het “Virtual Gut” programma van VML waardoor een sterke kruisbestuiving ontstaat. De drie PhD projecten richten zich op dieetgerelateerde signalerings pathways in de muis, op de signalering van intestinale epitheelcellen naar de onderliggende immuuncellen, en op de dynamiek en metabole activiteit van microbiota in de darm van mens, muis en varken. De VDI capaciteit zal gebruikt worden om de aansluiting tussen VDI en het “Virtual Gut” programma te realiseren en de ontwikkelde modellen te parameteriseren, valideren en te toetsen aan de hand van data die in VDI gegenereerd worden. Over de gehele looptijd van het PhD traject (2013-2016) zal er hiervoor een graduele toename nodig zijn van de VDI betrokkenheid bij dit “Virtual gut” programma. In het begin zal dit vooral bestaan uit het meedenken en mee ontwikkelen van het framework van het model en later uit het leveren en gebruik van VDI data. In het PhD project gaan we kwantitatieve modellen ontwikkelen die in staat zijn de immuun competentie in de darm te voorspellen door gebruik te maken van een systeem biologie benadering en de integratie van data van meerdere bronnen en verschillende biologische niveaus. Op basis van kennis uit de literatuur zullen belangrijke componenten (nodes) van het darm immuun systeem en de bijbehorende interacties (edges) worden geïdentificeerd en, indien mogelijk, zal er een eerste parameterisering van de relaties worden uitgevoerd om zo de “key” componenten van het systeem te vinden. Vervolgens worden relevante datasets geïdentificeerd en bij elkaar gezocht, deze datasets bevatten kwantitatieve gegevens van verschillende biologische niveaus, waaronder –omics gedreven metingen. Deze informatie zal worden gebruikt om het eerste model te fine-tunen en een link leggen met modellen die de regulatie van de belangrijkste subsystemen beschrijven welke relevant zijn voor de immuunregulatie in de darm, vooral de NFKB, PPAR, AHR en PGC1a pathways, waaraan door de andere PhDs wordt gewerkt binnen de Virtual Gut omgeving. De (hybride) modellen zullen een (semi) kwantitatieve beschrijving geven van de specifieke pathways en de bijbehorende systeem respons kunnen voorspellen. Het effect van de variatie in de belangrijkste parameters op de modeluitkomst zal worden bestudeerd en gerelateerd aan experimentele data. Indien mogelijk, zal er ook worden onderzocht of het model kan worden geparameteriseerd met parameter waardes van individuele dieren welke een significante respons laten zien in darm immuun parameters als respons op een interventie met voer. De parameterisering van individuele dieren kan helpen om de biologische variatie van de dieren (darmgezondheid) te onderzoeken. Beoogde resultaten / producten De lange termijn doelstelling is om bij te dragen aan de kennis hoe diverse subsystemen, processen (signalerings)routes en effector mechanismen in de darm samenwerken, rekening houdend met de heterogeniteit en complexiteit over de verschillende biologische levels (genen, eiwitten, cellen, cellulaire systemen) heen en rekening houdend met lokale en tijdsafhankelijke variabelen. In 2013 is een verbinding gelegd tussen VDI met het virtual gut programma en is input geleverd m.b.t. het WIAS PhD voorstel en de ontwikkeling van een framework van het Pig Gut model. In 2014 zal gewerkt worden aan 1) analyse van tijd-serie datasets, 2) correlatie analyse transcriptoom em microbiota datasets, 3) opstellen van eerste framework van het Pig Gut model Deliverables hele looptijd

26

1) Een eerste generatie wiskundig model waarmee het effect van inputvariabelen (diervoederbestanddelen, pro/pre/antibiotica) op het immuunsysteem kan worden voorspeld (2015/2016) 2) Een proefschrift op dit onderwerp (2016) 3) 2-4 wetenschappelijke artikelen (2014, 2015, 2016) 4) Congresbijdragen (2014, 2015, 2016) Deliverables 2014 - Eerste ‘systeem biologisch’ model dat data van verschillende biologische niveaus integreert. - Draft wetenschappelijke publicatie. Organisatie Voor de uitvoering van dit project zal aansluiting gezocht worden met een PhD project dat in maart 2013 van start is gegaan met als titel “Models of dietary effects on immune responses in pigs”. Dit project wordt uitgevoerd door Wageningen Livestock Research in nauwe samenwerking met het “Virtual Modelling Laboratory (VML)” van het WU Departement of Systems and Synthetic Biology. Er zal nauw worden samengewerkt met drie andere projecten die betrokken zijn bij het Virtual Gut programma van VML maar die meer gericht zijn op modelorganismen (muis) en de mens. Daarnaast zal worden samengewerkt met een groep onderzoekers in andere EU landen die participeren in het project Genometrics (tenminste als de projectaanvraag, die recent is ingediend, positief beoordeeld wordt). Communicatie Gezien de aard van het project zal communicatie met name plaatsvinden via het aangegeven wetenschappelijk kanaal. Daarnaast zal aandacht aan het onderwerp besteed worden in vakbladen. Afhankelijk van de vorderingen binnen het project, zullen bij bedrijven demonstraties worden verzorgd over de mogelijkheden en pitfalls van het op dat moment beschikbare model.

Begroting en financieel commitment VDI-7 In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

25

30

25

30

15

15

10

15

25

30

25

30

25

30

Financiering bijdrage bedrijven in kind bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

Totaal

27

2015

2016

Totaal

VDI-8: Indicatoren voor diergezondheid Nummer aan initiatief gegeven door TKI-Agri&food: TKI-AF-12039-deelB Draagt bij aan innovatiethema: 4) Duurzame veehouderij 4a) Diergezondheid 4b) Dierenwelzijn 6) Gezondheid 6c) Gastro-intestinale gezondheid Naam en contactgegevens aanvragers Consortium Feed4Foodure • Penvoerder Ruud Tijssens, Agrifirm Group, Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn, 06-52033271 of 088-4882951, [email protected] . Wageningen UR Livestock Research. Postbus 65, 8200 AB Lelystad. • Karel de Greef, [email protected], tel 0320238258

Samenvatting aanvraag Deelproject “Indicatoren voor diergezondheid” heeft als doel om verbindingen te leggen tussen gezondheidsaandoeningen zoals die zich in de praktijk voordoen en de kennis van onderliggende mechanismes. Door de indicatoren te zoeken die gekoppeld zijn aan de onderliggende mechanismen kunnen invloedsfactoren (voeding, dieraanleg, huisvesting, management) en effecten van interventies (preventief, curatief) beter gemonitord worden. Naast een pilot in de varkenshouderij wordt startjaar 2013 vooral gebruikt om beschikbare informatie te inventariseren en de informatiebehoefte scherper te benoemen. Vervolgens worden aan eind van het eerste projectjaar enkele ontwikkellijnen gekozen, om in de twee navolgende jaren per sector enkele beloftevolle kenmerken (verder) te ontwikkelen, praktijkrijp te maken en zo mogelijk te toetsen. In het project wordt vanuit twee richtingen gewerkt: vanuit de praktische kant: wat er aan relevante gegevens beschikbaar is (of beschikbaar gemaakt kan worden) en vanuit de theoretische kant: welke meetbare aspecten van de afweer zijn naar verwachting te vertalen naar praktijk-geschikte metingen. Projectgegevens uitvoering Gedelegeerd projectleider Karel de Greef, Wageningen UR Livestock Research Looptijd 2013-2016 Projectteam Uitvoerende organisaties • WUR Livestock Research • VION (Fred Beekmans, Lourens Heres) • GD (Jan Workamp) Betrokken bedrijfslevenpartners • Nutreco (Coen Smits, agenda lid) • De Heus (Loek de Lange of een collega) • For Farmers (Rutger Jansen) • Agrifirm (Erik Bruininx (vark), Masja Lensing (plv)) • VanDrie Groep (Eefke van der Wal) • Private partners Breed4Food • CoMore (Luc Doornhegge) Beschrijving Doel Indicatoren ontwikkelen die informatief zijn voor het afweermechanisme in relatie tot praktisch relevante gezondheidsaandoeningen bij varkens, vleeskalveren en leg- en vleespluimvee. Kennis & Innovatievragen - Welke gezondheids- en afweerindicatoren uit de keten (boerderij, slachthuis etc.) zijn informatief over de daadwerkelijke afweer (immuun competentie) van het dier? Zijn hier monitoringsparameters uit af te leiden. - Zijn er vanuit kennis van het afweermechanisme parameters te ontwikkelen waarmee op relatief praktische wijze inzicht gekregen kan worden over de immuno-compententie van dieren?

28

- Wat is de verwachte zeggingskracht van bovengenoemde parameters onder praktijk-omstandigheden. Aanpak F4F-VDI-deelproject 8 ‘Indicatoren voor diergezondheid’ heeft als doel om verbindingen te leggen tussen 1) gezondheidsaandoeningen zoals die zich in de praktijk voordoen en 2) de kennis van onderliggende mechanismes. Het deelproject richt zich op indicatoren op die niet alleen praktisch meetbaar zijn, maar tegelijk ook bruikbare informatie kunnen verschaffen over de onderliggende mechanismen & oorzaken van de aandoening. Door de indicatoren te zoeken die gekoppeld zijn aan de onderliggende mechanismen kunnen invloedsfactoren (voeding, dieraanleg, huisvesting, management) en effecten van interventies (preventief, curatief) beter gemonitord worden. Startjaar 2013 wordt vooral gebruikt om beschikbare informatie te inventariseren en de informatiebehoefte scherper te benoemen. Vervolgens worden aan eind van het eerste projectjaar enkele ontwikkellijnen gekozen, om in de navolgende jaren per sector enkele beloftevolle kenmerken (verder) te ontwikkelen, praktijkrijp te maken en zo mogelijk te toetsen. In 2013 wordt een pilot voor de varkenshouderij al in meer detail uitgewerkt. Samen met VION wordt onderzocht er op slachtlijnniveau indicatoren van darmgezondheid te vinden of ontwikkelen zijn. De resultaten in 2013 geven aan dat er op darmniveau weinig beloftevolle indicatoren beschikbaar zijn, maar dat er goede kansen zijn voor een bredere gezondheidsevaluatie op basis van de slachtdata. Het project heeft als dilemma de keuze tussen sectorspecifiek werken of generiek. Vanuit de praktijk beredeneerd zijn aandoeningen vrij sectorspecifiek. Naarmate de kenmerken dichter bij het onderliggende (dier)mechanisme zitten, zijn ze naar verwachting minder sectorspecifiek. Zo zullen de relevante pathogenen vaak soort-afhankelijk zijn, maar kan bijvoorbeeld van de mucosale afweer verwacht worden dat het onderliggende mechanisme op hoofdlijnen diersoort-overstijgend is. Deze schijnbare tegenstelling wordt overbrugd door zowel bij de inventarisatie als bij de daadwerkelijke kenmerkontwikkeling vanuit twee richtingen te werken: 1) vanuit de praktische kant: wat is er al beschikbaar (bedrijf, GD, slachthuis, destructor, ?) en wat is daarvan de relevantie qua inzicht in het onderliggende proces 2) vanuit de theoretische kant: welke meetbare aspecten van de afweer zijn naar verwachting te vertalen naar praktijk-geschikte metingen1 Tijdpad In het tweede projectjaar (2014) wordt het in 2013 verzamelde materiaal geïntegreerd en toegespitst op enkele kansrijke pilots. 1. De in 2013 opgestelde longlist van aandoeningen wordt met de partners geëvalueerd op mogelijkheden om een indicator-kenmerk af te leiden. Hieruit worden twee pilots geïnitieerd (zie 2) voor twee voor de hand liggende voorbeelden). Vanuit de resultaten 2013 ligt het voor de hand dat de pilots gebaseerd zijn op beschikbare data of eenvoudig toe te voegen waarnemingen. Vóór deze evaluatie wordt verkend binnen het project vooral deelproject 5 en 6*) of er toegankelijke ‘natte’ parameters kandidaat zijn om uit te werken richting praktijktoepassing. 2. Optionele pilot A: In een dataset van VION worden benchmarks afgeleid voor optredende gezondheidskenmerken (zoals waargenomen aan de slachtlijn). Indien de data dit toelaten wordt dit gekoppeld aan bedrijfskenmerken. Optionele pilot B: De meerwaarde van het koppelen van waarnemingen aan vleeskalveren op boerderijniveau aan slachtbevindingen wordt bepaald. Hiervoor is reeds een verbinding gelegd met Breed4Food, maar moeten de ketenpartijen nog benaderd worden. Verdere of andere pilots hangen af van de resultaten van 1). Deliverables 2014 Definitieve oplevering van de longlist 2013 tezamen met de expert-evaluatie van de informatiewaarde van de diverse waarnemingen voor dier/darmgezondheid (vanuit praktijk en vanuit mechanisme) met bespreking van hun relatie en de praktische aspecten (meetbaarheid en verwachting zeggingskracht) Rapportage / congresbijdrage gezondheidsbenchmarks op basis van slachtbevindingen bij VION (afhankelijk van keuze van de daadwerkelijk uit te voeren pilots).

1

* Voetnoot deze activiteit t.o.v. andere activiteiten * Huidig project sluit aan op deelproject 6 (Ontwikkelen toetsingsmodel), waarin vanuit de meer fundamentele, immunologische kant gewerkt wordt aan indicatoren van biologische processen. Het huidige project benadert de doelstelling juist vanuit de meer praktische kant: welke kenmerken zijn al beschikbaar, of praktisch bereikbaar te maken.

29

-

Interne rapportage ‘meerwaarde van koppeling van boerderij en slachtgegevens in de kalversector’ (afhankelijk van keuze van de daadwerkelijk uit te voeren pilots).

Organisatie Het werk wordt grotendeels uitgevoerd als deskstudie bij WLR. De analyse van de VION-dataset gebeurt in nauwe samenspraak met VION. De (eventuele) kalverpilot moet nog worden afgestemd met ketenpartijen. CRV heeft zijn medewerking rees toegezegd. De onder Aanpak genoemde theoretische kant is nog weinig uit de verf gekomen. Afhankelijk van de vorderingen van de andere programmaonderdelen (m.n. deelproject 6) wordt binnen het programmateam geevalueerd of er kansrijke indicatoren vanuit theoretische overwegingen naar voren komen. Er wordt gerapporteerd aan de VDI-partners conform het programma. Een van de medewerkers van het mengvoerbedrijfsleven fungeert als projectleider, de coördinatie wordt gedelegeerd aan een WLRmedewerker. De go - no go beslissing wordt in eerste instantie genomen door het management van F4F, betreffend wordt voorbereid door het projectteam en aangeleverd door de projectleider. Communicatie Voorlopig intern voor VDI-partners. Verdere communicatiestrategie moet nader bepaald worden. Begroting en financieel commitment VDI-8 In k€, excl. BTW Kosten Kosten voor inzet onderzoekers Materiële kosten Investeringen in apparatuur Overige kosten Totaal

2013

2014

30

40

30

40

20 5

20 5

5

15

30

40

10

20

20 30

20 40

Financiering bijdrage bedrijven in kind (VION) bijdrage bedrijven cash bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Inzet

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen VION

Totaal

In kind bijdrage: VION 20 k€ Cash bijdrage: 20 k€ VION

30

2015

2016

Totaal

1

Format voor programma voorstel voor publiek-privaat initiatief voor onderzoek en innovatie – programmering 2014 Naam / titel programma-initiatief: Feed4Foodure – deel A Nummer aan PPS gegeven door TKI-bureau: TKI-AF-12039-deel-A NB: Het deelprogramma “Voeding, Darmgezondheid en Immuniteit” (VDI) van Feed4Foodure is tevens ingediend als zelfstandige PPS met TKI-nummer TKI-AF-12039-deel-B. Draagt bij aan innovatiethema: Feed4Foodure draagt hoofdzakelijk bij aan thema 2 (Resource efficiency) en thema 4 (Duurzame Veehouderij) Naam en adres aanvragers Contactpersoon; volledige naam, bedrijf, adres, telefoonnummer en e-mail van contactpersoon Ruud Tijssens, Agrifirm Group Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn 06-52033271 of 088-4882951 [email protected] Consortium leden; naam Naam Agrifirm Group Productschap Diervoeder (PDV) Nutreco De Heus Voeders ForFarmers Nederlandse Vereniging Diervoederindustrie Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja Wereld NatuurFonds Productschap MVO DLO

en plaats betrokken kennisinstelling(en), bedrijven en andere partijen Plaats Contactpersoon Email-adres Apeldoorn Ruud Tijssens [email protected] Den Haag Matthé Elema [email protected] Boxmeer Ede Lochem Rotterdam

Leo den Hartog Martin Rijnen Leon Marchal Henk Flipsen

[email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Rotterdam

Henk Flipsen

[email protected]

Zeist Zoetermeer Wageningen

Sandra Mulder Eddy Esselink Gert van Duinkerken

[email protected] [email protected] [email protected]

Samenvatting aanvraag Korte beschrijving van kennis- en innovatieopgave(n) t.b.v. de beoogde innovatie Feed4Foodure heeft de ambitie om, in intensieve samenwerking met andere onderzoeksprogramma’s, een substantiële bijdrage te leveren aan de verdere ontwikkeling van een duurzame en gezonde veehouderij in Nederland, én de Nederlandse concurrentiepositie in een mondiale markt te versterken. Daarbij zijn doorbraken noodzakelijk op het gebied van diervoeding en voedingssystemen. Daarbij zijn drie topprioriteiten benoemd in dit meerjarige onderzoeksprogramma: 1) “Meer met minder d.m.v. efficiënt nutriëntgebruik” om daarmee de ecologische footprint van de veehouderij te verkleinen, 2) “Voeding, darmgezondheid en immuniteit” om daarmee een substantiële bijdrage te kunnen leveren aan een vermindering van het gebruik van diergeneesmiddelen en het verbeteren van het dierwelzijn, en 3) onderzoek betreffende “Maatschappelijk verantwoorde veehouderij”, om daarmee dieren adequaat te kunnen voeren in nieuwe houderij-omstandigheden en emissies verder te verlagen. Samenvatting doel Het onderzoek Feed4Foodure beoogt een aantal belangrijke doorbraken te realiseren om bij te dragen aan een duurzame, gezonde en toekomstgerichte veehouderij in Nederland, in lijn met de Uitvoeringsagenda duurzame veehouderij (http://www.uitvoeringsagendaduurzameveehouderij.nl) 1

Een programma is een set logisch bij elkaar passende projecten die gezamenlijk leiden tot het beoogde resultaat. Door de omvang, de fasering in de tijd en het gebruik van verschillende disciplines is het niet mogelijk het onderzoek in één project vorm te geven.

1

en het IC Agri&Food (http://www.top-sectoren.nl/agrofood/document/innovatiecontract-topsectoragrofood). Het onderzoeksprogramma omvat drie belangrijke onderzoekslijnen: 1. Meer met minder d.m.v. efficiënt nutriëntgebruik. Doel is het verder verlagen van de ‘environmental footprint’ van de Nederlandse veehouderij, en bijdragen aan het realiseren van doelstellingen uit het convenant “Schoon & Zuinig”, het “Fosfaatconvenant” en het “Actieprogramma Nitraatrichtlijn”. Tevens het vergroten van de resource efficiëntie door het ontwikkelen van stuurmodellen, het ontwikkelen van nieuwe voedingsmodellen, voederwaardesystemen en behoeftenormen en het ontwikkelen van innovatieve biomarkers en sensoren ten dienste van de nutriëntenefficiëntie. We beogen concrete verbeteringen te realiseren op het gebied van broeikasgas- en mineralenuitstoot (zoals stikstof, fosfor, koper en zink). 2. Voeding, darmgezondheid en immuniteit. In samenwerking met andere onderzoeksprogramma’s staat het verhogen van de weerstand en de algemene gezondheid, en daardoor het verminderen van de behoefte aan het gebruik van antibiotica centraal. De focus van het onderzoek ligt op het valideren van innovatieve meettechnieken aangaande darmgezondheid en immuniteit, alsmede het toepassen daarvan in innovatieve producten en voersamenstellingen. 3. Maatschappelijk Verantwoorde Veehouderij. De ontwikkeling van nieuwe methoden, technieken en werkwijzen is noodzakelijk om een maatschappelijk verantwoorde veehouderij mogelijk te maken. De aan te pakken problemen zijn doorgaans multifactorieel van aard. Tezamen met andere veehouderij-gerelateerde PPS-en zijn de lijnen zoals uitgezet in het Verbond van Den Bosch leidraad voor de geïntegreerde verduurzaming van de veehouderij. Het voedingsonderzoek van Feed4Foodure draagt hieraan bij, en wordt binnen een bredere houderij-context geplaatst. Voedingseffecten op gedrag en welzijn, levensduur van reproducerende dieren, nieuwe eiwitteelten en afstemming van voeding op de nutriëntbehoefte bij nieuwe en/of welzijnsgerichte houderijsystemen van landbouwhuisdieren zijn speerpunten. Daarnaast komen de verdere implementatie van CO2-emissie-berekeningen (CFPAN-project), inbedding hiervan in internationaal verband (FEFAC, IFIF, i.s.m. met FAO), en nieuwe milieu-indicatoren (zoals waterfootprint) aan de orde. Samenvatting werkwijze Gezien de aard en het doel van de publiek private samenwerking wordt vooral ingezet op grotere onderzoekslijnen, met heldere lange termijndoelen. Het onderzoek heeft een looptijd van 4 jaar. Voor een beperkt deel zal er door PDV (mede)gefinancierd DLO-onderzoek worden voorgezet in 2013 en 2014 (o.a. het publiek-private samenwerkingsprogramma “Emissiearm Veevoer”). Daarnaast zal, beginnend in 2013, voor een belangrijk deel nieuw onderzoek worden opgestart. Doelen worden concreet gedefinieerd en tussentijds zal evaluatie, en waar nodig bijsturing, van het onderzoek plaatsvinden, mede op basis van go/no-go momenten. Bestaande besluitvormingsstructuren in het bedrijfsleven (zoals binnen het PDV de Adviescommissie Veevoedkundig Onderzoek AVO en de Commissie CVB) worden zo optimaal mogelijk benut. Uitgangspunt in het programma is hoofdzakelijk om grotere doorbraken op methodologisch gebied te realiseren, alsmede eerste applicaties te ontwikkelen, die goed aansluiten bij de geformuleerde strategie. De inhoudelijke aanpak zal zodanig worden gekozen dat in het onderzoek nadere kennis wordt vergaard, die de beoogde technologische doorbraak verder ondersteunt en van nieuwe informatie voorziet, terwijl in de uitwerking steeds getracht zal worden eerste applicaties van de nieuwe technologie toe te passen. Kennisontwikkeling vindt plaats in nauwe samenwerking tussen bedrijfsleven en DLO, in afstemming met overheden. Voor toetsing in de praktijk ligt er ook een belangrijke taak voor het bedrijfsleven.

2

Samenvatting gewenste producten Gewenste producten per onderzoekslijn 1. Meer met minder d.m.v. efficiënt nutriëntgebruik

2. Voeding, darmgezondheid en immuniteit

3. Maatschappelijk Verantwoorde Veehouderij

Innovatieve nutriëntgebaseerde (dynamisch mechanistische) voedings- en respons modellen

Interventies die de immuun competentie en respons bevorderen

Geïmplementeerde kwantificeringsmethoden van milieu-impact

Nieuwe voederwaarderingssystemen en behoeftenormen

Kennis over epi-genetische effecten op immuun competentie

Voedingsstrategieën afgestemd op welzijn van hoogproductieve dieren en op specifieke dierenwelzijnseisen

(Moleculaire) indicatoren/biomarkers voor nutriënt efficiëntie

Toetsingsmodellen met voorspellende waarde voor interventies op immuuncompetentie en –respons

Voeding als bijdrage aan vermindering van diergedragsproblemen

Snelle meettechnieken t.b.v. opsporing van nutriënten(in)efficiëntie

Eerste generatie wiskundig model t.b.v. computer simulaties immuunsysteem

Alternatieve eiwitbronnen als vervanging van soja-import en impact analyse van de transitie naar de import van verantwoorde sojaproducten

Indicatoren voor (darm)gezondheid

Voedingsbijdrage aan bevordering van levensduur (zeugen en melkkoeien)en weidegang (melkvee)

Programmagegevens uitvoering Kennisinstelling / programmaleider DLO / Gert van Duinkerken

o o

Contactpersoon vanuit EZ Algemeen contactpersoon: EZ-vertegenwoordiger thema 2: Annet Zweep Inhoudelijk contactpersoon: Willem Roeterdink

Looptijd programma (startdatum / einddatum) 1 januari 2013 – 31 december 2016 (fase I) 1 januari 2017 – 31 december 2020 (fase II) Uitvoerende partijen Mede uitvoerende kennisinstellingen naast programmaleider Wageningen University is een belangrijke partner van DLO in de uitvoering van het onderzoeksprogramma. Daarnaast wordt op basis van complementariteit, meerwaarde en innovatiekracht samengewerkt met diverse Nederlandse en buitenlandse kennisinstellingen (zoals FD Utrecht, TNO, SFR, UA Gent, INRA en KU Leuven). Mede uitvoerende bedrijven (R&D afdelingen) Productschap Diervoeder (CVB-activiteit) en R&D afdelingen van diervoederbedrijven (waaronder Agrifirm, Nutreco, De Heus Voeders en ForFarmers).

3

Beschrijving programma Doel Doelstelling/Visie: Wat wordt beoogd; waartoe moet het initiatief leiden: (nieuw marktconcept, nieuwe werkwijze, product, proces en/of dienst) 1. Meer met minder door efficiënt nutriëntgebruik. Deze programmalijn heeft als doel verliezen aan nutriënten in de dierlijke productie te verminderen. De focus ligt op oplossingsrichtingen via de route van de voeding en het dier omdat de diervoederketen hier een wezenlijke invloed heeft en een bijdrage kan leveren. De oplossingsrichtingen dienen expliciet bij te dragen aan de integrale duurzaamheid van de dierlijke productie, wat impliceert dat, waar mogelijk, sprake moet zijn van synergievoordelen voor belangrijke duurzaamheidsdoelen als diergezondheid, dierenwelzijn, voedselkwaliteit en economisch rendement. Er mag geen sprake zijn van afwentelingen naar andere duurzaamheidsdoelen (zie ook onderdeel 3). Hieronder is schematisch uitgewerkt welke activiteiten en technologische doorbraken nodig zijn om het doel te realiseren en tot welke deliverables dat zal leiden.

Binnen deze programmalijn ligt de focus enerzijds op het aanbod van nutriënten via voedermiddelen (nutriëntwaardering) en anderzijds op de behoefte van landbouwhuisdieren rekening houdend met o.a. soort, geslacht, leeftijd, fysiologische status, gezondheid en productiedoel van deze dieren (vaststelling behoeften en normering). Doel bij nutriëntwaardering is om verliezen van steeds schaarser wordende nutriënten zo veel mogelijk te reduceren. Daarvoor is een zo accuraat mogelijke inschatting nodig van de hoeveelheid voor een dier bruikbare nutriënten die via voedermiddelen worden aangeboden. Onder- of overschatting leidt direct tot inefficiëntie hetzij via onderbenutting van de capaciteit van de dieren, hetzij via verspilling die ook nog eens gepaard gaat met extra belasting van de leefomgeving. Doorbraken in de zin totaal nieuwe nutriënt-gebaseerde voedingsmodellen die het nutriëntenaanbod, de nutriëntenbenutting, de verliezen en de respons voorspellen vormen belangrijke beoogde deliverables. Deze modellen hebben betrekking op energie (= koolstofmetabolisme
CO2 en CH4), eiwit/aminozuren (stikstof), calcium, fosfor, koper en

4

zink. Doel bij behoeftenormering is een zo nauwkeurig mogelijke inschatting van de hoeveelheid nutriënten die dieren nodig hebben teneinde verliezen te minimaliseren. Een optimaal functionerend maagdarmkanaal is van wezenlijk belang om nutriënten optimaal te benutten; indicatoren voor een goed functionerend maagdarmkanaal zouden meegenomen moeten worden in de voederwaardering. Bovendien veranderen energie- en nutriënten behoeften ook in de tijd (zowel binnen als ook tussen dagen). Ook gezondheid is mede bepalend voor de nutriëntbehoefte. Doorontwikkeling van de huidige behoeftenormen aan energie, eiwit en aminozuren, fosfor, calcium, koper en zink – waarbij nog beter rekening gehouden kan worden met genoemde factoren - vormen een belangrijke deliverable. Het onderzoek beoogt tevens om nieuwe (moleculaire) indicatoren van nutriëntefficiëntie (nutrigenomics) te ontwikkelen en om snelle meettechnieken (zoals sensoren) te ontwikkelen om snel en in een vroeg stadium ontsporingen in termen van nutriëntefficiëntie op te sporen. 2. Voeding, darmgezondheid en immuniteit. Zie hiervoor TKI-AF-12039-deel-B 3. Maatschappelijk verantwoorde veehouderij. De belangrijkste maatschappelijke thema’s van de Nederlandse veehouderij zijn milieu-impact (hinder, mineralen en emissies), dierenwelzijn & -gezondheid en beslag op resources. In de Feed4Foodure-programmalijn Maatschappelijk verantwoorde veehouderij wordt de voedingskant van deze multidisciplinaire thema’s ingevuld, waarbij wordt samengewerkt/afgestemd met andere projecten en programma’s waarin deze thema’s worden benaderd (zoals Duurzame Zuivelketen, Breed4Food, PigSystems4Food etc.). De ambitie is dat met het uit te voeren voedingsonderzoek wezenlijke stappen vooruit gezet worden op genoemde multidisciplinaire maatschappelijke thema’s. Het programma draagt daarnaast bij aan het inzichtelijk maken welke rol de voeding kan spelen bij het verduurzamen van de productie, in relatie tot andere maatregelen (zoals fokkerij, huisvesting, milieutechnologie etc.). Voor het thema milieu is de implementatie van kennis van de milieu-impact van diverse grondstoffen een belangrijke activiteit. Voor dierenwelzijn is zowel de beïnvloeding van gedrag met voeding als het “voedingstechnisch” omgaan met welzijnseisen/-wensen (zoals weidegang) onderwerp van onderzoek. De maatschappelijke zorg over impact elders (sojateelt Zuid-Amerika, mondiale feed-food-fuel concurrentie) wordt vooral geadresseerd door onderzoekslijnen naar alternatieve eiwitbronnen, naar de impact van gebruik van RTRS-gecertificeerde soja in Nederland, en door het resource-efficiency gedreven onderzoek (dat laatste is in Feed4Foodure ondergebracht in onderzoekslijn 1 “Meer met minder door efficiënt nutriëntgebruik”). Door de samenwerking met andere op de veehouderij gerichte PPS-en biedt het thema Maatschappelijk verantwoorde veehouderij de gelegenheid aan ‘issues’ zoals bijvoorbeeld levensduur, dierenwelzijn en milieuimpact tezamen vanuit diverse disciplines te werken. Zo wordt gebouwd aan inzicht in de diverse routes (disciplines) die ingezet kunnen worden om te werken aan verminderde ongewenste neveneffecten van dierlijke productie. Bijvoorbeeld levensduur is een thema dat zowel vanuit fokkerij als voeding als huisvesting/management aan te pakken is. Begrenzing/scope: wat gebeurt er nog wel binnen de scope van het programma, wat gebeurt er niet binnen de scope van het programma Het programma is gericht op het realiseren van grotere doorbraken op methodologisch gebied, alsmede op eerste applicaties. De inhoudelijke aanpak is zodanig gekozen dat in het onderzoek nadere kennis wordt vergaard, die de nieuwe technologische doorbraak verder ondersteunt en van nieuwe informatie voorziet, en in de uitwerking zal steeds getracht worden eerste applicaties van de nieuwe technologie toe te passen (“proof of principle”). Kennisontwikkeling vindt in nauwe samenwerking plaats tussen bedrijfsleven en DLO, in afstemming met overheden. Voor toetsing in de praktijk ligt ook een belangrijke taak bij het bedrijfsleven. Tweede fase applicaties (”beyond proof of principle”) en competitieve toepassingen vallen buiten de scope van het programma. Wat levert het initiatief op voor de betrokken bedrijven en instellingen? Beschrijf wanneer de PPS succesvol is. De PPS is succesvol, en levert meerwaarde voor betrokken bedrijven en instellingen, en de samenleving, indien de doelstelling is gerealiseerd om grotere doorbraken op methodologisch gebied te verwezenlijken, alsmede eerste applicaties, in lijn met de geformuleerde strategie. Concreet levert het onderzoek het volgende op: • Nieuwe voedingsmodellen voor landbouwhuisdieren o Op korte termijn (1-3 jaar): nieuwe voederwaarderingsmodellen, gebaseerd op betere inschatting van het nutriëntenaanbod uit het voer en de nutriëntenbehoefte van het dier o Op middellange/lange termijn (2-8 jaar): innovatieve nutriënt-gebaseerde (dynamisch mechanistische) voedings- en responsmodellen 5

• • • • • • • • • • •

Nieuwe (moleculaire) indicatoren van nutriënt efficiëntie Snelle meettechnieken t.b.v. de opsporing van nutriëntefficiëntie Interventies die de immuun competentie en respons bevorderen Kennis over epigenetische effecten op immuuncompetentie Toetsingsmodellen met voorspellende waarde voor interventies op immuuncompetentie en – respons Eerste generatie wiskundig model t.b.v. computer simulaties immuunsysteem Indicatoren voor (darm)gezondheid Geïmplementeerde kwantificeringsmethoden van milieu-impact Voedingsstrategieën afgestemd op het welzijn van hoogproductieve dieren en op specifieke dierenwelzijnseisen Voeding als bijdrage aan vermindering van diergedragsproblemen Alternatieve eiwitbronnen als vervanging van soja-import en impact van de transitie naar verantwoorde soja in de productielanden als ook in Nederland

Heeft het initiatief uitstraling naar de hele Agrifoodsector en / of andere sectoren? Het initiatief adresseert kernprioriteiten binnen de gehele agrofoodsector, en zal ook in nauw overleg met andere PPS-en worden uitgevoerd. Overleg en afstemming met andere PPS-en (Vealsystem4Food, PigSystems4Food, Poultry4Food, Breed4Food en Duurzame ZuivelKeten) heeft plaatsgevonden en samenwerking met diverse PPS-en is geformaliseerd. De inhoud van de programmalijn “Voeding, darmgezondheid en Immuniteit” binnen Feed4Foodure is intensief afgestemd met 1Health4Food (TKI-AF-12067; tevens TKIAF-12001). Binnen Feed4Foodure neemt het diervoederbedrijfsleven haar verantwoordelijkheid en zal, vanuit haar competentieveld, een bijdrage leveren. De ontwikkelde kennis, modellen en sensoren dragen sterk bij aan een verdere succesvolle internationale uitstraling en nieuw ondernemerschap. Motivering hoe het voorstel / de PPS bijdraagt aan de ambities IC Agrifood Met concrete efficiëntieverbeteringen (bijvoorbeeld 5 tot 10% betere benutting van fosfaat) of reductie van de uitstoot (reductie broeikasgasemissie met 10 tot 20%) levert het programma nadrukkelijk een bijdrage aan de drie belangrijkste ambities van het IC AgriFood: ‘Meer met minder’, en dan met name op de onderdelen ‘valorisatie van reststromen’, ‘resource efficiency in de keten’ en ‘duurzame veehouderij’. Daarnaast wordt nadrukkelijk een bijdrage geleverd aan een duurzame veehouderij middels de programmalijn rondom ‘Voeding, darmgezondheid en immuniteit’. Maar ook het onderwerp ‘Hogere toegevoegde waarde’ wordt ondersteund door de lijn ‘Maatschappelijk Verantwoorde veehouderij’. Door werkwijzen te ontwikkelen welke bijvoorbeeld diereigen gedrag en efficiënt nutriëntgebruik koppelen, wordt het ook mogelijk om extra toegevoegde waarde voor de dierlijke producten te creëren. Bij welk innovatie thema(s) en prioriteiten (Innovatiecontract 2012) sluit het aan? Het programma sluit zeer sterk aan op de innovatiethema’s Resource efficiency (thema 2) en Duurzame Veehouderij (thema 4) uit het IC AgriFood 2012. Daarnaast draagt het programma bij aan thema 1a (Valorisatie van zijstromen en grondstoffen), thema 2a-b-d (Energie en klimaat; Bodem, water, mineralen; Resource efficiency in de keten), thema 3 (Duurzaamheid importstromen), thema 5b-c (Informatisering, precisielandbouw en robotica; Ondernemerschap), thema 6c (Gastro-intestinale gezondheid) en thema 9b (Grondstofflexibiliteit). Feed4Foodure is ook in 2012 al toegekend binnen het IC AgriFood. De onderzoekslijnen 2013 – 2016 zijn een vervolg en een verdere verdieping. Het programma sluit aan bij de prioriteiten 2012: economische versterking van de sector, een verdere versterking van de internationale positie en uitstraling, innovatief (inzet van geheel nieuwe technieken, sensoren, etc.) en duurzaam. Wat is de economische meerwaarde van het initiatief? Gezonde dieren zijn efficiënte dieren. Daardoor is de verwachting dat dit programma ook zal leiden tot een aanzienlijke efficiëntieverbetering, welke ook een belangrijke economische meerwaarde heeft. Door dit programma worden deze efficiëntieverbeteringen verder versneld. Geschat wordt dat met genoemd onderzoek een besparing tot 1% op grondstofgebruik mogelijk is. De potentiële besparing daarmee wordt geschat op 10 tot 20 miljoen Euro per jaar. Aan de andere kant worden ook innovatieve voerstrategieën ontwikkeld, met een additioneel margepotentieel van miljoenen Euro’s per jaar. Daarnaast zal dit onderzoek bijdragen aan een besparing op de kosten van gezondheidsproblemen en antibioticatoepassing. Wat is de maatschappelijke meerwaarde van het initiatief? Er zijn twee belangrijke maatschappelijke uitdagingen, welke in deze aanvraag worden geadresseerd: enerzijds de mondiale uitdagingen, zoals het voeden van negen miljard mensen in 6

2050, efficiënt omgaan met eindige grondstoffen en het reduceren van de milieu-impact van onze veehouderij. En anderzijds het bijdragen aan een maatschappelijk geaccepteerde en geapprecieerde veehouderij in Nederland d.m.v. een lager gebruik van antibiotica, een verbeterd dierenwelzijn en minder belasting van het milieu. Tevens kan dit programma bijdragen aan verminderde afhankelijkheid van Zuid-Amerikaanse soja en vergroting van de rotatiemogelijkheden van Europese akkerbouwers. Wat is de wetenschappelijke meerwaarde van het initiatief? De meerwaarde van kennisontwikkeling is evident, maar zeker ook de toepassing en validatie van nieuwe technologie door het onderzoek, de diervoederketen en op veehouderijniveau (bijvoorbeeld op gebied van nutrigenomics, darmflora- en immuniteitsmetingen) en de ontwikkeling van sensortechnologie leveren een belangrijke bijdrage aan het begrijpen en sturen van fysiologische processen. Kennis & Innovatievragen Omschrijf zorgvuldig de kennis- en innovatieopgaven die in het programma worden beantwoord, gerelateerd aan de beoogde innovatie en de reeds beschikbare kennis. Maak daarbij een onderscheid (waar van toepassing) in kennisvragen die worden opgepakt in fundamenteel onderzoek, strategisch / toegepast onderzoek en in valorisatie-activiteiten 1. Meer met minder d.m.v. efficiënt nutriëntengebruik. Uit onderzoek is gebleken dat de variatie tussen dieren nog grote kansen biedt om nutriënten efficiëntie aanzienlijk te verhogen en emissies te reduceren. Om daar gebruik van te maken is de ontwikkeling van hulpmiddelen nodig. Door verbeterde voederwaarderingssystemen (inclusief behoeftenormering) en voedings- en respons modellen is een nauwkeuriger inschatting mogelijk van de hoeveelheid nutriënten die dieren nodig hebben, vastleggen in eindproduct of uitscheiden, teneinde deze nutriënten efficiënt te benutten. Vele diergebonden factoren (ras, sekse, fysiologische status, gezondheid etc.), omgevingsfactoren (hokbezetting, voersysteem, klimaat etc.) en temporele variaties (tussen dagen en binnen dagen) bepalen de behoefte aan energie en nutriënten (eiwit en aminozuren, fosfor, calcium, koper en zink). Daarnaast ligt er een innovatieopgave om nieuwe (moleculaire) indicatoren van nutriëntefficiëntie (nutrigenomics) te ontwikkelen en om snelle meettechnieken (sensoren) te ontwikkelen om snel en in een vroeg stadium ontsporingen in termen van nutriëntefficiëntie op te sporen. 2. Voeding, darmgezondheid en immuniteit. Zie hiervoor TKI-AF-12039-deel-B. 3. Maatschappelijk verantwoorde veehouderij. Een meer diernatuurlijk gedrag (zoals beweiding en groepshuisvesting) vraagt ook aanpassing van voersystemen en ontwikkeling van nieuwe indicatoren voor de nutritionele status van dieren. Verfijnd begrip van de wisselwerkingen tussen voeding, (veranderende) houderij-omstandigheden en dier-functioneren is nodig om integraal verbeterde productiesystemen tot stand te brengen. Daarnaast kunnen we via de weg van het voer bijdragen aan het reduceren van diverse welzijnsproblemen. Denk aan de rol van voeding en verzadiging in het sociaal gedrag en ethologisch welzijn van dieren, verbetering van vitaliteit en beperking van vroege uitval, de relatie tussen voeding en de voetzoolkwaliteit van pluimvee, verhoging van de levensduur en levensproductie van melkvee, zeugen en leghennen. Een andere innovatie opgave is gebruikmaking van duurzame (zo mogelijk Europese) grondstoffen (met name eiwitbronnen). Tot slot ligt er een uitdaging voor het (door)ontwikkelen van een integrale milieu-analyse in de diervoeder- en dierlijke productieketens, (denk aan toepasbare carbon- en water footprints, effecten op verzuring, vermesting, gebruik van fossiele brandstoffen en biodiversiteit). Aanpak & tijdpad Welke aanpak wordt gekozen voor de uitvoering van het onderzoek? Welke activiteiten zijn nodig? Wat zijn de hoofdlijnen in het onderzoek? Wat is de globale planning van de uitvoering van het onderzoek en daaraan gerelateerde beslismomenten (fasering activiteiten gaarne uitzetten tegen de tijd)? Graag de gehele looptijd van het programma in beschouwing nemen. Zie ook “Samenvatting werkwijze” op pagina 2. Het programma Feed-4Foodure deel A omvat, een set samenhangende deelprojecten. Meerwaarde door samenwerking, multidisciplinariteit en verbinding (zowel binnen dit PPS alsook met andere PPS-en) zijn sleutelwoorden in de aanpak. In de bijlage van dit werkplan is per deelproject uitgewerkt voor welke aanpak wordt gekozen voor de uitvoering van het onderzoek, welke activiteiten nodig zijn, wat de hoofdlijnen zijn in het onderzoek, wat de globale planning van het onderzoek is en welke beslismomenten daaraan zijn gerelateerd.

7

Beoogde resultaten producten Beschrijf de beoogde resultaten en producten die het onderzoek oplevert, beschrijf (afrekenbare) deliverables Per deelproject is uitgewerkt wat de beoogde resultaten en producten zijn die het onderzoek oplevert, en wat de (afrekenbare) deliverables zijn. Zie hiervoor de werkplannen per deelproject en tabel 1 en 2. Organisatie Beschrijf de rol / activiteiten van alle deelnemers (bedrijven - kennisinstellingen - overheid) Het bedrijfsleven is zeer actief in het programma aanwezig. Voor een deel probleem stellend en sturend op de inhoudelijke invulling vanuit het collectief bij de productschappen. Voor een deel wordt ook actief kennis en onderzoeksfaciliteiten ingebracht. In het onderzoeksprogramma zijn experimenten en laboratoriumanalyses gepland bij verschillende betrokken partners. De overheid zet haar expertise in op gebied van beleidsontwikkeling, alsmede ook toetsing van de oplossingsrichtingen aan het uitgestippelde beleid. Maar ook de mogelijkheid om verdere controleerbaarheid in de keten in te bouwen is een belangrijk aandachtsgebied. De kennisinstellingen vervullen een belangrijke rol in de hypothesevorming en -toetsing, het innovatieproces en het realiseren van technologische/methodologische doorbraken. Beschrijf de expertises en het niveau die voor de uitvoering van het onderzoek nodig zijn Benodigde expertises zijn bij uitstek multidisciplinair en hoofdzakelijk op academisch niveau (incl. technische ondersteuning en onderzoeksassistentie). Waar mogelijk en nodig zullen AIO’s worden aangesteld op de meer verdiepende onderdelen van het programma. Binnen het multidisciplinaire programma zijn belangrijke expertisegebieden: diervoeding, voederwaardering, voedings- en adaptatiefysiologie, dierenwelzijn/ethologie, (nutri)genomics, metabolomics, proteomics, genetica, microbiologie, (agro)technologie, informatica, systeemontwikkeling en plant sciences. Beoogde begeleiding / governance van de samenwerking inclusief de betrokkenheid van het bedrijfsleven en de overheid De beoogde begeleiding / governance van het programma Feed4Foodure-deel A is uitgewerkt in een bijlage. Belangrijk uitgangspunt is een tripartiete benadering (bedrijfsleven, overheid en kennisinstellingen gezamenlijk). Op onderdelen is nadrukkelijk aanhechting met de partners vanuit het convenant Schone & Zuinige Agrosectoren, en Duurzame Veehouderij. Daarin wordt afstemming gezocht met de overheid. Op het gebied Maatschappelijk Verantwoorde Veehouderij wordt op onderdelen samengewerkt met andere PPS-en, zoals Duurzame Zuivelketen en Pigsystems4food. Het onderwerp VDI wordt aangehecht aan de programmeercommissie 1Health4Food. In deze programmeercommissie zijn zowel overheid als onderzoeksinstellingen en bedrijfsleven vertegenwoordigt. Beschrijf hoe de volgende aspecten zijn geregeld: Inhoudelijke Kwaliteitsborging, proces-en voortgangsbewaking Jaarlijkse voortgangsbewaking sluit aan bij de afspraken omtrent governance en de richtlijnen van het TKI-bureau. Wetenschappelijke kwaliteit wordt geborgd via wetenschappelijke gangbare werkvormen (zoals peer review) en door te werken met gerenommeerde kennisinstellingen met een bewezen track record (hetgeen gestaafd kan worden aan uitkomsten van onafhankelijke wetenschappelijke visitaties en het publicatie track record). Programmaleiding is in handen van DLO-Wageningen UR Livestock Research; dit instituut is ISO 9001:2008 gecertificeerd. Besluitvorming zoals bij go/no go momenten (zie tijdpad) Belangrijke momenten zijn de jaarlijkse budgettering van de productschappen/het bedrijfsleven, of, bij eventueel aanpassingen van het beleid binnen de productschappen, de collectieve vormen van financiering. Communicatie Beschrijf de beoogde communicatie en doorwerking naar doelgroepen Afspraken hierover zijn in het consortium agreement van Feed4Foodure deel A uitgewerkt en vastgelegd. Plaatsing van werkplan-samenvatting en resultaten op Kennisonline valt daar ook onder. Bij aanvang van het programma is een communicatieplan opgesteld waarin doel, doelgroepen, communicatiestrategie en –middelen nader zijn uitgewerkt. Er is onder meer een website ingericht (www.feed4foodure.nl) en er zijn maandelijks themamiddagen voor de brede achterban van het Feed4Foodure consortium. Er is sprake van goede doorwerking van kennis naar doelgroepen indien het leidt tot een beweging naar verdere verduurzaming van de dierlijke productie, en de diervoederketen daar actief aan bijdraagt; en indien methodische doorbraken leiden tot tools en innovaties in de keten die de doelen dichterbij brengen.

8

De aard van het onderzoek is precompetitief. Bij aanvang van het programma zijn algemene IP gerelateerde afspraken vastgelegd in het consortium agreement. Verwachte voortgang en resultaten programma 2013 Het werkplan 2013 is in april 2013 goedgekeurd. Omdat ongeveer 1/3e deel van de gevraagde EZ bijdrage werd toegekend, hebben enkele deelprojecten een meer gefaseerde opbouw en langere doorlooptijd gekregen ten opzichte van het oorspronkelijke ambitieniveau. In september 2013 is in de stuurgroep van Feed4Fodure aan de orde geweest of het activiteitenprogramma uitgebreid kon worden door in samenwerking met het project “KringloopWijzer”. De zuivelketen wil de koolstofkringloop efficiënter maken en heeft besloten om de emissie van methaan, kooldioxide en de mobiliteit van organische stof in de bodem bedrijfsspecifiek in beeld te brengen met de KringloopWijzer. Het Nederlandse diervoederbedrijfsleven is actief betrokken bij de mogelijkheden om de koolstofkringloop efficiënter te maken en de broeikasgasemissie (waaronder methaan) te reduceren. Deze ontwikkelingen zijn voor het diervoederbedrijfsleven van belang, omdat de verwachting is dat de voerketen een substantiële bijdrage kan leveren aan efficiëntieverbetering in de C-kringloop van het melkveebedrijf. Daarom is vanuit Feed4Foodure initiatief genomen om een nauwe aanhechting van het diervoederbedrijfsleven met de KringloopWijzer te realiseren. Dit is ingepast in het werkplan 2013/2014 van deelproject MMM-2B. Tabel 1 Deliverables 2013 uit werkplan 2013, met daarin aangegeven welke zijn/worden gerealiseerd eind 2013 Deelproject

Deliverables 2013

Realisatie Ja/Nee/Deels

MMM MMM1

•

MMM2-A

•

•

•

MMM2-B

•

•

• •

• •

•

Masterplan waarin de ontwikkeling wordt beschreven van nutrient gebaseerde (dynamisch mechanistische) modellen voor zeugen, vleesvarkens, leghennen en vleeskuikens (en een update voor melkvee). Kwantitatieve informatie over de nutriëntenbeschikbaarheid en energiewaarde van grondstoffen voor varkens en pluimvee. Een geactualiseerd netto energiesysteem voor vleesvarkens, een vernieuwde tabel verteerbaarheid voedermiddelen voor varkens en een in vitro methode voor (fecale) verteringseigenschappen grondstoffen in varkens en pluimvee. Beschrijving van de wetenschappelijk conceptuele basis voor toekomstige energiewaarderingssystemen voor varkens en pluimvee. Eerste resultaten van in vivo toetsing van effecten van voermaatregelen op enterische methaanvorming in melkvee. Gedeeltelijke uitbreiding van een dynamisch model van enterische methaanvorming, toevoegen van ontbrekende elementen in het model, uitvoeren van scenarioberekeningen, dit in sterke interactie met deelproject MMM1. Voortgang gebruikersinterface rondom het model voor melkvee, in aansluiting op deelproject MMM1. Informatie over mogelijke afwentelingen van methaanemissie naar overige emissies, inzicht in de invloed van voeding op algemeen gehanteerde emissiefactoren. Vertaling van effecten op methaanemissie in melkvee naar de situatie in het schaap Wetenschappelijke publicaties, internationale samenwerking/afstemming (bijv. inbreng resultaten in voedingswerkgroep onder Global Research Alliance). Inzicht in het adaptatievermogen van de penswand om nutriënten te kunnen absorberen en de mate waarin de voersamenstelling dit adaptatievermogen beïnvloedt.

Ja

Ja

Deels, afronding in 2014

Ja, dit wordt geïntegreerd in het masterplan in deelproject MMM1 Ja

Ja, verdere uitbreiding en afronding in 2014

Ja, interface beschikbaar in 2014 Ja, verdere uitbreiding in 2014

Deels, i.s.m. N-Zeeland, oplevering in 2014 Ja

Ja, dit onderdeel loopt door in 2014

9

MMM3-A

•

•

•

MMM3-B

• •

•

MMM4

•

•

•

•

•

Geactualiseerde aminozuurbehoeftenormen voor vleeskuikens en leghennen, in samenhang met een nieuw aminozuursysteem voor pluimvee (gebaseerd op ileale verteerbaarheid) Inzicht in de variatie in aminozuurbehoefte van vleesvarkens op praktijkbedrijven met een verschillende gezondheidsstatus. Inzicht in het effect van verschillende energie-eiwit verhoudingen en lichaamsgewicht op 20 weken leeftijd op bevruchting, kuikenkwaliteit, bevedering en persistentie bij vleeskuikenouderdieren Dynamisch model om de dynamiek van de ureumstromen in melkvee te beschrijven. Kwantitatieve informatie en schattingsformules m.b.t. de pensafbreekbaarheid van voedermiddelen ten behoeve van de eiwitwaardering voor herkauwers. Inzicht in microbiële besmetting bij de in-situ methode, en een correctiemethode voor microbiële besmetting met als doel de eiwitafbraak in de pens zo goed mogelijk te kunnen inschatten. Inzicht in de aanwezigheid en regulatie van Ptransporters in de dunne darm bij groeiende varkens in relatie tot leeftijd en fosforaanbod in het voer (wet. artikel). Inzicht in de relatie tussen P-opname, absorptie en retentie bij groeiende varkens en botmineralisatie en –sterkte (rapport en wet. artikel). Rapport met integratie van recent uitgevoerd onderzoek naar verteerbaarheid en behoefte in (klassieke) normstelling voor gestandaardiseerde vP-behoefte bij varkens. Rapport met integratie van recent uitgevoerd onderzoek naar effect van oP niveau, Ca/oP verhouding en groeisnelheid van vleeskuikens op verteerbaarheid, botsterkte, mineralenaanzet in weke delen en karkas en performance Literatuurstudie naar het calcium- en fosformetabolisme van leghennen en rapportage experiment naar het effect van voer (fosfor, calcium), leghennen ras en leeftijd op calcium- en fosfaat benutting, vastlegging en fosfaatuitscheiding.

MMM5 •

•

•

MMM6

•

MMM7

•

• •

Inzicht in de mogelijkheden met een lagere dosering koper in het voer van jonge varkens een vergelijkbare gezondheid en groeiprestatie te realiseren (rapport, wetenschappelijk artikel). Inzicht in koper-transporters in darm en andere organen en mechanismen die een rol spelen bij het effect van een hoge koperdosering (rapport, wetenschappelijk artikel). Inzicht in de mogelijkheden bij (jong) melkvee om de Cu benutting te verbeteren middels pensbestendige Cu-verbinding(en), waarmee het Cu-gehalte van het rantsoen verlaagd kan worden, en de Cu excretie naar het milieu zal afnemen Eerste resultaten ten aanzien van nieuwe diagnostiek voor vaststelling van nutriëntgebruik. Rapportage met overzicht van beloftevolle meettechnieken om nutriënten(in)efficiëntie te kunnen opsporen en/of bijsturen: per diersoort, geduid naar relevantie, technische haalbaarheid, praktische toepassing, benodigde tijd tot marktintroductie en (indien mogelijk) benodigde. Poster ICAR Health data conference Uitgewerkte interviews stakeholders

Ja, 2 rapporten: vleeskuikens en leghennen Ja

Ja

Ja Ja

Ja

Deels

Deels (rapport + congresbijdrage EAAP; wet. artikel in voorbereiding) Nee, studie aangevangen in laatste kwartaal 2013, afronding in 2014 Ja

Ja

Deels Rapport ja, artikel nog niet. Aanvullend: rapport m.b.t. Cu en Zn normen voor varkens. Rapport gereed rond jaarwisseling, wetenschappelijk artikel nog niet gereed Resultaten vitro onderzoek in 2013, resultaten in vivo studie begin 2014 Ja, o.b.v. een literatuurstudie Ja

Nee, wel congresverslag Ja

10

•

Workshop met stakeholders waar concept resultaten besproken worden

Ja 17 dec 2013

•

Rapportage van de eerste aanzet van de strategie om actuele gegevens over grassamenstelling en opname te benutten voor frequente rantsoenaanpassingen. Go - no go document met evaluatie voedingsbijdrage vanuit F4F aan de PPS DZK en een voorstel voor op te pakken voedingsvragen voor de jaren 2014-2015 Beschrijving van de mogelijkheden om de verworven kennis in modelvorm beschikbaar te maken. Literatuurstudie die enerzijds inzicht geeft in gewenste voerstrategieën voor kraamzeugen en haar biggen in groepshuisvesting en anderzijds leemten in kennis aangeeft. Deze studie wordt opgeleverd in een Nederlandstalig rapport en in een artikel voor een vakblad. Rapportage van de belangrijkste voedingsaangrijpingspunten en kennisvragen voor de verlenging van levensduur/gebruiksduur bij melkvee. Aanzet voedingsvisie melkvee “voeren om gezond en productief oud te worden” Resultaten van het project WHY DRY, gericht op systeeminnovatie ter bevordering van gezondheid van melkvee via een alternatief transitiemanagement Nieuwe versie van model FeedPrint, uitgebreid/aangepast met: Een extra module voor de berekening van landgebruiksverandering (Land Use Change) Extra mogelijkheden om aanpassingen te maken in het productieproces. Dat vereist aanpassingen in het rekenprogramma en een protocol voor het inbrengen en kwaliteitscontrole van nieuwe data. Het voorbereiden van de protocollen en de methodologie-beschrijving voor het opstellen van een Product category Rule voor veevoer en veevoergrondstoffen. Het aanbrengen van een koppelingsmogelijkheid met andere diermodellen voor bestaande dieren, maar ook voor nieuwe diergroepen via softlinking. Een kwalitatieve beschrijving die aan de hand van een aantal vragen en voorbeelden inzicht geeft in de effecten op micro- en macroschaal van de door de gebruiker gekozen maatregelen. Deponeren van de merknaam “FeedPrint”. Ranking van nieuwe potentiële eiwitrijke gewassen

Ja

MVV MVV1

• MVV2

•

MVV3

•

• •

MVV4

• • •

•

•

•

MVV5

• •

MVV6

•

•

•

A list to of indicators to measure the social ecological impact on soy cultivation of the transition towards RTRS-certified soy in Dutch feed and food; A list of indicators to measure the impact of RTRScertified soy in Dutch feed and food on sustainability via the demand side in the EU; A monitoring of the use of RTRS-certified soy in the Dutch feed and food industry in 2012.

Ja Ja

Ja

Ja Ja

Ja Ja Ja

Ja

Ja

Ja

Ja Ja, ranking o.b.v. belangrijke duurzaamheidskenmerken (Carbon FootPrint en Luluc) Ja

Ja

Ja

11

Inrichting programma 2014 Tabel 2 deelprojecten 2014: Contactpersoon vanuit EZ: Willem Roeterdink Titel deelproject

Nummer binnen de PPS MMM

Projectleider / kennisinstelling

Looptijd

MMM1

Jansman/DLO

2013-2016 (fase 1), 2017-2020 (fase 2)

Verminderen Methaan- en energieverliezen Deel A: varkens en pluimvee Deel B: herkauwers

MMM2-A MMM2-B

Veldkamp/DLO Bannink/Sebek/DLO

2013-2016 2013-2016

Verminderen Stikstofverliezen Deel A: varkens en pluimvee Deel B: melkvee

MMM3-A MMM3-B

Jansman/DLO v. Vuuren/DLO

2013-2016 2013-2017

MMM4

Bikker/DLO

2013-2016

MMM5

Bikker/DLO

2013-2016

MMM6

Jansman/DLO

2013-2016

MMM7

Vrolijk/DLO

2013, daarna go/no go

2013, daarna go/no go 2013, daarna go/no go 2013, daarna go/no go 2013, daarna go/no go 2013-2014, daarna go/no go 2013-2015

Meer met Minder Masterplan “Nutriënten gebaseerde voederwaarderings- en responsmodellen voor landbouwhuisdieren”

Verminderen Fosforverliezen bij landbouwhuisdieren Verminderen Koper- en zinkverliezen bij landbouwhuisdieren Ontwikkeling van nieuwe indicatoren voor vaststelling van efficiëntie van nutriëntgebruik in landbouwhuisdieren Snelle meettechnieken t.b.v. opsporing van nutriënten(in)efficiëntie Maatschappelijk Verantwoorde Veehouderij Voedingsoptimalisatie hoogproductief melkvee met weidegang

MVV MVV1

V.d. Pol/DLO

Voeding zeugen in welzijnsgerichte systemen

MVV2

V.d. Peet/DLO

Voedingsexpertise in verlenging levensduur melkvee

MVV3

V. Vuuren/DLO

FeedPrint aansluiten op internationale ontwikkelingen

MVV4

Vellinga/DLO

Alternatieve eiwitten

MVV5

V. Krimpen/DLO

Impact analysis Dutch transition animal feed sector to responsible soy

MVV6

Hoste/DLO

Voor Budgetbeslag per project over de jaren en overige detailinformatie wordt verwezen naar de individuele projectplannen, die op verzoek opvraagbaar zijn. Overall begroting PPS wordt in Tabel 4 gegeven. Tabel 3 deliverables 2014 Deelproject

Deliverables 2014

MMM MMM1

•

• • MMM2-A

• •

Verdiepend onderzoek gericht op modelmatige voorspelling van nutriëntbeschikbaarheid vanuit het voer op basis van grondstof-, voer- en diereigenschappen bij resp. varkens en vleeskuikens. Raamwerk voor een model ter voorspelling van nutriëntbeschikbaarheid vanuit het voer voor varkens, resp. vleeskuikens voor het metabolisme. Inventarisatie van beschikbare data voor de bouw van een model ter voorspelling van nutriëntbeschikbaarheid. Kwantitatieve informatie over de nutriëntenbeschikbaarheid en energiewaarde van grondstoffen voor varkens en pluimvee. Geactualiseerd netto energiesysteem voor vleesvarkens en een vernieuwde tabel

12

verteerbaarheid voedermiddelen voor varkens (o.b.v. de resultaten uit 2013). MMM2-B

•

•

• •

• •

•

•

MMM3-A

• • • •

MMM3-B

•

MMM4

• • •

Verdere in vivo toetsing van effecten van voermaatregelen op enterische methaanvorming in melkvee (afronding tweede grassilage proef, uitvoering proef maïssilage); publicatie resultaten krachtvoerzetmeel proef, vers gras proef, eerste grassilageproef, en interactie additievenproef. Doorlopend, uitbreiding van een dynamisch model van enterische methaanvorming, toevoegen van ontbrekende elementen in het model (additieven), uitvoeren van scenarioberekeningen; dit in sterke interactie met deelproject MMM1. Afronden en presenteren van gebruikersinterface rondom het methaanmodel voor melkvee, in aansluiting op deelproject MMM1. Afronden studie naar mogelijke afwentelingen van methaanemissie naar overige emissies; inzicht in de invloed van voeding op algemeen gehanteerde emissiefactoren, en actualisatie van die emissiefactoren (t.b.v. sector, overige monitoringsprojecten als Koeien & Kansen / KringLoopWijzer). Afronden vertaling van effecten op methaanemissie in melkvee naar de situatie in het schaap Realisatie wetenschappelijke publicaties, internationale samenwerking/afstemming (bijv. inbreng resultaten in Feed & Nutrition Network Group onder Global Research Alliance), presentatie op themamiddagen / congressen. Uitvoering van tweede experiment rondom adaptatievermogen van de penswand om nutriënten te kunnen absorberen, publicatie / definitieve vastlegging uitkomsten eerste experiment. In samenwerking met het project Kringloopwijzer: • Kwantificering van het potentiële effect van alle relevante maatregelen die door het diervoederbedrijfsleven genomen kunnen worden op de reductie van de methaanemissie op het melkveebedrijf. • Aansluiting van het diervoederbedrijfsleven aan BEC (= de koolstofmodule in de KringloopWijzer). • Rapport met daarin: (1) een overzicht van mogelijke maatregelen die door het diervoederbedrijfsleven genomen kunnen worden om de methaanemissie op het melkveebedrijf (on-farm emissie) te verminderen, (2) vergelijking tussen de mogelijke maatregelen (die door het diervoederbedrijfsleven genomen kunnen worden) en de maatregelen die via de Kringloopwijzer kunnen worden doorgerekend, (3) evaluatie van de mogelijkheden voor het diervoederbedrijfsleven om de on-farm methaanemissie op het melkveebedrijf te verminderen en het daarvan te verwachten effect. Wetenschappelijke publicatie m.b.t. de aminozuurbehoefte van pluimvee. Rapport met resultaten omtrent de variatie in de eiwit- en aminozuurbehoefte van vleesvarkens op bedrijven met een verschillende gezondheidsstatus. Rapport m.b.t. de validatie van de aanpassing van voeders t.a.v. hun aminozuursamenstelling op de gezondheidsstatus van varkens. Proefschrift over de effecten van gezondheidsstatus van vleesvarkens op de aminozuurbehoefte. Eerste resultaten van het onderzoek dat i.s.m. University Campus Fryslân wordt uitgevoerd met als doel: (1) opschaling van het eiwitwaarderingssysteem voor herkauwers dat behoefte aan individuele aminozuren van melkvee op darmniveau vast kan stellen, de behoefte aan individuele aminozuren niet alleen relateert aan potentiele melkproductie, maar ook aan benodigde aanmaak van eiwitten die een rol spelen in het afweermechanisme van de koe (acute fase eiwitten, globulines), (2) differentiatie van eiwit-/aminozuurbehoefte naar lactatiestadium, (3) voederstrategieën die leiden tot winstgevende melkproductie, lager risico op metabole stoornissen rond het kalven en een verbetering van de immuunrespons en de levensduur van melkvee en de melksamenstelling. Rapport m.b.t. in 2013 uitgevoerde dosis-respons studie naar oP-behoefte bij vleeskuikens. Rapport m.b.t. P en Ca benutting in leghennen. Inzicht in de regulatie van absorptie, benutting, mobilisatie en excretie van fosfor bij herkauwers, varkens en pluimvee om op korte termijn in de praktijk de fosforvoorziening van landbouwhuisdieren te verbeteren en verliezen te beperken en op de langere termijn kennis te leveren voor integratie van de fosfordynamiek in dynamisch mechanistische modellen. In najaar 2013 zullen de volgende projecten in het projectteam verder worden uitgewerkt, gefaseerd en wordt een voorstel tot prioritering gedaan: (1) varkens: inzicht in de rol van P-transporters en -sensoren in de darm en andere betrokken organen in de absorptie en benutting van fosfor bij zeugen en nakomelingen: de invloed van de maternale P-voorziening tijdens de dracht en de lactatie op aanzet en mobilisatie van de zeug, melkproductie en de ontwikkeling van de nakomelingen en hun P-metabolisme (absorptie, benutting en 13

MMM5

•

MMM6

•

MMM7

•

MVV

•

MVV1

•

MVV2

•

MVV3

•

MVV4

•

•

•

MVV5

•

MVV6

•

expressie van P-transporters en sensoren), (2) melkkoeien: inzicht in P-absorptie en benutting, met nadruk op de verdeling van geabsorbeerd fosfor over retentie/mobilisatie in bot en excretie in de melk, factoren en nutriënten die hierop van invloed zijn en biomarkers om de respons te meten, (3) pluimvee: inzicht in de mogelijkheden om de fosforefficiëntie van pluimvee (vleeskuikens vs leghennen) te verbeteren via de voedingsstrategieën van de moederdieren dan wel via nutritionele programmering middels de fosforvoorziening in het vroege leven van de nakomelingen (nutrigenomics benadering, vgl. varkens), zonder nadelige gevolgen voor diergezondheid en dierprestaties. Inzicht in de mogelijkheden bij groeiende varkens en zeugen de koper/zink voorziening te verlagen met behoud van gezondheid en dierprestaties. Op basis van de gepubliceerde deskstudie en adviezen voor koper- en zinknormen voor varkens en de lopende studie naar de invloed van het kopergehalte bij jonge groeiende varkens worden de perspectieven voor verhoging van de koper/zinkbenutting bij groeiende varkens en zeugen binnen het projectteam geëvalueerd en op basis van de perspectieven en de hiervoor benodigde kennis prioriteit aangebracht voor vervolgonderzoek bij zeugen of groeiende varkens. Bij groeiende varkens betreft dit dierexperimenteel onderzoek, bij zeugen praktische validatie van een factorieel model. Daarnaast wordt de haalbaarheid en meerwaarde nagegaan van het ontwikkelen van een in vitro model waarmee verschillende bronnen van sporenelementen vergeleken kunnen worden. Toepassing van een veelbelovende nieuwe diagnostiek voor de vaststelling van nutriëntgebruik in één van de F4F dierstudies met varkens en/of pluimvee. Afhankelijk van de uitkomsten van het inventariserend onderzoek in 2013 wordt het onderzoek in 2014 ingevuld en worden deliverables nader gedefinieerd. Bij de evaluatie (go-no go moment) eind 2013 wordt gekozen welke kennisleemtes rond voeding en weidegang (meest actueel/relevant of meest innovatief) in de vervolgjaren verder worden aangepakt. Afhankelijk van de uitkomsten van de deskstudie in 2013 wordt het onderzoek in 2014 ingevuld en worden deliverables nader gedefinieerd. Afhankelijk van de uitkomsten van het go/no go moment eind 2013 worden de meest urgente en/of innovatieve vragen met voedingsrelevantie voor levensduur vanuit Feed4Foodure uitgewerkt en bij goedkeuring opgepakt, in samenwerking met de PPS Duurzame Zuivelketen. Actualisatie FeedPrint (gegevens m.b.t. prijzen, opbrengsten, achtergrond data): gewasopbrengsten uit statistieken geactualiseerd, evenals prijzen van co-producten uit de industrie. Voor een aantal emissies is gebruik gemaakt van databases, zoals Eco-invent (brandstoffen, elektriciteit, bestrijdingsmiddelen, transport e.d.). Ook deze cijfers worden in 2014 kritisch bekeken, en waar nodig, bijgewerkt. Overdracht van FeedPrint naar een beoogd FeedPrint Institute, onder de paraplu van FEFAC. In dat instituut moet worden geïnvesteerd door de sector. Er moet een bredere database van producten worden gemaakt, de gegevens van met name transport zijn nu vooral gericht op NL. Eventueel, in samenspraak met belanghebbenden, en in internationale samenwerking, uitbreiding van FeedPrint met watergebruik, een belangrijk duurzaamheidscriterium. Op basis van de in 2013 uitgevoerde duurzaamheidsanalyse van diverse alternatieve eiwitten kiest de sector een of meer perspectiefvolle strategieën. Kennishiaten worden benoemd en onderzoeksvragen geformuleerd op basis waarvan nadere detaillering en concretisering van het werkplan 2014 plaats vindt. Internationale samenwerkingsmogelijkheden worden nadrukkelijk verkend: hiervoor zijn wezenlijke mogelijkheden binnen Horizon2020, het 8e EU kaderprogramma voor onderzoek en innovatie. Een jaarlijkse monitoring van het gebruik en de duurzaamheidsimpact van soja dat in NL wordt gebruikt in de diervoeder- en humane voedingssector, gebaseerd op 2013.

14

Tabel 4 Begroting en financieel commitment programma In k€, excl. BTW Kosten -Kosten inzet onderzoekers

2013

2015

2016

Totaal

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen

Totaal -Materiële kosten

2014

1489.2

2050

2400

2300

8239.2

933.7

773.6

720.4

619.4

3047.1

461 2883.9

0 2823.6

0 3120.4

0 2919.4

461 11747.3

480

480

480

480

1920

1431.4

965

965

965

4326.4

0 0

0 0

5003)

9095)

0 0 1445

0 0 1445

0 0 4299

472.54)

469.66)

230.46)

29.46)

1201.9

0 2883.9

0 2823.6

0 3120.4

0 2919.4

0 11747.3

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen Totaal

-Overige kosten

DLO Andere kennisinstellingen Andere partijen Totaal

Totaal Kosten Financiering Totaal bijdrage bedrijven in kind1) Totaal bijdrage bedrijven cash2) bijdrage EU bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO Totaal Financiering

Totale bijdrage overheid aan DLO, incl. BTW7) 605 1062 1748.5 1748.5 5202 1) In kind bijdragen zijn uitgesplitst in een extra tabel (zie tabel 5) per jaar en per bedrijf, per project. Over de wijze van verantwoording van inzet van in kind bijdragen volgt nog nadere instructie door het TKI-bureau. 2) Cash bijdragen zijn uitgesplitst in een extra tabel (zie tabel 6) per jaar, per bedrijf, per project en per kennisinstelling waar de cash bijdrage naartoe gaat. 3) Dit is conform de honorering 2013 zoals vermeld in de brief van TKI Agri&Food (18 december 2012) en omvat zowel de toegewezen onderzoekscapaciteit DLO als de TKI-toeslag. In september 2013 is de TKI toeslag naar boven toe bijgesteld; dit is niet meegenomen in tabel 4. 4) Dit betreft EZ bijdragen via het Beleidsondersteunend Onderzoek (BO) aan de projecten “Emissiearm Veevoer” (onderdeel van deelproject MMM2-B; projectleider André Bannink) en “Behoefteonderzoek varkens Cu en Zn” (onderdeel van deelproject MMM5; projectleider Paul Bikker). 5) Dit bedrag is opgebouwd uit een toegezegde DLO-capaciteit van 728 k€ excl. BTW (dat is 881k€ incl. BTW) en een aangenomen TKI-toeslag van 181 k€ (965 k€ * 25% * 75% = 181 k€) 6) Dit betreft EZ bijdragen via het Beleidsondersteunend Onderzoek (BO) aan het project “Emissiearm Veevoer” (onderdeel van deelproject MMM2-B; projectleider André Bannink). 7) TKI is niet belastingplichtig. Over de TKI-toeslag hoeft geen BTW te worden afgedragen. Bij TKItoeslag zijn de bedragen excl. en incl. BTW gelijk aan elkaar. (1062 k€ = 881 k€ + 181 k€)

In verband met budgettaire beperkingen aan de publieke middelen in 2013 en 2014 is de publieke inbreng in 2013 en 2014 geringer dan aanvankelijk door de PPS is aangevraagd. Voor de begrotingen voor 2015 en 2016 is aangenomen dat de door de overheid toegekende DLO capaciteit gelijk zal zijn aan de totale bijdrage van het bedrijfsleven. Er zal getracht worden om additionele financiering te verkrijgen voor dit programma via NWO en EU-Horizon2020. Mogelijkheden voor samenwerking met het op de biologisch veehouderij gerichte onderzoek worden verkend in het laatste kwartaal van 2013. Dit kan eventueel leiden tot samenwerking op het gebied van alternatieve eiwitrijke grondstoffen vanaf 2014.

15

Tabel 5. Specificatie in kind private bijdragen In k€ 2013

2014

2015

2016

totaal

Project Feed4Foodure-A

Bedrijf PDV*

120

120

120

120

480

Feed4Foodure-A

Agrifirm

80

80

80

80

320

Feed4Foodure-A

Nutreco

80

80

80

80

320

Feed4Foodure-A

ForFarmers

92.5

92.5

92.5

92.5

370

Feed4Foodure-A

De Heus

92.5

92.5

92.5

92.5

370

Feed4Foodure-A

Nevedi

5

2.5

2.5

0

10

Feed4Foodure-A Wereld NatuurFonds 5 2.5 2.5 0 10 Feed4Foodure-A Productschap MVO 5 2.5 2.5 0 10 Totaal 480 472.5 472.5 465 1890 * Productschap Diervoeder en/of de mogelijke opvolger(s) hiervan (bijv. producentenorganisatie, branche organisatie, collectief bedrijfsleven in nader vast te stellen construct)

Tabel 6. Specificatie cash private bijdragen in k€ (excl. BTW) In k€ 2013 2014 Project Bedrijf T.b.v. kennisinstelling Feed4Foodure-A PDV* DLO 1416 965 Feed4Foodure-A

Stichting Ketentransitie Verantwoorde Soja

DLO-LEI

Totaal

2015

2016

totaal

965

965

4311

15

7.5

7.5

0

30

1431

972.5

972.5

965

4341

Specifiek voor DLO: Voor DLO-budget (P*Q tabel voor totale PPS) Onderbouwing begroting 2014 (k€) dagtarief Aantal dagen 2014 (€) Personeel Assistent (schaal 7-9) Onderzoeker (schaal 10-11) Senior onderzoeker (schaal 12) Senior onderzoeker (schaal 13-14) Coördinatie (schaal 13-14) Subtotaal

616 768 960 1120 1120

180 180 240 120

Dagen x tarief (in € x 1000) 111,6 135,6 230,4 128,8 613,9

Facilitaire kosten Chemisch lab (analyses) Geurlab (analyses) Lab-ondersteuning Subtotaal

-

Specifieke kosten Reiskosten Onderzoeksinstallaties* Chemisch lab (analyses) Diensten derden Materialen Subtotaal

1,2 75 38 114,2

Totaal excl. BTW BTW (21%) Totaal incl. BTW

728,1 153 881

16

Gegevens private partijen Naam Contactpersoon Agrifirm Group Ruud Tijssens Productschap Matthé Elema Diervoeder Nutreco Leo den Hartog De Heus Voeders Martin Rijnen ForFarmers Leon Marchal NEVEDI Henk Flipsen Stichting Henk Flipsen Ketentransitie Verantwoorde Soja Wereld NatuurFonds Sandra Mulder Productschap MVO Eddy Esselink DLO Gert van Duinkerken

Email-adres [email protected] [email protected]

KvK-nummer 50003631 50104969

[email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

16058721 14626985 08207868 24300214 54934400

[email protected] [email protected] [email protected]

41177588 27375108 09098104

Overige informatie: Zie consortium agreement (bijlage programmabeschrijving 2013) Bijlagen: Consortium agreement: Zie Feed4Foodure deel A programmabeschrijving 2013 Governance structuur: Zie Feed4Foodure deel A programmabeschrijving 2013

17

1

Format voor programma voorstel voor publiek-privaat initiatief voor onderzoek en innovatie – programmering 2014 Naam / titel programma-initiatief: Feed4Foodure – deelprogramma B “Voeding, Darmgezondheid en Immuniteit” (VDI) Nummer aan PPS gegeven door TKI-bureau: TKI-AF-12039-deel-B Draagt bij aan innovatiethema: Het programma draagt bij aan de volgende innovatiethema’s uit het IC Agri&Food 2012: 4. Duurzame veehouderij 4a Diergezondheid 4b Dierenwelzijn 6. Gezondheid 6c Gastro-intestinale gezondheid De PPS VDI (als onderdeel van Feed4Foodure) is in 2012 toegekend binnen het IC Agri&food. De onderzoekslijnen 2013 – 2016 zijn een vervolg en een verdere verdieping. Het programma sluit aan bij de prioriteiten 2012: economische versterking van de sector, een verdere versterking van de internationale positie en uitstraling, innovatief (inzet van geheel nieuwe technieken, sensoren, etc.) en duurzaam. Het werkplan is in april 2013 goedgekeurd. Naam en adres aanvragers Contactpersoon; volledige naam, bedrijf, adres, telefoonnummer en e-mail van contactpersoon Ruud Tijssens, Agrifirm Group Postbus 20000, 7302 HA Apeldoorn Tel. 06-52033271 of 088-4882951 Email. [email protected]

Consortium leden; naam en plaats betrokken kennisinstelling(en), bedrijven en andere partijen Naam Agrifirm Group Productschap Diervoeder (PDV) Productschap Pluimvee en eieren (PPE) Productschap Vee en Vlees (PVV) Nutreco De Heus Voeders ForFarmers VION Food Group MSD-AH VanDrie Group Denkavit DLO

Plaats Apeldoorn Den Haag

Contactpersoon Ruud Tijssens Matthé Elema

Email-adres [email protected] [email protected]

Zoetermeer

Arjan van Dijk

[email protected]

Zoetermeer

Mariel Hanssen

[email protected]

Boxmeer Ede Lochem Eindhoven Boxmeer Mijdrecht Voorthuizen Wageningen

Leo den Hartog Martin Rijnen Leon Marchal Fred Beekmans Paul Vermeij Jacques de Groot A. Globius Du Sart Mari Smits

[email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

1

Een programma is een set logisch bij elkaar passende deelprojecten die gezamenlijk leiden tot het beoogde resultaat. Door de omvang, de fasering in de tijd en het gebruik van verschillende disciplines is het niet mogelijk het onderzoek in één project vorm te geven.

1

Samenvatting aanvraag Korte beschrijving van kennis- en innovatieopgave(n) t.b.v. de beoogde innovatie Feed4Foodure heeft de ambitie om, in intensieve samenwerking met andere onderzoeksprogramma’s, een substantiële bijdrage te leveren aan de verdere ontwikkeling van een duurzame en gezonde veehouderij in Nederland, én de Nederlandse concurrentiepositie in een mondiale markt te versterken. Daarbij zijn doorbraken noodzakelijk op het gebied van diervoeding en voedingssystemen. Daarbij zijn drie topprioriteiten benoemd in dit meerjarige onderzoeksprogramma: 1) “Meer met minder d.m.v. efficiënt nutriëntgebruik” om daarmee de ecologische footprint van de veehouderij te verkleinen, 2) “Voeding, darmgezondheid en immuniteit” (VDI) om daarmee een substantiële bijdrage te kunnen leveren aan een vermindering van het gebruik van diergeneesmiddelen en het verbeteren van het dierwelzijn, en 3) onderzoek betreffende “Maatschappelijk verantwoorde veehouderij”, om daarmee dieren adequaat te kunnen voeren in nieuwe houderijomstandigheden en emissies verder te verlagen. In deze aanvraag is uitsluitend het deelprogramma VDI beschreven omdat dit beschouwd wordt als een zelfstandige PPS; dit is ook zo afgestemd met het Ministerie van EZ. Samenvatting doel De PPS VDI beoogt een aantal belangrijke doorbraken te realiseren om bij te dragen aan een duurzame, gezonde en toekomstgerichte veehouderij in Nederland, in lijn met de Uitvoeringsagenda duurzame veehouderij (http://www.uitvoeringsagendaduurzameveehouderij.nl) en het IC Agri&Food (http://www.top-sectoren.nl/agrofood/document/innovatiecontracttopsectoragrofood). In samenwerking met andere onderzoeksprogramma’s staat het verhogen van de weerstand en de algemene gezondheid, en daardoor het verminderen van de behoefte aan het gebruik van antibiotica centraal. De focus van het onderzoek ligt op het valideren van innovatieve meettechnieken aangaande darmgezondheid en immuniteit, alsmede het toepassen daarvan in innovatieve producten en voersamenstellingen. Samenvatting werkwijze Gezien de aard en het doel van de publiek private samenwerking wordt vooral ingezet op grotere onderzoekslijnen, met heldere lange termijndoelen. Het onderzoek heeft een looptijd van 4 jaar. Het betreft voornamelijk nieuw onderzoek. Doelen worden concreet gedefinieerd en tussentijds zal evaluatie, en waar nodig bijsturing, van het onderzoek plaatsvinden, mede op basis van go/no-go momenten. Bestaande besluitvormingsstructuren in het bedrijfsleven (zoals binnen het PDV de Adviescommissie Veevoedkundig Onderzoek (AVO) en hun mogelijke opvolgers) worden zo optimaal mogelijk benut. Uitgangspunt in het programma is hoofdzakelijk om grotere doorbraken op methodologisch gebied te realiseren, gebaseerd op de specifieke expertise en ervaring van de deelnemende kennisinstellingen, alsmede eerste applicaties te ontwikkelen, die goed aansluiten bij de geformuleerde strategie. De inhoudelijke aanpak zal zodanig worden gekozen dat in het onderzoek nadere kennis wordt vergaard, die de beoogde technologische doorbraak verder ondersteunt en van nieuwe informatie voorziet, terwijl in de uitwerking steeds getracht zal worden eerste applicaties van de nieuwe technologie toe te passen. Kennisontwikkeling vindt plaats in nauwe samenwerking tussen bedrijfsleven en een aantal kennisinstellingen (zie hieronder) in afstemming met overheden. Voor toetsing in de praktijk ligt er ook een belangrijke taak voor het bedrijfsleven.

• • • • • •

Samenvatting gewenste producten Definiëring van parameters die immuun competentie onderbouwen en deze meetbaar maken Interventies die de immuun competentie bevorderen Kennis over epi-genetische effecten op immuun competentie Toetsingsmodellen met voorspellende waarde voor interventies op immuun competentie Eerste generatie wiskundig model t.b.v. computer simulaties van het immuunsysteem Indicatoren voor (darm)gezondheid.

2

Programmagegevens uitvoering Kennisinstelling / programmaleider DLO / Mari Smits. Contactpersoon vanuit EZ Eduard Deckers & Willem Roeterdink Looptijd programma (startdatum / einddatum) 1 januari 2013 – 31 december 2016 Uitvoerende partijen Mede uitvoerende kennisinstellingen naast programmaleider Wageningen Universiteit is een belangrijke partner van DLO in de uitvoering van het onderzoeksprogramma, met name de afdelingen Adaptatie Fysiologie, Celbiologie en Immunologie, Microbiologie en Host Microbe Interactomics, maar ook b.v. de afdeling Immunologie van de Faculteit Diergeneeskunde in Utrecht (UU) is bij het initiatief betrokken. Andere kennisinstelling betrokken bij de uitvoering van sommige deelprojecten zijn: Schothorst Feed Research (SFR) en Gezondheidsdienst voor Dieren (GD). Daarnaast wordt op basis van complementariteit, meerwaarde en innovatiekracht samengewerkt met diverse Nederlandse en buitenlandse kennisinstellingen. De kennis van voedingsinterventies en immuun modulatie uit het humane domein zal maximaal worden gebruikt om snelle voortgang in het programma te waarborgen. Hierbij vervullen de deelnemende universitaire kennisinstellingen een belangrijke brugfunctie. Mede uitvoerende bedrijven (R&D afdelingen) R&D afdelingen van bedrijven (waaronder Agrifirm, Nutreco, De Heus Voeders, ForFarmers, MSD-AH, VanDrie Group, Denkavit en VION Food Group). Beschrijving programma Doel Doelstelling/Visie: Wat wordt beoogd; waartoe moet het initiatief leiden: (nieuw marktconcept, nieuwe werkwijze, product, proces en/of dienst) De gezondheid van dieren is voor een groot deel afhankelijk van de competentie en de activiteit van het immuunsysteem. Het bepaalt de weerbaarheid van dieren tegenover stresssituaties en ziekteverwekkers. Immuun responsen moeten op de juiste locatie, op het juiste moment en met de juiste intensiteit plaatsvinden. Modulatie van de opbouw en de activiteit van het immuunsysteem, o.a. door middel van voeding, pre/probiotica, is een belangrijk onderzoeksveld in de humane voedingswereld, hoewel er nog weinig “science-based” interventies worden toegepast. Via het ontwikkelen van innovatieve voerconcepten en interventies van andere aard kan de sector een belangrijke bijdrage leveren aan de opbouw en het in stand houden van een goed functionerend maagdarmkanaal bij varkens, pluimvee en vleeskalveren en een betere weerstand tegen ziekteverwekkers en andere stressoren, waardoor de gezondheidsstatus van deze dieren kan worden verbeterd. Op korte termijn kan de sector hierdoor bijdragen aan de reductie van het antibioticumgebruik in de veehouderij. De PPS VDI is erop gericht om (in vitro, ex vivo, in vivo, en mathematische) toetsingsmodellen te ontwikkelen en te valideren (Figuur 1) om de effecten van interventies gedurende de verschillende levensfasen van varkens, pluimvee en vleeskalveren op de ontwikkeling (immuun competentie) en de activiteit van het immuun systeem (immuun respons) te kunnen toetsen. Daarnaast zullen er parameters geïdentificeerd worden die ingezet kunnen worden als indicatoren om de weerbaarheid van individuele dieren onder praktijkomstandigheden te kunnen monitoren. In het voorgestelde onderzoek staan de interacties in de darm tussen voedingsingrediënten, de aanwezige darmflora (microbiota) en de darmcellen van de gastheer centraal, alsmede de omgevingsvariabelen die invloed uitoefenen op deze interacties. Deze interacties hebben grote effecten op de functionele activiteit van de darmmucosa en op het onderliggende lokale immuunsysteem en op de kolonisatie door pathobionten en pathogenen. 3

De pre- en neonatale fase is cruciaal voor de ontwikkeling en opbouw van het immuunsysteem, voor de inductie van tolerantie om niet te reageren op onschuldige stoffen in de leefomgeving (zoals voeding), en het vermogen om juist wel effectief te kunnen reageren op potentiële pathogenen. Vanuit het moederdier, de voeding en de omgeving worden stimuli aangeboden waardoor de darm gekoloniseerd wordt met microbiota. Deze vroege kolonisatie is verantwoordelijk voor de opbouw van een robuust en breed inzetbaar immuunsysteem voor de rest van het leven. Voer- en management interventies in het moederdier, rond de geboorte en in de neonatale fase kunnen dus effect hebben op de basiscapaciteit en de werking van het immuunsysteem, zowel mucosaal (darm en luchtwegen) als systemisch, in een latere levensfase van het dier. De gezondheid van productiedieren ná de neonatale fase is afhankelijk van een immuunsysteem dat snel en effectief veranderingen in de leefomgeving opmerkt en daar alert op reageert. Daarbij is het van belang dat de immuunreactie onderscheid maakt en soms wel aantoonbaar reageert en soms niet. Interventies die gericht zijn op verbetering van darmgezondheid beïnvloeden veelal de responsen van het aanwezige immuunsysteem maar kunnen ook een direct effect hebben op nutriënt absorptie karakteristieken. Gerichte modulatie van immuun responsen vereist een gedegen kennis van de onderliggende mechanismen en de beschikbaarheid van bruikbare toetsingsmodellen met voorspellende indicatoren. De PPS VDI zal uit een aantal samenhangende projecten bestaan met een looptijd van circa 4 jaar, allen met een gefaseerde opbouw en specifieke go/no go momenten. Per project zullen meerdere onderzoekers actief zijn. Keuze van diersoort en model-interventies zullen worden afgestemd met het gezamenlijke bedrijfsleven.

Figuur 1. Pijplijn voor het ontwikkelen van een toetsingsmodel om effecten van voeding op darmfunctie en darmgezondheid te evalueren.

4

Begrenzing/scope: wat gebeurt er nog wel binnen de scope van het programma, wat gebeurt er niet binnen de scope van het programma Dit programma integreert onderzoek naar de conceptuele basis van immuun modulatie van lokale darmgezondheid met algehele systemische gezondheidseffecten, de definiëring van bio-indicatoren op basis waarvan innovatieve voer strategieën ontwikkeld kunnen worden en die resulteren in valorisatie door eerst het testen in relevante dierproeven met uiteindelijke toepassing op brede schaal in de sector. Het programma is gericht op het realiseren van grotere doorbraken op methodologisch gebied, alsmede op eerste applicaties. De inhoudelijke aanpak is zodanig gekozen dat in het onderzoek nadere kennis wordt vergaard, welke de nieuwe technologische doorbraak verder ondersteunt en van nieuwe informatie voorziet, en in de uitwerking zal op onderdelen getracht worden eerste applicaties van de nieuwe technologie toe te passen (“proof of principle”). Kennisontwikkeling vindt in nauwe samenwerking plaats tussen bedrijfsleven en de participerende kennisinstellingen, in afstemming met overheden. Voor toetsing in de praktijk ligt ook een belangrijke taak bij het bedrijfsleven. Tweede fase applicaties (”beyond proof of principle”) en competitieve toepassingen vallen buiten de scope van het programma. Wat levert het initiatief op voor de betrokken bedrijven en instellingen? Beschrijf wanneer de PPS succesvol is. De PPS is succesvol, en levert meerwaarde voor betrokken bedrijven en instellingen, indien de doelstelling is gerealiseerd om grotere doorbraken op methodologisch gebied te verwezenlijken, alsmede eerste applicaties, in lijn met de geformuleerde strategie. Concreet levert het onderzoek het volgende op: • Interventies die de immuun competentie en immuunrespons bevorderen • Kennis over epi-genetische effecten op immuuncompetentie • Toetsingsmodellen met voorspellende waarde voor interventies op immuuncompetentie en immuunrespons • Eerste generatie wiskundig model t.b.v. computer simulaties immuunsysteem • Een aanzet tot geschikte indicatoren voor (darm)gezondheid. Heeft het initiatief uitstraling naar de hele Agrifoodsector en / of andere sectoren? Het initiatief adresseert kernprioriteiten binnen de gehele agrofoodsector, en zal ook in nauw overleg met andere PPS-en worden uitgevoerd. Overleg met andere PPS-en heeft plaatsgevonden en samenwerking met o.a. PigSystems4Food, Poultry4Food en Breed4Food is reeds geformaliseerd. De inhoud van het programmalijn is intensief afgestemd met OneHealth4Food (TKI-AF-12067; tevens TKIAF-12001). Ter versterking van VDI zal aansluiting gezocht worden bij de roadmap “Nutrition, Health and Disease” van de topsector Live Sciences en Health (LSH). Binnen de PPS VDI neemt het bedrijfsleven haar verantwoordelijkheid en levert, vanuit haar competentieveld, een significante bijdrage. De ontwikkelde kennis, modellen en indicatoren dragen sterk bij aan een verdere succesvolle internationale uitstraling en nieuw ondernemerschap. Motivering hoe het voorstel / de PPS bijdraagt aan de ambities IC Agrifood VDI levert een nadrukkelijke bijdrage aan een duurzame veehouderij: diergezondheid / gastrointestinale gezondheid en dierenwelzijn zijn de belangrijke speerpunten. Bij welk innovatie thema(s) en prioriteiten (Innovatiecontract 2012) sluit het aan? Het programma sluit aan op de volgende innovatiethema’s uit het IC AgriFood 2012: 4. Duurzame veehouderij 4a Diergezondheid 4b Dierenwelzijn 6. Gezondheid 6c Gastro-intestinale gezondheid. VDI (als onderdeel van Feed4Foodure) is in 2012 al toegekend binnen het IC Agrofood. De onderzoekslijnen 2013 – 2016 zijn een vervolg en een verdere verdieping. Het programma sluit aan bij de prioriteiten 2012: economische versterking van de sector, een verdere versterking van de internationale positie en uitstraling, innovatief (inzet van geheel nieuwe technieken, sensoren, etc.) en duurzaam. 5

Wat is de economische meerwaarde van het initiatief? Gezonde dieren zijn efficiënte dieren. Dit programma levert bio-indicatoren van weerbaarheid en robuustheid met voorspellende waarde voor goede diergezondheid. Daarnaast is de verwachting dat dit programma ook zal leiden tot een aanzienlijke efficiëntieverbetering, welke ook een belangrijke economische meerwaarde heeft. Daarnaast worden innovatieve voerstrategieën ontwikkeld, met een additioneel margepotentieel van miljoenen Euro’s per jaar. Bovendien zal dit onderzoek bijdragen aan een besparing op de kosten van gezondheidsproblemen en antibioticatoepassing. Wat is de maatschappelijke meerwaarde van het initiatief? Dé belangrijke maatschappelijke uitdaging, die in dit programma wordt geadresseerd is een maatschappelijk geaccepteerde en geapprecieerde veehouderij in Nederland d.m.v. een lager gebruik van antibiotica, een verbeterd dierenwelzijn, verbeterde diergezondheid en minder belasting van het milieu. Wat is de wetenschappelijke meerwaarde van het initiatief? De meerwaarde van kennisontwikkeling is evident, maar zeker ook de toepassing en validatie van nieuwe technologie door het onderzoek, de diervoederketen en op veehouderijniveau (bijvoorbeeld op het gebied van nutrigenomics, darmflora- en lokale en systemische immuniteitsmetingen) leveren een belangrijke bijdrage aan het begrijpen, voorspellen en sturen van immunologische en fysiologische processen. Kennis & Innovatievragen Omschrijf zorgvuldig de kennis- en innovatieopgaven die in het programma worden beantwoord, gerelateerd aan de beoogde innovatie en de reeds beschikbare kennis. Maak daarbij een onderscheid (waar van toepassing) in kennisvragen die worden opgepakt in fundamenteel onderzoek, strategisch / toegepast onderzoek en in valorisatie-activiteiten. Onze belangrijkste collectieve onderzoek-behoeftes liggen bij (een verbetering van) de gezondheidsstatus van dieren, onder meer bij het ontrafelen van complexe interacties in het maagdarmkanaal van dieren tussen nutriënten, stressoren, microbiota, darmepitheel- en het (lokale) immuunsysteem. Verder bij het ontwikkelen van snelle indicatoren en sensoren om de gezondheidsstatus van individuele dieren en (kleinere) koppels te kunnen monitoren, waarbij deze indicatoren een voorspellende waarde voor gezondheid hebben om op basis daarvan aangepaste voerstrategieën te ontwikkelen. Ook nog bij de vraag hoe via aangepaste voeding de gezondheid van jonge dieren (biggen, kalveren en vleeskuikens) kan worden bevorderd en bij vragen omtrent de nutritionele behoeften van dieren met een hoge gezondheidsstatus. Aanpak & tijdpad Welke aanpak wordt gekozen voor de uitvoering van het onderzoek? Zie ook “Samenvatting werkwijze” op pagina 2. Meerwaarde door samenwerking, multidisciplinariteit en verbinding (zowel binnen dit PPS alsook met andere PPS-en) zijn sleutelwoorden in de aanpak. De onderliggende werkplannen zijn per deelproject uitgewerkt voor: welke aanpak wordt gekozen voor de uitvoering van het onderzoek, welke activiteiten nodig zijn, wat de hoofdlijnen zijn in het onderzoek, en wat de globale planning van het onderzoek is en welke consortiumleden en kennisinstellingen betrokken zijn bij de uitvoering. Beoogde resultaten producten Beschrijf de beoogde resultaten en producten die het onderzoek oplevert, beschrijf (afrekenbare) deliverables De deelprojecten van Feed4Foodure – VDI zijn weergegeven in Tabel 1. Voor de onderliggende deelprojecten is per deelproject uitgewerkt wat de beoogde resultaten en producten zijn die het onderzoek oplevert, en wat de (afrekenbare) deliverables zijn (deelprojecten opvraagbaar). De deliverables van de verschillende deelprojecten voor 2014 zijn in Tabel 2 weergegeven. 6

Organisatie Beschrijf de rol / activiteiten van alle deelnemers (bedrijven - kennisinstellingen - overheid). Het bedrijfsleven is zeer actief in het programma aanwezig. Voor een deel probleem-stellend en sturend op de inhoudelijke invulling vanuit het collectief bij de productschappen. Voor een deel wordt ook actief kennis, laboratoriumanalyses en onderzoeksfaciliteiten ingebracht. In het VDI onderzoeksprogramma zijn circa 20 dierexperimenten gepland bij de verschillende betrokken partners. Dit gaat van voedingsexperimenten, challenge- en veld-experimenten tot slachtlijnonderzoek. De overheid zet haar expertise in op gebied van beleidsontwikkeling, alsmede ook toetsing van de oplossingsrichtingen aan het uitgestippelde beleid. Maar ook de mogelijkheid om verdere controleerbaarheid in de keten in te bouwen is een belangrijk aandachtsgebied. De kennisinstellingen vervullen een belangrijke rol in de hypothesevorming en -toetsing, het innovatieproces en het realiseren van technologische/methodologische doorbraken. Beschrijf de expertises en het niveau die voor de uitvoering van het onderzoek nodig zijn. Benodigde expertises zijn bij uitstek multidisciplinair en voor een deel op academisch niveau (incl. technische ondersteuning en onderzoeksassistentie). Waar mogelijk en nodig zal de verbinding gezocht worden met relevant meer verdiepend onderzoek zoals dat op universiteiten wordt uitgevoerd (WU, UU). Binnen het multidisciplinaire programma zijn de belangrijkste expertisegebieden: diervoeding, voedings- en adaptatiefysiologie, immunologie, endocrinologie, infectiebiologie, pathofysiologie, (nutri)genomics, metabolomics, proteomics, genetica, microbiologie, (bio)informatica en systeem biologie. Beoogde begeleiding / governance van de samenwerking inclusief de betrokkenheid van het bedrijfsleven en de overheid De beoogde begeleiding / governance van het programma Feed4Foodure-deel B (VDI) is uitgewerkt in een bijlage bij de programmabeschrijving 2013. Belangrijk uitgangspunt is een tripartiete benadering (bedrijfsleven, overheid en kennisinstellingen gezamenlijk). VDI wordt aangehecht aan de programmeercommissie 1Health4Food. In deze programmeercommissie zijn zowel overheid als onderzoeksinstellingen en bedrijfsleven vertegenwoordigd. Beschrijf hoe de volgende aspecten zijn geregeld: Inhoudelijke Kwaliteitsborging Jaarlijkse voortgangsbewaking sluit aan bij de afspraken omtrent governance en de richtlijnen van het TKI-bureau. Wetenschappelijke kwaliteit wordt geborgd via wetenschappelijk gangbare werkvormen (zoals peer review) en door te werken met gerenommeerde kennisinstellingen met een bewezen track record (hetgeen gestaafd kan worden aan uitkomsten van onafhankelijke wetenschappelijke visitaties en het publicatie track record). Programmaleiding is in handen van DLO-Wageningen UR Livestock Research; dit instituut is ISO 9001:2008 gecertificeerd. -

Proces-en voortgangsbewaking Jaarlijkse voortgangsbewaking, her-evaluatie in AVO enerzijds en met de projectpartners van 1Health4Food anderzijds is een cruciaal onderdeel van de voortgangsbewaking. Jaarlijks dient verantwoording afgelegd te worden aan het bestuur van het PDV, PPE en PVV en EZ.

-

Besluitvorming zoals bij go/no go momenten (zie tijdpad) Belangrijke momenten zijn de jaarlijkse budgettering van de productschappen/het bedrijfsleven, of, bij aanpassingen van het beleid binnen de productschappen, de collectieve vormen van financiering.

7

Communicatie Beschrijf de beoogde communicatie en doorwerking naar doelgroepen hoe en wanneer (globaal) wordt er met welke doelgroepen gecommuniceerd en door wie. Afspraken hierover zijn in het consortiumagreement vastgelegd. Plaatsing van werkplansamenvatting en resultaten op Kennisonline valt daar ook onder. Afspraken hierover zijn in het consortium agreement van Feed4Foodure deel B uitgewerkt en vastgelegd. Plaatsing van werkplan-samenvatting en resultaten op Kennisonline valt daar ook onder. Bij aanvang van het programma is een communicatieplan opgesteld waarin doel, doelgroepen, communicatiestrategie en –middelen (o.a. share-point, website: http://www.wageningenur.nl/nl/Onderzoek-Resultaten/Projecten/Feed4Foodure.htm, ca 10 themabijeenkomsten per jaar) nader zijn uitgewerkt. wanneer is sprake van goede doorwerking van kennis naar de doelgroepen, relateer dat aan de ambities beschreven onder “doel” Er is sprake van goede doorwerking van kennis naar doelgroepen indien het leidt tot een beweging naar verdere verduurzaming van de dierlijke productie, en de diervoederketen daar actief aan bijdraagt; en indien methodische doorbraken leiden tot tools en innovaties in de keten die de doelen dichterbij brengen Intellectueel eigendom. Is dat bij de PPS relevant? Zo ja, welke globale afspraken moeten hierover gemaakt worden? Bij aanvang van het Feed4Foodure programma zijn IP gerelateerde afspraken vastgelegd in een bijlage bij de programmabeschrijving van 2013. Verwachte voortgang en resultaten programma 2013 Tabel deliverables 2013 uit werkplan 2013, met daarin aangegeven welke zijn/worden gerealiseerd eind 2013 Het werkplan 2013 is in april 2013 goedgekeurd. Omdat ongeveer 50% van de gevraagde EZ bijdrage werd toegekend zijn enkele deelprojecten vertraagd opgestart. Dit betreft met name de onderdelen VDI-6, VDI-7 en VDI-8. Het programma is voornamelijk opgebouwd uit nieuwe deelprojecten. De deelprojecten zijn efficiënt van start gegaan en lopen nu 4 maanden. Naar verwachting zullen vrijwel alle deliverables, zoals geformuleerd in het oorspronkelijke werkplan 2013 en de onderliggende deelwerkplannen, gerealiseerd worden voor 31 december 2013 (zie Tabel 0). Tabel 0, verwachte resultaten 2013 Deelproject Realisatie Deliverables 2013 Ja/Nee/Deels

VDI-1

J

• Engelstalig rapport met overzicht van interventies die direct of indirect de optimale ontwikkeling van het aangeboren en verworven immuunsysteem en de weerstand van dieren tegen stressoren bevorderen. Inventarisatie van reeds beschikbare toetsingsmodellen en informatie over de interactie tussen darm- en luchtweg mucosale immuniteit.

VDI-2

J J

• Uitgewerkt projectplan en start dierproef vóór zomer 2013. • Eerste resultaten van de effecten van de voedingsstrategie op reproductiekenmerken van zeugen. • Eerste resultaten biest- en melksamenstelling. • Eerste resultaten van effecten bij nakomelingen bekend.

N J

VDI-3

J J J Kip J Varken D

• • • •

VDI-4

J

• Inzicht in de respons in IPEC-J2 cellen op/van een aantal (~5) interventies.

Projectplan pluimvee. Projectplan varken. Samples verzameld: Kip / Varken, darmweefsel, darminhoud, bloed. Voorlopige resultaten voor zowel kip als varken van gen expressie gastheer.

8

J

D J (draft)

• Inzicht in de fundamentele biologische processen en regulatiemechanismen in IPEC-J2 cellen geïnduceerd door witte en gele uien digesten / quercetine. • Inzicht in de toepasbaarheid van potentiele in vitro toetsingsmodellen voor kalveren en pluimvee. • Paper m.b.t. de resultaten van de IPEC-J2 interventies met uien en quercetine.

VDI-5

J J J J J J

• • • • • •

VDI-6

D

• Eerste aanzet en ervaring opdoen met het zoeken naar functionele correlaties tussen uitleesparameters van verschillende model systemen die geëxposeerd zijn aan een en hetzelfde additief (quercetine).

VDI-7

J

• Verbinding leggen tussen VDI met het virtual gut programma en input leveren m.b.t. het framework van het Pig Gut model.

VDI-8

J

• Beschikbare studies in de sectoren varkens, vleeskalveren en leg- en vleespluimvee en vanuit de immunologie. • Longlist met ketenpartners vanuit behoefte en ketenbeschikbaarheid. • Longlist van kenmerken met dierwetenschappers vanuit de mechanismen. • Analyse van de longlists op dwarsverbanden en kansen. • Opzet en uitvoering van een pilot met op het slachthuis verzamelbare indicatoren van darmgezondheid.

J J D D

-

Plannen en uitvoeren van dierexperiment met kippen. Plannen en uitvoeren van dierexperiment met varkens. Plannen en uitvoeren van dierexperiment met vleeskalveren. Verzamelen en opslag van gewenste samples. Start data analyses. Start inventarisatie van in vivo parameters van belang voor immuun competentie.

Korte toelichting en beschrijving eventuele gevolgen voor programmering 2014. Spelen er zaken die afwijken van de afspraken die gemaakt zijn in de Samenwerkingsovereenkomst/Consortiumagreement? Het Feed4Foodure-VDI project is voornamelijk opgebouwd uit nieuwe deelprojecten. De deelprojecten zijn in april 2013 efficiënt van start gegaan, de meeste resultaten moeten echter nog opgeleverd worden. De gedetailleerde invulling van de werkplannen van de deelprojecten voor 2014 zal mede plaatsvinden aan de hand van de resultaten uit 2013. Globale programmering kan worden afgeleid aan de hand van de deliverables voor 2014 (zie Tabel 2). Er worden geen afwijkingen verwacht in de afspraken die gemaakt zijn in de Samenwerkingsovereenkomst en/of Consortiumagreement.

9

Inrichting programma 2014 Tabel 1 projecten 2014: Contactpersoon vanuit EZ: Eduard Deckers & Willem Roeterdink Voor budgetbeslag per project over de jaren en overige detailinformatie wordt verwezen naar de individuele deelprojectplannen. Overall begroting van deze PPS wordt in Tabel 3 gegeven. Tabel 1, inrichting Feed4Foodure - VDI Titel deelproject

Nummer

Voeding, Darmgezondheid, Immuniteit

VDI

Inventarisatie van interventies

Projectleider

Looptijd

VDI-1

Van Krimpen/DLO

2013-2014

Maternale effecten op darmgezondheid en immuniteit van de nakomelingen

VDI-2

Bikker/DLO

2013-2016

Neonatale modellen

VDI-3

Schokker/DLO

2013-2016

In vitro modellen

VDI-4

Hulst/DLO

2013-2016

Ex vivo en in vivo modellen

VDI-5

Rebel/DLO

2013-2016

Ontwikkeling toetsingsmodel

VDI-6

Smits/DLO

2013-2016

Mathematisch model

VDI-7

Schokker/DLO

2014-2016

Indicatoren voor diergezondheid

VDI-8

De Greef/DLO

2013-2016

Tabel 2 deliverables 2014 De deliverables voor de gehele looptijd zijn aangegeven in de onderliggende deelprojectbeschrijvingen. De deliverables voor 2014 zijn voor elk deelproject in Tabel 2 weergegeven. Tabel 2, deliverables 2014 Deelproject Deliverables 2014 VDI-1

• Wetenschappelijke publicatie op basis van Engelstalig rapport (opgeleverd in 2013) met overzicht van interventies die direct of indirect de optimale ontwikkeling van het aangeboren en verworven immuunsysteem en de weerstand van dieren tegen stressoren bevorderen. Inventarisatie van reeds beschikbare toetsingsmodellen en informatie over de interactie tussen darm- en luchtweg mucosale immuniteit.

VDI-2

• • • •

VDI-3

• Microbiota data genereren en analyse afronden van dierexperimenten met varkens en pluimvee in 2013 • Volledige analyse van de dierexperimenten met pluimvee en varkens in 2013:

Resultaten biest- en melksamenstelling bekend. Volledige analyse van dierexperiment uit deelproject 2a in 2013 Volledige analyse van dierexperiment uit deelproject 2b in 2013 Rapport, wetenschappelijke publicatie en symposium bijdrage op basis van dierexperiment 2a in 2013 en eventueel dierexperiment 2b in 2013. • Uitgewerkt projectplan en start dierproef (voerinterventie bij moederdieren) vóór de zomer 2014

10

correlatie van de verschillende gemeten parameters. • Rapport, 2 wetenschappelijke publicatie en symposium bijdrage op basis van dierexperimenten met pluimvee en varkens in 2013. • Op basis van de resultaten van 2013, een nieuw design voor dierproef (voedingsinterventie in neonatale dieren dieren) met vleeskuikens/varkens genereren met projectteam + uitvoeren. • Samples verzamelen van genoemde dierexperimenten en starten met laboratorium analyses.

VDI-4

• Een kalver en kippen medium-throughput enterocyte in-vitro systeem voor het testen van interventies (analoog aan het varkens IPEC-J2 systeem). • Inzicht in de biologische processen en regulatiemechanismen van de in 2013 geselecteerde interventies getest op deze 3 species-specifieke systemen. • Inzicht in de toepasbaarheid van een cellijn voor de ontwikkeling van een invitro testsysteem geschikt voor het onderzoeken van een “specifiek” biologische proces of regulatiemechanisme in de darm geïnduceerd door een “specifieke” interventie/productgroep. • Wetenschappelijke publicatie en symposium bijdragen op basis van het in vitro onderzoek van 2013 en 2014 (deels).

VDI-5

• Afronden data analyse dierexperiment met kippen van 2013. • Afronden data analyse dierexperiment met varkens van 2013 • Rapportage en wetenschappelijke publicatie en/of congres bijdragen op basis van dierexperimenten met kippen en varkens in 2013 • Plannen en uitvoeren van vervolgexperiment (voedingsinterventie) met varkens en vleeskuikens • Data analyse van samples genomen bij vleeskalveren in 2013 • Plannen en van voedingsinterventie met vleeskalveren (uitvoering 2015). • Verzamelen en opslag van gewenste samples. • Start data analyses.

VDI-6

• Analyse afgerond naar de correlaties tussen uitleesparameters van verschillende model systemen die geëxposeerd zijn aan een en hetzelfde additief (quercetine). • Resultaten verwerken tot publicatie en/of congres bijdragen.

VDI-7

• Eerste ‘systeem biologisch’ model dat data van verschillende biologische niveaus integreert. • Draft wetenschappelijke publicatie.

VDI-8

• Analyse van de longlists op dwarsverbanden en kansen. • Selectie potentiele biomarkers • Opzet en uitvoering van een pilot met op het slachthuis verzamelbare indicatoren van darmgezondheid.

11

Tabel 3 Overall begroting 2014 (zie onderstaand format); optelling van alle projectbegrotingen Tabel 3 Begroting en financieel commitment programma In k€ 2012 2013 Kosten -Kosten voor inzet DLO 534.5 onderzoekers TNO 0 Andere 234 kennisinstellingen Andere kennisinstellingen / DLO Andere partijen Totaal 768.5 -Materiële kosten

2016

Totaal

534.5

1000

1000

2138

0

0

0

234

680

680

1594

768.5

1680

1760

4977

0 234

340 0 50

340 0 50

340 0 50

340 0 50

1360

0 390

0 390

0 390

0 390

0 1560

DLO TNO Andere kennisinstellingen Andere partijen

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

DLO TNO Andere kennisinstellingen Andere partijen

20 0 0

20 0 0

20 0 0

20 0 0

0 20 1178.5

0 20 1178.5

0 20 2090

0 20 2170

0 80 6617

257.5

257.5

257.5

257.5

1030

530

530

530

530

2120

0 0 391

0 0 391

200 0 997.5

200 0 997.5

400 0 2777

0

0

0

0

0 1178.5

0 1178.5

145 2090

145 2170

Totaal -Overige kosten

2015

DLO TNO Andere kennisinstellingen Andere partijen Totaal

-Investeringen in apparatuur

2014

Totaal Totaal Kosten

200

80 0 0

Financiering bijdrage bedrijven in kind1 bijdrage bedrijven cash2 bijdrage EU3 bijdrage Regio bijdrage overheid DLO / TNO andere bijdragen overheid bijdrage NWO3 Totaal Financiering 1

: zie Tabel 4 : zie Tabel 5 3 : ambitie 2

De cash bijdrage van het TKI bureau in 2014 (496 k€ incl. BTW) is als volgt opgebouwd: • 363 k€ onderzoekscapaciteit DLO • 133 k€ TKI toeslag 12

0 290 6617

Totaal cash bijdrage TKI excl. BTW in 2014 is: 391 k€ Tabel 4. Specificatie in kind private bijdragen 2012 2013 2014 In k€ omvang Project Bedrijf VDI-2 Nutreco 50 50 VDI-2 MSD 20 20 VDI-3 ForFarmers 37,5 37,5 VDI-5 Agrifirm 50 50 VDI-5 De Heus 37,5 37,5 VDI-5 MSD 17,5 17,5 VDI-5 Denkavit 12,5 12,5 VDI-5 Van Drie 12,5 12,5 VDI-8 VION 20 20 Totaal 257.5 257.5

Tabel 5. Specificatie cash private bijdragen in k€ In k€ 2012 Project Bedrijf Tbv welke kennisninstel. VDI 1-8 PDV* DLO VDI 2 PDV* WU VDI 2 PDV* WU / DLO VDI 5 PDV* SFR VDI 5 PDV* SFR / DLO VDI 5 PDV-FOOK* DLO VDI 3 / 5 PPE* GD VDI 3 / 5 PPE* GD / DLO VDI 1-8 PVV* DLO VDI 8 VION DLO Totaal

2015

2016

totaal

50 20 37,5 50 37,5 17,5 12,5 12,5 20 257.5

50 20 37,5 50 37,5 17,5 12,5 12,5 20 257.5

200 80 150 200 150 70 50 50 80 1030

2013

2014

2015

2016

totaal

161 89

161

161

161

89

89

89

100 65

100 65

100 65

50 15

50 50 15

50 50 15

50 50 15

644 89 267 100 300 260 50 150 200 60

530

530

530

530

2120

100 65 50

* Productschappen en/of de mogelijke opvolgers van de genoemde productschappen (product/branche organisaties) Toelichting op begroting (kosten, financiering en inzet kennisinstellingen) • Geef een toelichting wanneer de gevraagde publieke inbreng gedurende de looptijd van de PPS geleidelijk groeit (gerelateerd aan de activiteiten, fasering en deliverables) In verband met budgettaire beperkingen aan de publieke middelen in 2013 en 2014 is de publieke inbreng in 2013 en 2014 geringer dan aanvankelijk door de PPS is aangevraagd. De begrotingen voor 2015 en 2016 zijn op het oorspronkelijke niveau gehouden. Er zal getracht worden om additionele financiering te verkrijgen voor dit programma via NWO en EU. Specifiek voor DLO: Voorgestelde verdeling budget over DLO- en/of TNO-instituten (daar waar DLO- en/of TNO wordt ingezet. Zie Tabel 3

Voor DLO-budget P*Q tabel voor totale PPS Zie Tabel 6

13

Tabel 6: P*Q tabel EZ bijdrage DLO onderzoekscapaciteit 2014 Onderbouwing begroting EZ bijdrage 2014 onderzoekscapaciteit DLO uurtarief 2014 (€)

Aantal uren

Uren x tarief

Personeel Assistent (schaal 7-9)

93

590

54870

Onderzoeker (schaal 10-11)

117

945

110565

Senior onderzoeker (schaal 12)

145

210

30450

Senior onderzoeker (schaal 13-14)

169

0

Coördinatie (schaal 13-14) Subtotaal

195885

Facilitaire kosten Chemisch lab (analyses) Geurlab (analyses) Lab-ondersteuning Subtotaal

195885

Specifieke kosten Reiskosten

2614

Onderzoeksinstallaties* Chemisch lab (analyses) Diensten derden Materialen Subtotaal BTW (21%)

39026 62457 104115

63000

Totaal excl. BTW

300000

Totaal incl. BTW

363000

Gegevens private partijen Van alle private partijen die cash of in kind bijdragen de volgende gegevens opnemen: NAW, telefoon, e- mailadres Nummer Kamer van Koophandel/financiële gegevens Naam Contactpersoon Email-adres KvK-nummer Agrifirm Group Ruud Tijssens [email protected] 50003631 Productschap Matthé Elema [email protected] 50104969 Diervoeder Productschap Arjan van Dijk [email protected] 27364541 Pluimvee en Eieren Productschap Vee en Mariel Hanssen [email protected] 27364496 Vlees Nutreco Leo den Hartog [email protected] 16058721 De Heus Voeders Martin Rijnen [email protected] 14626985 ForFarmers Leon Marchal [email protected] 08207868 VION Food Group Fred Beekmans [email protected] 17052555 MSD-AH Paul Vermeij [email protected] 160280150000 VanDrie Group Jacques de Groot [email protected] 30139207 Denkavit A. Globius Du Sart [email protected] 09036151 14

Overige informatie: Zie consortium agreement (bijlage programmabeschrijving 2013) Bijlage(n: Consortium agreement: Zie Feed4Foodure deel B-VDI programmabeschrijving 2013 Governance structuur: Zie Feed4Foodure programmabeschrijving 2013

15

Project description ‘Phytate degradation in broilers’ 29th of April 2014 Financier The Product Board Animal Feed. Contact person: Dr. M.C. Blok Introduction The current Dutch system of available phosphorus (aP) digestibility in broilers is based on experiments that determined the apparent faecal P digestibility, where after correction factors were developed to recalculate the aP content on an ileal level (Van der Klis and Blok, 1997). It is expected that a direct measurement of the P digestibility of dietary ingredients at the ileal level of broilers will improve the quality of the current table values. Moreover, WPSA would like to harmonize the methodology of evaluation of P digestibility of dietary ingredients for broilers. Therefore, WPSA developed a standard protocol for determination of phosphorus availability in poultry (Rodehutscord and Wpsa, 2013). Various factors, however, might affect the determination of the aP content, e.g. the dietary aP level, the dietary phytate content, the Ca content and the particle size of the diet. The Product Board Animal Feed provided budget for the current study that aims to assess all the conditions that are relevant for an appropriate method of determination of ileal P digestibility in broilers by reviewing literature, further analysing available samples, and performing a new experiment. Approach Literature review This project will comprise a literature review and an experimental phase. Under supervision of WLR, a MSc student of Wageningen University will review the relevant literature. The focus of this review is on phytate degradation. Although it is assumed that monogastrics are lacking endogenous phytase production, it’s known from literature that broilers are able to degrade phytate. The extent of phytate degradation depends on various factors, which will be assessed in this review. It’s already reported (Van der Klis and Blok, 1997) that phytate degradation depends among others on the dietary aP content and the phytate content. Further analysing available samples and a new experiment This study will make use of several current experiments, but also a new experiment will be involved. A number of questions need to be addressed to assure that future digestibility studies provide data applicable for practical feed formulations. 1.

Effect of dietary P content on phytate degradation in a recently performed P dose-response in broilers

Within the framework of Feed4Foodure, WLR performed in 2013 a P dose-response study in broilers. In this study 6 dietary treatments were involved, in which the aP supplementation ranged from 75% to 137.5% of the current recommended aP content (CVB, 2012). In this study, practical diets were applied, whereas monocalcium phosphate was used as a P source for increasing the P contents. Ileal Pdigestibility was determined at 10, 21, 30 and 38 days of age. At all ages the determined aP content of the treatments below 112.5% of the recommendations were higher as expected. This might be the result of phytate degradation, but until now this has not been determined. Part of the budget of the current study will be used to analyse the phytate degradation in ileal digesta of the broilers that in the 2013 experiment were dissected on d 21 and d 38.

4

2.

Effect of dietary aP content, phytate content of the basal diet and phytate content of the P source on phytate degradation and P digestibility

2.1 Effect of dietary aP content on P digestibility It is assumed that P digestibility will be constant and maximal as long as the dietary aP content is below the aP requirement of the broilers. It is expected that the P digestibility decreases if the dietary aP content is above the P requirement. The response of broilers in terms of P digestibility to a large range of dietary aP, however, is unknown. It is important to know at what dietary P content the line starts to deviate from linearity to assure that digestibility studies are conducted in a linear range. Therefore, an experiment will be performed in which the response on increasing aP contents will be determined in the range from 1.5 to 6.0 g aP/kg of diet, thereby covering the range of 30% to 190% of the required aP (Diet 1 to 4 in Table 1). The increase in aP content in these diets will be realized by using monocalcium phosphate (MCP) as P source. In this test, interference with phytate degradation must be excluded . Therefore, this test will be performed under low dietary phytate conditions. Because phytate is absent in animal protein, casein will be used as the main protein and P source in the basal part of these diets. 2.2 Effect of phytate content in the basal diet Based on earlier experiences, we expect that phytate degradation in broilers of 25 d of age will start below a dietary aP content of 3.5 g/kg. The phytate content of the basal SBM diet amounts 1.6 g/kg. It is reported that the level of phytate degradation is inversely proportional with the dietary aP content (Van der Klis and Blok, 1997). We assume that the broilers are able to degrade up to 70% of the phytate, thereby potentially increasing the aP content of the diet by 1.1 g/kg. Therefore, in the range between 2.4 and 3.5 g aP/kg diet, the linearity of the aP response might be affected because of varying levels of phytate degradation. P-digestibility studies usually are performed at dietary P contents below the P requirements. It is assumed that under these conditions the birds are most efficient in P-digestibility. The P-digestibility below the requirement, however, will be increased by phytate degradation. We hypothesize that phytate degradation will only occur if the dietary aP content is below the aP-requirement. Therefore, it is expected that the more aP comes available in an aP deficient phytate enriched diet compared to an aP deficient phytate low diet. If the dietary aP content is above the aP requirement, we expect no effect of dietary phytate content on P digestibility (diet 1 to 4 vs. diet 5, 10, 11).

2.3

Interaction effects of the phytate content of the basal diet and the phytate content of the P source on phytate degradation in broilers Additionally, the question is how phytate in the test ingredient affects the analysed aP-content. The relation between phytate content and phytate degradation, is unknown. We expect an increased P digestibility compared to the calculated value if phytate is available in a basal diet compared to a phytate low basal diet (diet 5 vs. diet 1; Table 1). Supplementing both basal diets with SBM as P source is expected to result in a similar increase in dietary aP content, as long as the dietary aP content does not exceed the requirement (diet 5,6,7 vs. 1,8,9). However, it may also result in a lower increase in aP content if the basal diet already contains a substantial amount of phytate and therefore reduces the phytate degradation of the additional SBM. Diet 5, 6 and 7 (Table 1) will also be used to compare the P-digestibility according to a recently established WPSA-protocol within a ringtest in a large number of universities and institutes (Hohenheim ringtest). The costs of these treatments will not be funded by the Product Board Animal Feed.

Wageningen UR (University & Research centre) 4

For quality of life

2.4 Effect of dietary structure on P digestibility Dietary structure increased mean retention time in foregut of laying hens (Van Krimpen et al., 2011), although these findings were not confirmed in broilers (Hetland and Svihus, 2001; Svihus et al., 2002). Nevertheless, it is hypothesized that dietary structure would improve mixing of digesta with enzymes and acids that are secreted by the proventriculus. Therefore, we would like to investigate whether adding a structural component to the diet affects P digestibility. Moreover, in the current study only finely ground ingredient are used, whereas practical diets usually contain coarse materials as well. In order to compare the values of the current experiment with findings in practice, diets containing dietary structure will be tested as well. Therefore, starting from diet 7, 5 % of a structural component low in P in (e.g. chopped straw) will be added, resulting in diet 12 (Table 1). 2.5 Comparison between ileal and faecal P digestibility Because the current Dutch aP system is actually based on P digestibility determined in faeces, faecal digestibility will be determined as well. Therefore, Schothorst Feed Research will analyse faecal P contents in their ringtest treatments.

Table 1

Diet 1 2 3 4

Overview of dietary treatments in the current study in terms of phytate content, phosphorus source, calculated aP content (g/kg) and number of replicates Phytate content Phosphorus aP content (g/kg) Ringtest Basal basal diet source (approximately) diet diet Absent/low Animal protein (AP) 1.5 No Yes Absent/low AP + MCP 3.0 (Diet 1 + 1.5) No No Absent/low AP + MCP 4.5 (Diet 1 + 3.0) No No Absent/low AP +MCP 6.0 (Diet 1 + 4.5) No No

Nr. of Replic. 6 6 6 6

5 6 7

Standard Standard Standard

Plant protein (PP) PP + SBM PP + SBM

1.5 1.8 (Diet 5 + 0.3) 2.1 (Diet 5 + 0.6)

Yes Yes Yes

Yes No No

6 6 6

1 8 9

Absent/low Absent/low Absent/low

Animal protein (AP) AP + SBM AP + SBM

1.5 1.8 (Diet 1 + 0.3) 2.1 (Diet 1 + 0.6)

No No No

Yes No No

6 6 6

5 10 11

Standard Standard Standard

Plant protein (PP) PP + MCP PP + MCP

1.5 3.0 (Diet 5 + 1.5) 4.5 (Diet 5 + 3.0)

Yes No No

Yes No No

6 6 6

5 12

Standard Standard + structure

Plant protein (PP) PP + oat hulls (OH)

1.5 (Diet 5 + 5% OH)

Yes No

Yes No

6 6

Protocol The protocol for determining ileal P digestibility, as developed by Working Group nr. 2 of WPSA as described by Rodehutscord (2013), will be applied in this study. Costs The costs are specified below: -

Material costs Personal costs Unforeseen costs Total costs

€ 71.060 € 43.272 € 6.018 € 120.350.

4

Figure 1 Calculated aP levels of the different diets, that are grouped per phosphorus source

7 6 5

Phytate low + MCP Phytate + SBM

4

Phytate low + SBM 3

Start phytate degr.

2

Max. phytate degr. Phytate + MCP

1 0 1

2

3

4

References CVB. 2012. Tabellenboek veevoeding 2012. CVB-reeks nr. 50, Productschap Diervoeder, Den Haag, Augustus 2012. Hetland, H., and B. Svihus. 2001. Effect of oat hulls on performance, gut capacity and feed passage time in broiler chickens. Br. Poult. Sci. 42(3):354-361. Rodehutscord, M., and Wpsa. 2013. Determination of phosphorus availability in poultry. Worlds Poult. Sci. J. 69(3):687-698. Svihus, B., H. Hetland, M. Choct, and F. Sundby. 2002. Passage rate through the anterior digestive tract of broiler chickens fed on diets with ground and whole wheat. Br. Poult. Sci. 43(5 & Supplement):662-668. Van der Klis, J. D., and M. C. Blok. 1997. Definitief systeem opneembaar fosfor pluimvee. L. CVB Documentatierapport nr. 20. Centraal Veevoederbureau, September 1997 ed. Van Krimpen, M. M., R. P. Kwakkel, C. M. C. Van der Peet-Schwering, L. A. Den Hartog, and M. W. A. Verstegen. 2011. Effects of dietary energy concentration, nonstarch polysaccharide concentration and particle sizes of nonstarch polysaccharides on digesta mean retention time and gut development in laying hens. Br. Poult. Sci. 52(6):730741.