A dynamic programming model for optimising feeding and slaughter decisions regarding fattening pigs

Abstract

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin tarkennetun ruokinnan ja eläinaineksen perinnöllisen laadun parantamisen taloudellisia hyötyjä suomalaisilla lihasioilla. Tarkennetulla ruokinnalla tarkoitetaan sialle annettavan rehun määrän ja koostumuksen sovittamista sian kasvunvaiheen, perinnöllisten tekijöiden ja hintasuhteiden mukaan niin, että sika voi hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti rehussa olevan energian ja valkuaisen. Lihasikojen taloudellisesti optimaaliseen ruokintaan vaikuttavat monet eri tekijät, kuten sian perimä, markkinatilanne ja sika-aineksen vaihtelu. Tämä tutkimus tarjoaa ensisijassa tietoa siitä, miten sianlihan tuottaja voi sopeuttaa sian ruokintaa ja teurastuksen ajoitusta tuotantopanosten ja lihan hintasuhteiden, eläimen perinnöllisen tason (mm. päiväkasvu ja ruhon rasvoittumisherkkyys) ja tuotantoteknologian joustavuuden muuttuessa. Tutkimustuloksia tulisikin tarkastella ensisijaisesti vertaamalla tarkasteltuja skenaarioita keskenään, sillä tulokset johtuvat eroista skenaarioiden lähtötiedoissa. Tutkimusmenetelmänä käytettiin numeerista dynaamisen ohjelmoinnin mallia. Malli simuloi yksittäisen sian päiväkasvua ja optimoi ruokinnassa käytettävän rehun koostumuksen ja määrän sekä teurastuksen ajoituksen annettujen lähtötietojen (rehujen, porsaan ja lihan hinnat, rehujen laatu, sian perimä) määräämissä rajoissa. Sian teuraspaino, ruhon koostumus teurastushetkellä ja ruokinta optimoitiin niin, että ne antoivat sikapaikalle mahdollisimman suuren tuoton. Tarkastelussa käytetty ruokinta perustui ohra-soijarouhe-aminohappotäydennys- seokseen, jonka määrä ja koostumus optimoitiin erikseen kasvatusjakson jokaiselle päivälle. Ruokinta- ja teurastuspäätöksiä määritettäessä otettiin huomioon se, miten sian perimän, ruokinnan ja teurastuksen ajoituksen välinen yhteys vaikuttaa ruhon laatuun ja sikapaikan tuottoarvoon. Lisäksi otettiin huomioon se, miten sian syöntikyky ja ravinteiden tarve rajoittavat tuottajan mahdollisuuksia valita rehun koostumus ja rehuannoksen määrä. Tulokset viittaavat siihen, että lihasikaa kannattaa pääsääntöisesti ruokkia rajoitetulla energiaruokinnalla. Siksi on tärkeää, että rehu sisältää sian tarpeeseen nähden riittävästi valkuaista. Optimoidun ruokinnan mukaisesti toimittaessa nuorta lihasikaa ruokitaan korkean valkuaispitoisuuden omaavalla rehulla ja lähes teuraskypsää sikaa korkean energiapitoisuuden omaavalla rehulla. Perusskenaariossa (luku 4) soijarouheen osuus rehussa laskee joustavasti niin, että 25 kg painavan porsaan rehuannoksessa soijarouhetta on noin 20 % ja teuraskypsällä sian annoksessa vajaat 5 %. Samalla ohran määrä rehussa lisääntyy. Porsaan rehuannos sisältää 1,25 kg ohraa päivässä ja teuraskypsän sian rehuannos noin 2,60 kg ohraa päivässä. Tutkimuksen perusskenaariossa ohran määrä vakiintuu 2,6 2,7 kg:an päivässä päivässä jo noin kuukausi ennen teurastusta. Lisäksi sialle annetaan aminohappotäydennyksenä 2,7 g lysiiniä, 0,8 g metioniinia ja 1,3 g treoniinia/1 kg ohraa. Perusskenaariossa sika saavuttaa 115 kg teuraspainon (vastaa noin 85 kg ruhopainoa) 105 päivässä. Perusskenaariossa sikapaikka tuottaa vuodessa noin 150 korvauksen tuotantoon sitoutuneelle työlle, pääomalle ja muille tuotannontekijöille kuin porsaille ja rehulle. Tarkennettuun kaksivaiheruokintaan verrattuna joustava ruokintateknologia antaa 1,70 lisätuoton sikapaikkaa kohti vuodessa. Tämän ohella lisätuottoja saadaan sikakohtaiseen ruokintaan siirtymisestä ja kaksivaiheruokinnan tarkentamisesta. Tarkennetussa kaksivaiheruokinnassa sikoja ruokitaan alkukasvatusrehulla 65 75 kg elopainoon asti ja rehun määrää (muttei koostumusta) muutetaan sian kasvun mukaisesti. Lähtötietojen vaikutusta tuloksiin tarkasteltiin vertaamalla perusskenaarion (luku 4) tuloksia vaihtoehtoisten skenaarioiden (luvut 5 7) tuloksiin. Tulosten mukaan taloudellisesti optimaalinen lihasian ruokinta riippuu markkinatilanteesta. Malli suosittaa ruokkimaan sikaa vapaalla ruokinnalla ja energiavaltaisella rehulla silloin, kun sianlihan hinta on korkea suhteessa punaisesta lihasta maksettavaan laatulisään. Tällöin ruokinta maksimoi sian päiväkasvun. Muissa tapauksissa malli suosittaa rajoittamaan energiaruokintaa. Tällöin ruho kasvaa lihakkaammaksi kuin vapaalla ruokinnalla. Rajoitetun ruokinnan kannattavuus johtuukin siitä, että tuotantokierron pidentymisestä huolimatta tuottaja voi lisätä sikapaikan tuottoa nostamalla ruhon laatukorjattua arvoa ruokinnan avulla. Rehun valkuaispitoisuutta kannattaa lisätä myös silloin, kun kaikkien rehujen hinnat tai teuraspalkkio laskevat. Sen sijaan vain rehun oman hinnan noustessa sitä kannattaa korvata muilla rehuilla. Energiaruokintaa vähennettäessä tulisi huolehtia siitä, että rehun sisältämän valkuaisen määrä ei laske energiapitoisen rehun määrää vähennettäessä. Toisin sanoen energiapitoisen rehun määrää vähennettäessä myös rehuannoksen sisältämän valkuaisen määrä vähenee, mikä tulisi korvata lisäämällä valkuaispitoisen rehun määrää. Taloudellisesti optimaalinen lihasian ruokinta riippuu myös sika-aineksen perimästä (genotyypistä). Tulosten mukaan sikoja, joilla on perinnöllinen taipumus nopeaan päiväkasvuun ja jotka rasvoittuvat helposti, kannattaa ruokkia energiapitoisemmalla rehulla kuin sikoja, joilla on taipumus hitaaseen päiväkasvuun ja jotka säilyttävät lihakkuutensa melko hyvin. Tässä tutkimuksessa ei kuitenkaan tarkastella tilanteita, joissa peräkkäisten sikaerien perinnöllinen taso vaihtelee voimakkaasti. Lihakkuutensa hyvin säilyttävillä sioilla rehun valkuaispitoisuus pidetään melko korkea jopa yli kasvatusjakson puolivälin, ja ohran määrä rehussa nousee melko suoraviivaisesti. Sen sijaan samaan päiväkasvuun yltävillä sioilla, joiden valkuaisen kasvukyky laskee nopeasti, rehun valkuaispitoisuus laskee melko nopeasti siitäkin huolimatta, että ne tarvitsevat alkukasvatuksessa runsaasti valkuaispitoista rehua. Tulokset viittaavat siihen, että nopeakasvuiset ja vähärasvaiset siat voivat antaa hidaskasvuisiin ja helposti rasvoittuviin sikoihin verrattuna jopa yli 20 euron lisätuoton lihasikapaikkaa kohti vuodessa. Perusskenaarion hintasuhteilla esimerkiksi 10 K-indeksipisteen parannus sian perimässä tuottaa vuodessa 14,51 lisätuoton sikapaikkaa kohti. Sian biologisen maksimipäiväkasvun noustessa elopainovälillä 20 120 kg keskimäärin 100 g saadaan sikapaikkaa kohti kohti vuodessa 23,54 lisätuotto. Lisätuotto on hieman suurempi, mikäli päiväkasvua nostettaessa panostetaan niin sanotun aikuistumissuhteen sijasta aikuispainon nostamiseen. Hyödyt johtuvat osittain siitä, että keskimääräistä korkeamman aikuispainon omaavat siat ovat rasvattomampia kuin muut siat. Koska geneettinen parannus on jokseenkin pysyvä, edellä mainittuja lisätuottoja voidaan saada pitkältä aikaväliltä. Eläinjalostuksen tulosten täysimääräinen hyödyntäminen kuitenkin edellyttää tuotantopanosten käytön tehostamista sian perintötekijöiden mukaan. Tämä johtuu erityisesti siitä, että nopeakasvuisen ja vähärasvaisen sian tuotanto-ominaisuudet saadaan täysin hyödynnettyä vain, mikäli lihakkaan ruhon tuottamiseen tarvittavan valkuaisen määrää rehussa muutetaan sian kasvukyvyn mukaan. Tulokset viittaavat siihen, että sika kannattaa teurastaa teuraspainon ollessa mahdollisimman lähellä korkeimman hintaportaan yläpäätä. Siten lihan hinnoittelun muuttuessa myös optimaalinen teuraspaino muuttuu. Jos teurastus jostain syystä uhkaa viivästyä niin että sika kasvaa ylipainoiseksi , tuottajan kannattaa markkinoida sika ennenaikaisesti. Tulos johtuu siitä, että ylipainoisen sian lihasta maksetaan alennettua kilohintaa. Mikäli sika voidaan teurastaa ennenaikaisesti korkeimman hintaportaan sisällä, tuottaja välttää lihan hintaan tehtävän laatuvähennyksen ja ennenaikaisen teurastuksen menetys jää melko pieneksi. Tämä pätee erityisesti silloin, kun uusi sikaerä saadaan ilman tavanomaista pitempää viivettä heti teurastuksen jälkeen. Jos teurastus kuitenkin viivästyy, tuottaja voi minimoida laatutappioiden riskin vähentämällä energiaruokintaa. Tällöin hän estää ruhoa rasvoittumasta. Lisäksi tuottaja voi vähentää rehun kokonaismäärää, jolloin hän minimoi ruhon painon vuoksi lihan hintaan tehtävän laatuhintavähennyksen suuruuden.

Costs of purchasing new piglets and of feeding them until slaughter are the main variable expenditures in pig fattening. They both depend on slaughter intensity, the nature of feeding patterns and the technological constraints of pig fattening, such as genotype. Therefore, it is of interest to examine the effect of production technology and changes in input and output prices on feeding and slaughter decisions. This study examines the problem by using a dynamic programming model that links genetic characteristics of a pig to feeding decisions and the timing of slaughter and takes into account how these jointly affect the quality-adjusted value of a carcass. The state of nature and the genotype of a pig are known in the analysis. The results suggest that producer can benefit from improvements in the pig s genotype. Animals of improved genotype can reach optimal slaughter maturity quicker and produce leaner meat than animals of poor genotype. In order to fully utilise the benefits of animal breeding, the producer must adjust feeding and slaughter patterns on the basis of genotype. The results also suggest that the producer can benefit from flexible feeding technology. Typically, such a technology provides incentives to feed piglets with protein-rich feed. When the pig approaches slaughter maturity, the share of protein-rich feed in the diet gradually decreases and the amount of energy-rich feed increases. Generally, the optimal slaughter weight is within the weight range that pays the highest price per kilogram of pig meat. The optimal feeding pattern and the optimal timing of slaughter depend on price ratios. Particularly, an increase in the price of pig meat provides incentives to increase the growth rates up to the pig s biological maximum by increasing the amount of energy in the feed. Price changes and changes in slaughter premium can also have large income effects.