Forschungs- und Innovationsprojekt
Abbau von Proteinüberhängen in der Rinderfütterung durch optimierte Rationsgestaltung mit Einsatz pansengeschützter Aminosäuren

Stall mit Kühen

Milchviehstall in Achselschwang

In der bayerischen Rinderfütterung (wachsende Rinder, Mutterkühe) wird zum Teil noch mit starken Rohprotein-(XP)-überhängen bzw. mit einer stark positiven ruminalen N-Bilanz (Milchkühe) der Rationen gearbeitet. Dies bedingt zunächst einen hohen Einsatz von Pro-teinkonzentraten, häufig in Form von importiertem Sojaextraktionsschrot. In Abhängigkeit der jeweiligen Kostenlage für Proteinträger folgen daraus Mehrkosten für den Landwirt. Andererseits ist davon auszugehen, dass das gefütterte Rohprotein nur unzureichend für die Milchbildung genutzt wird und die N-Ausscheidungen ansteigen.

Vor dem Hintergrund der Novellierung der Düngeverordnung und den Vorgaben zur Minderung der NH3-Ausgasung steht die Landwirtschaft hier unter starkem Zugzwang, damit im Extremfall nicht über eine Reduzierung der Tierzahlen reagiert werden muss. Andererseits haben Eiweißträger wie z.B. Rapsextraktionsschrot hohe Gehalte an P, so dass über einen verminderten Einsatz auch die P-Überschüsse reduziert werden könnten.

Zielsetzung

Die Rationsgestaltung im Bereich der Rinderfütterung ist zum Teil von Rohprotein (XP) – Überhängen sowie stark positiven ruminalen Stickstoffbilanzen (RNB) geprägt. Diese Überversorgung der Tiere mit Eiweißträgern geht häufig einher mit der Verwendung von importierten Proteinkonzentraten (z. B. Sojaextraktionsschrot). Die Verwendung solcher Futtermittel kann unter Umständen finanzielle Nachteile für den Landwirt mit sich bringen. Zudem kann davon ausgegangen werden, dass das verfütterte XP nicht in gewünschtem Maße zur Milchbildung genutzt wird und folglich die Stickstoff - Ausscheidungen ansteigen. Gerade in Zeiten der Novellierung der Düngeverordnung und den restriktiven Vorgaben zur Ammoniak-Ausgasung steht die Landwirtschaft unter Zugzwang.
Mit einer alleinigen Reduzierung der XP-Überhänge kann jedoch nicht Abhilfe geschaffen werden, da dieser bei unzureichenden Gehalten an nutzbarem Rohprotein (nXP) im Futtermittel und stark negativer RNB mögliche Leistungsminderungen entgegenstehen. Vor diesem Hintergrund sollen im Rahmen eines vom bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten geförderten Projektes Untersuchungen zu den Auswirkungen proteinreduzierter Fütterung bei gleichzeitiger Zulage von pansengeschützten Aminosäuren bei wachsenden Rindern und Milchkühen durchgeführt werden.

Fütterungsversuche mit Milchkühen

Methode

Kuh am Fressgitter
Die Aufteilung der Tiere erfolgte so, dass die Gruppen im Mittel (bez. auf, Laktationstag, Milchleistung, Milchinhaltsstoffe, Futteraufnahme, Rasse, Lebendmasse, BCS, RFD) ausgeglichen waren.
Einmal wöchentlich wurde eine Mischprobe aus Morgen- und Abendgemelk gezogen und auf Milchinhaltsstoffe sowie Harnstoff (chemisch und infrarot) untersucht.
Die Lebendmasse der Kühe wurde nach dem Melken automatisch, sowie zu Versuchsbeginn und -ende zusammen mit Rückenfettdicke und Body Condition Score manuell erfasst.
Im Rahmen des Projektes wurden am LVFZ Achselschwang bisher 3 aufeinander aufbauende Milchviehfütterungsversuche mit Kühen der Rassen Fleckvieh und Braunvieh durchgeführt und ausgewertet.
  • Versuch 1
    • 36 Kühe, Zeitraum von 6 Wochen, aufgeteilt in 2 Versuchsgruppen
    • Der Versuchsgruppe (VG1) eine Teilmischration auf Basis Mais-, Grassilage und Kraftfutter mit kalkulierten nXP- und XP-Gehalten von 150 und 135 g/kg TM angeboten.
    • In VG2 wurde diese Ration mit 17 g/Tag pansengeschütztem Methionin ergänzt. Zusätzlich wurde Milchleistungskraftfutter nach Leistung am Abrufautomaten angeboten (182 g nXP und 201 g XP je kg TM).
    • Die Gehalte an „nutzbarem Methionin“ wurden auf Basis des Systems „nutzbarer Aminosäuren“ Schröder et al. (2008) kalkuliert. In der Ration der VG1 sollte der Gehalt an nutzbarem Met 86 % der Empfehlung abdecken, in der Ration der VG2 107 %.
  • Versuch 2
    • 48 Kühe, Zeitraum von je 12 Wochen, mit zwei 3-wöchigen Versuchsphasen (je Gruppe 1 Phase ohne und eine Phase mit Met-Zulage) und einer 3-wöchigen Zwischenperiode
    • Laut Rationsplanung waren die XP- und nXP-Gehalte der Rationen in den Versuchsphasen mit 141 und 153 g/kg TM etwas höher angesetzt als in Versuch 1.
    • Die Zulage an pansengeschütztem Met betrug 15 g/Tier und Tag.
    • Vor dem Versuch und in der Zwischenphase enthielt die Ration 154 g nXP/kg TM bei ausgeglichener RNB.
  • Versuch 3
    • 48 Kühe, Zeitraum von je 12 Wochen
    • Fütterung der Versuchsgruppe 1 über eine nach Milcherzeugungswert NEL und nXP ausgeglichene Teil-Mischration (PMR; 6,89 MJ NEL/kg TM und 152 g nXP/kg TM), die mit 16 % XP in der TM kalkulatorisch einen XP- Überschuss und eine stark positive RNB von +25 g/ Tag aufwies. Als XP-Hauptquellen wurden Rapsextraktionsschrot und Futterharnstoff eingesetzt.
    • In der Versuchsgruppe 2 wurde die RNB durch Austausch des Futterharnstoffes gegen Körnermais auf -31 g/Tag und der XP-Gehalt auf 145 g/kg TM abgesenkt.
    • In der Versuchsgruppe 3 wurde zu zuletzt beschriebener Ration pansengeschütztes Methionin (15 g brutto/Tier und Tag) und Lysin (25 g brutto/Tier und Tag) zugelegt.
    • Für Leistungen oberhalb 33 kg Milch/Tag wurde Leistungskraftfutter über die Kraftfutterstationen bis max. 4,0 kg/Tag zugeteilt.

Ergebnisse

Die wichtigsten Ergebnisse aus den drei Fütterungsversuchen sind in Tabelle 1 dargestellt. Es konnten keine positiven Effekte der Aminosäurenzulage auf Leistungskriterien festgestellt werden, was darauf hindeutet, dass die geprüften Aminosäuren nicht erstlimitierend waren. Weitere Milchkuhfütterungsversuche zur Supplementierung der Rationen mit pansengeschütztem Methionin und einer Kombination aus Lysin, Methionin und Histidin befinden sich in der Auswertung.
Tabelle 1: Einfluss einer Zulage an pansengeschütztem Met in Versuch 1 und 2 und von Met und Lys in Versuch 3 zu Rationen mit abgesenkter RNB auf Futter-und Nährstoffaufnahme und Leistungskriterien
 Versuch 1  Versuch 2  Versuch 3   
 VG1VG2s.eVG1VG2s.e.VG1*VG2VG3s.e.
Inhaltsstoffe der Rationen          
TM, kg/Tag24,625,50,5624,624,20,423,322,323,60,7
XP, g/Tag3.309a3.436b933.3113.27161,43.627a3.170b3.336b113
NEL, MJ/Tag173179417517231591531623
nXP, g/Tag3.7783.9141003.7593.70964,43.5253.3893.587111
RNB, g/Tag-75-761,9-72-701,016-35-400,9
Lys, g/Tag1341403,51281262,6151ab142b163a5
Met, g/Tag61,3b76,5a1,654,4b64,2a1,157,5b54,7b69,8a2,0
Milchmenge und -inhaltsstoffe          
Milch, kg/d35,434,21,4636,436,00,8635,033,733,91,2
Fett, %4,274,330,124,084,130,063,923,813,900,04
Eiweiß, %3,803,800,063,593,610,033,583,693,670,04
Harnstoff, mg/l1651596191a166b4260a196b178b7
ECM, kg/d37,236,11,337,036,90,73535,133,433,91,2
Fett, kg/d1,491,460,061,471,470,031,371,271,310,05
Eiweiß, kg/d1,331,290,041,301,290,021,251,241,240,04
* Kontrolle mit ausgeglichener RNB
a,b Werte mit unterschiedlichen Hochbuchstaben unterscheiden sich bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von P < 0,05
s.e.: Standardfehler, Fehler des Stichprobenmittelwertes im Vergleich zum tatsächlichen Parameterwert

Einsatz von Methionin in der Milchviehfütterung – ausführliche Ergebnisse pdf 265 KB

Fütterungsversuche in der Rindermast

Fütterungsversuch bei Fressern

Fresser auf Stroh
Im Bereich der Aufzucht von Fresserkälbern wurde ein Versuch zur Zulage von pansengeschütztem Methionindurchgeführt. Aus den Daten lässt sich ableiten, dass der Einsatz von Futterharnstoff im Rahmen der gesetzlichen Vorgaben in der Aufzucht von wiederkauenden Fresserkälbern nach dem Absetzen ohne Leistungseinbußen möglich ist. Ein positiver Effekt der Zulage an pansengeschütztem Methionin zeigte sich nicht. Der Versuch zur Fresseraufzucht ist in der angefügten Datei beschrieben.

Einsatz von Futterharnstoff und Methionin bei Fressern - ausführliche Ergebnisse pdf 329 KB

Fütterungsversuche in der Bullenmast

Methode

Im Bereich der Bullenmast wurden zwei Versuche mit pansengeschütztem Methionin bzw. Lysin durchgeführt.
  • Bullenmast-Versuch 1
    • 69 Fleckviehbullen mit einem Anfangsgewicht von 367 kg und einem Alter von 238 Tagen
    • Alle Tiere wurden über eine Totale Mischration (TMR) aus Maissilage und Kraftfutter versorgt, die zur freien Aufnahme vorgelegt wurde.
    • Gruppe 1: Die Ration wurde auf einen bedarfsorientierten Rohproteingehalt von 13,7 % in der TM eingestellt.
    • Gruppe 2: Durch Austausch von Rapsextraktionsschrot und Futterharnstoff gegen Trockenschnitzel wurde der Gehalt an Rohprotein (XP) in der Ration für die auf 9 % in der Trockenmasse (TM) reduziert. Der Gehalt an Lysin in dieser Ration wurde durch Zulage an pansengeschütztem Lysin an den in der Ration der Gruppe 1 angeglichen.
    • Gruppe 3: Für die dritte Gruppe wurde zu dieser Ration 1,6 g pansengeschütztes Methionin je kg TM zugelegt. Der Gehalt an weiteren Nähstoffen und an umsetzbarer Energie (ME) wurde für die 3 Rationen vergleichbar gehalten.
  • Bullenmast-Versuch 2
    • 67 Fleckviehbullen mit einem durchschnittlichen Alter von 156 Tagen und 223 kg Lebendgewicht
    • Gruppe 1: Als Kontrollgruppe (n=22) diente eine Ration mit einem bedarfsorientierten Gehalt an XP (14% XP in der TM).
    • Gruppe 2: In der zweiten Ration (n = 22) wurde das XP reduziert (11% XP in der TM).
    • Gruppe 3: In der dritten Ration (n=23) wurde ebenso der Gehalt an XP auf 11% TM abgesenkt und zusätzlich pg Lysin (0,42% TM) ergänzt.
    • Alle Diäten waren isoenergetisch (11,6 MJ ME/kg TM) formuliert. Zudem enthielten die XP- reduzierten Rationen pg Methionin (0,11% TM), um einen möglichen Methionineffekt auszuschließen.

Ergebnisse

Bullen am Wiegetrog
Bullenmast-Versuch 1
Im ersten Bullenmastversuch lag die Futteraufnahme in Gruppe 2 nach Absenkung des XP-Gehaltes der Ration deutlich niedriger als in Gruppe 1 (Tabelle 2). Das deckt sich mit Ergebnissen früherer Fütterungsversuche an der LfL und deutet auf eine N-Unterversorgung der Pansenmikroben hin. Als Folge der geringeren Futteraufnahme war neben der XP- und nXP-Aufnahme auch die ME-Aufnahme verringert. Die Zulage an pansengeschütztem Methionin hatte keinen positiven Effekt auf die Futteraufnahme. Die Methionin-Aufnahme lag in den Gruppen 1-3 bei rund 20, 13 und 21 g/Tag,
Durch die Absenkung des XP- Gehaltes der Ration waren sowohl die Endgewichte als auch die täglichen Zunahmen und Schlachtleistungsmerkmale deutlich verschlechtert (Tabelle 3). Der Rückgang in den täglichen Zunahmen ist vergleichbar hoch wie in früheren Versuchen, die aber auch einen negativen Effekt einer überhöhten XP-Versorgung gezeigt haben. Das macht deutlich, dass der XP- Gehalt der Ration zur Optimierung der Leistung aber auch zur Minimierung der N- Überschüsse immer an den Versorgungsempfehlungen ausgerichtet sein sollte. Die Zulage an pansengeschütztem Methionin zu der im XP-Gehalt abgesenkten Ration führte zu keiner Verbesserung in der Leistung der Tiere. Dabei weisen die erhöhten Methioningehalte im Blutserum darauf hin, dass das zugelegte Methionin im Organismus der Bullen angekommen ist und dementsprechend ein tatsächlicher Schutz vor dem Abbau im Pansen vorlag. Insgesamt kann aus den Ergebnissen gefolgert werden, dass Methionin unter den vorliegenden Bedingungen nicht leistungslimitierend war.
Tabelle 2: Einfluss des Gehaltes der TMR an XP und Methionin auf die Futter-, Energie- und Nährstoffaufnahme sowie ausgewählte Leistungsmerkmale im Mittel der Mastperiode
 Gruppe 1 (13,7 % XP i.d. TM)Gruppe 2 (9 % XP i.d. TM)Gruppe 3 (9 % XP i.d. TM + Met)s.e.
Inhaltsstoffe der Rationen    
TM-Aufnahme, kg/Tag9,43a8,49b8,27b0,22
ME-Aufnahme, MJ/Tag109a97,7b95,3b2,48
XP-Aufnahme, g/Tag1.260a807b783b23,4
nXP-Aufnahme, g/Tag1.437a1.206b1.176b30,6
Schlachtparameter    
Endgewicht, kg532a499b498b7,37
Zunahmen, g/Tag1.580a1.256b1.199b0,06
Schlachtgewicht (kg)298a275b272b4,21
Ausschlachtung, %56,7a55,7b55,3b0,27
Methioningehalt im Blutserum (µMol/l)33,5a35,0a43,4b1,6
Harnstoffgehalt im Blutserum (µMol/l)2081a658b747b94,9
a,b Werte mit unterschiedlichen Hochbuchstaben unterscheiden sich bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von P < 0,05 signifikant
s.e.: Standardfehler, Fehler des Stichprobenmittelwertes im Vergleich zum tatsächlichen Parameterwert
Bullenmast-Versuch 2
Auch im zweiten Bullenmastversuch führte die Reduzierung des Rohproteingehaltes der Ration zu einer deutlichen Verminderung der täglichen Zunahmen und Mastendgewichte. Nach Zulage von pansengeschütztem Lysin waren jedoch das Mastendgewichte sowie die täglichen Zunahmen gegenüber mit im XP-Gehalt reduzierten Rationen gefütterten Bullen tendenziell (P<0,1) erhöht, die Schlachtendgewichte wurden signifikant (P<0,05) gesteigert. Erste Auswertungen zu den Lysingehalten deuten auch in diesem Versuch darauf hin, dass das eingesetzte Produkt tatsächlich vor dem ruminalen Abbau geschützt war. Weitere Ergebnisse sind bis zum Ende des Jahres zu erwarten.

Einsatz von Methionin in der Bullenmast - ausführliche Ergebnisse pdf 241 KB

Projektinformation
Projektleitung: Dr. T. Ettle
Projektbearbeitung: V. Inhuber, F. Riepl, A. Obermaier, P. Edelmann
Laufzeit: 01.06.2017 - 31.12.2020
Kooperation: Prof. Dr. W. Windisch (Lehrstuhl für Tierernährung, TUM)
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Förderkennzeichen: A/17/18