Milchkühe künftig dynamischer füttern: Die neuen Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung von Milchkühen (GfE 2023)
Die neuen Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung von Milchkühen (GfE 2023) bringen nicht nur Anpassungen bei den Versorgungsempfehlungen mit sich, sondern auch eine Umstellung bei der Futterbewertung.
Die Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE) mit Sitz in Frankfurt am Main ist ein Zusammenschluss von Wissenschaftlern aus allen Bereichen der Tierernährung. Ihr Ziel ist es, ein Diskussionsforum zu bieten, auf dem Wissenschaftler untereinander Probleme erörtern und gemeinsam nach Lösungen suchen können.
Primär werden, als Grundlagen der praktischen Tierernährung, Bewertungsmaßstäbe für Futtermittel und Nährstoffbedarfsnormen für Nutztiere erarbeitet und fortlaufend aktualisiert. Vor einigen Jahren hat der Ausschuss für Bedarfsnormen der GfE (AfBN) mit der Prüfung des gültigen deutschen Futterbewertungssystems auf Aktualität begonnen. Dieses gilt seit 2001. Das überarbeitete und im September 2023 von der GfE veröffentlichte Futterbewertungssystem und die darauf aufbauenden Bedarfsempfehlungen wird als GfE (2023) bezeichnet.
In der letzten Zeit wurden noch Fragen zur Umsetzung geklärt und Schulungsunterlagen erarbeitet, so dass jetzt langsam die Umstellung erfolgen kann.
Fachlicher Hintergrund
Umfangreiche Fütterungsversuche mit Rindern unterschiedlicher Rassen, unterschiedlichen Alters und in unterschiedlichen Laktationsstadien haben ergeben, dass der Energiebedarf der Milchkühe nach GfE (2001) für Erhaltung unter- und für die Leistung jedoch überschätzt wird, was eine Überarbeitung der aktuell gültigen Futterbewertung notwendig machte. Die nun umfassend überarbeiteten Versorgungsempfehlungen für Milchkühe legen einen besonderen Wert auf die Einbeziehung von Laborverfahren bei der Ermittlung von Futterwertdaten.
Die Verwertung eines Futtermittels beim Wiederkäuer hängt neben seiner Inhaltsstoffe davon ab, wie schnell dieses Futtermittel den Pansen durchläuft (Pansenpassagerate). Die Passagerate wiederum wird von der Verdaulichkeit der Inhaltsstoffe und der Futteraufnahme beeinflusst, d.h., umso höher die Futteraufnahme, umso höher die Passagerate. Eine höhere Geschwindigkeit ist gleichbedeutend mit einer geringeren Verweildauer im Pansen und führt zu einem Absinken der Verdaulichkeit bzw. einem geringeren Futterabbau im Pansen. Auch bei der Einführung des NEL-Systems zur Energiebewertung von Futtermitteln vor rund 40 Jahren war dies schon bekannt. Die Milchleistung und die Futteraufnahme von Milchkühen waren jedoch deutlich geringer als heutzutage, weswegen dieser Zusammenhang der Vereinfachung und der Verständlichkeit halber vernachlässigt wurde. Bei den deutlich höheren Milchleistungen und Futteraufnahmen heutzutage kann dieser Umstand jedoch nicht mehr vernachlässigt werden.
Daher wird jetzt die Energie- und Eiweißkonzentration eines Futtermittels bei Milchkühen in Abhängigkeit von einer bestimmten Futteraufnahme berechnet. Diese Vorgehensweise wird in der Zukunft auf alle Wiederkäuer ausgeweitet. In den Untersuchungsergebnissen der Ernten 2025 von Grasprodukten, Kleegras-, Luzerne(gras-)- und Maissilagen werden die neuen Parameter bereits parallel zu den bisher verwendeten Kenngrößen dargestellt.
Die wichtigsten neuen Kennwerte und ihre Abkürzungen
- Abkürzungen und Begriffe neu gefasst
- Der Begriff Kraftfutter wird durch Konzentratfutter ersetzt. Die Rohnährstoffe werden zukünftig statt mit X für Roh mit C für Englisch crude abgekürzt, z.B. CA = Rohasche.
- Futteraufnahmeniveau (FAN)
- In der neuen Futterbewertung ändert sich die Energie- und Eiweißkonzentration (MEWK2023 und sidP) eines Futtermittels in Abhängigkeit von der Futteraufnahme. Um eine einheitliche Darstellung zu gewährleisten, wurde festgelegt, dass Futterwerte immer auf Basis Futteraufnahmeniveau 1 (FAN1) angegeben werden.
- Umsetzbare Energie Wiederkäuer (MEWK2023)
- Die neue MEWK2023 wird berechnet, indem die Energie im Kot, Harn und Methan von der Gesamtenergie abgezogen wird. Sie kann deswegen mehr oder weniger große Unterschiede zur alten ME aufweisen. Zukünftig wird sie die Einheit NEL (Netto Energie Laktation) ablösen.
- Dünndarmverdauliches Protein (sidP)
- Das sidP setzt sich aus dem dünndarmverdaulichen MCP (Mikrobielles Rohprotein) und dem dünn-darmverdaulichen UDP (im Pansen nicht abgebautes Futter-Rohprotein) zusammen.
- Verdaulichkeit der Organischen Masse (OMD)
- Diese geht in die Berechnung von MEWK2023 und sidP (bei Mikrobiellem Rohprotein) ein. Je nach Futtermittel gibt es verschiedene Formeln mit folgenden Parametern, z.B.:
- bei Grasfuttermitteln: Rohasche, aNDFom, Gasbildung, Rohprotein
- bei Grobfutter-Leguminosen: Rohasche, ADFom, Gasbildung
- bei Mais-Grobfuttermitteln: Rohasche, ADFom, Enzymlösliche Organische Substanz
- Ruminale Mikrobielle Differenz (RMD)
- Die RMD ersetzt die RNB (Ruminale Stickstoff-Bilanz). Sie bezieht sich auf die Verfügbarkeit des Stickstoffs im Pansen und ist daher nicht mit der RNB vergleichbar.
Energiebewertung und -versorgung
Die erweiterte Weender-Analyse bleibt jedoch weiterhin die Grundlage für die notwendigen Berechnungen. So bleiben z.B. die Angaben von XP (künftig CP), ADFom/aNDFom und XA (künftig CA) bestehen. Die Energie wird jedoch nach dem neuen System nicht mehr in NEL, sondern in ME angegeben. Zur Unterscheidung von der bisherigen ME erhält sie die Bezeichnung MEWK2023, wobei „WK“ für Wiederkäuer steht.
Änderungen bei der Futterbewertung und Versorgung von Energie nach GfE 2023
Eiweißbewertung und -versorgung
Zoombild vorhanden
Abb.1: Unterschied zwischen dünndarmverfügbarem Rohprotein (nXP) und dünndarmverdaulichen Protein (sidP)
Als Größe für die Eiweißversorgung ersetzt künftig das sidP (dünndarmverdauliches Protein) das nXP (dünndarmverfügbares Rohprotein). Die neue Größe sidP (“verdaulich“) betrachtet die Verhältnisse am Ende des Dünndarms. Sie geht also im Vergleich zum Ist-Zustand nXP („verfügbar“ = Anfang des Dünndarms) einen Schritt weiter und hat daher eine andere, kleinere Größenordnung (Abb.1). Die bisherige Ruminale Stickstoff-Bilanz (RNB) wird durch die RMD (Ruminale Mikrobielle Differenz) ersetzt. Sie bezieht sich auf die Verfügbarkeit des Stickstoffs im Pansen und ist daher nicht mit der RNB vergleichbar.
Änderungen bei der Futterbewertung und Versorgung von Protein nach GfE 2023
Futteraufnahme und Einfluss auf Passagerate und Verdaulichkeit
Sinkende Verdaulichkeit bei höherer Futteraufnahme
Zoombild vorhanden
Abb.2: Verdaulichkeit der organischen Masse (OMD) in Abhängigkeit von der Futteraufnahme bei einer Kuh mit 750 kg
Nach dem bisherigen System war die Verdaulichkeit eines Futtermittels aus Vereinfachungsgründen ein fester Wert und trat daher kaum in Erscheinung. Nach GfE 2023 wird die Verdaulichkeit der organischen Masse (OMD) anhand verschiedener Parameter berechnet bzw. aus Hintergrundtabellen entnommen und verändert sich mit der Futteraufnahme. Daher hat die Verdaulichkeit nun einen deutlich größeren Einfluss auf die Energie- (MEWK2023) und Eiweißkonzentration (sidP) eines Futtermittels. Hintergrund da-für ist, dass eine höhere Futtermenge schneller durch den Pansen fließt, die Passagerate wird also höher. Den Pansenmikroben verbleibt somit weniger Zeit für die Bearbeitung des aufgenommenen Futters. Dadurch können die im Futter enthaltenen Nährstoffe schlechter ausgenützt werden, die Verdaulichkeit (OMD) sinkt. In Abb. 2 ist die sinkende Verdaulichkeit bei steigender Futteraufnahme grafisch dargestellt.
Zoombild vorhanden
Abb. 3: Beziehung zwischen Futteraufnahme und Körpermasse bei Kühen (vereinfacht nach Gruber 2004)
Konsequenterweise muss daher die Futteraufnahme bei der Berechnung der Verdaulichkeit (OMD) berücksichtigt werden. Ein größerer Pansen hat aber ein höheres Futteraufnahmevermögen, d.h. das Futteraufnahmevermögen ist neben anderen Faktoren wie Milchleistung oder Futterqualität auch von der Körpermasse abhängig (Abb. 3).
Berechnung des Futteraufnahmeniveaus
Das Futteraufnahmevermögen ändert sich aber nicht nur von Kuh zu Kuh, sondern ist erst recht zwischen Wiederkäuerarten unterschiedlich. Falsch wäre die Annahme, die Futteraufnahme würde parallel zur Körpermasse steigen. Stattdessen existiert eine lineare Beziehung des Futteraufnahmevermögens zur metabolischen Körpermasse, d.h. zu dem Körperanteil, der stoffwechselaktiv ist. Berechnet wird die metabolische Körpermasse mit „Körpermasse hoch 0,75“ (KM0,75)“. Multipliziert man diese mit 50 g Trockenmasse Grobfutter mit durchschnittlicher Futterqualität so deckt diese Futteraufnahme den Erhaltungsbedarf eines Wiederkäuers an Energie (MEWK2023) und Eiweiß (sidP). Diese Futtermenge wird als Futteraufnahmeniveau1 (FAN1) bezeichnet. Mit dieser neuen Bezugsgröße können Futtermittel unabhängig von Körpermasse und Wiederkäuerart bewertet werden.
Zwei Beispiele dazu:
- Für eine Kuh mit einer Körpermasse (KM) von 600 kg:
- FAN1 = (KM0,75) * 50 g = (6000,75) * 50 g = 121 * 0,05 kg = 6 kg
- Ein täglicher Futterverzehr von 24 kg Trockenmasse ergäbe ein FAN von 24 kg / 6 kg = 4 (FAN4)
- Für eine Kuh mit einer Körpermasse von 800 kg:
- FAN1 = (KM0,75) * 50 g = (8000,75) * 50 g = 150 * 0,05 kg = 7,5 kg
- Ein täglicher Futterverzehr von 24 kg Trockenmasse ergäbe ein FAN von 24 kg / 7,5 kg = 3,2 (FAN3,2)
Zoombild vorhanden
Abb. 4: Zusammenhang von Körpermasse, Futteraufnahme und Futteraufnahmeniveau
Die schwerere Kuh kann mehr Futter aufnehmen. Bei gleicher Futtermenge ist daher ihr Futteraufnahmeniveau im Vergleich zur leichteren Kuh niedriger. Die gleiche Futtermenge geht bei der schwereren Kuh folglich langsamer durch den Pansen bzw. die Verweildauer im Pansen ist höher. Damit können die Nährstoffe aus dem Futter besser ausgenützt werden. Natürlich bleibt eine höhere Futteraufnahme weiterhin mit einer höheren Energieaufnahme verbunden.
Das gleiche Futteraufnahmeniveau bedeutet bei unterschiedlich schweren Kühen eine unterschiedliche Futteraufnahme. Umgekehrt haben unterschiedlich schwere Tiere bei gleicher Futteraufnahme ein unterschiedliches Futteraufnahmeniveau (Abb.4). Daraus ergibt sich jeweils eine unterschiedliche Verdaulichkeit der Nährstoffe. Zukünftig wird daher das Futteraufnahmeniveau bei der Berechnung der Verdaulichkeit berücksichtigt (Abb. 1).
Das gleiche Futteraufnahmeniveau bedeutet bei unterschiedlich schweren Kühen eine unterschiedliche Futteraufnahme. Umgekehrt haben unterschiedlich schwere Tiere bei gleicher Futteraufnahme ein unterschiedliches Futteraufnahmeniveau (Abb.4). Daraus ergibt sich jeweils eine unterschiedliche Verdaulichkeit der Nährstoffe. Zukünftig wird daher das Futteraufnahmeniveau bei der Berechnung der Verdaulichkeit berücksichtigt (Abb. 1).
Um eine einheitliche Darstellung zu gewährleisten, wurde festgelegt, dass Futterwerte egal ob auf Deklaration oder Untersuchungsbefund immer auf Basis Futteraufnahmeniveau 1 (FAN1) angegeben werden.
Das Wissen um die Futteraufnahme der Tiere wird deshalb noch wichtiger, um den Futterwert richtig einzuschätzen!
Das Wissen um die Futteraufnahme der Tiere wird deshalb noch wichtiger, um den Futterwert richtig einzuschätzen!
Versorgung mit Mengenelementen und Vitaminen
Während sich bei den Spurenelementen keine Änderungen ergeben, sind die wichtigsten Neuerungen bei den Mengenelementen und den Vitaminen in Tab.1 zusammengefasst.
| Aufzuchtrinder | Trockensteher | Laktierende | |
|---|---|---|---|
| Phosphor (g/kg TM) | - | 1,8 (2,5) | 1,25 1) /1,24 2) (1,43 1) /1,43 2)) |
| Natrium (g/kg TM) | - | 1,2 (2,0) | 1,1 1) /0,4 2) (0,6 1) /0,6 2)) |
| Vitamin A (IE/kg TM) | 5.000 (4.000) | 10.000 (10.000) | 5.000 (5.000) |
| Vitamin D (IE/kg TM) | 1.250 (500) | 3.000 (1.000) | 1.250 (500) |
| Vitamin E (mg/kg TM) | 17 (15) | 50 (50) | 24 (25) |
| ß-Carotin (mg/kg TM) | 15 (15) | 15 (30) | 15 (15) |
1) g/kg TM-Aufnahme für Erhaltung,2) g/kg Milch für Leistung
Die Empfehlungen für Phosphor wurden bei Trockenstehenden und Laktierenden aufgrund einer höheren Absorption heruntergesetzt. Beim Natrium wurde die Empfehlung für Trockenstehende und für den Leistungsbedarf von Laktierenden abgesenkt, der Erhaltungsbedarf dagegen etwas erhöht. Beim Vitamin A wurden die Empfehlungen für Aufzuchtrinder, bei den Vitaminen D und E die Empfehlungen für Trockenstehende, Laktierende und auch für Aufzuchtrinder deutlich angehoben – Hintergrund ist deren positive Wirkung auf das Immunsystem.
Auswirkungen auf eine Ration
Zukünftig ändert sich das Energie- und Eiweißlieferungsvermögen eines Futtermittels in Abhängigkeit von der Futteraufnahme. Dies erfordert ein Umdenken bei der Rationszusammenstellung.
Häufig kommt die Frage auf, ob sich das Vorgehen bei der Rationsberechnung nach den neuen Normen vom bisherigen Ablauf unterscheidet. Der grundlegende Unterschied ist, dass sich die Konzentrationen an Energie (MEWK2023) und Eiweiß (sidP) eines Futtermittels pro kg Trockenmasse (TM) bei unterschiedlicher Futter-TM-Aufnahme verändern.
Das schematische Vorgehen ist jedoch dasselbe, wie man in Tab.2 für MEWK2023 und sidP nachvollziehen kann. Der leichteren Verständlichkeit halber sind im Beispiel die Futterwerte der einzelnen Futtermittel bereits auf das hier vorliegende Gesamt-Futteraufnahmeniveau von 3,0 umgerechnet. Das tatsächliche Futteraufnahmenivau (FANi) errechnet sich aus der Gesamt-TM-Aufnahme (21,3 kg), dividiert durch das Erhaltungsniveau der Kuh FAN1.
Das schematische Vorgehen ist jedoch dasselbe, wie man in Tab.2 für MEWK2023 und sidP nachvollziehen kann. Der leichteren Verständlichkeit halber sind im Beispiel die Futterwerte der einzelnen Futtermittel bereits auf das hier vorliegende Gesamt-Futteraufnahmeniveau von 3,0 umgerechnet. Das tatsächliche Futteraufnahmenivau (FANi) errechnet sich aus der Gesamt-TM-Aufnahme (21,3 kg), dividiert durch das Erhaltungsniveau der Kuh FAN1.
- FAN1 = 50 g TM *(7500,75) = 50 g * 143 = 7150 g TM = 7,15 kg
- FANi = 21,3 kg TM / 7,15 kg TM = FAN3,0
Die Grundration besteht in der Frischmasse aus 20 kg Maissilage, 18 kg Grassilage und 1 kg Heu. Um eine ausgeglichene Grundration zu erreichen, muss der Mangel an dünndarmverdaulichem Protein (sidP), erkennbar an der negativen Ruminalen Mikrobiellen Differenz (RMD), ausgeglichen werden. Zum Eiweißausgleich wird im Beispiel Rapsextraktionsschrot eingesetzt. Teilt man nun die RMD der Grundration (29,2) durch die RMD pro kg Rapsextraktionsschrot (22,6), so sind 1,3 kg Frischmasse an Rapsextraktionsschrot erforderlich (siehe Tab.1).
Tab.1: Vereinfachte Rationsberechnung für eine Kuh mit 750 kg KM und 30 kg Milch bei Fut-teraufnahmeniveau 3,0 (Futterwerte bereits auf FAN3,0 umgerechnet)
| Grundration | FM pro Tier und Tag | je kg Trockenmasse | TM pro Tier und Tag | pro Tier und Tag | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| aNDFom (Grobfutter) | sidP | MEWK2023 | RMD | aNDFom (Grobfutter) | sidP | MEWK2023 | RMD | |||
| kg | g | g | MJ | g | kg | g | g | MJ | g | |
| Maissilage | 20,0 | 398 | 81 | 11,1 | -7,6 | 7,0 | 2786 | 567 | 77,4 | -53,2 |
| Grassilage | 18,0 | 510 | 84 | 10,4 | 6,3 | 6,3 | 3213 | 529 | 65,5 | 25,2 |
| Heu | 1,0 | 594 | 74 | 8,5 | -1,4 | 0,9 | 511 | 64 | 7,3 | -1,2 |
| Summe Grobfutter | 39,0 | 14,2 | 6510 | 1160 | 150,3 | -29,2 | ||||
| Ausgleich | FM pro Tier und Tag | je kg Trockenmasse | TM pro Tier und Tag | pro Tier und Tag | ||||||
| Rapsextraktionsschrot | 1,3 | - | 150 | 10,3 | 22,6 | 1,2 | - | 194 | 13,3 | 29,2 |
| Summe inkl. Ausgleichsfutter | 40,3 | 15,4 | 6510 | 1354 | 163,6 | 0,0 | ||||
| Minus Erhaltungsbedarf für Kuh mit 750 kg KM: | -681 | -91,7 | ||||||||
| Verbleibt für Milch | 673 | 71,9 | ||||||||
| Bedarf für 30 kg Milch (pro kg Milch bei 4,0 % Fett und 3,4 % Eiweiß: 45 g sidP, 4,7 MJ ME) | 1350 | 141 | ||||||||
| Fehlbedarf | -677 | -69,1 |
Um die angestrebte Milchmenge von 30 kg zu erreichen, fehlen noch 677 g sidP und 69,1 MJ MEWK2023. Hierfür steht im Beispiel ein Milchleistungsfutter mit 117 g sidP und 10,5 MJ MEWK2023 (bei FAN3,0) zur Verfügung. Die davon benötigte Menge wird für sidP (677 /117 = 5,8 kg MLF) und Energie (69,1 / 10,5 = 6,6 kg MLF) berechnet. Da die Lücke bei der Energie größer ist, sind 6,6 kg Leistungsfutter notwendig:
| Leistungsfutter | FM proTier und Tag | je kg Trockenmasse | TM pro Tier und Tag | pro Tier und Tag | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| aNDFom (Grobfutter) | sidP | MEWK2023 | RMD | aNDFom (Grobfutter) | sidP | MEWK2023 | RMD | |||
| MLF bei FAN 3,0 | 6,6 | - | 117 | 10,5 | 0,4 | 5,8 | - | 772,2 | 69,3 | 2,3 |
| Summe Gesamtration | 47,0 | 21,3 | 6510 | 1445,2 | 141,2 | 2,3 | ||||
| Milch kg | 32,1 | 30,0 |
Überprüfung der Wiederkäuergerechtheit
Zuletzt muss die Wiederkäuergerechtheit der gesamten Ration anhand der gewohnten Parameter überprüft werden. Der Übersichtlichkeit halber wurde im Beispiel nur der Parameter aNDFom aus dem Grobfutter (mind. 28 %) aufgeführt.
Im Beispiel wird die gewünschte Strukturversorgung in der Gesamtration mit 30,6 % aNDFom aus dem Grobfutter (6.510 g aNDFom der Gesamtration / 21.300 g Gesamt-Trockenmasse) erfüllt.
Gleichzeitig mit der Struktur muss – wie bisher auch - immer die Menge an pansenabbaubaren Zucker und Stärke (max. 25 %) und Rohfett (max. 4 %) geprüft werden (nicht dargestellt). Zur Vereinfachung ist die Anschaffung eines Rationberechnungs-Programms ratsam.
Im Beispiel wird die gewünschte Strukturversorgung in der Gesamtration mit 30,6 % aNDFom aus dem Grobfutter (6.510 g aNDFom der Gesamtration / 21.300 g Gesamt-Trockenmasse) erfüllt.
Gleichzeitig mit der Struktur muss – wie bisher auch - immer die Menge an pansenabbaubaren Zucker und Stärke (max. 25 %) und Rohfett (max. 4 %) geprüft werden (nicht dargestellt). Zur Vereinfachung ist die Anschaffung eines Rationberechnungs-Programms ratsam.
Die Ration deckt damit den Energie- und Eiweißbedarf für ca. 30 kg Milch ab. Die Mineralfutterergänzung (nicht dargestellt) erfolgt wie bisher, indem vom Bedarf der Kuh die in der Tagesration enthaltenen Mineralstoffe abgezogen werden. Natürlich sollten hierfür die Grobfutterkomponenten auf Mineralstoffe untersucht sein!
Vereinfachte Rationsberechnung mit Excel
Eine vereinfachtes Formblatt der Rationsberechnung für GfE2023 mit einer kleinen Auswahl an Futtermitteln kann hier heruntergeladen werden: