Kenngrößen der Futterqualität. welche Parameter warum untersuchen lassen?
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- Gudrun Arnold
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1 Kenngrößen der Futterqualität welche Parameter warum untersuchen lassen? Sandra Hoedtke Professur für Ernährungsphysiologie und Tierernährung Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock 9. Seminar Futterproduktion in Todendorf
2 Gliederung 1 Einleitung 2 Probenahme 3 Kenngrößen der Futterqualität 3.1 Energiebewertung 3.2 Proteinbewertung 3.3 Strukturbewertung 3.4 Bewertung der Gärqualität von Silagen 4 Fazit UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 2
3 Futterwert keine alleinstehende Kenngröße Merkmalskomplex nicht konstant abhängig von Tierart und -alter, Nutzungsrichtung und Leistung Beurteilung in der Ration abhängig von weiteren Futterkomponenten? UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 3
4 Energiekonzentration (EK) Roh- und Reinprotein, Aminosäuren spezielle Kohlenhydrate (Stärke, Zucker, Rohfaser) hygienische Qualität von Konservaten artspez. Geruchs- und Geschmacksstoffe Gift- und Schadstoffe (nach Jeroch et al., 1993) Futterqualität (Gebrauchswert) Qualitätsmerkmale (außer EK) Gehalt an speziellen Nährstoffen diätetische und verzehrsbestimmende Eigenschaften UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 4
5 Grundsätze zur Untersuchung von Futtermitteln Sicherung der hygienischen Qualität Futtermittelhygieneverordnung, Futtermittelrecht Angaben in Futterwerttabellen aktueller Futterwert Futtermittelbewertung organoleptische Beurteilung laboranalytische Untersuchung repräsentative Probenahme entscheidend UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 5
6 Was ist bei der Probenahme zu beachten? Hinweise zur Probenahme Verordnung (EU) Nr. 691/2013 (amtliche Futtermitteluntersuchung) Empfehlungen VDLUFA (Methodenbuch Bd. III), DLG etc. keine Beeinflussung der Futterprobe Abhängigkeit vom Untersuchungsziel repräsentativ zu bestimmter Partie mehrere Partien in einem Futterstapel möglich Abgrenzung von Partien durch sensorische Beurteilung Ausschluss offensichtlich verdorbener Teile UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 6
7 Anzahl und Mengen von Futtermittelproben Futtermittel Anzahl Einzelproben für eine Sammelprobe Mindestmenge einer Sammelprobe (kg) Mindestmenge der Endprobe (kg) Grünfutter von der Fläche aus dem Schwad Silage Anschnittfläche geschlossenes Silo * Heu und Stroh ,25 Saftfutter z.b. Pressschnitzel, Treber ,5 trockene Konzentrate ,5 * in Abh. der zu beprobenden Fläche (nach Steinhöfel et al., 2007) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 7
8 Trockenmassegehalte (g/kg FM) im Grassilageanschnitt 1) 384 4) 402 7) 468 2) 363 5) 449 8) 372 3) 367 6) 296 9) , 8.00 Uhr (Twickler, 2014) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 8
9 Probenahme Probenlogistik Probenlagerung Probenvorbereitung Analyse Bewertung des Futterwertes UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 9
10 sonst. Eigenschaften Futterwert - in vitro-verdaulichkeit (ELOS, Gasbildung) Energiegehalt - Weender Rohnährstoffe (TM, XP, XL, XF, NfE) spez. Nährstoffe - Faserfraktionierung nach van Soest (NDF om, ADF om, ADL) - Proteinqualität (nxp, UDP, RNB etc.) - spezielle Kohlenhydrate (Stärke, Zucker, NSP, Pektine etc.) diät./verzehrsbest. Eigenschaften - TM, Strukturwert - Gärqualität von Silagen - hygienische Qualität - antinutritive Inhaltsstoffe (z.b. Tannine) - Giftstoffe (z.b. Pyrrolizidinalkaloide) - unerwünschte Stoffe (z.b. Mykotoxine) - Mineralstoffe und Spurenelemente - Vitamine UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 10
11 Orientierungswerte zur Versorgung von Milchkühen mit Energie und nxp je Tag NEL (MJ) nxp* (g) Erhaltungsbedarf Gewicht 600 kg 650 kg 700 kg 750 kg Trockenstehperiode (ca. 700 kg) Woche vor dem Kalben 3. Woche bis zum Kalben Leistungsbedarf je kg Milch Fettgehalt 3,5 % 4,0 % 4,5 % Eiweißgehalt 3,2 % 3,4 % 3,6 % 35,5 37,7 39,9 42, ,1 3,3 3, * bei RNB = 0 (GfE, 2001) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 11
12 Energiebewertung Umsetzbare Energie ME (MJ/kg TM) = 0,0312 * vxl (g/kg TM) + 0,0136 * vxf (g/kg TM) + 0,0147 * (vos vxl vxf) (g/kg TM) + 0,00234 * XP (g/kg TM) v = verdaulich Nettoenergie Laktation NEL (MJ/kg TM) = 0,6 [1 + 0,004 * (q - 57)] * ME q = ME/GE * 100 Bruttoenergie GE (MJ/kg TM) = 0,0239 * XP (g/kg TM) + 0,0398 * XL (g/kg TM) + 0,0201 * XF (g/kg TM) + 0,0175 * NfE (g/kg TM) (GfE, 2001) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 12
13 Futtermittelanalyse nach dem Weender System und Modifikation nach van Soest (Beispiel Weizenkleie, TM = 100) (Kirchgeßner, 2011) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 13
14 Schätzgleichungen zur Energiebewertung für Grasprodukte auf Basis Gasbildung ME (MJ/kg TM) = 7,81 + 0,07599 * Gasbildung (ml/200 mg TM) - 0,00384 * XA (g/kg TM) + 0,00565 * XP (g/kg TM) + 0,01899 * XL (g/kg TM) - 0,00831 * ADF om (g/kgtm) auf Basis enzymlöslicher organischer Substanz (ELOS) ME (MJ/kg TM) = 5,51 + 0,00828 * ELOS (g/kg TM) - 0,00511 * XA (g/kg TM) + 0,02507 * XL (g/kg TM) - 0,00392 * ADF om (g/kg TM) (GfE, 2008) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 14
15 Schätzgleichung zur Energiebewertung für Maisprodukte auf Basis enzymlöslicher organischer Substanz (ELOS) ME (MJ/kg TM) = 7,15 + 0,00580 * ELOS (g/kg TM) - 0,00283 * NDF om (g/kg TM) + 0,03522 * XL (g/kg TM) (GfE, 2008) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 15
16 Orientierungswerte zur Versorgung von Milchkühen mit Energie und nxp je Tag NEL (MJ) nxp* (g) Erhaltungsbedarf Gewicht 600 kg 650 kg 700 kg 750 kg Trockenstehperiode (ca. 700 kg) Woche vor dem Kalben 3. Woche bis zum Kalben Leistungsbedarf je kg Milch Fettgehalt 3,5 % 4,0 % 4,5 % Eiweißgehalt 3,2 % 3,4 % 3,6 % 35,5 37,7 39,9 42, ,1 3,3 3, * bei RNB = 0 (GfE, 2001) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 16
17 Nutzbares Rohprotein am Duodenum (nach Spiekers und Potthast, 2003) nxp = [11,93-[6,82 (UDP/XP)]] x ME + 1,03 UDP (GfE, 1997) nxp = [187,7-[115,4 x (UDP/XP)]] x DOS + 1,03 UDP ME in MJ; nxp, XP und UDP in g; verdauliche organische Substanz (DOS) in kg; für Futtermittel mit XL < 7% UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 17
18 65 (< 70) Abbaubarkeit des Rohproteins (%) 75 (70 80) 85 (> 80) Trockengrün Sojaextraktionsschrot Trockenschnitzel Maiskleber Biertreber Mais (Korn) Maissilage Rapsextraktionsschrot Maiskeimschrot Maiskleberfutter Hefe Frischgras Grassilage Heu Weizen (Korn) Hafer (Korn) Gerste (Korn) Ackerbohnen UDP (GfE, 1995 und 1997) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 18
19 g/d Bedarf an nutzbarem Rohprotein (nxp) UDP Bildung von Mikrobenprotein Milchmenge kg/d UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 19
20 Anteil am Gesamt-N [%] Veränderung der N-Fraktionen während der Silierung Rein-N NPN Grünfutter Silage (nach Reuter, 1982) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 20
21 Proteinfraktionierung nach dem Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) Proteinfraktion enzym. Abbau Bestimmung A NPN - A=lösl. Protein-B 1 B 1 pufferlösliches Reinprotein schnell Fällung mit TCE B 2 pufferunlösliches Reinprotein mittel B 2 =XP-A-B 1 -B 3 -C B 3 zellwandgeb. lösl. Reinprotein mittel/langsam B 3 =NDFIP-ADFIP C zellwandgeb. unlösl. Reinprotein unverdaulich C=ADFIP (Sniffen et al., 1992) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 21
22 % des XP Proteinfraktionen von Wiesenfutter in Abhängigkeit der Konservierungsform (Gruber et al., 2004) Grünfutter Grassilage Heu C B3 B2 B1 A UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 22
23 % d. XP Proteinfraktionen und UDP-Anteile verschiedener Grassilagen (Shannak et al., 2000) 70 Grassilage 1 Grassilage 2 Grassilage A B1 B2 B3 C UDP2 UDP5 UDP UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 23
24 Strukturbewertung von Rationen für Milchkühe Wiederkäuer benötigt strukturiertes Futter ausreichender Speichelfluss stabile ph-werte Schichtung des Panseninhaltes mögliche Krankheiten aufgrund von Strukturmangel subakute oder klinische Pansenazidose Labmagenverlagerungen Klauenerkrankung (Fütterungsrehe) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 24
25 Berechnung des Strukturwertes (SW) (de Brabander et al., 1999 und 2002) Futtermittel Grassilage (HL > 20 mm) Berechnung SW = 0,0125 x XF 0,2 SW = 0,006 x NDF + 0,15 Maissilage SW = (0,009 x XF 0,1) x (1 + ((HL 6) x 0,02)) SW = (0,006 x NDF 0,57) x (1 + ((HL 6) x 0,02)) Heu SW = (0,0125 x XF 0,2) x 1,06 SW = 0,006 x NDF + 0,15 Stroh SW = 4,3 Kraftfutter SW = 0, ,00098 x XF + 0,00025 x bxs 0,00112 x (XZ + a x (XS bxs)) SW = 0,175 x 0,00082 X NDF + 0,00047 x bxs 0,001 x (XZ + a x (XS bxs)) a = 0,9 1,3 x b XF, NDF, XS, XZ in g/kg TM HL = theoret. Häcksellänge (mm) b = Beständigkeitskoeffizient SW in der Gesamtration = 1, UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 25
26 Parameter für eine optimal vergorene Silage Grassilage Maissilage TM % XA % d. TM 9-11 < 5 XF % d. TM XP % d. TM NEL MJ/kg TM 6,1 6,4 ph-wert 4,3 4,6 3,9 4,2 Essig- u. Propionsäure % d. TM 2,0 3,5 2,0 3,5 Buttersäure % d. TM < 0,3 < 0,1 NH 3 -N % Gesamt-N < 10 < 6 Hefen KbE/g Schimmelpilze KbE/g UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 26
27 Aminosäuren-Umsetzung durch Clostridien Reaktion Substrat Produkte Stickland Oxidation Leucin + 2 H 2 O iso-valeriansäure + NH 3 + CO 2 Reduktion Glycin Essigsäure + NH 3 Desaminierung Lysin Threonin Glutaminsäure Essigsäure + Buttersäure + 2 NH 3 -Keto-Buttersäure + NH 3 Essigsäure + Brenztraubensäure + NH 3 Decarboxylierung Arginin Histidin Lysin Tyrosin Putrescin + CO 2 Histamin + CO 2 Cadaverin + CO 2 Tyramin + CO 2 biogene Amine! (nach McDonald et al., 1991 und Rooke & Hatfield, 2003) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 27
28 [g/ kg TM] Gehalt an biogenen Aminen (BA) in Grassilage (Hoedtke et al., 2011) 3,50 3,00 2,50 2,00 gesamt-ba > 2 g/kg TM! (Weiss et al., 2003) Tyramin Putrescin Cadaverin Histamin 1,50 1,00 0,50 0, UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 28
29 Parameter für eine optimal vergorene Silage Grassilage Maissilage TM % XA % d. TM 9-11 < 5 XF % d. TM XP % d. TM NEL MJ/kg TM 6,1 6,4 ph-wert 4,3 4,6 3,9 4,2 Essig- u. Propionsäure % d. TM 2,0 3,5 2,0 3,5 Buttersäure % d. TM < 0,3 < 0,1 NH 3 -N % Gesamt-N < 10 < 6 Hefen KbE/g Schimmelpilze KbE/g UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 29
30 Nacherwärmung in Silagen UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 30
31 Nacherwärmung in Maissilage durch Hefen und Bakterien (Pahlow, 2006) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 31
32 Temperaturerhöhung und Verluste instabiler Silagen mit unterschiedlichen TM-Gehalten (Honig und Woolford, 1979) TM-Gehalt des Futters (%) Erhöhung über Umgebungstemperatur 5 C 10 C 15 C 20 C 25 C tägliche TM-Verluste (%) 20 1,6 3, ,2 2,3 3, ,7 1,5 2,2 2,9 3, UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 32
33 Auftreten von Schimmelpilzen in Futtermitteln verschimmeltes Futter (Silage, Heu, Stroh, Kraftfutter): - Rückgang der Verdaulichkeit, sinkende Gehalte an Nährstoffen - Minderung von Futterverzehr und Leistung um 5 bis 10 % - Stoffwechselstörungen der Tiere durch Mykotoxine - Pilzsporen als Verursacher respiratorischer Erkrankungen (Pneumonitis) Penicillium roqueforti Monascus ruber (Wyss, 2007) UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 33
34 Fazit Futterqualität als Komplex von Merkmalen zu sehen Weg der Probe bis zum Futterwert von großer Bedeutung zu bestimmende Parameter der Futterqualität: Rationsberechnung betriebliche Situation entscheidend Aussagen der Futtermittelanalyse: berechnete Ration + vorgelegte Ration + aufgenommene Ration + verwertete Ration UNIVERSITÄT ROSTOCK FAKULTÄT AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTEN 34
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