Steigerung der Effizienz der N-Verwertung von Milchviehrationen durch Balancierung der Aminosäuren

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1 Steigerung der Effizienz der N-Verwertung von Milchviehrationen durch Balancierung der Aminosäuren Dr. Angela Schröder Kemin Europa NV Herentals, Belgien Arbeitskreis Futter und Fütterung Sachsen-Anhalt

2 Gliederung Hintergrund, Funktion und Bedeutung von Aminosäuren bzw. Methionin Bedarf an Aminosäuren und Zufuhr über die Rationen Einsatzmöglichkeiten von Methionin A. On top B. In proteinreduzierten Rationen Versuchsergebnisse und wirtschaftlicher Nutzen

3 Steigerung der Proteineffizienz durch Entwicklung neuer Proteinbewertungssysteme MetaSmart 2005 Smartamine M Steigender Nutzen durch eine breitere Akzeptanz der Vorsorgung nach Aminosäuren 90iger 2000 Aminosäuren (NRC, 2001) Empfehlung für 9 AA (Rulquin, 2001), Aminosäuren (LysDi/MetDi, Rulquin, 1993) 1900 Späte 80iger PDI (INRA), MP (NRC), DVE (NL), AAT (DK), APD (CH) nxp (D) Verdauliches Rohprotein 1860 Rohprotein (Weender Analyse) Pansengeschützte Proteine 1986 Proteinforschung hat(te) stets das Ziel, die Effizienz der Proteinnutzung zu steigern. Weniger Protein für gleiche oder höhere Leistung

4 Protein Die Entgiftung von Aminosäuren ist ein energieaufwendiger Prozeß!! <= essentiell nicht 3:1 Aminosäuren Lys Met Arg Leu Ile Val His Thr Phe Trp essentiell Glu Asp Gly Ser Ala Pro Tyr Cys Aminosäuren sind Bausteine von allem Protein

5 Funktionen von Methionin Milchproteinsynthese Leber Fettstoffwechsel Proteinstoffwechsel

6 Ketonkörper Mitochondrion Verfügbare Energie Transportvehikel Lipoproteine (VLDL) Phospholipid Cholesterol Oxidation Fettüberschuss Proteinmangel Protein Triglycerid Fettleber Veresterung Oxidation Körperfett ATP Mitochondrion Fettsäuren (NEFA)

7 Struktur der Lipoproteine (VLDL) Methylgruppe des Methionins Methyl Gruppe Methionin: Essentieller Baustein mit Methylgruppe zur Bindung der Triglyceride

8 Lipoproteine (VLDL) Die Lipoproteine (VLDL: Very low-density lipoproteins) sind die Transport-Vehikel der Fette im Blut Sie werden aus Triglyceriden und Apolipo-Proteinen synthetisiert. Methionin ist ein wichtiger Baustein der Apolipo-Proteine Ein Mangel an Apolipo-Protein verursacht eine Anreicherung von Fett in der Leber. Ketone bodies mitochondrion Phospholipid cholesterol Protein oxidation excess Fatty liver TG Esterification oxidation Lipoproteins (VLDL) Body Fats ATP mitochondrion Fatty acids (NEFA)

9 g nxlys (% nxp) Nutzbares Lysin in in verschiedenen Futtermitteln Trockenschnitzel Pansenbakterien Erbsen Ackerbohnen Roggen Maissilage Gerste Weizen Lupine, blau Dt. Weidelgras 1.S Sojaschrot Soja/Raps gesch. Rapsexpeller Rapsschrot Maiskleberfutter Maiskörner Leinexpeller Biertreber/Protigrain

10 g nxmet (% nxp) Nutzbares Methionin in verschiedenen Futtermitteln Pansenbakterien Roggen Körnermais Weizen Gerste Maissilage Trockenschnitzel Rapsexpeller Dt. Weidelgras 1.S Rapsschrot Maiskleberfutter Erbsen Leinexpeller Ackerbohnen Soja/Raps gesch. Biertreber/Protigrain Lupine, blau Sojaschrot

11 Die Aminosäuren-Balancierung wird angewendet: Aminosäuren-Systeme für Milchkühe in EU und US DK : System Jahr Einheiten Verhältnis AAT PBV; NorFor Lys/Met Lys, % AAT; Met, % AAT Rationsziele Lysin Methionin 6.7 (6,5-6,9) (6,6-7,0) 2.65 NL: DVE/OEB 2007 DVLys, % DVE; DVMet, % DVE F: INRA AADI (Rulquin) D: Erweitertes nxp System UK : Feed into Milk (basierend auf INRA AADI) 1992, 2001 & 2007 LysDi, % PDIE; MetDi, % PDIE nxlys % nxp; nxmet % nxp MLys % MP; MMet % MP US: CPM 1997 wie INRA US: NRC 2001 dig. Lys % MP; dig. Met % MP Jeweils innerhalb eines Systems bleiben!!

12 Effizienz der Milchproteinsyntese (kpdi) g Milchprotein/1000 g PDI Einfluss des Lysin/Methionin Verhältnisses auf die Effizienz der Milcheiweißproduktion Die Aminosäuren-Balance beeinflusst die Effizienz Je besser das Verhältnis Desto mehr Milcheiweiß Desto geringer der Bedarf für die gleiche Leistung Met/Lys Typisches Lys/Met Verhältnis Unbalancierte Ration Lys/Met Optimales Lys/Met Verhältnis mit MetaSmart Balancierte Ration

13 %AA % des requirment AA Bedarfs Europäische Rationen haben bis 15 % Verlust an Lysin weil Methionin im Mangel ist Rationszusammensetzung (kg/tag) Mais Silage 25 Gras Silage 17 Heu 1 Weizen 3 Getrock. Rübenschnitzel 2 Luzerne 1 Sojaschrot 46 2 Sonnenblumenschrot 1 Rapsschrot 35 1 Premix 0,5 Kühe 650 kg : - Milch : 37 kg/tag - Fett: 3,9 % - Protein: 3,25 % Konzentrationen an LysDi und MetDi % PDI % des Lysin-Bedarfs % des Met-Bedarfs 6.93 % PDIE 1.85 % PDIE Lysine Methionine LysDi / MetDi = 3,75 : 1 Total

14 % %AA des AA requirment Bedarfs Europäische Rationen haben bis 15 % Verlust an metabolisierbarem Lysin weil Methionin im Mangel ist Rationszusammensetzung (kg/tag) Mais Silage 25 Gras Silage 17 Heu 1 Weizen 3 Getrock. Rübenschnitzel 2 Luzerne 1 Sojaschrot 46 2 Sonnenblumenschrot 1 Rapsschrot 35 1 Premix 0,5 Kühe 650 kg : - Milch : 37 kg/tag - Fett: 3,9 % - Protein: 3,25 % Konzentrationen an LysDi und MetDi % PDIE Lysine Effizienz Verlust 1.85 % PDIE Methionine LysDi / MetDi = 3,75 : 1 Lost Verlust Used verwertbar AA

15 % %AA des AA requirment Bedarfs A Additiver Ansatz: das gesamte Lysin wird genutzt Rationszusammensetzung (kg/tag) Mais Silage 25 Gras Silage 17 Heu 1 Weizen 3 Getrock. Rübenschnitzel 2 Luzerne 1 Sojaschrot 46 2 Sonnenblumenschrot 1 Rapsschrot 35 1 Premix 0,5 Kühe 650 kg : - Milch : 37 kg/tag - Fett: 3,9 % - Protein: 3,25 % Konzentrationen an LysDi und MetDi % PDIE 2.23 % PDIE Lysine Methionine LysDi / MetDi = 3,10 :1 Additive Lost Used AA

16 % %AA des AA requirment Bedarfs B Proteinreduzierung zur Kostenoptimierung bei optimalem Nutzen Rationszusammensetzung (kg/tag) Mais Silage 25 Gras Silage 17 Heu 1 Weizen 3 Getrock. Rübenschnitzel 2 Luzerne 1 Sojaschrot 46 2 Sonnenblumenschrot 1 Rapsschrot 35 1 Premix 0,5 Kühe 650 kg : - Milch : 37 kg/tag - Fett: 3,9 % - Protein: 3,25 % Konzentrationen an LysDi und MetDi % PDIE Lysine Methionine Lost Verlust Used verwertbar AA

17 % %AA des AA requirment Bedarfs B Proteinreduzierung zur Kostenoptimierung bei optimalem Nutzen Rationszusammensetzung (kg/tag) Mais Silage 25 Gras Silage 17 Heu 1 Weizen 3 Getrock. Rübenschnitzel 2 Luzerne 1 Sojaschrot 46 2 Sonnenblumenschrot 1 Rapsschrot 35 1 Premix 0,5 Kühe 650 kg : - Milch : 37 kg/tag - Fett: 3,9 % - Protein: 3,25 % Konzentrationen an LysDi und MetDi % PDIE 2.20 % PDIE Lysine Methionine LysDi / MetDi = 3,10 :1 Nutrient Nährstoff Lost Verlust Used verwertbar AA

18 MetaSmart MetaSmart liefert Methionin

19 Pansenverfügbares Methionin unterstützt Tiergesundheit und Reproduktion durch den Leberschutz MetaSmart Aufnahme Essigsäure ++ Propionsäure ++ Faserverdaulichkeit ++ Small intestine Pansen 50% Absorption durch die Pansenwand 50% Aktivierung der Pansenfermentation Leber Stimulation der Leberfunktionen Gesundheit und Reproduktion Stimulation der Milchbildung Milchfett ++++ Milchprotein ++++ Large intestine Milchmenge +++ Milchmenge +++

20 Die Balancierung von Rationen nach Lysin und Methionin mit MetaSmart hat positiven Einfluss auf verschiedene Aspekte der Milchproduktion Verbessert Milchinhaltsstoffe Steigert Milchmenge Verbessert die N-Effizienz Reduziert N-Exkretion Reduziert Stoffwechselprobleme Verbessert die Fruchtbarkeit Ist profitabel

21 Ein breites Spektrum (Regionen, Rassen, Rationen) der MetaSmart Feldversuche on Top A 7 Länder: Großbritannien Frankreich Belgien Dänemark Nord Irland Deutschland Ungarn 84 Milchviehbetriebe Über Kühe Ergebnisse Erste 100 Tage + 1,0 kg Milch/Kuh und Tag + 0,8 g/kg Milchprotein + 1,0 g/kg Milchfett Gesamte Laktation + 0,6 kg Milch/Kuh und Tag + 0,8 g/kg Milchprotein + 1,0 g/kg Milchfett

22 B Proteinreduzierung Beispiel aus einem Forschungsinstitut Young et al., Hillsborough Universität (Nordirland), Juli 2008, unveröffentlicht

23 B Versuchsdesign TMR 40 % Grobfutter + 60 % Konzentratfutter 60 % Grassilage (verschieden zw. den Gruppen) 40 % Maissilage Standard Gruppe RP: 17,5 % in TM Rohprotein reduzierte Gruppe RP: 14,5 % in TM 40 g MetaSmart Dry Aminosäurenbalance Lysin 6,9 % Methionin 1,9 % Verhältnis 3,63 : 1 Aminosäurenbalance Lysin 6,9% Methionin 2,3% Verhältnis 3,0 : 1

24 Gleiche Leistung mit proteinreduzierten Rationen ergänzt durch MetaSmart Effekt des Fütterungsregimes auf TM-Aufnahme und Milchleistung (210 Tage Versuchsperiode) Standard TMR 17,5 % RP Protein reduziert 14,5 %RP + MetaSmart sig TM (kg/tag) 19,8 19,6 ns Milchmenge (kg/tag) 33,5 33,4 ns Milchfett (%) 3,81 3,85 ns Milchprotein (%) 3,40 3,38 ns Young et al., 2008

25 MUN (mg/100 ml) Positive Effekte auf den Milchharnstoffgehalt bei proteinreduzierten Rationen ergänzt durch MetaSmart Standard TMR Low Protein + MS Wochen nach der Kalbung Young et al., 2008

26 Signifikant verbesserte Protein-Effizienz bei den proteinreduzierten Rationen ergänzt durch MetaSmart Einfluss des Fütterungsregimes auf die Umwelt Standard TMR Protein reduziert + MetaSmart sig Milch N/N-Aufnahme (%) 31,1 37,7 *** D.h, aus 100 g Futter-Stickstoff, wurden 31 bzw. 38 g Milch-Stickstoff produziert Young et al., 2008

27 Herausforderung in Frankreich: Ohne Leistungseinbußen von 14,8 auf 14, 3% Rohprotein senken???? B Rationsparameter Kontrolle Maissilage (kg TM/Kuh/Tag) 16,6 Heu (kg/kuh/tag) 0,8 Proteinkonzentrat (kg/kuh/tag) 3,7 MetaSmart Sojaxtr.schrot, geschützt (kg/kuh/tag) 1,16 0,72 MetaSmart dry (g/kuh/tag) 0,35 Kosten ( /Kuh/Tag) 3,77 3,78 TM (kg/kuh/tag) 22,3 21,9 RP % i. TM 14,8 14,3 LysDi (g/kuh/tag) MetDi (g/kuh/tag) LysDi/MetDi Verhältnis 3,88 3,15

28 Milchleistung (kg/kuh/tag) Herausforderung in Frankreich: Einfluss der MetaSmart Reformulierung auf die Leistung ohne mit MetaSmart Mehr Milch und mehr Protein mit weniger Protein in der Ration + 1,7 kg Milch/Kuh/Tag + 49 g Milchprotein/Kuh/Tag + 63 g Milchfett/Kuh/Tag

29 Herausforderung in Frankreich: Einfluss der MetaSmart Reformulierung auf die Effizienz der Stickstoffverwertung Kontrolle MetaSmart Milch-N / N-Aufnahme (%) 31,2 33,5 Metabolische Protein-Effizienz (%) = Milch-N / metabolisierbarer N 56,3 61,8

30 Herausforderung in Frankreich: Einfluss der MetaSmart Reformulierung auf die Umwelt Kontrolle MetaSmart Diff. N-Aussscheidung (kg/kuh/jahr) (kg/herde/jahr) Für diese in einem «Stickstoff-Schutzgebiet» liegende Farm erlaubt der «Reformulierungs-Ansatz» 10% mehr Kühe, d.h. mehr Milch von der gleichen Fläche.

31 Herausforderung in Frankreich: Einfluss der MetaSmart Reformulierung auf den wirtschaftlichen Nutzen für die Farm Kontrolle MetaSmart Rationskosten ( /Kuh/Tag) 3,77 3,78 Erlös ( /Kuh/Tag) 8,10 8,50 Profit ( /Kuh/Tag) 4,33 4,72 0,39 /Kuh/Tag mehr für die MetaSmart Kühe

32 B 2 Feldversuche in Deutschland 2009 Ziel: Verbesserung der Stickstoffverwertung von Milchviehrationen durch Proteinreduzierung um ca. 1%Pkt und Balancierung der Aminosäuren Lysin und Methionin mittels MetaSmart (pansengeschütztes Methionin) bei gleicher oder erhöhter Milchleistung und Steigerung der Erlöse.

33 Ration Betrieb C (kg/tag) Besonderheit: Proteinergänzung durch 100 % Rapsprodukte, kein Soja Komponente Vorher Proteinreduzier t + MetaSmart Grassilage 1. Schnitt 6,5 kg TM Nicht geändert Maissilage 5,2 kg TM 5,4 kg TM Stroh, Weizen 0,6 Nicht geändert Weizen/Mais 1:1 3,6 4,0 Trockenschnitzel, melassiert 1,0 1,4 Rapsextraktionsschrot 2,7 2,1 Rapsextraktionsschrot, pansengeschützt 2,7 2,1 Glycerin, roh 0,2 Nicht geändert Harnstoff 0,08 Nicht geändert Futterkalk 0,05 Nicht geändert Vitamin-Mineralstoffmischung 0,14 Nicht geändert Happy Cow MetaSmart 0 0,110 Kemin Industries, Inc All rights reserved. Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.

34 Rationsparameter C Zielwerte nxlys/100g nxp 7,1 nxmet/100g nxp 2,6 g nxlys/g nxmet 2,7 Parameter Vorher Proteinreduziert + MetaSmart TM kg/tag 21,5 21,5 NEL MJ/kg TM 7,0 7,0 Rohfaser g/kg TM Rohfett g/kg TM Stärke+Zucker g/kg TM Rohprotein g/kg TM nxp g/kg TM RNB g/tag nxlys g/tier/tag nxlys/ 100g nxp 244 6, ,8 nxmet g/tier/tag nxmet/ 100g nxp 81 2,3 90 2,6 nxlys/nxmet g/kg TM 3,0 2,6 Verwertbares Lysin (= nxmet x2,7) g/tier/tag Lysin % der Empfehlung 96,5 96,9 Methionin % der Empfehlung 87,0 100 Verlust Lysin g/tier/tag 25 0 Rationskosten /Tier/Tag 2,31 2,34 Kemin Industries, Inc All rights reserved. Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.

35 Rationen Betrieb R (kg/tag) Komponente Vorher Proteinreduzier t + MetaSmart Verabreichung Grassilage 1. Schnitt 17,0 (4,5 kg TM) Nicht geändert Futtertisch Grassilage 2. Schnitt 6,0 (3,2 kg TM) Nicht geändert Futtertisch Maissilage 14,0 (5,6 kg TM) Nicht geändert Futtertisch Stroh, Weizen 0,5 Nicht geändert Futtertisch RWZ Proteinkonzentrat, 38% RP 3,0 2,4 Lockboy Trockenschnitzel, melassiert 0,7 1,1 Lockboy Gerste 0 0,5 Lockboy Happy Cow MetaSmart 0 0,110 Lockboy Futterkalk 0,030 Nicht geändert Lockboy Viehsalz 0,020 Nicht geändert Lockboy Vitamin-Mineralstoffmischung 0,110 Nicht geändert Lockboy Getreide/Mais 1:1 2,0 Nicht geändert Transponder Rapro, pansengeschütztes Rapsextr.schrot 1,5 Nicht geändert Transponder Kemin Industries, Inc All rights reserved. Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.

36 Rationsparameter R Zielwerte nxlys/100g nxp 7,1 nxmet/100g nxp 2,6 g nxlys/g nxmet 2,7 Parameter Vorher Proteinreduziert + MetaSmart TM kg/tag 20,3 20,3 NEL MJ/kg TM 6,8 6,8 Rohfaser g/kg TM Rohfett g/kg TM Stärke+Zucker g/kg TM Rohprotein g/kg TM nxp g/kg TM RNB g/tag 23 4 nxlys g/tier/tag nxlys/ 100g nxp 225 6, ,2 nxmet g/tier/tag nxmet/ 100g nxp 73 2,2 84 (+11) 2,55 nxlys/nxmet g/kg TM 3,1 2,7 Verwertbares Lysin (= nxmet x2,7) g/tier/tag (+27) Lysin % der Empfehlung 96,2 96,2 Methionin % der Empfehlung 84,5 98,8 Verlust Lysin g/tier/tag 28 0 Rationskosten /Tier/Tag 3,10 3,13 Kemin Industries, Inc All rights reserved. Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.

37 Ergebnisse Ohne Betrieb C RP reduz. + MetaSmart Betrieb R Differenz Ohne RP reduz. + MetaSmart Differenz Milch kg/tag 33,2 34, ,45 34, Eiweiß % 3,45 3, ,42 3, g/tag Fett % 3,835 3, ,19 4, g/tag Harnstoff ppm Auf beiden Betrieben trotz Proteinreduzierung der Rationen um ca. 1,0 %Punkt Steigerung der Milch, Eiweiß- und Fettleistungen sowie Reduzierung der Milchharnstoffgehalte Kemin Industries, Inc All rights reserved. Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.

38 Wirtschaftlicher Nutzen Milchpreis: 20 ct/kg Milch Betrieb C Betrieb R IOFC Kontrolle MetaSmart Kontrolle MetaSmart Rationskosten( /KuhTag) Milchgeld ( /Kuh/Tag) das sind bei 100 Kühen 6700,- /Jahr Kemin Industries, Inc All rights reserved. Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.

39 Zusammenfassung I Die meisten Rationen haben einen Mangel an Methionin. 1. Eine Ausgleich dieses Mangels erhöht die Leistung. MetaSmart-Einsatz on Top : ca. 40 g/tier und Tag 2. Methionin ist maßgeblich am Fettstoffwechsel beteiligt und ist wirksam als Leberschutz und zur Ketoseprophylaxe. MetaSmart-Einsatz on Top : ca. 25 g/tier und Tag 3. Balancierte Rationen sind effizienter es kann weniger Protein gefüttert werden. Reformulierung der Rationen MetaSmart-Einsatz: Proteinreduzierung auf ca. 16 % g/tier und Tag.

40 Zusammenfassung II Reduzierung der N-Ausscheidungen Entlastung der Umwelt Entlastung des Stoffwechsels bessere Fruchtbarkeit und Tiergesundheit Der Einsatz von MetaSmart ist auch bei sehr niedrigen Milchpreisen wirtschaftlich.

41 Kontakte Kemin Deutschland GmbH Wendelin Wienold-Kraus Sales Manager, Deutschland, Schweiz, Österreich Mobil: Dr. Angela Schröder Technical Support Manager Ruminants Mobil: