Einfluss von zuckerreichem Heu auf das mikrobielle Profil im Pansen und die physiologischen Prozesse in der Pansenwand von Milchkühen

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Linda Arnold
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1 Einfluss von zuckerreichem Heu auf das mikrobielle Profil im Pansen und die physiologischen Prozesse in der Pansenwand von Milchkühen SIMON INEICHEN, Masterarbeit Agrarwissenschaften, ETH Zürich und Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP 1

2 Definition und Analytik von Zucker im Raufutter Definition «Zucker»: Mono-/Disaccharide (MDS) MDS + Fruktane Analytik «Zucker»: Lösliche Kohlenhydrate H 2 0 (WSC) EtOH (ESC) Zuckerreiche Gräser bedeutetet: Ein hoher Gehalt an Saccharose + Fruktanen Fruktane sind wasser- aber nicht alkohollöslich D.h.: Zuckeranalytik: «Wasserlöslicher Zucker» >>> «Alkohollöslicher Zucker» Zucker in Heu: Zucker wird «fixiert» Silage: Zucker wird zu Milchsäure fermentiert Gras: Sehr hohe Gehalte möglich, jedoch sehr variabel (Wetterabhängig) 2

3 Fütterungsempfehlung «Zucker» 7.5 % Zucker in der Gesamtration Empfehlung stammt aus Rationen mit ~ 50 % Kraftfutter, Wobei: Zucker stammt vorwiegend aus Kraftfutter (Stärke) Zweck der Empfehlung: Verhinderung einer Pansenazidose, d.h. tiefem Pansen-pH Kann die Empfehlung auch auf Rationen übertragen werden, wo der Zucker hauptsächlich aus Raufutter stammt? 3

4 Zuckergehalte nach Regionen (Mittelwerte ) Quelle: Dürrfutterenquête Dargestellt: Zucker g/kg TS (40 % EtOH enthält einen Anteil der Fruktane) - g/kg TS % ~ 75 g/kg TS Empfehlung wird übertroffen 50 Feedbase 4

5 Versuchsaufbau: Fütterungsversuch mit 8 fistulierten Kühen Periode 1 Gruppe 1 zuckerarmes Zuckerarmes Heu: - 2 Wochen Adaptation - 1 Messwoche (4 Kühe) Gruppe 2 (4 Kühe) Dürrfutter Zuckerreiches Dürrfutter Zucker*: 130 g/kg TS (13 %) NDF: 600 g/kg TS NEL: 5.4 Ergänzung: 5 kg Kraftfutter Periode 2 Gruppe 1 Zuckerreiches Zuckerreiches Heu: - 2 Wochen Adaptation - 1 Messwoche (4 Kühe) Gruppe 2 (4 Kühe) Dürrfutter zuckerarmes Dürrfutter Zucker*: 350 g/kg TS (35 %) NDF: 500 g/kg TS NEL: 5.8 Ergänzung: 5 kg Kraftfutter Kühe: 70 Tage in der Laktation, 40 kg Milch, 4.2 % Fett, 3 % Protein *Zucker : Wasserlöslicher, also inkl. Fruktan 5

Einfluss von zuckerreichem Heu auf den durchschnittlichen Pansen-pH Vorversuch ohne Kraftfutter Versuch mit Kraftfutter Zucker + NDF aus Heu 12 10 [kg] 8 6 4 2 0 Wasserlösliche Kohlenhydrate NDF -

6 Einfluss von zuckerreichem Heu auf den durchschnittlichen Pansen-pH Vorversuch ohne Kraftfutter Versuch mit Kraftfutter Zucker + NDF aus Heu [kg] Wasserlösliche Kohlenhydrate NDF - Der Zuckergehalt im Heu senkt den Pansen ph nicht zusätzlich - ph Senkung von 6.2 auf 5.7 scheint Kraftfutterbedingt NDF in Gesamtration: 42 % vs. 49 % Ist das «Strukturangebot» des Dürrfutters ausgeschöpft? 6

7 Zeitdauer in Stunden (h) des Pansen-pH unter bestimmten Schwellenwerten Zuckerreich Zuckerarm Definition von Sub-akuter Pansenazidose nach Gozho 20.0 et al. (2005): [h] Pansen ph > 3 h zwischen Pansen ph ist während 7 h 4.0 täglich unter einem ph 5.5! 0.0 T < 6 [h] T < 5.8 [h] T < 5.5 [h] T < 5.2 [h] - Die Zeitdauer, während derer der ph unter einem kritischen Schwellenwert liegt, wird nicht durch den Zuckergehalt im Heu beeinflusst - Jedoch ist der minimale ph der zuckerreichen Variante mit 5.2 signifikant geringer (versus 5.3) 7

8 [%] Verschiebung des mikrobiologischen Profils des Pansens * * Laktatzehrer stellen Pufferkapazität dar! 0.000* Zuckerreich Zuckerarm * * 0 F. succinogenes R. albus R. flavefaciens M. elsdenii Lacotbacillus Lactobacillus S. bovis Faserabbauende Bakterien Laktatzehrer Laktatproduzenten 8

9 Fettsäureprofil im Pansen * [mol %] C2:C3 Verhältnis: Zuckerreich: 3:1 Zuckerarm: 4:1 * * * Zuckerreiches Heu reduziert den Anteil an Essigsäure und erhöht den Anteil an Laktat, Propion- und Buttersäure im Fettsäureprofil des Pansens 9

10 Zusammensetzung der Milch * Zuckerreich Zuckerarm [%] * Milchmenge: * Zuckerreich: 33.9 kg 1 Zuckerarm: 31.1 kg 0.5 P-Wert: Fett Protein MUFA MUFA + PUFAn Gesät. Fettsäuren Das zuckerreiche Heu erhöhte die tägliche Milchmenge, sowie den Proteingehalt. Der Gehalt an ungesättigten Fettsäuren nahm ab, hingegen blieb der Fettgehalt unverändert. 10

11 Einfluss der «Grossen Entodiniomorphen» auf ungesättigte Fettsäuren * Protozoen-Rückgang auf vermindertes Angebot auf Faser zurückzuführen (?) [%] Protozoen stellen ein Reservoir für ungesättigte Fettsäuren dar "Grosse Entodiniomorphe" 11

12 Beeinflussung der physiologischen Prozesse der Pansenwand mrna Expression von Transportproteinen im Epithel der Pansenwand Zuckerreich [rel. Veränderung] Zuckerarm Konservierte Pansenzotten Die Expression der untersuchten Transportproteine wird durch den Zuckergehalt im Heu nicht beeinflusst. 0 MCT-1 NHE-1 NHE-3 Fettsäurentransporter Natrium-Protonen-Austaucher Keine Aussage über die Menge/Aktivität der Transportproteine möglich. 12

13 Schlussfolgerungen Zuckerreiches Heu: - Verändert die Mikroben-Population und diese wiederum das Fettsäureprofil im Pansen und die Zusammensetzung der Milch - senkt den Pansen-pH nicht zusätzlich, aber: der ph ist in beiden Varianten tief Die Mikroben-Population funktioniert bei Zuckergehalten von 35 % wasserlöslichem Zucker im Heu (noch) als interner Puffer Die Empfehlung von 7.5 % «Zucker» in der Gesamtration auf Rationen, wo der «Zucker» hauptsächlich aus dem Raufutter stammt, ist fraglich. Jedoch: Verifizierung durch längere Studiendauer notwendig (Langzeiteffekte) 13

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