Experimentelle Untersuchungen zur Ableitung des Tryptophanbedarfs laktierender Zuchtsauen anhand verschiedener Leistungs- und Stoffwechselparameter

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1 Technische Universität München Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt Department für Tierwissenschaften Fachgebiet Tierernährung Experimentelle Untersuchungen zur Ableitung des Tryptophanbedarfs laktierender Zuchtsauen anhand verschiedener Leistungs- und Stoffwechselparameter Franz Gabriel Pampuch Vollständiger Abdruck der von der Fakultät Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt der Technischen Universität München zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Agrarwissenschaften (Dr. agr.) genehmigten Dissertation. Vorsitzender: Prüfer der Dissertation: Univ.-Prof. Dr. H.-R. Fries 1. Univ.-Prof. Dr. D. A. Roth-Maier 2. Univ.-Prof. Dr. J. Bauer Die Dissertation wurde am bei der Technischen Universität München eingereicht und durch die Fakultät Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt am angenommen.

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3 Mein herzlicher Dank gilt Frau Prof. Dr. D.A. Roth-Maier für die Überlassung des Themas, die wissenschaftliche Anleitung sowie die stets gewährte Unterstützung und die freundliche Betreuung der Arbeit. Bei Frau Dr. B.R. Paulicks möchte ich mich sehr herzlich für die freundliche und konstruktive Betreuung der Arbeit sowie ihre stete Gesprächsbereitschaft und Unterstützung bedanken. Weiterhin gilt mein ganz besonderer Dank Frau Viola Löbnitz und Herrn Steffen Löbnitz, die mich mit überdurchschnittlichem Engagement stets freundlich und gewissenhaft bei der Durchführung des Versuchs unterstützt haben. Für die Aminosäurenanalysen sowie für die Überlassung der kristallinen Aminosäuren möchte ich mich bei der Firma Lohmann Animal Health GmbH & Co. KG, Cuxhaven sehr bedanken. Der Firma DLD Diagnostika GmbH, Hamburg danke ich sehr für die kostenlose Durchführung der Serotoninanalysen. Für die gewissenhafte und kostenlose Untersuchung der Sauenmilch möchte ich dem Milchprüfring Bayern e.v., Wolnzach meinen Dank aussprechen. Danken möchte ich auch allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Fachgebiete Tierernährung sowie des Versuchgutes Hirschau, die mich bei meiner Arbeit tatkräftig und stets freundlich unterstützt haben.

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5 1 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung und Problemstellung Material und Methoden Versuchsbetrieb Tiermaterial Aufstallung der Tiere Fütterung der Tiere Behandlung der Tiere Minimierung systematischer Einflussgrößen Lebendmasse, Alter und Genetik Jahreszeit Ferkelzahl je Wurf Fütterung Trächtigkeitsfütterung Laktationsfütterung Ferkelfütterung Verdauungsversuche Ermittlung der Verdaulichkeit der Rohnährstoffe Ermittlung der ilealen Verdaulichkeit der Aminosäuren Erfassung der Untersuchungsparameter Lebendmasse der Sauen Futteraufnahme der Sauen Milchleistung der Sauen Lebendmasse der Ferkel Futterverbrauch der Ferkel Probenahme und Analysenverfahren Futter- und Kotproben Nährstoffanalyse Aminosäurenbestimmung Tryptophanbestimmung Bestimmung der restlichen Aminosäuren Energiegehalt Milchproben Fett-, Eiweiß- und Laktosebestimmung Harnstoffbestimmung Trockensubstanz- und Aminosäurenbestimmung Trockensubstanzbestimmung Tryptophanbestimmung Bestimmung der restlichen Aminosäuren 39

6 Energiegehalt Blutproben Aminosäuren- und Harnstoffbestimmung Hämatokrit- und Thrombozytenbestimmung Serotoninbestimmung Statistische Auswertung und Ergebnisdarstellung Ergebnisse Verdaulichkeiten Verdaulichkeit und Energiegehalt des Laktationsfutters Ileale Verdaulichkeit des Rohproteins und ausgewählter 45 Aminosäuren 3.2. Futter-, Nährstoff- und Energieaufnahme der Sauen Futteraufnahme Proteinaufnahme Tryptophanaufnahme Energieaufnahme Lebendmasse und -entwicklung der Sauen Milchleistung der Sauen Inhaltsstoffe und Energiegehalt der Sauenmilch Trockensubstanz in der Sauenmilch Fettgehalt und -ausscheidung Eiweißgehalt und -ausscheidung Laktosegehalt und -ausscheidung Harnstoffgehalt und -ausscheidung Aminosäurengehalt und -ausscheidung Energiegehalt und -ausscheidung Blutparameter Aminosäurengehalt Essentielle und semiessentielle Aminosäuren Nicht-essentielle Aminosäuren Harnstoffgehalt Hämatokritwert Thrombozytengehalt Serotoningehalt im Serum Serotoningehalt im Vollblut Serotoningehalt je 10 9 Thrombozyten Futterverbrauch der Ferkel Lebendmasse und -entwicklung der Ferkel Diskussion Modelle zur Bedarfsableitung 69

7 Abschnittsweise definierte Modelle Das Broken-Line Modell Das Reading Modell Das quadratische Modell Asymptotische Modelle Tryptophan Struktur Stoffwechsel Allgemeiner Stoffwechsel Tryptophan und Serotonin Tryptophan und Niacin Scheinbare ileale Verdaulichkeit in Futtermitteln Auswirkung des Tryptophangehaltes im Futter auf die 87 verschiedenen untersuchten Versuchsparameter Futteraufnahme der Sauen Lebendmasse der Sauen Milchabgabe der Sauen Milchmenge Trockenmasse Fettgehalt Eiweißgehalt Laktosegehalt Harnstoffgehalt Energiegehalt Aminosäurenzusammensetzung Blutparameter der Sauen Aminosäurengehalt im Plasma Tryptophan Essentielle Aminosäuren Nicht-essentielle Aminosäuren Harnstoffgehalt im Plasma Serotoningehalt Lebendmasse der Ferkel Futterverbrauch der Ferkel Schlussbetrachtung Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis Anhang 173

8 4 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Zulage und Gesamtgehalt an Tryptophan im Laktationsfutter 14 Tabelle 2: Messzeitpunkte für die verschiedenen Untersuchungsparameter 15 Tabelle 3: Durchschnittliche Lebendmasse der Sauen am 110. Trächtigkeitstag 18 und durchschnittliche Wurfzahl Tabelle 4: Jahreszeitliche Verteilung der Abferkelungen 19 Tabelle 5: Durchschnittlich geborene Ferkel je Wurf 19 Tabelle 6: Zusammensetzung des Trächtigkeitsfutters TF Tabelle 7: Analysierte Inhaltsstoffe des Trächtigkeitsfutters TF Tabelle 8: Zugabe und Gesamtgehalt an Tryptophan im Laktationsfutter 21 Tabelle 9: Sollgehalte im Laktationsfutter 23 Tabelle 10: Rohprotein- und Aminosäurengehalt ausgewählter Komponenten des 24 Laktationsfutters in g/kg FM Tabelle 11: Zusammensetzung des Laktationsfutters in der Basisration 24 Tabelle 12: Tryptophan- und Glutaminsäurezulage (g/kg FM) in Abhängigkeit 25 der Futtergruppe Tabelle 13: Gehalte an Rohnährstoffen, Stärke, Zucker und Aminosäuren im 26 Laktationsfutter Tabelle 14: Verdaulichkeit der Rohnährstoffe und Gehalt an umsetzbarer 44 Energie Tabelle 15: Scheinbare ileale Verdaulichkeit von Rohprotein und ausgewählten 45 Aminosäuren im Laktationsfutter I in % Tabelle 16: Tägliche Futteraufnahme der Sauen in kg 46 Tabelle 17: Tägliche Proteinaufnahme der Sauen in g 47 Tabelle 18: Tägliche Tryptophanaufnahme je Sau in g 47 Tabelle 19: Tägliche Energieaufnahme der Sauen in MJ ME 48 Tabelle 20: Lebendmassen der Sauen am 110. Trächtigkeitstag sowie am 1. und Laktationstag in kg Tabelle 21: Masseverlust der Sauen während der Laktation 49 Tabelle 22: Tägliche Milchleistung der Sauen in g 5 Tabelle 23: Trockensubstanzgehalt in der Sauenmilch am 20./21. Laktationstag 51 in % Tabelle 24: Fettgehalt der Sauenmilch in % 51 Tabelle 25: Fettausscheidung mit der Sauenmilch in g/tag 51

9 5 Tabelle 26: Eiweißgehalt der Sauenmilch in % 52 Tabelle 27: Eiweißausscheidung mit der Sauenmilch in g/tag 53 Tabelle 28: Laktosegehalt der Sauenmilch in % 53 Tabelle 29: Laktoseausscheidung mit der Milch in g/tag 54 Tabelle 30: Harnstoffgehalt der Sauenmilch in mg/l 54 Tabelle 31: Harnstoffausscheidung mit der Sauenmilch in mg/tag 54 Tabelle 32: Tryptophangehalt in der Sauenmilch in g/kg FS sowie g/16g N und 55 Tryptophanausscheidung in g/tag Tabelle 33: Gehalte an essentiellen Aminosäuren in der Milch der Gruppen I, III 56 und VI Tabelle 34: Gehalte an nicht essentiellen Aminosäuren in der Milch der Gruppen 56 I, III und VI Tabelle 35: Aminosäurenausscheidung mit der Milch in g/tag 57 Tabelle 36: Energiegehalt der Sauenmilch in MJ/kg FS 58 Tabelle 37: Energieausscheidung mit der Sauenmilch in MJ/Tag 58 Tabelle 38: Gehalt an essentiellen und semiessentiellen Aminosäuren im Plasma 59 in mg/l Tabelle 39: Gehalt an nicht-essentiellen Aminosäuren im Plasma in mg/l 60 Tabelle 40: Harnstoffgehalt im Plasma in mg/l 61 Tabelle 41: Hämatokritwert in % und Veränderung in % 61 Tabelle 42: Thrombozyten in 10 9 /l und Veränderung in % 62 Tabelle 43: Serotonin im Serum in ng/ml und Veränderung in % 63 Tabelle 44: Serotoningehalt im Vollblut in ng/ml und Veränderung in % 63 Tabelle 45: Serotoningehalte in ng je 10 9 Thrombozyten und Veränderung in % 64 Tabelle 46: Saugferkelbeifutterverbrauch je Wurf in g 65 Tabelle 47: Lebendmassen der Ferkel in g 65 Tabelle 48: Lebendmassezunahmen der Ferkel in g/tag 66 Tabelle 49: Grundsätzliche Parameter zur Ermittlung des Tryptophanbedarfs 67 laktierender Zuchtsauen Tabelle 50: Aminosäuretransportsysteme (LÖFFLER und PETRIDES, 1997) 77 Tabelle 51: ATP-Äquivalente beim Abbau ausgewählter Verbindungen (nach: 78 LÖFFLER und PETRIDES, 1997; verändert und ergänzt) Tabelle 52: Literaturangaben zur ilealen Verdaulichkeit von Tryptophan beim Schwein 85

10 6 Tabelle 53: Gesamtgehalt und scheinbar ileal verdauliches Tryptophan im Futter 86 in % im Vergleich von Kalkulations- und Untersuchungsergebnissen Tabelle 54: Einflussfaktoren auf den Futterverzehr von Sauen während der 87 Laktation (Auswahl; Literaturübersicht) Tabelle 55: Einflussfaktoren auf die Milchleistung von Sauen (Auswahl; 95 Literaturübersicht) Tabelle 56: Literaturübersicht der Zwischensäugeintervalle bei Sauen 96 Tabelle 57: Korrektur für Masseverluste der Ferkel während der Säugung in der 98 Literatur Tabelle 58: Literaturangaben zum Trockensubstanzgehalt der Sauenmilch 101 Tabelle 59: Neuere Literaturangaben zum Fettgehalt in der Sauenmilch 102 Tabelle 60: Neuere Literaturangaben zum Proteingehalt in der Sauenmilch 103 Tabelle 61: Literaturangaben zum Laktosegehalt in der Sauenmilch 104 Tabelle 62: Literaturangaben zum Harnstoffgehalt in der Sauenmilch 106 Tabelle 63: Neuere Literaturangaben zum Energiegehalt in der Sauenmilch 108 Tabelle 64: Literaturangaben zum Aminosäureverhältnis in g AS/100 g Lysin bei 110 Sauenmilch Tabelle 65: Tryptophangehalt, Standardabweichung absolut und Standardabweichung 113 prozentual im Sauenplasma Tabelle 66: Korrelationen zwischen Milchleistung der Sau und Ferkelzunahmen (neuere Untersuchungen; Auswahl) 122 Tabelle 67: Untersuchungsparameter und resultierende Bedarfswerte in 126 Abhängigkeit des angewandten Regressionsmodells Tabelle 68: Rationszusammensetzung und Gehalte an scheinbar ileal verdaulichem Tryptophan in Praxisrationen (alle Angaben in % bzw. Euro) 131

11 7 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Skizze einer Abferkelbucht 17 Abbildung 2: Schematische Darstellung einer End-zu-End Ileorectal- 28 Anastomose (a = Jejunum, b = Ileum mit Ostium ileocaecale, c = Caecum, d = Colon, e = Rectum) Abbildung 3: Typisches HPLC-Chromatogramm mit den Peaks von Tryptophan 36 (Mitte) und internem Standard (rechts) Abbildung 4: Beispielsgraph einer Broken-Line Regressionsgleichung 70 Abbildung 5: Beispielsgraph einer Reading Regressionsgleichung 71 Abbildung 6: Beispielsgraph einer quadratischen Regressionsgleichung 72 Abbildung 7: Beispielsgraph einer asymptotischen Regressionsgleichung 73 Abbildung 8: Strukturformeln von D- und L-Tryptophan 74 Abbildung 9: Stoffwechsel des Tryptophan (nach: VOET und VOET, 1994; verändert und ergänzt) 76 Abbildung 10: Allgemeines Schema des Aminosäuren-Katabolismus in 79 Säugetieren (NELSON und COX, 2001) Abbildung 11: Entstehung von Serotonin aus Tryptophan (VOET und VOET, ; verändert) Abbildung 12: Schema der fütterungsbedingten Serotoninbeeinflussung im 83 Gehirn (nach FERNSTROM und WURTMAN, 1972; verändert und ergänzt) Abbildung 13: Biosynthese von Nicotinsäure und amid aus Tryptopan (HARPER et al., 1987) 84 Abbildung 14: Biosynthese von NAD aus Nicotinsäure ( * beim NADP 84 phosphoryliert) (HARPER et al., 1987) Abbildung 15: Mittlere tägliche Futteraufnahme der Sauen während der 88 Laktation Abbildung 16: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand der Futteraufnahme der 89 Sauen in der 4. LW nach dem quadratischen Modell Abbildung 17: Masseverlust der Sauen während der gesamten Laktation in g/tag 91 Abbildung 18: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand der Lebendmasseverluste der Sauen während der gesamten Laktationsdauer nach dem asymptotischen Modell 92

12 8 Abbildung 19: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand der Lebendmasseverluste 93 der Sauen während der gesamten Laktationsdauer nach dem Reading-Modell Abbildung 20: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand der Lebendmasseverluste 93 der Sauen während der gesamten Laktationsdauer nach dem Broken-Line-Modell Abbildung 21: Durchschnittliche tägliche Milchleistung der Sauen über die 99 gesamte Laktation Abbildung 22: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand der Milchleistung der 100 Sauen während der gesamten Laktationsdauer nach dem quadratischen Modell Abbildung 23: Mittlerer Harnstoffgehalt der Sauenmilch 106 Abbildung 24: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand der Harnstoffgehalte in 107 der Sauenmilch am 20./21. LT nach dem quadratischen Modell Abbildung 25: Tryptophangehalt im Sauenplasma am 22. Laktationstag 112 Abbildung 26: Harnstoffgehalt im Plasma der Sauen am 22. Laktationstag 116 Abbildung 27: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand des Harnstoffgehalts im Sauenplasma am 22. Laktationstag nach dem quadratischen Modell 118 Abbildung 28: Mittlere Konzentrationsabnahme beim Serotoningehalt im 121 Sauenplasma vom 85. TT auf den 28. LT Abbildung 29: Mittlere Lebendmassezunahmen der Ferkel während der 123 Laktation Abbildung 30: Saugferkelbeifutterverbrauch je Wurf während der Laktationswoche Abbildung 31: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand der Futteraufnahme der 128 Sauen in der 4. LW (ohne Gruppe VI) nach dem asymptotischen Modell Abbildung 32: Ableitung des Tryptophanbedarfs anhand der Milchleistung der Sauen während der gesamten Laktation (ohne Gruppe VI) nach dem asymptotischen Modell 128

13 9 Abkürzungsverzeichnis Abw. Ala Arg AR-T AS Asn Asp ATP berechn. BFS BHT C Ca Cl CoA CP Cys DLG DXF DXL DXP DXX ed. essent. e.v. Fa. FFA FM FS g g Geh. ges. Abweichung Alanin Arginin atrophische Rhinitis Aminosäure Asparagin Asparaginsäure Adenosintriphosphat berechnet bakteriell fermentierbare Substanz Butylated Hydroxytoluene (Antioxidans) Kohlenstoff Kalzium Chlorid Coenzym A crude protein Cystin Deutsche Landwirtschaftsgesellschaft verdauliche Rohfaser verdauliches Rohfett verdauliches Rohprotein verdauliche Stickstoff-freie Extraktionsstoffe editor(s) essentiell eingetragener Verein Firma Free Fatty Acids Frischmasse Frischsubstanz Gramm Erdbeschleunigung Gehalt gesamt

14 10 GfE Gesellschaft für Ernährungsphysiologie Gln Glutamin Glu Glutaminsäure Gly Glycin H Wasserstoff His Histidin HPLC High Performance Liquid Cromatography Hrsg. Herausgeber Hyp Hydroxyprolin I Iod I.E. Internationale Einheiten Ile Isoleucin K Kalium Kartoff.eiweiß Kartoffeleiweiß kg Kilogramm l Liter LA Langzeitantibiotikum Lakt. Laktation Leu Leucin LF Laktationsfutter LM Lebendmasse LM 0,75 LNAA LT LW Lys M ME Met Mg mg min min. Mittelw. metabolische Lebendmasse Large Neutral Amino Acids Laktationstag Laktationswoche Lysin Mol umsetzbare Energie Methionin Magnesium Miligramm Minuten mindestens Mittelwert

15 11 MJ ml n N Na NAD NADP NfE ng NRC O OM OR P p Phe plt PP i PPriboseP Pro r r 2 RIA RNA RP S sch. Ser Sojaex.schot St.abw. TF Thr Trockenschn. Trp Megajoul Milliliter Stichprobenumfang Stickstoff Natrium Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat Stickstoff-freie Extraktstoffe Nanogramm National Research Council Sauerstoff organische Masse organischer Rest Phosphat Irrtumswahrscheinlichkeit Phenylalanin platelets pyrophosphate 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate (enzyme) Prolin Korrelationskoeffizient Bestimmtheitsmaß Radio Immuno Assay Ribonukleinsäure Reversed Phase Standardfehler scheinbar Serin Sojaextraktionsschrot Standardabweichung Trächtigkeitsfutter Threonin Trockenschnitzel Tryptophan

16 12 Trp. Tryptophan TS Trockensubstanz TT Trächtigkeitstag Tyr Tyrosin TZ Thrombozyten unters. untersucht Val Valin verd. verdaulich W 0,75 XF XL XP XS XZ Metabolische Körpermasse Rohfaser Rohfett Rohprotein Stärke Zucker µg Mikrogramm µl Mikroliter µm Mikrometer C Grad Celsius % Prozent

17 1. Einleitung und Problemstellung 13 Die Forschung und die großtechnische Produktion von Aminosäuren haben in jüngerer Zeit bei der Zusammenstellung von Futterrationen für Schweine auch in der Praxis den Übergang von der reinen Rohproteinbetrachtung zu einer gezielten Aminosäurenbetrachtung ermöglicht. Hierbei kommt den Aminosäuren Lysin, Methionin/Cystin, Threonin und Tryptophan in den heute üblicherweise verfütterten Rationen auf Getreide-Soja-Basis eine besondere Bedeutung zu, da sie in der Regel als erste leistungsbegrenzend sind. Der stetige züchterische Fortschritt sowie die gestiegenen Anforderungen an die Wurfgröße und die daraus resultierende Forderung nach hohen Milchleistungen auch bei der Zuchtsau machen eine Überprüfung der Versorgungsempfehlungen für essentielle Aminosäuren von Zeit zu Zeit notwendig. So wurden die Empfehlungen zum Lysingehalt im Futter laktierender Sauen innerhalb von 10 Jahren von 0,6 % (NRC, 1988) durch neuere Untersuchungen (z.b.: SAUBER et al., 1994; KNABE et al., 1996) auf 1,0 % angehoben (NRC, 1998). Für die Aminosäuren Methionin/Cystin (SCHNEIDER et al., 1992; 1992B; SCHWARZ et al., 1993) und Threonin (WESTERMEIER et al., 1998; PAULICKS et al., 1998; 1998B) wurden ebenfalls in neuerer Zeit genaue Studien zum Bedarf bei laktierenden Zuchtsauen durchgeführt. Zum Tryptophanbedarf der säugenden Sau liegen dagegen bis jetzt keine umfassenden Untersuchungen unter Berücksichtigung dieser neuen Ergebnisse vor. Die aktuellen Empfehlungen für die Tryptophankonzentration im Laktationsfutter liegen je nach erwartetem Lebendmasseverlust der Zuchtsau während der Laktation und den erwarteten täglichen Ferkelzunahmen zwischen 0,14 % und 0,19 % (NRC, 1998). Diese Empfehlungen basieren auf Untersuchungen von LEWIS und SPEER (1974) sowie MENNENGA und EASTER (1985). Als Parameter für die Bedarfsherleitung haben die Autoren Gewichtsveränderungen von Sauen und Ferkeln (beide) sowie die Stickstoffbilanz und Plasmametaboliten (LEWIS und SPEER, 1974) herangezogen. Wichtige Parameter wie Milchmenge und zusammensetzung wurden dabei nicht berücksichtigt. Bei der GfE (1987) sind keine Empfehlungen zum Tryptophanbedarf säugender Sauen aufgeführt. Mit der vorliegenden Arbeit sollte daher der Einfluss eines weit variierenden Tryptophangehalts von 0,12 % bis 0,42 % im Futter auf Leistungs- und Stoffwechselparameter untersucht werden. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Milchmenge und die Untersuchung der Milchinhaltsstoffe gelegt, da diese in der Ferkelerzeugung leistungsbestimmend sind und Bedarfsableitungen genaugenommen nur für den Parameter gelten, für den sie gewonnen wurden.

18 14 Grundsätzlich gibt es drei verschiedene Methoden zur Ableitung des Aminosäurenbedarfs: - Variation der Anteile verschiedener nativer Proteinträger mit Ermittlung des Aminosäurenmusters in der `besten Ration - Grundration mit variierenden Zulagen an einer oder mehreren synthetischen Aminosäuren und Bestimmung der `günstigsten Zulage - ausschließliche Verwendung synthetischer Eiweißträger mit Variation bei einer oder mehreren Aminosäuren und Aufzeigen der `effektivsten Zusammenstellung Im vorliegenden Versuch wurde die zweite Methode gewählt. Es wurde ausschließlich die Aminosäure Tryptophan variiert. Die Stufen des Tryptophangehalts im Futter wurden in sechs Schritten zwischen 0,12 % und 0,42 % gewählt, um einen weiten Versorgungsbereich vom vermutlichen Mangel bis zum Überschuss abzudecken. Aus Tabelle 1 sind die verschiedenen Tryptophanzulagen und gesamtgehalte im Futter zu entnehmen. Tabelle 1: Zulage und Gesamtgehalt an Tryptophan im Laktationsfutter Gruppe I II III IV V VI Tryptophanzulage (%) 0,00 0,03 0,06 0,12 0,18 0,30 Tryptophan ges. (%) 0,12 0,15 0,18 0,24 0,30 0,42 Die weiteren Nährstoffgehalte wurden konstant gehalten, um ceteris paribus Bedingungen zu schaffen. Pro Behandlung waren 12 Wiederholungen vorgesehen. Als Versuchsparameter wurden folgende Daten erhoben: Lebendmasse der Sauen Futteraufnahme der Sauen Milchleistung der Sauen Fett-, Eiweiß-, Laktose-, Harnstoff- und Aminosäurekonzentration der Sauenmilch Harnstoff- und Aminosäurenkonzentration im Blutplasma der Sauen Serotoninkonzentration im Blutserum der Sauen Lebendmasse der Ferkel Beifutteraufnahme der Ferkel

19 15 Die Messzeitpunkte der untersuchten Parameter sind aus Tabelle 2 ersichtlich. Tabelle 2: Messzeitpunkte für die verschiedenen Untersuchungsparameter Trächtigkeitstag Parameter Laktationstag Masse der Sauen Futteraufnahme der Sauen täglich Milchleistung der Sauen Milchprobenentnahme Blutentnahme bei den Sauen Masse der Ferkel Einwaage Ferkelbeifutter Rückwaage Ferkelbeifutter

20 16 2. Material und Methoden 2.1. Versuchsbetrieb Der Versuch wurde von Oktober 2001 bis September 2002 in der Versuchsstation für Futterbau und Tierernährung, Versuchsgut Hirschau der TU-München, Freising-Weihenstephan durchgeführt. Auf dem Betrieb wurde unter anderem eine Herde Zuchtsauen mit Ferkelaufzucht und angeschlossener Jungsauenproduktion gehalten Tiermaterial Zur Durchführung der Untersuchungen standen etwa 70 Herdbuchsauen der Deutschen Landrasse zur Verfügung. Für den Versuch wurden nur Sauen herangezogen, die mindestens in der zweiten Laktation waren. Bei deren künstlicher Besamung wurde ausschließlich Sperma von Ebern der Deutschen Landrasse verwendet. Das Sperma wurde von der Schweineprüf- und Besamungsstation Schwaben und Oberbayern e.v. in Bergheim bezogen und die Besamung durch Mitarbeiter des Versuchsgutes durchgeführt. Insgesamt wurden 72 Laktationsperioden von 61 Sauen ausgewertet Aufstallung der Tiere Während der Güstzeit wurden die Sauen in Einzellaufbuchten mit Teilspaltenboden und direktem Eberkontakt gehalten. Die Haltung während der Trächtigkeit erfolgte in Kastenständen mit planbefestigtem Boden und leichter Häckselstroheinstreu. Fünf Tage vor dem Geburtstermin wurden die Sauen in eine Abferkelbucht umgestallt. Hier diente ebenfalls Häckselstroh als Einstreu auf dem planbefestigten Boden. Aus der Skizze in Abbildung 1 sind die weiteren Details ersichtlich. Das Ferkelnest war mit einer Heizliegeplatte sowie mit einem Infrarotstrahler ausgestattet, wodurch die für neugeborene Ferkel notwendige Temperatur von 35 C erreicht wurde. Im Wartebereich wurde eine Temperatur von ca C, im Abferkelstall von ca C gemessen. Vor jeder Belegung wurden die Abferkelbuchten gereinigt und mit Orbivet (Fa. Schülke & Mayr, Norderstedt) desinfiziert.

21 17 Abbildung 1: Skizze einer Abferkelbucht Fütterung der Tiere Durch die permanente Einzeltierhaltung und abgetrennte Futtertröge konnte eine gezielte individuelle Fütterung der Sauen von Hand durchgeführt werden. Die Futtervorlage bei den tragenden Sauen erfolgte an Wochentagen etwa um 7 und um 15 Uhr. Die Sauen in den Abferkelbuchten wurden um 6 und um 14 Uhr gefüttert. Bei anstehenden Blutprobennahmen wurden die jeweiligen Sauen zeitversetzt gefüttert (siehe: ). An Sonn- und Feiertagen erfolgte bei allen Sauen nur eine einmalige Fütterung zwischen sechs und sieben Uhr. Den Ferkeln wurde am Morgen des 22. Lebenstages 1500 g Prestarter in den Futterautomat eingewogen und bei Bedarf während der Tage bis zum Absetzen nachgefüllt. In allen Stallbereichen stand den Sauen über Nippeltränken Wasser zur freien Aufnahme zur Verfügung, ebenso den Ferkeln Behandlung der Tiere Die Versuchssauen wurden während der Güstzeit mit 2 ml Erysorb Parvo (Fa. Intervet, Boxmeer, Niederlande) gegen Rotlauf und Parvovirose geimpft. In der achten Trächtigkeitswoche wurden die Sauen mit Flubenol (Fa. Janssen, Neuss) gegen Endoparasiten behandelt. Jeweils acht und sechs Wochen vor der Geburt erfolgte eine gleichzeitige Immunisierung der Sauen mit 2 ml Gletvax plus (Fa. Essex, München) gegen Escherichia-Coli und Ferkelenteritis sowie mit 2 ml Porcilis AR-T (Fa. Intervet, Boxmeer, Niederlande) gegen die progressive Rhinitis atropicans. Vor dem Umstallen in die Abferkelbucht wurden die Sauen gewaschen und mit Sebacil (Fa. Bayer, Monheim) gegen Ektoparasiten behandelt. Bei Wehenschwäche wurden 3 ml Depotocin (Fa. Veyx, Schwarzenborn) zur

22 18 Geburtserleichterung gespritzt. Beim Auftreten von leichtem Fieber beziehungsweise Vaginalausfluss nach der Geburt wurden 20 ml Frieso-Gent (Wirkstoff: Gentamicinsulfat; Fa. Essex, München) injiziert. Hatten Sauen schwerwiegendere Krankheiten, wurden sie aus dem Versuch genommen. Direkt nach der Geburt wurde den Ferkeln der Schwanz kupiert und sie wurden im Ohr zur eindeutigen Identifikation tätowiert. Am dritten Lebenstag erhielten sie 2 ml Eisendextran (Fa. AniMedica, Senden-Bösensell) sowie 0,5 ml Terramycin/LA (Wirkstoff: Oxytetracyclin-Dihydrat; Fa. Pfizer, Karlsruhe) zur Stärkung der Vitalität; männliche Ferkel wurden kastriert. Die Impfung gegen chronische Pneumonien verursacht durch Mycoplasma Hyopneumoniae erfolgte am 23. Tag nach der Geburt mit 2 ml Stellamune Mycoplasma (Fa. Pfizer, Karlsruhe). Gleichzeitig erhielten die Ferkel ihre Ohrmarke, und die Stammnummer wurde ins Ohr tätowiert. Gelenkentzündungen und Hautabschürfungen wurden mit 0,5 ml Tardomyocel (Wirkstoff: Penicillin-Streptomycin- Kombination; Fa. Bayer, Monheim) behandelt. Bei leichtem Durchfall der Ferkel wurden 0,5 ml Baytril 5% (Wirkstoff: Enrofloxacin; Fa. Bayer, Monheim) verabreicht. Schwerwiegend erkrankte Ferkel schieden aus dem Versuch aus. Weder bei den Sauen noch bei den Ferkeln war ein Einfluss der Futtergruppe auf die Häufigkeit einer Behandlung mit Medikamenten vorhanden Minimierung systematischer Einflussgrößen Lebendmasse, Alter und Genetik Damit der Effekt der verschiedenen Futtergruppen nicht durch systematische Einflüsse überlagert wird, wurde versucht, diese Einflüsse gleichmäßig über alle Versuchsgruppen zu verteilen. Um den Einfluss des Alters der Sauen auszuschalten, wurde auf eine annähernd gleichmäßige Aufteilung der Wurfnummern über die Gruppen geachtet. Ebenso sollte bei den Lebendmassen der Sauen eine gleichmäßige Verteilung vorliegen. Die einzelnen Werte sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3: Durchschnittliche Lebendmasse der Sauen am 110. Trächtigkeitstag und durchschnittliche Wurfzahl Gruppe I II III IV V VI Trp.-Geh. in % 0,12 0,15 0,18 0,24 0,30 0,42 Mittel Lebendmasse in kg ±27 ±26 ±24 ±31 ±33 ±30 ±29 Wurfzahl 4,4 3,4 3,4 3,8 3,9 4,4 3,9 ±1,7 ±1,6 ±1,5 ±2,0 ±2,1 ±v2,6 ±1,9

23 19 Alle Sauen wurden aus eigener Aufzucht in den Bestand genommen, wodurch sich Auswirkungen unterschiedlicher Herkünfte vermeiden ließen. Bei den Besamungen wurde auf eine gleichmäßige Verteilung der Eber geachtet, um genetische Einflüsse auf die Leistung der Ferkel weitgehend ausschließen zu können Jahreszeit Um den Effekt jahreszeitlicher Schwankungen bei den Leistungen auszugleichen, wurden die Abferkelungen jeder Gruppe über das ganze Jahr verteilt, wie aus Tabelle 4 ersichtlich wird. Tabelle 4: Jahreszeitliche Verteilung der Abferkelungen Gruppe I II III IV V VI Trp.-Geh. in % 0,12 0,15 0,18 0,24 0,30 0,42 Mittel Okt. - Dez Jan. - März Apr. - Juni Juli - Sep ges Ferkelzahl je Wurf Die Milchleistung der Sau wird auch durch die Anzahl der Ferkel beeinflusst (ELSLEY, 1971; VAN DER STEEN, 1985; KING et al., 1989; AULDIST et al., 1994). Aus diesem Grund wurde die Wurfgröße je Sau auf zehn bis zwölf Ferkel standardisiert. Dazu mussten direkt nach der Geburt überzählige Ferkel weggenommen beziehungsweise fehlende durch gleich alte ersetzt werden. Es wurden je Wurf jedoch nur maximal drei Ferkel ausgetauscht. Bis zum zwölften Laktationstag konnten schwer erkrankte oder verendete Ferkel durch gleichwertige ersetzt werden. Traten danach Krankheiten oder Ausfälle der Ferkel auf, so wurde die Sau aus dem Versuch genommen. In Tabelle 5 sind die durchschnittlichen Wurfgrößen der verschiedenen Behandlungsgruppen eingetragen. Tabelle 5: Durchschnittlich geborene Ferkel je Wurf Gruppe I II III IV V VI Trp.-Geh. in % 0,12 0,15 0,18 0,24 0,30 0,42 Mittel Ferkelzahl je Wurf 10,25 10,25 10,33 10,17 10,42 10,50 10,32 ±0,62 ±0,45 ±0,49 ±0,39 ±0,67 ±0,80 ±0,57

24 Fütterung Trächtigkeitsfütterung Bis zum 59. Trächtigkeitstag wurden die Sauen kombiniert gefüttert. Die Ration setzte sich aus 1,5 kg eines getreidereichen Ergänzungsfutters (14 % XP, 4 % XF, 15,7 MJ ME/kg FS) und etwa 4 kg Maissilage zusammen. Ab dem Beginn des Versuchszeitraumes am 60. Trächtigkeitstag bekamen alle Versuchstiere ein Alleinfutter für tragende Sauen (TF 60). Tabelle 6: Zusammensetzung des Trächtigkeitsfutters TF 60 Komponente Anteil in % Gerste Trockenschnitzel Haferschälkleie Sojaextraktionsschrot Pflanzenöl vitaminiertes Mineralfutter 1) Aminosäurenvormischung 2) Vitaminvormischung 3) 1) Zusammensetzung nach Herstellerangaben, siehe Anhangstabelle 1 2) Zusammensetzung siehe Anhangstabelle 4 3) Zusammensetzung siehe Anhangstabelle 5 61,0 18,0 14,0 2,0 1,0 2,0 1,0 1,0 Damit wurden Schwankungen bei der Nährstoffversorgung, wie sie bei der kombinierten Fütterung verstärkt auftreten können, vermieden. In Tabelle 6 sind die Anteile der verschiedenen Futterkomponenten des Trächtigkeitsfutters, in Tabelle 7 die analysierten Inhaltsstoffe eingetragen. Vom 60. bis zum 85. TT bekamen die Sauen 2,4 kg und bis zum 100. TT 2,8 kg Futter je Tag. Bei einem Energiegehalt von 11,5 MJ/kg FS war damit eine tägliche Energieversorgung von 28 beziehungsweise 32 MJ ME je Sau sichergestellt. Die Empfehlungen für die tägliche Energieversorgung von trächtigen Sauen, ausgesprochen von der GESELLSCHAFT FÜR ERNÄHRUNGSPHYSIOLOGIE (1987) sowie der DEUTSCHE(n) LANDWIRTSCHAFTS- GESELLSCHAFT (1996), wurden somit eingehalten.

25 21 Tabelle 7: Analysierte Inhaltsstoffe des Trächtigkeitsfutters TF 60 Inhaltsstoffe Anteil in % Trockenmasse Rohasche Rohprotein Rohfaser Rohfett Stärke Zucker Lysin Tryptophan Energie (in MJ ME/kg FM) 1) 1) berechnet nach KIRCHGESSNER und ROTH (1983) 90,4 6,0 9,5 9,6 2,3 31,6 6,1 0,68 0,12 11, Laktationsfütterung Ab dem 111. Trächtigkeitstag wurde den Sauen ein Laktationsfutter verabreicht, das sich zwischen den Behandlungsgruppen nur im Tryptophangehalt unterschied. Ausgehend von der Basisration wurden für die verschiedenen Gruppen ansteigende Mengen an L-Tryptophan zugesetzt. Insgesamt ergaben sich sechs Futtergruppen. Aus Tabelle 8 sind die unterschiedlichen Zugaben und Gehalte an Tryptophan in den Futtergruppen ersichtlich. Tabelle 8: Zugabe und Gesamtgehalt an Tryptophan im Laktationsfutter Gruppe I II III IV V VI Tryptophanzugabe (%) 0,00 0,03 0,06 0,12 0,18 0,30 Tryptophangehalt (%) 0,12 0,15 0,18 0,24 0,30 0,42 ileal verd. Trp (%) 0,09 0,12 0,15 0,21 0,27 0,39 Bei den gängigen Modellen zur Bedarfsableitung (siehe 4.1.) sind mindestens 2 Gruppen unter und über dem aktuellen Bedarf erforderlich. Dies ist sowohl beim absoluten Gehalt im Futter als auch beim Gehalt an ileal verdaulichem Tryptophan zu berücksichtigen. Die aktuelle Empfehlung liegt für laktierende Sauen mit 10 Ferkeln und einem tolerierten Masseverlust während der Säugezeit von 10 kg bei 0,17 % gesamt oder 0,14 % ileal verdaulichem Tryptophan im Futter (NRC, 1998). Das Futter der Basisgruppe enthielt 0,12 % Tryptophan, da zum einen die Gefahr bestand, dass bei noch niedrigeren

26 22 Gehalten die Futteraufnahme durch die Sauen unter ein physiologisch vertretbares Niveau abfällt (HENRY et al., 1992). MEISINGER und SPEER berichten 1979 sogar von einer totalen Futteraufnahmeverweigerung bei Sauen, denen eine Ration mit starkem Tryptophanmangel vorgelegt wurde. Zum anderen war es unter annähernd praktischen Bedingungen nicht möglich, einen niedrigeren Tryptophanwert im Futter zu erreichen. Die Gruppe III kam der aktuellen Empfehlung sehr nahe (Die Gehalte wurden um 0,01 % erhöht, um aufgrund der geringen Differenz zwischen 0,12 % und 0,17 % eine etwas größere Abstufung zu erreichen, bei der Leistungsunterschiede besser hervortreten.). Die Gruppe II lag bei beiden Gehalten dazwischen. Für die Gruppen IV und V wurde die Abstufung zwischen den Gruppen von 0,03 % auf 0,06 % verdoppelt. Im überhöhten Bereich wurde die Spreizung noch einmal auf 0,12 % vergrößert, um eventuelle Effekte einer sehr hohen Dosierung noch erfassen zu können. Alle anderen Nährstoffe wurden bei der Rationsberechnung bedarfsdeckend kalkuliert. Bei den drei erstlimitierenden Aminosäuren und Valin wurde ein Sicherheitszuschlag von 10 % gegeben, da für diese Aminosäuren neuere Untersuchungen vorlagen. Der Lysingehalt von 10 g/kg FM orientierte sich an den Empfehlungen des NRC (1998) für laktierende Sauen. Der von SCHNEIDER (1992) ermittelte Methionin- und Cystinbedarf von 6,5 g/kg FM wurde ebenso berücksichtigt, wie der von WESTERMEIER (1997) empfohlene Threoninbedarf von 7 g/kg FM. Für Valin wurden die Ergebnisse von OTT (2000) mit einem Bedarf von 6,5 g/kg FM mit einbezogen. Bei allen anderen Aminosäuren wurde ein Sicherheitszuschlag von 20 % festgelegt, um limitierende Wirkungen anderer Aminosäuren sicher ausschließen zu können. Die Gehalte an den restlichen Aminosäuren wurden anhand der Relationen des `idealen Protein zu Lysin nach WANG und FULLER (1989) festgelegt. Damit die Stickstoffzufuhr insgesamt nicht zu einem begrenzenden Faktor im Versuch wird, wurde ein Verhältnis der essentiellen zu den nicht essentiellen Aminosäuren von 1 : 1,2 bis 1 : 1,3 angestrebt, das nach WANG und FULLER (1989) beziehungsweise GOTTERBARM et al. (1997) im optimalen Bereich liegt. Bei der Festlegung des Energiegehaltes des Laktationsfutters wurde ein Wert von mindestens 13 MJ ME/kg FM angestrebt. Damit sollte einer starken energetischen Unterversorgung vorgebeugt werden, wenn die Futteraufnahme relativ gering ist. Nach TROTTIER und EASTER (1995) kann dies vor allem in den ersten Tagen nach der Geburt der Fall sein. Die Gehalte an Mengen- und Spurenelementen sowie an Vitaminen richteten sich nach den Empfehlungen der GESELLSCHAFT FÜR ERNÄHRUNGSPHYSIOLOGIE (1987). In Tabelle 9 sind die Sollgehalte im Laktationsfutter dargestellt.

27 23 Tabelle 9: Sollgehalte im Laktationsfutter Inhaltsstoff Sollgehalt Einheit je kg FM Rohprotein min. 160 g Rohfett max. 80 g Rohfaser max. 70 g Stärke min. 330 g Lysin 9,9 g Methionin + Cystin 7,2 g Threonin 7,7 g Phenylalanin + Tyrosin 13,0 g Leucin 11,9 g Isoleucin 6,5 g Histidin 4,1 g Valin 7,2 g Calcium min. 8,0 g Phosphor min. 6,0 g Natrium min. 2,5 g Zink min. 50 mg Vitamin A min I.E. Vitamin D min 625 I.E. Energie min. 13,0 MJ ME Das Laktationsfutter sollte eine möglichst praxisrelevante Zusammensetzung haben und dennoch im Tryptophangehalt nicht höher als 0,12 % liegen. Um dies zu erreichen, wurden Komponenten verwendet, die von Haus aus wenig Tryptophan im Verhältnis zum Rohproteingehalt haben. Dafür waren besonders Maiskleber, Mais, Trockenschnitzel und Erbsen geeignet, die auch unter Praxisbedingungen eingesetzt werden. Zusätzlich wurden Kartoffeleiweiß und Sojaextraktionsschrot eingemischt. Die oben genannten Komponenten wurden vor der Verwendung auf ihren Rohprotein-, Lysin-, Methionin-, Cystin-, Threonin- und Tryptophangehalt untersucht. Die Tabelle 10 zeigt die Resultate. Ausgehend von diesen Ergebnissen und den Anforderungen an das Laktationsfutter, wurde mit Hilfe des linearen Optimierungsprogrammes `Single Mix (Format Inc., 1990) die Rationsberechnung durchgeführt.

28 24 Tabelle 10: Rohprotein- und Aminosäurengehalt ausgewählter Komponenten des Laktationsfutters in g/kg FM Komponente Rohprotein Lysin Methionin Cystin Threonin Tryptophan Maiskleber 192 8,0 3,0 4,0 7,2 0,92 Mais 87 2,7 2,0 1,8 3,3 0,64 Trockenschn. 87 4,5 1,2 0,6 2,9 0,79 Erbsen ,7 2,1 2,8 8,1 2,00 Kartoff.eiweiß ,0 14,2 7,3 39,0 10,30 Sojaex.schrot ,9 5,6 5,6 17,0 5,96 Tabelle 11: Zusammensetzung des Laktationsfutters in der Basisration Komponente Anteil in % Mais Erbsen Maiskleber Trockenschnitzel Kartoffeleiweiß Sojaextraktionsschrot Pflanzenöl Cellulosepulver Futterzucker vitaminiertes Mineralfutter 1) kohlensaurer Kalk Monocalciumphosphat Viehsalz Glutaminsäure Aminosäurenmischung 2) Cholinchlorid 1) Zusammensetzung nach Herstellerangaben, siehe Anhangstabelle 1 2) Zusammensetzung siehe Anhangstabelle 6 48,00 13,50 16,93 3,93 2,60 3,00 1,00 2,23 1,80 1,40 1,00 0,50 0,50 2,29 1,24 0,08

29 25 Aufgrund der Restriktionen war es nicht möglich ein passendes Futter nur aus praxisüblichen Komponenten zu erstellen. Daher wurden zur Abdeckung des Bedarfes zusätzlich essentielle Aminosäuren eingesetzt. Um einen für den Verdauungsapparat ausreichenden Rohfaseranteil zu erreichen, wurde Cellulosepulver eingemischt. Futterzucker fand wegen der Verbesserung der Schmackhaftigkeit und wegen der Erhöhung der Energiekonzentration im Futter Anwendung. Die Zusammensetzung der Basisration ist in Tabelle 11 dargestellt. Die steigenden Zulagen an Tryptophan bei den Gruppen II VI gingen zu Lasten des Anteils an Glutaminsäure. Es wurde L-Tryptophan verwendet. Den Zusammenhang zeigt Tabelle 12. Tabelle 12: Tryptophan- und Glutaminsäurezulage (g/kg FM) in Abhängigkeit der Futtergruppe Gruppe I II III IV V VI L-Tryptophan 0,0 0,3 0,6 1,2 2,8 3,0 Glutaminsäure 22,9 22,6 22,3 21,7 20,1 19,9 Summe 22,9 22,9 22,9 22,9 22,9 22,9 Das Laktationsfutter wurde in der Versuchsanlage der Fachgebiete Tierernährung der TU München- Weihenstephan in einem Präzisionsmischer (Modell: FKM 1200, Fa. Lödige, Paderborn) gemischt. Die Analysenergebnisse der jeweiligen Futter sind in Tabelle 13 aufgeführt. Bei den Rohnährstoff-, Stärke-, Zucker- und Aminosäurengehalten traten mit Ausnahme des Tryptophangehaltes keine Unterschiede auf. Die erwünschten Abstufungen bei der Tryptophankonzentration wurden durch die Analyseergebnisse bestätigt. Am 111. Trächtigkeitstag erhielten die Sauen täglich 4 kg Laktationsfutter. Vom 112. Trächtigkeitstag an wurde die Futtermenge bis zum berechneten Abferkeltag täglich um 1 kg reduziert und am Abferkeltag wurden die Sauen nicht gefüttert. Danach bekamen die Sauen ausgehend von einer Anfangsmenge von 2 kg täglich etwa 0,75 kg mehr Futter, bis zur ad libitum Aufnahme.

30 26 Tabelle 13: Gehalte an Rohnährstoffen, Stärke, Zucker und Aminosäuren im Laktationsfutter berechnet analysiert Gruppe I I II III IV V VI Trp.-Geh. in % 0,12 0,12 0,15 0,18 0,24 0,30 0,42 Inhaltsstoffe g/kg FM Trockenmasse Rohasche Rohprotein Rohfett Rohfaser Stärke 1) Zucker 1) Tryptophan 1,2 1,2 1,5 1,8 2,4 2,9 4,0 Lysin 10,1 10,6 10,4 10,5 10,8 10,7 10,5 Methionin 4,9 5,4 5,3 5,1 5,6 5,9 5,7 Cystin 2,3 2,6 2,4 2,6 2,5 2,5 2,6 Methionin + Cystin 7,2 8,0 7,7 7,7 8,1 8,4 8,3 Threonin 7,7 6,9 7,1 7,1 7,4 7,3 7,8 Isoleucin 6,5 5,2 5,5 6,2 6,0 6,0 5,9 Histidin 4,1 3,6 3,7 3,8 3,9 3,8 3,8 Leucin 14,4 12,4 12,3 12,8 13,1 13,0 13,1 Phenylalanin 10,1 11,4 11,0 12,1 11,9 11,8 12,2 Tyrosin 5,6 4,8 4,7 5,0 5,1 4,7 5,0 Phenylalanin + Tyrosin 15,7 16,2 15,7 17,1 17,0 16,5 17,2 Valin 7,3 7,6 7,2 8,0 7,6 7,9 8,0 1) aliquote Mischprobe der Gruppen I - VI Ferkelfütterung Das Beifutter, das die Ferkel ab dem 22. Lebenstag zur freien Aufnahme erhielten, war ein pelletiertes Fertigfutter der Fa. Deuka, Deutsche Kraftfutterwerke GmbH & Co, Düsseldorf. Dieses Futter war speziell für die Verfütterung an junge Saugferkel konzipiert. Die Zusammensetzung, die Inhalts- und Zusatzstoffe des Futters sind aus der Anhangstabelle 2 ersichtlich.

31 Verdauungsversuche Ermittlung der Verdaulichkeit der Rohnährstoffe Um die scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe im Laktationsfutter zu bestimmen, wurde am Fachgebiet Tierernährung des Departments für Tierwissenschaften der TU München, Freising- Weihenstephan, ein Verdauungsversuch durchgeführt. Dazu standen 8 kastrierte männliche Schweine einer Zwei-Rassen-Kreuzung, Piétrain x Deutsche Landrasse, zur Verfügung. Im Versuch wurde die Methode der quantitativen Sammeltechnik in Anlehnung an SCHIEMANN (1981) angewandt. Dabei wurden die Tiere in Stoffwechselkäfigen gehalten, die eine quantitative Erfassung der verzehrten Futtermenge sowie der ausgeschiedenen Kotmenge ermöglichten. Während des gesamten Versuches herrschte im vollklimatisierten Stall eine konstante Temperatur von 20 C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60 %. Jeweils 4 Versuchstiere erhielten das Laktationsfutter der Gruppe I beziehungsweise IV. Der Versuch gliederte sich in eine 9-tägige Vorperiode und eine 8-tägige Sammelperiode. Die durchschnittliche Lebendmasse der Tiere betrug zu Beginn der Sammelperiode bei Gruppe I 62,9 kg und bei Gruppe IV 63,3 kg. Zu Beginn der Sammelperiode wurde das Futter für den gesamten restlichen Versuchszeitraum eingewogen, die Trockensubstanz ermittelt und Proben für die Rohnährstoffanalyse entnommen. Für die Futterzuteilung wurde ein täglicher Energiebedarf von 1,0 MJ ME/kg LM 0,75 unterstellt. Bei einer rechnerischen Energiedichte im Laktationsfutter von 13,2 MJ ME (berechnet nach GESELLSCHAFT FÜR ERNÄHRUNGSPHYSIOLOGIE, 1987) ergaben sich somit Tagesfuttermengen je Schwein von 1600 bis 1800 Gramm. Damit wurden die Empehlungen der GESELLSCHAFT FÜR ERNÄHRUNGSPHYSIOLOGIE (1987) zum Bedarf an umsetzbarer Energie eingehalten. Wegen schlechter Futteraufnahme bei zwei Tieren der Gruppe I musste bei diesen die tägliche Futtervorlage auf 1500 Gramm begrenzt werden. Die Fütterung erfolgte täglich um 7.00 und um Uhr. Das mehlige Futter wurde dazu mit Wasser feuchtkrümelig angemischt. Nach dem Fressen wurde den Tieren Wasser zur beliebigen Aufnahme vorgesetzt. Der abgesetzte Kot jeden Tieres wurde gesammelt und in einem luftdicht verschlossenen Plastikeimer bei 6 C im Kühlraum gelagert. Am Ende der Sammelperiode wurde der gesamte Kot gewogen und eine Probe zur Stickstoffanalyse entnommen. Zur späteren Bestimmung von Trockensubstanz und Rohnährstoffen wurde je ein Kilogramm Kot gefriergetrocknet.

32 28 Die Verdauungsquotienten der Rohnährstoffe wurden nach der folgenden Formel berechnet. VQ = ( I F ) / I 100 VQ = scheinbare Verdaulichkeit in % I = mit dem Futter aufgenommene Nährstoffmenge F = mit dem Kot ausgeschiedene Nährstoffmenge Ermittlung der ilealen Verdaulichkeit der Aminosäuren Zur Ermittlung der ilealen Verdaulichkeit der Aminosäuren wurde am Fachgebiet Tierernährung des Departments für Tierwissenschaften der TU München, Freising-Weihenstephan, ein weiterer Verdauungsversuch durchgeführt. Zu diesem Zweck standen drei kastrierte männliche Schweine einer Zweirassenkreuzung, Piétrain x Deutsche Landrasse, zur Verfügung. Diesen wurde eine Ileocaecal- Anastomose in End-zu-End-Technik unter Erhalt der Ileorectalklappe angelegt, so dass der Nahrungsbrei nach der Passage des Dünndarmes unter Umgehung des Dickdarmes über den Mastdarm austrat und für Untersuchungszwecke gesammelt werden konnte (ROTH-MAIER et al., 1998). d Gase e a c b Chymus Abbildung 2: Schematische Darstellung einer End-zu-End Ileorectal-Anastomose (a = Jejunum, b = Ileum mit Ostium ileocaecale, c = Caecum, d = Colon, e = Rectum)

33 29 Das operative Vorgehen orientierte sich wesentlich an den Methoden von HENNIG et al. (1990) und LAPLACE et al. (1994) und wurde vom Team des Instituts für Experimentelle Chirurgie der Technischen Universität München unter Leitung von Herrn Prof. Dr. W. Erhart durchgeführt. Die Einzelhaltung der anastomierten Tiere erfolgte in speziellen Stoffwechselkäfigen, die eine quantitative Erfassung des verzehrten Futters sowie des ausgeschiedenen Chymus ermöglichten. Auf der Seite des flexiblen Darmkanülenaustrittes bestand die Käfigwand aus einer Plexiglasplatte, die die Verletzungsgefahr der Tiere durch Hängenbleiben am Gitter verringerte. Die Käfige waren leicht zu reinigen und zu desinfizieren, wodurch der erforderliche Hygienestandard während der Experimente sichergestellt werden konnte. Die Raumtemperatur im vollklimatisierten Stall betrug konstant 21 C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 %. Die Beleuchtung war in der Zeit von 7.00 bis Uhr eingeschaltet. Die Fütterung erfolgte um 7.00 und um Uhr mit jeweils nachfolgender Chymussammlung. Der 7 Tage dauernden Vorperiode schloss sich eine 5-tägige Sammelperiode an. Zu Beginn der Sammelperiode wurde das Futter für alle Tiere eingewogen und eine Probe für die Analysen entnommen. Alle Tiere erhielten pro Mahlzeit 750 g des Laktationsfutters der Gruppe I mit 75 g Futterzucker, 150 ml Elektrolytlösung (mit 3,218 g Na, 0,195 g K, 0,036 g Mg, 0,010 g Ca je 1000 ml H 2 O) und 1500 ml Wasser zu einem Brei verrührt. Nach der Futteraufnahme wurde den Tieren Wasser in ausreichender Menge vorgesetzt. Die Hälfte des gesammelten Chymus wurde sofort zur Ermittlung der Trockensubstanz und zur Analyse gefriergetrocknet und daraus am Ende der Sammelperiode eine aliquote Mischprobe erstellt. Für die Stickstoffuntersuchung wurde der Rest des Chymus im Kühlraum bei 6 C gelagert und bei Versuchsende ebenfalls eine aliquote Mischprobe genommen. Für Aminosäuren, die dem Futter nicht in synthetischer Form beigemischt wurden, errechnete sich die scheinbare ileale Verdaulichkeit nach untenstehender Formel. VQ i = ( I C ) / I 100 VQ i = scheinbare ileale Verdaulichkeit in % I = mit dem Futter aufgenommene Aminosäurenmenge C = mit dem Chymus ausgeschiedene Aminosäurenmenge

34 30 Da bei diesem Versuch das Hauptinteresse auf die Ermittlung der Verdaulichkeit der Aminosäuren in den natürlichen Futterkomponenten gerichtet war, wurde für Aminosäuren, die dem Futter in synthetischer Form beigemischt wurden folgende Formel verwendet. VQ i = [( I S ) - C ] / ( I S ) 100 VQ i = scheinbare ileale Verdaulichkeit in % I = mit dem Futter aufgenommene Aminosäurenmenge S = mit dem Futter aufgenommene synthetische Aminosäurenmenge C = mit dem Chymus ausgeschiedene Aminosäurenmenge Dabei wurde davon ausgegangen, dass die scheinbare ileale Verdaulichkeit der synthetischen Aminosäuren bei 100 % liegt (KIRCHGESSNER und ROTH, 1985; SCHUTTE et al., 1988) Erfassung der Untersuchungsparameter Lebendmasse der Sauen Die Lebendmasse der Sauen wurde am 60. und 110. Trächtigkeitstag sowie am 1. und 28. Laktationstag erfasst. Die Wiegung erfolgte etwa eine Stunde nach der morgendlichen Fütterung mittels einer elektronischen Viehwaage (Fa. Baumann, Modell 2005, Thiersheim). Der Messbereich der Waage lag zwischen 50 und 1000 kg und die Messgenauigkeit betrug ±1 kg Futteraufnahme der Sauen Zur Ermittlung der täglichen Futteraufnahme der Sauen während der Säugezeit wurden morgens vor der Fütterung die Futterreste der vorigen Tages aus dem Trog entfernt und eingefroren (-20 C) wochenweise gesammelt. Die Futterreste wurden danach im Trockenschrank bei 70 C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Aus der Differenz von vorgelegtem Futter und Futterrückwaage wurde die durchschnittliche Futteraufnahme je Sau errechnet Milchleistung der Sauen Am 13. und 14. sowie am 20. und 21. Tag der Laktation wurde die Milchleistung der Sauen mit der weigh-suckle-weigh Methode ermittelt. Diese wurde von RÄDER et al. (1990) modifiziert und weiterentwickelt sowie durch KIRCHGESSNER et al. (1992) und PAULICKS et al. (1998) ergänzt.

35 31 Dabei wurde die Milchleistung über den Masseanstieg der Ferkel während der Säugungen ermittelt. Dazu mussten die Ferkel während des Messzeitraumes von der Sau getrennt werden und nur zum Säugen wurden sie der Sau wieder zugesetzt. Die Trennung der Ferkel von der Sau erfolgte mittels eines Absperrgatters, das den Zugang der Ferkel vom Aktivitätsbereich zur Sau verhinderte. Um den Trennungsstress für Ferkel und Sau gering zu halten, war das Gatter teildurchsichtig. Da der natürliche Abstand zwischen zwei Säugungen nach BERGE und INDERBOE (1953) etwa 55 bis 65 Minuten beträgt, wurden die Wiegungen stündlich durchgeführt. Um eine ausreichend genaue Schätzung der Milchleistung zu erreichen sind nach Räder et al. (1990) sieben Stunden notwendig. Damit Schwankungen der Milchabgabe in der Eingewöhnungsphase bei der ersten Messung am Tag die Ergebnisse nicht beeinflussten, wurde die erste erfolgreiche Messung nicht in die Auswertung mit einbezogen (in Anlehnung an: SPEER und COX 1984). Die Ferkel waren an Messtagen von 6 bis Uhr von der Sau abgesperrt. Die erste Messung fand um sieben Uhr statt und wiederholte sich stündlich. Ließ die Sau die Ferkel bei der ersten Messung nicht saufen, so verschob sich das ganze Schema um eine Stunde. Spätestens bei der zweiten Messung erfolgte bei allen Sauen eine Säugung. Um die von den Ferkeln aufgenommene Milchmenge bestimmen zu können, wurden die Ferkel unmittelbar vor und nach der Säugung mit einer elektronischen Präzisionswaage (Modell EB Economy-Serie, Fa. Sartorius, Göttingen) mit Mittelwertbildung von 20 Einzelwiegungen und einer Anzeigegenauigkeit von ±1 g gewogen. Dazu wurden die Ferkel in eine flüssigkeitsundurchlässige Kunststoffwanne mit Stroheinstreu gesetzt. Um einen stabilen Wert zu erhalten, muss nach SCHNEIDER (1992) ein Mittelwert aus mindestens hundert Einzelwiegungen vorliegen. Aus diesem Grund wurde jede Messung 6-mal wiederholt und somit ein Mittelwert aus 120 Einzelwiegungen verwendet. Koteten oder harnten die Tiere während des Wiegens, wurde dies erfasst und bei der Berechnung der Milchmenge berücksichtigt. Der stündliche Zyklus bei der weigh-suckle-weigh Methode gliederte sich folgendermaßen: 1. Herausnehmen der Ferkel aus dem Aktivitätsbereich,Wiegen vor der Säugung und Zusetzen zur Sau ca. 5 min 2. Säugephase mit Erfassung der Kotungen und Harnungen ca. 10 min 3. Wegnehmen der Ferkel von der Sau, Wiegen nach der Säugung und Zurücksetzen in den Aktivitätsbereich ca. 5 min 4. Verbleib der Ferkel im Aktivitätsbereich von der Sau getrennt ca. 40 min