Milchkuhfütterungsversuch Vergleich des Einsatzes von Propylenglykol, Glycerin und geschütztem L-Carnitin in Rationen für Hochleistungskühe Dr.Katrin Mahlkow-Nerge, Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein und Dipl.Vet. Inke Malchau, Tierarztpraxis Wroblewski, Sehlendorf
Ausgangspunkt Milchkühe erreichen in 3.-8.Wo. p.p. höchste Milchleistung (Baumann und Currie, 1980; Stöber und Dirksen, 1982) höchste Futteraufnahme deutlich später (Stöber und Dirksen, 1982) tw. 12 Wo.p.p. andauerndes Energiedefizit (Rossow und Staufenbiel, 1983) mit höherer Leistung ausgeprägter Mobilisierung Körperfett (Lipomobilisation): 500-1000 kg Milch in Fettdepots eingelagerte Trigyceride zu Glycerin und NEFA gespalten NEFA in Leber transportiert dienen der E-Gewinnung (Löffler und Petrides, 1998) subklin. Ketosen haben große wirtschaftl. Bedeutung 5-50 % der Frischabkalber können betroffen sein (Jazbec, 1967; Dohoo und Martin, 1984; Toth et al., 1989) Folgen: geringere Milchleistung, später einsetzende Brunst, schlechtere Besamungserfolge, höhere Tierarztkosten, höhere Infektionsanfälligkeit durch beeinträchtigte Leber(schutz/entgiftungs)funktion Ansatz zur Stabilisierung und Verbesserung Stoffwechselgesundheit und Leistungsfähigkeit: Zusatz energiereicher Einzelfuttermittel [Substanzen, aus denen tierischer Organismus KH- Verbindungen für Energiestoffwechsel aufbaut (GNG)]
Propylenglycol Fruchtbarkeit: Einfluss möglich (MIYOSHI et al., 2001); weitere Untersuchungen dazu notwendig orale Propy-Applikation (200 g/tier und Tag): bewirkt (STUDER et al., 1993; PICKETT et al., 2003; NIELSEN und INGVARTSEN, 2004) Erhöhung Glukose im Blut, Erhöhung Insulinausschüttung, Reduzierung NEFA und ßHB im Blut, Reduzierung Ketonkörpergehalt in Milch und Harn Reduzierung Triglyzeride in der Leber geringeres Risiko für Fettleber geringerer Körperfettabbau empfohlene Einsatzmengen zur Ketoseprophylaxe: 150 g/tier und Tag 14 T.a.p. 250 g/tier und Tag in 1.LW Milchleistung: unterschiedl. Aussagen kein Effekt (FISHER et al., 1973 ; PICKETT et al., 2003; HOEDEMAKER et al., 2004; PRANGE, 2001) positiver Effekt (ENGELHARD, 2001; STAUFENBIEL, 2001) tendenz.steig.zu Lakt.beginn
Propylenglycol Nebenwirkungen, Nachteile: Kosten: an Erdölpreis gekoppelt tendenz. steig. Preis im Winter als Frostschutzmittel eingesetzt steig. Preis unangenehmer Geschmack
Glycerin Glycerin (1,2,3-Propantriol, Süßfett ): glucoplastische Verbindung, ähnlich Propylenglycol Sekundärprodukt der Biodieselproduktion aus Raps- und Sojaöl steigende Mengen sinkende Kosten Energiegehalt (gilt für Reinglycerin/99 %): ME vergleichbar mit Getreide (LÖWE, 1999) 8,3 (in Kombinat.m.stärkereichem KF) 9,7 MJ NEL/kg (in Kombinat.m. stärkearmem KF) (SCHRÖDER u.a. 1999) 10,51 MJ NEL/kg TM (ECKL u.a., 2008: Respirationsversuche) Verstoffwechselung: 50 % direkt oder nach Ferment. im Pansen zu kurzkettigen FS (PS) für GNG verfügbar Stoffwechselstabilisierung Fütterungseigenschaften vergleichbar mit llkh (z. B. Weizen) (SÜDEKUM u. SCHRÖDER 2001) Einsatz: bis 15 % Glycerin im KF
Effekte: Ketosepropylaxe: Glycerin» nicht festgestellt (FISHER et al., 1973)» Steigerung Insulingehalt (MAHLKOW-NERGE, 2006) Milchleistung:» kein Effekt (OBORN et al., 2004; DeFRAIN et al., 2004)» pos.effekt (BODARSKI et al., 2005; Engelhard, 2006; Mahlkow-Nerge, 2006) Futteraufnahme:» kein Effekt (REMOND et al., 1991; Engelhard, 2006)» pos.effekt (Mahlkow-Nerge, 2006) Ketosewirkung: therapeutischer Effekt (KOHNO et al., 2004) süßer Geschmack Akzeptanz Einfluss auf Futteraufnahme mgl. beachten: untersch. Reinheit: Wasser, Min.-stoffe, Methanol» 80%iges Glycerin: ~ 5 % XA (NaCl) 80%iges Glycerin: höhere Viskosität zähflüssig bei niedrigen Temperaturen
Glycerin Literatur: sehr uneinheitl. Aussagen über mögliche Wirkungen; mögliche Gründe: unterschiedliche Glycerinqualität Reinheit: Wasser, Min.-stoffe Methanol: i.d.r. ~0,1 %; unproblematisch MONG (matter organic non glycerin: Rapsölreste, teilaufgeschlossenes Rapsöl): ~ 4,5 % oder mehr hohe Anteile sichtbar anhand öliger, meist schwarzer auf Glycerin schwimmender Schicht in den meisten Quellen ist Glycerinqualität nicht ausreichend beschrieben unterschiedliche Glycerindarbietungsformen unterschiedliche Glycerineinsatzmengen Einflussnahme auf Futteraufnahme überhaupt möglich?
L-Carnitin (LC) chemisch: 3-Hydroxy-4-Trimethyl-Ammoniumbutyrat Aufgabe im Stoffwechsel: ist essentieller Co-Faktor für Enzym Carnitin- Palmitoyltransferase-I dieses Enzym verbindet Carnitin mit aktivierten, langkettigen FS und ermöglicht so in Leberzellen den Transport von kurz- und mittellangkettigen FS (DRACKLEY et al., 1991) besonders während ketotischer Stoffw.-und Hungersituationen nimmt Bedeutung von LC zu futtermittelrechtlich: LC in Gruppe der Vitamine, Pro- Vitamine und ähnliche Stoffe eingeordnet (BIRKENFELD, 2006)
L-Carnitin (LC) LC befindet sich in tier. Produkten, nicht/kaum in pfl. Produkten Wiederkäuer sind auf körpereigene Synthese (aus Meth u.lys) angewiesen (HARMEYER und SCHLUMBOHM, 1997) für Carnitinsynthese sind deshalb Proteinzusammensetzung und verwertung entscheidend LC zum bestimmten Anteil im Pansen abgebaut (genauere Vorgänge noch nicht bekannt) Milchkuhversuche: kein Einfluss auf Futteraufnahme, Milchmenge und zusammensetzung, Verdaulichkeit, ruminale Fermentation (LaCOUNT et al., 1996) LC-Infusion: Steig. ECM, Leber-Carnitin-Konzentration, Senkg.Leberfettgehalte (CARSON et al., 2006) Senkg.Leberfettgehalte, Steig. Leberglykogengehalte und Insulingehalte im Blut (CARSON et al., 2007) Fazit: LC optimiert Verstoffwechselung der FS in der Leber und reduziert dadurch metabol.risiko im geburtsnahen Zeitraum
Milchkuhfütterungsversuch Futterkamp Laufzeit: Okt.07-Sept.08 97 Versuchstiere Ø 5 Tage vor errechnetem Kalbetermin in Abkalbeboxen, entsprechende Versuchsmischung 4 Varianten: TMR (gleiches GF), Futterzusätze eingemischt 1) Kontrolle (10 Jung-, 15 ältere Kühe): ohne Zusatz 2) Propylenglykol (10 Jung-, 15 ältere Kühe): 250 g/tier und Tag (DLG-Empfehlung) 3) Glycerin (80 %; gereinigte Ware (10 Jung-, 14 ältere Kühe): 11 % Wasser, 5,9 % XA, 2,2 % Na, < 0,01 % K, < 0,5 % Methanol): 316 g/tier und Tag (=250 g Reinglycerin) 4) Glycerin+L-Carnitin (9 Jung-, 14 ältere Kühe): 316 g Glyc.+2 g geschütztes LC (10 g CARNIPASS)
keine signif.diff. Charakteristik der Versuchstiere Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4 Kontrolle Propylenglycol Glycerin L-Carnitin+Glycerin Anzahl Erstkalbskühe 10 10 10 9 Anzahl Mehrkalbskühe 15 15 14 14 Gruppe Bezeichnung Laktation Vorlaktationsleistung Milch kg Fett % Eiweiß % Fett+EW kg Mittelwert 1 2,4 9436 4,05 3,31 694 Stand.abw. 1,66 1685,16 0,35 0,18 128,98 Anzahl Kontrolle 25 15 15 15 15 Mittelwert 2 2,2 9415 3,82 3,25 665 Stand.abw. 1,38 1514,12 0,21 0,11 112,26 Anzahl Propylenglycol 25 15 15 15 15 Mittelwert 3 2,2 9368 4,01 3,39 691 Stand.abw. 1,44 1245,67 0,39 0,2 89,98 Anzahl Glycerin 24 14 14 14 14 Mittelwert 4 2,2 9230 4,02 3,39 679 Stand.abw. 1,27 1850,38 0,52 0,2 126,69 Anzahl Carnitin +Glyce 23 14 14 14 14
Datenerfassung Futter-, Wasseraufnahme, Milchmenge: täglich Milchinhaltsstoffe: wöchentlich 8.-100.LT Gewichte: täglich BCS, RFD: 5.T.a.p., 1.,14.,28.,56.,80.,100.T.p.p. Stoffwechselparameter: 5.T.a.p., 7.,14., 21., 28.,56.T.p.p. Leberbiopsien: 5.T.a.p., 7., 21.T.p.p. TM- und Nährstoffgehalte aller Futtermittel/TMR: 2x/Woche allgemeine Gesundheits-, Fruchtbarkeitsdaten
Futterrationen Futtermittel Maissilage (2006 bzw. 2007; 6,6 bzw. 6,7 MJ NEL, 34 bzw. 38 % Stärke i.d.tm) Grassilage (1.S.07, 2.S.07 bzw. 2.S.08; 6 bzw. 6,1 MJ NEL, 130 bzw. 140 g nxp/kg TM) Kraftfuttermischung: 8,0 MJ NEL, 24 % XP, 204 g nxp, 32 % UDP, 26,8 % Stärke, 11,5 % Zucker i.d.tm) Sojaex.: 12,9 % Rapsex.: 7,5 % SoyPas: 5,4 % Rapskuchen: 16,1 % Roggen: 24,9 % melass.tr.-schn.: 31,2 % Melasse: 2 % Weizenstroh Futterkalk Mineralfutter kg TM 8,05 4,44 8,65 0,17 0,13 0,20
ausgewählte Leistungsdaten
24 kg TM/Tier und Tag Futteraufnahme 22 20 18 16 14 12 10 Färsen Var.1 Färsen Var.2 Färsen Var.3 Färsen Var.4 Kühe Var.1 Kühe Var.2 Kühe Var.3 Kühe Var.4 8-13 14-20 21-27 28-55 56-79 80-100 LT Jungkühe: Ø 4,2 (3,9-5,1) kg TM geringer als bei älteren Kühen; Diff. mit fortschreit. LW größer; Anstieg bis 80.LT; Var.1 u.2 ident.tm-aufn., Var. 3 am niedrigsten, Var. 4 am höchsten und zwar ab 14.LT bis 100.LT, Diff.zw.Var.3 u.4 ~2 kg TM Mehrkalbskühe: Futteraufnahme stieg bis 80./100.LT; alle Var. ähnlich; Var.1 u.3 fast ident.tm-aufn., Var.4 bis 27.LT auch so, Var.2 bis 55.LT etwas höhere TM-Aufn.
45 kg/tier und Tag ECM 40 35 30 25 20 Färsen Var.1 Färsen Var.2 Färsen Var.3 Färsen Var.4 Kühe Var.1 Kühe Var.2 Kühe Var.3 Kühe Var.4 8-13 14-20 21-27 LT 28-55 56-79 80-100 Jungkühe: gaben Ø 12,2 kg ECM weniger als ältere Kühe (mit zunehmender Lakt.-dauer wird diese Diff. weniger; bei 4,2 kg weniger TM 4,2*7 MJ NEL=~9 kg Milch brauchen Energie f.wachstum und erzeugen weniger Milch aus Körperfett als ältere Kühe) ECM stieg nach dem 55.LT nicht mehr alle Var. fast ident./sehr ähnl. ECM Mehrkalbskühe: ECM fällt allg. ab 28.LT ECM im Mittel bei Var.1 u.2 fast gleich, Var.3 u. 4 ebenfalls gleich und fast 2 kg höher (diese Unterschiede v.a. v.14.-55.lt)
Milchinhaltstoffe Milchfettgehalt: Jungkühe: ø 4 % Fett hatten Ø 0,3 % geringeren Milchfettgehalt als ältere Kühe (besonders bis 55.LT) typischer Verlauf zu Lakt.beginn (sinkt bis zum 80.LT) Var.1 u.4 ident., Var. 2 u.3 identisch u. 0,2 % höher als Var.1 u.4 (genau entgegengesetzt zur Milchmenge) Mehrkalbskühe: ø 4,3 % Fett typischer Verlauf zu Lakt.beginn (sinkt bis zum 80./100.LT) im Mittel keine großen Diff. zw. den Var.1, 3 u.4, aber Var.2 v.a. bis zum 55.LT deutlich geringeren Milchfettgehalt als die anderen drei Var. Milcheiweißgehalt: Jungkühe: ø 3,2 % Eiweiß identische Eiweißgehalte wie ältere Kühe im Mittel bei allen Var. ähnlich aber Verlauf zu Lakt.beginn etwas unterschiedlich: Var.2-4 steigen bereits ab 55.LT deutlich an, Var. 1 aber noch nicht Mehrkalbskühe: ø 3,2 % Eiweiß typischer Verlauf zu Lakt.beginn (steigt bei allen Var.ab 55.LT) im Mittel Var.2 etwas höherer und v.a. bis zum 55.LT deutlich höherer Milcheiweißgehalt (hatte auch den bis dahin geringeren Milchfettgehalt) als die anderen drei Var.
20 10 NEL (MJ/Tier und Tag) Energiebilanz 0-10 8-13 14-20 21-27 28-55 56-79 80-100 -20-30 -40-50 Färsen Var.1 Färsen Var.2 Färsen Var.3 Färsen Var.4-60 Jungkühe: geringer ausgeprägte NEB als bei älteren Kühen, ø 320 kg Milch bis 100.LT aus Körperfettabbau bes. bis 55.LT geringer ausgeprägte NEB als bei älteren Kühen; aber insgesamt nicht früher in positive E-Bilanz als ältere Kühe Var.1-3 fast identisch: ø 11 bis 13 MJ NEL/Tag = ~3,8 kg Milch; 56.-79.LT aus NEB heraus aber Var. 4 ø 4 MJ NEL/Tag = ~1 kg Milch u.bereits zum 28.-56.LT in positiver E- Bilanz (hatte mit Var.1 die höchste Milchmenge, aber ab 14.LT bis 100.LT immer höchste TM-Aufnahme; um 1-2 kg TM höher als die anderen der Var.) LT
20 10 NEL (MJ/Tier und Tag) Energiebilanz 0-10 8-13 14-20 21-27 28-55 56-79 80-100 -20-30 -40-50 -60 Färsen Var.1 Färsen Var.2 Färsen Var.3 Färsen Var.4 Kühe Var.1 Kühe Var.2 Kühe Var.3 Kühe Var.4 LT Mehrkalbskühe: mehr als doppelt so stark ausgeprägte NEB wie bei Jungkühen, ø 700 kg Milch bis 100.LT aus Körperfettabbau; nicht länger anhaltend, aber tiefere/stärkere Ausprägung Var. 2 geringere NEB als die anderen drei Var. (ø -15 MJ NEL ~4,5 kg Milch) Var. 3 größere NEB als die anderen drei Var. (negativste E-Bilanz von allen, 30 MJ NEL ~ 9 kg Milch)
Energiebilanz Alle Tiere (Färsen und Kühe) zusammen: Im Mittel der 100 LT: Var.2 und 4: ident. und geringste negative E-Bilanz:» -13 MJ NEL ~4 kg Milch Var.1 und 3: ähnliche und größere negative E-Bilanz» -18 bzw. -21 MJ NEL ~ 5,6 bzw. 6,6 kg Milch
Zusammenfassung der Ergebnisse Merkmal Jungkühe ältere Kühe Glukose NEFA (alle Werte > Norm) ßHB AST CK Var.4: am 5.T.a.p. bester Wert ansonsten alle Var. gleich Var. 3: oft schlechtere Werte Var. 3: fast immer die schlechtesten Werte ab Kalbg.-55.LT Var. 3: die schlechtesten Werte ab 3.-55.LT Var.4: geringster Anstieg alle Var. ähnlich Var.2: 1.-55.LT beste Werte Var.1,3,4 gleiche Werte Var.2: ab Kalbg.bessere Werte zu fast allen Zeitpunkten als alle and.var. Var.2 : ab 3.LT immer die besten Werte Var.2 : die besten Werte ab 8.-55.LT Var.3 u.4: die besseren Werte, v.a. am 3.LT Alle anderen Stoffwechselparameter zwischen Var. sehr ähnlich/keine gerichteten Unterschiede
Fruchtbarkeitsdaten Fruchtbarkeitsdaten 4 6 4 3 Abgänge (Tiere) 41 43 40 39 TR EB (%) 393 424 405 390 ZKZ (Tage) 106 144 125 110 ZTZ (Tage) 2,2 2,3 2,2 2,0 BI 70 91 80 74 RZ (Tage) 19 83 18 75 21 84 22 88 trag.tiere Anzahl Prozent 4 Glyc+LC 3 Glyc 2 Propy 1 Kontrolle Variante Merkmal Var.3: längste ZTZ und ZKZ, geringste TR, die meisten Abgänge
Merkmal Gesundheitsdaten Krankheiten Variante 1 2 3 4 Behandlg./erkranktes Tier 3,3 3,5 5,5 3,2 Behandlg./Versuchstier der Gruppe 3,0 3,4 5,5 3,2 nahezu alle Tiere aller Var. mussten in den ersten 100 LT behandelt werden; v.a. Erkrankg. Geschlechtsapparat (Gebärmutterschleimhautu.Gebärmutterentzündungen sowie Klauenerkrankungen) Tiere Var.3 mehr Erkrankungen, aber besonders viel mehr Behandlungstage als Tiere der anderen 3 Var. schlechteste Fruchtbarkeitsergebnisse von allen
Bei Ergebnisinterpretation beachten Frage: Was ist Ursache, was ist Wirkung? Ursache: mehr Probleme mit Kalbung/in Nachgeburtsphase Folge: schlechtere Stoffwechselgesundheit oder Ursache: schlechtere Stoffwechselgesundheit Folge: mehr Probleme mit Kalbung/in Nachgeburtsphase Aber: Stoffwechselparameter bei Blutprobennahme a.p. (im Mittel 5 Tage a.p.) waren nicht verschieden zwischen Varianten und deuteten nicht auf größere Probleme p.p. bei Tieren der Var.3 hin
Jungkühe: Ergebnisse zusammengefasst Var. 3 (Glycerin): häufig die schlechteren Stoffwechselwerte, niedrigste Futteraufnahme Var. 4 (Glycerin + geschütztes L-Carnitin): häufig die besseren Stoffwechselwerte auch sichtbar anhand der besten Energiebilanz, geringsten LM- Veränderung, geringsten RFD-/BCS-Abnahme, höchsten Futteraufnahme ab 14.LT größter Unterschied zw.var.3 u.4 L-Carnitin ältere Kühe: Var. 2 (Propylenglycol): am häufigsten die besten Stoffwechselwerte auch sichtbar anhand der niedrigsten Milchfett- u. höheren Milcheiweißgehalte u.niedrigsten FEQ in Frühlaktation, der besten Energiebilanz (am frühesten aus NEB heraus), geringsten RFD-/BCS- Abnahme (hatten mit Var.1. die um 2 kg geringere ECM)
Ergebnisse zusammengefasst Jung- und ältere Kühe zusammengefasst: Var. 3 (Glycerin): niedrigste Futteraufnahme, aber hohe ECM größte Milchmenge aus Körperfettabbau negativste Energiebilanz, häufig schlechtere Stoffwechselwerte (NEFA, Insulin, ßHB, Bilirubin) die meisten Erkrankungen/Behandlungen die schlechtesten Fruchtbarkeitsergebnisse Var. 2 (Propy) und Var. 4 (Glycerin + geschütztes L-Carnitin): beste Energiebilanz, tendenziell bessere Stoffwechselwerte (Insulin, Bilirubin) größter Unterschied zw.var.3 u.4 L-Carnitin
Was bleibt? Was bleibt? Jungkühe sind anders als ältere Kühe (Stoffwechselintensität) stoffwechselstabilisierende Zusätze müssen bei beiden Altersgruppen nicht gleich wirken trotz umfangreicher Versuchsdauer geringe Anzahl Versuchstiere Fragen: Wirkung von LC (ohne Glycerin) weitere Untersuchungen notwendig größere Tierzahl untersch. Glycerineinsatzmengen und qualitäten Versuchsgruppenbildung: Versuchstiere vergleichbar erst nach der Kalbung (gleicher Lakt.start) auf Var. aufteilen oder Versuch mit Trockenstehern gleicher TM-Aufnahme (a.p.) beginnen [um besser abzuklären, ob Nachgeburtsprobleme auf untersch. Fütterung (mit/ohne Zusätze) zurückzuführen sind]