Verwendung pansengeschützter Aminosäuren in GMO- und sojafreien Milchkuhrationen – Effekt einer Lysinzulage

28.03.2018 - Dr. A. Schröder und Dr. K. Pfeil von der Kemin Deutschland GmbH, H.-G. Schön und Prof. Dr. H. Westendarp von der Hochschule Osnabrück, Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur

Die Aminosäurenbalancierung von Milchkuhrationen wird nach Schröder et. al. (2016) weltweit zunehmend als Fütterungskonzept akzeptiert und angewendet. Eine Bewertung von Futtermitteln und Rationen in Proteinbewertungssystemen unter Berücksichtigung der Aminosäuren erfolgt mit dem Ziel, die jeweiligen erstlimitierenden Aminosäuren zu identifizieren und die Futtermittel sowie Rationen entsprechend zu rangieren.

Die entscheidenden Verbesserungen hinsichtlich der Rationsgestaltung sind

  1. die Möglichkeit, Rohproteinüberschüsse und damit auch N-Emissionen zu reduzieren (mit der neuen Dünge-Verordnung verschärfen sich in zahlreichen Regionen die Bedingungen für eine intensive Nutztierhaltung),
  2. das Bestreben, die durch Proteinüberschüsse hervorgerufenen Stoffwechselbelastungen sowie Gesundheits- und/oder Fruchtbarkeitsprobleme für die Kühe zu reduzieren,
  3. der ökonomische Nutzen, Rationen unter der Kenntnis verschiedener Proteinfuttermittel präziser einzustellen und Futterkosten zu reduzieren und
  4. die mögliche Nutzung verschiedener, bezüglich der Aminosäurenprofile für Wiederkäuer subobtimaler pflanzlicher Proteinfuttermittel.

Diese aufgeführten Punkte sowie die Forderung zahlreichen Molkereien an die Milcherzeuger, nur noch "gentechnikfreie" Futtermittel einzusetzen, motivieren tendenziell immer mehr, Rationen für Milchkühe in Zukunft unter Berücksichtigung der Aminosäurenbilanzierung zu erstellen.

Entsprechend der Verfügbarkeit von verschiedenen, pansengeschützten essentiellen Aminosäureprodukten im Markt ist heute die Kenntnis um Bedarf und Funktion der essentiellen Aminosäuren beim Wiederkäuer. Die beiden erstlimitierenden Aminosäuren sind unter praxisüblichen Fütterungsbedingungen Methionin und nachfolgend Lysin (Schuba und Südekum, 2012). Auch bei der Zulage dieser essentiellen Aminosäuren ist mit einem abnehmenden Grenznutzen zu rechnen (Vyas und Erdman, 2009), allerdings bestimmen nicht nur stoffwechselphysiologische Reaktionen der Kuh, sondern auch die ökonomischen Rahmenbedingungen, bis zu welcher Höhe die Zulage an pansengeschützten Aminosäuren sinnvoll ist.

In der vorliegenden Arbeit sollte geprüft werden, ob die Zulage eines pansengeschützten Lysins (LysiGEM™) in einer Milchkuhration ("GMO-frei", ohne Sojaextraktionsschrot, Methionin-balanciert) Effekte auf Milchleistung und -qualität, Gesundheit, Fruchtbarkeit und Nährstoffeffizienz hat.

In diesem Praxisversuch erzielten die mit einer Lysinzulage versorgten Kühe eine um 76 g höhere tägliche Milcheiweißmenge.

Untersuchung in einem Praxisbetrieb in Norddeutschland

In einem norddeutschen Milchkuhbetrieb wurde ein sechsmonatiger Fütterungsversuch durchgeführt. 300 mehrlaktierende Kühe (Holstein-Friesian) wurden unter Berücksichtigung der Laktationsnummer, Laktationstage und der Milchleistung auf zwei homogene Gruppen aufgeteilt (Versuchs- und Kontrollgruppe). Nachrückende Kühe wurden ebenfalls nach diesen Kriterien in die beiden Gruppen nachgestallt. Beide Gruppen erhielten eine maissilagebetonte Ration in Form einer totalen Mischration (TMR), welche einmal täglich frisch vorgelegt und zur ad libitum Fütterung mehrfach täglich vorgeschoben wurde. Die Proteinergänzung der Grobfutterration bestand ausschließlich aus Rapsextraktionsschrot in Kombination mit Futterharnstoff.

Die Kalkulation von Gehalt und Bedarf der erstlimitierenden Aminosäuen erfolgten nach dem erweiterten nXP-System nach Schröder et al. (2008). Die beiden pansengeschützten Aminosäuren wurden über 2 verschiedene Mineralfuttermischungen zugeführt. So erhielten die Kühe der Kontrollgruppe 15 g Smartamine®M, um eine vollständige Methionin-Bedarfsdeckung für eine unterstellte Milchleistung von 44 kg Milch mit 3,9 % Fett und 3,4 % Milchprotein zu erreichen. In der Versuchsgruppe wurden darüber hinaus 25 g LysiGEMTM zugesetzt, um auch den Lysinbedarf der Kühe zu 100 % zu decken.

Datenerfassung

Die gruppenweise Erfassung der Futteraufnahme und der Milchmenge erfolgte täglich. Zusätzlich wurden die Daten der monatlichen Milchkontrolle inklusive der Milchinhaltsstoffe in die Auswertung einbezogen. Erfasst wurden zusätzlich Fruchtbarkeits- und Gesundheitsparameter. Aus den Milcherträgen und Futteraufnahmen erfolgte die Kalkulation der Futtereffizienz und Stickstoffeffizienz.

Die Ermittlung der energiekorrigierten Milchleistung sowie der Futter- und Stickstoffeffizienz erfolgte rechnerisch nach den Formeln (LWK NRW 2015, Mahlkow-Nerge 2011, Spiekers et al. 2009):

Dabei wurde die ECM mit der durchschnittlichen wöchentlichen Milchmenge der gesamten Gruppe sowie den Inhaltsstoffen der monatlichen Kontrolle berechnet.

Dividiert durch die TM-Aufnahme aus der wöchentlichen Berechnung (Gruppenmittelwert) erhält man die Futtereffizienz.

Die Bestimmung der Stickstoffeffizienz erfolgte auf Grundlage der XP-Gehalte aus den Futteranalysen, der wöchentlichen TM-Aufnahmen der Gruppen sowie der Eiweißerträge (errechnet aus den Milchkontrollen).

Zur Auswertung der erfassten Daten wurden unterschiedliche statistische Verfahren angewendet (siehe Tabelle 2). Für alle Auswertungen wurde das Signifikanz-Niveau auf p < 0,05 festgesetzt.

Die Daten wurden in dem Programm SAS Version 9.3 mit der Prozedur MIXED modelliert (Random Regression Modell, gemischtes lineares Modell). Die Modellierung der Laktationskurven erfolgte letztendlich durch Polynome 2. Grades. Weiterhin wurden die Ergebnisse der Milchleistungsprüfung analysiert. In den Versuchszeitraum fielen sechs Milchkontrollen in den Monaten April bis September. Es wurden die Parameter kg Milch, Fett-%, kg Fett, Eiweiß-%, kg Eiweiß, Laktose-%, kg Laktose, ECM, Milchharnstoffgehalt und die logarithmierte Zellzahl ausgewertet.

Ergebnisse

Die insgesamt 6 durchgeführten Milchkontrollen erfolgten an den Versuchstagen 17, 52, 80, 108, 154 und 182. In der Versuchsgruppe wurden die Daten von 61, in der Kontrollgruppe von 49 Kühen erfasst.

Die Versuchstiere gaben im Mittel 48,05 kg Milch je Kuh und Tag, die Kontrolltiere 46,46 kg (Tabelle 3).

Die Eiweißmenge war bei den Kühen der Versuchsgruppe mit 1,551 kg je Kuh und Tag um 76 g signifikant größer als die der Kühe der Kontrollgruppe.

Bei der ECM wies die Versuchsgruppe mit 44,52 kg je Kuh und Tag im Gegensatz zur Kontrollgruppe mit 42,98 kg je Kuh und Tag eine numerisch um 1,54 kg je Kuh und Tag höhere Leistung auf (p = 0,175).

Der Milchharnstoffgehalt in der Versuchsgruppe (171 mg/kg) war leicht, aber signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe (184 mg/kg).

Bei der Stickstoffeffizienz unterscheiden sich die Mittelwerte der Gruppen nur sehr gering (Tabelle 4), so dass die Lysin-Supplementierung diesbezüglich keinen Einfluss auf dieses Merkmal ausübte.

Fazit

Im Rahmen eines Fütterungsversuches konnten folgende Ergebnisse abgesichert werden.

  1. Mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit von p = 0,039 ergab sich zwischen den Gruppen ein signifikanter Unterschied im Eiweißertrag zugunsten der Versuchsgruppe (+0,076 kg/Tier und Tag).
  2. In der Versuchsgruppe konnten signifikant niedrigere Milchharnstoffgehalte (p = 0,026) abgesichert werden (171 vs. 184 mg/kg).
  3. Tendenziell höhere Laktoseerträge (p = 0,101) wurden in der Versuchsgruppe (+0,103 kg) erzielt.
  4. Für die Merkmale Milchfettgehalt, Milchmenge, Zellzahl und Futteraufnahme ließen sich keine statistischen Unterschiede absichern.

Die beschriebenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass Lysin in Rationen mit viel Rapsextraktionsschrot eine limitierende Wirkung auf die Milchproteinsynthese hat und eine Ergänzung zur verbesserten Nutzung aufgenommener Proteine (auch ökonomisch) sinnvoll erscheint.

DER DIREKTE DRAHT

Prof. Dr. H. Westendarp
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur
49090 Osnabrück

E-Mail: H.Westendarp(at)hs-osnabrueck(dot)de

Stand: März 2017
Fotos: Prof. Dr. Katrin Mahlkow-Nerge

Literatur
GfE-Gesellschaft für Ernährungsphysiologie - (2001): Empfehlungen zur Energie- und Nährstoff­versorgung der Milchkühe und Aufzuchtrinder. DLG-Verlag, Frankfurt/Main

LWK NRW (2015): Futterwerttabelle Rinderfütterung mit Versorgungsempfehlungen und Hinweisen zur Rationsplanung: Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen.

Mahlkow-Nerge, K. (2011): Futtereffizienz - Flächenknappheit und hohe Kraftfutterpreise rücken dieses Merkmal stärker in den Mittelpunkt. www.proteinmarkt.de/fileadmin/user_upload/Fachartikel/Fachartikel_Nr.6_Rind_Futtereffizienz-WEB-NEU.pdf (Zugriff am 10.12.2016).

Schröder, A., Bennett, R., Rulquin, H. (2008): Rationsgestaltung mit Aminosäuren: Das nXAA -System - eine Erweiterung des nXP-Systems. VDLUFA Schriftenreihe 64: 305-312.

Schröder, A., Kok, I., van Straalen,, Bennett, R., Europäische Aminosäurenbewertungssysteme für Milchkühe. Ein Systemvergleich und Anwendungen in Deutschland, Fulda 2016

Schuba, J., Südekum, K.-H. (2012): Pansengeschützte Aminosäuren in der Milchkuhfütterung unter der besonderen Berücksichtigung von Methionin und Lysin. Übersichten zur Tierernährung, 113-149

Spiekers, H., Nußbaum, H., Potthast, V. (2009): Erfolgreiche Milchviehfütterung. Frankfurt am Main: DLG-Verlag

Vyas, D., Erdman, R.A. (2009): Meta-analysis of milk protein yield responses to lysine and methionine supplementation, Journal of Dairy Science, Vol. 92, Issue 10, 5011-5018.