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Untersuchungen zur quantitativen und qualitativen Beeinflussung des ruminalen Stickstoffumsatzes und der ruminalen Bakterienpopulation durch Luzernesilagen mit unterschiedlich zusammengesetzten Stickstofffraktionen

Fachliche Zuordnung Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
Förderung Förderung von 2017 bis 2022
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386697032
 
Erstellungsjahr 2022

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Luzernesilagen (Medicago sativa L.; LS) werden häufig in der Wiederkäuerfütterung eingesetzt. Aufgrund umfangreicher Proteolyse während der Silierung besteht der größte Teil des Rohproteins (RP) in LS aus Nicht-Protein-Stickstoff-Verbindungen (NPN), die im Pansen schnell zu Ammoniak abgebaut und schließlich ausgeschieden werden, was zu erhöhten N-Emissionen führt. Die Nachernte-Bedingungen haben großen Einfluss auf die Eigenschaften von LS, insbesondere auf das RP, da verlangsamte proteolytische Prozesse in LS mit geringerem NPN-Anteil und möglicherweise einer verbesserten ruminalen N-Nutzung resultieren. Im vorliegenden Projekt wurden daher die Effekte der Erntegut- Behandlungen TM-Konzentration, Anwelkintensität und Saccharosezugabe auf die LS-Qualität sowie die Pansenfermentation und Mikrobiotazusammensetzung in vitro, sowie das Futterwahlverhalten von Wiederkäuern untersucht. Zusätzlich wurde eine mikrobiologische Studie durchgeführt, bei der die Auswirkungen verschiedener Silierzusätze auf die bakterielle Zusammensetzung und Qualität von Luzernesilagen untersucht wurden. Die erarbeitete Literaturübersicht gibt Einsicht zu den wichtigsten am ruminalen RP-Abbau beteiligten Mikroben und zeigt Möglichkeiten, ihre Aktivität und Präsenz im Pansen zu beeinflussen. Der erste experimentelle Projektteil beschäftigte sich mit den Auswirkungen der oben genannten Erntegut- Behandlungen auf die LS-Qualität unter besonderer Beachtung der Anwelkintensität. Alle drei Behandlungen reduzierten den NPN-Anteil in den LS und die Kombination von intensivem Anwelken auf 35 % TM mit Zugabe von Saccharose führte zur höchsten Reinproteinkonservierung, wobei die Saccharosezugabe zudem die Milchsäuregärung verstärkte. Anschließend daran wurden die Pansenfermentationsprofile während der LS-Inkubationen in einem Langzeit-in vitro-Pansensimulationssystem untersucht. Eine höhere TM-Konzentration und die Zugabe von Saccharose erhöhten die Gesamtkonzentration der flüchtigen Fettsäuren und die Gasbildung, verringerten jedoch den Faserabbau. Intensives Anwelken erhöhte den Abbau von Hemicellulosen, verringerte jedoch den Abbau der organischen Masse, während die meisten Kenngrößen der ruminalen N-Nutzung nur geringfügig beeinflusst wurden. Im Weiteren befassten sich die Projektbeteiligten mit den Auswirkungen der Erntegut-Behandlungen auf die Zusammensetzung der Mikrobiota im Pansensimulationssystem. Dabei konnte Saccharose als Hauptursache für Änderungen in der mikrobiellen Gemeinschaft ausgemacht werden, wobei auch die Anpassungszeit der Mikroben an die LS einen klaren Effekt auf die Zusammensetzung hatte. Gegen Projektende wurde zudem ein Fütterungsversuch mit Ziegen durchgeführt bei dem das Präferenzverhalten analysiert wurde. Dabei konnte gezeigt werden, dass eine höhere TM-Konzentration oder eine Zugabe an Saccharose die Futteraufnahme erhöhten, die Anwelkintensität allerdings keinen Einfluss hatte. In einer zusätzlichen Studie wurden unterschiedliche Silierzusätze hinsichtlich ihres Einflusses auf die bakterielle Gemeinschaft und Qualität von Luzernesilagen untersucht. Interessanterweise war eine gute Silagequalität mit höheren Konzentrationen an Milchsäurebakterien assoziiert, wohingegen eine schlechte Silagequalität nicht mit einer höheren Konzentration an Gärschädlingen, wie Clostridien, einherging. Insgesamt zeigt das vorliegende Projekt, dass Behandlungen des Ernteguts vor der Silierung eine ausreichende Kohlenhydratfermentation und Reinproteinkonservierung in LS maßgeblich unterstützen können. Obwohl die in vitro Pansenfermentation dies nicht vollständig widerspiegelt, fordern die Ergebnisse zum Faserabbau zu weiterer Forschung auf – ebenso, weil die Futterpräferenz der Silagen durch die Vorbehandlungen des Silierguts durchaus beeinflusst wurde. Die mikrobiologische Analyse gab einen ersten Einblick, wie die Behandlungen auf die ruminale Mikrobiota wirken, was zum Verständnis der Änderungen in der Pansenfermentation beitragen kann. Die angewandten Behandlungen verbessern die Qualität von LS und haben ein beträchtliches Potenzial, die ruminale N-Nutzung bei LS zu verbessern. Bestrebungen in diese Richtung sollten verfolgt und weiterentwickelt werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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