Potenzial und Einschränkungen von pflanzlichen Polyphenolen um Methanemissionen von Wiederkäuern in Graslandbasierten Produktionssystemen zu reduzieren

• Antragsteller: Professor Dr. Friedhelm Taube, seit 1/2022
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik ; Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406534244

Die Methanemissionen aus der enterischen Fermentation von Wiederkäuern sind für 12-17% der gesamten Treibhausgasemissionen der EU-27 verantwortlich. Gleichzeitig sind die Möglichkeiten diese Emissionen zu reduzieren in Europa beschränkt, ohne gleichzeitig starke Produktivitätseinbußen zu riskieren. Eine der wenigen Möglichkeiten hierfür ist die Verfütterung von tanninhaltigen Pflanzen. Obwohl dieses Thema seit längerer Zeit intensiv bearbeitet wird, brachte die Forschung zum Emissionsreduktionspotential mit Tanninen stark variable Ergebnisse hervor, was einen umfangreicheren Einsatz entsprechender Arten im Futterbau bisher verhinderte, obwohl dies auch wegen des positiven Koppeleffektes der erhöhten botanische Diversität im Grünland wünschenswert wäre. Ein zentraler Grund hierfür liegt darin, dass in bisherigen Experimenten nahezu ausschließlich Gesamtphenole erfasst wurde. Dies ist problematisch, weil hierdurch die strukturellen Eigenschaften der Tannine ignoriert wurden, welche aber nachweislich einen großen Einfluss auf deren Wirksamkeit haben können. Zudem wird durch Mischproben die vorhandene Variabilität innerhalb der Arten ignoriert bzw. wurden bisher nur wenige Arten exakt erfasst. Erst die technischen Innovationen der letzten Jahre in der Tanninforschung haben die Analysen der strukturellen Charakteristika in höherer Genauigkeit und Geschwindigkeit ermöglicht. Zudem können hiermit gleichzeitig Flavonoide oder andere Polyphenole mit potentieller Bioaktivität quantifiziert werden. Wir stellen die Hypothesen auf, dass i) die genaue Charakterisierung der Tannine gängiger Futterpflanzen eine verbesserte Abschätzung ihres Methanreduktionspotentials erlaubt, ii) weitere Polyphenole diese Effekte verstärken oder reduzieren können und daher ebenfalls charakterisiert werden müssen, sowie iii) unterschiedliche Wachstumsbedingungen verschiedener Studien die Tanningehalte beeinflussten und damit die Vergleichbarkeit reduzieren. Deshalb werden wir in unserer Studie mehrere Individuen verschiedener Sorten von acht gängigen Futterpflanzenarten unter identischen Umweltbedingungen kultivieren, sowie anschließend ihre bioaktiven Inhaltsstoffe mit modernster Technologie charakterisieren. Zudem wird ihr methanreduzierendes Potential mit Hilfe des Hohenheimer Futterwerttests getestet. Das statistische Versuchsdesign wurde hierbei optimiert um die Verbindung zwischen der chemischen Charakterisierung und der Bioaktivität zu quantifizieren und vergleichen zu können, sowie auf andere Arten übertragen zu können. Zudem werden in diesem Experiment erstmals auch die proteingebundenen und fasergebundenen Tannine der Pflanzen auf Ihre Wirksamkeit untersucht, da diese im Verdauungstrakt der Wiederkäuer ebenfalls zu den anti-methanogenen Effekten beitragen könnten. Das Forschungsprojekt profitiert hierzu von der ausgewiesenen Expertise der Teilnehmer in sowohl phytochemischen Analysen, als auch hinsichtlich der Futterproduktion, Graslandsystemen und Tierernährung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Carsten Malisch, bis 12/2021