Einfluss von Substrat und aerober Lagerung auf die chemische Zusammensetzung und das Metabolom von Silagen sowie das Futterwahlverhalten von Wiederkäuern

• Antragsteller: Professor Dr. Karl-Heinz Südekum, seit 2/2021
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437410805

Silage ist zur wichtigsten Futtergrundlage für Milchkühe und andere Wiederkäuer in vielen Ländern der Welt geworden. Im Zuge der Silageentnahme kommt es jedoch häufig zu aeroben Umsetzungsprozessen und Nacherwärmung des Futters mit qualitativen Veränderungen und Reduktion der Futterakzeptanz bei Wiederkäuern. Dabei emittieren verschiedene flüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds, VOC), die zum Teil in der Atmosphäre eine spezifisch umweltrelevante Wirkung ausüben, da sie zur "Luftverschmutzung" oder zum "Treibhauseffekt" beitragen. Auch bei der Futtervorlage spielen die VOC eine zentrale Rolle, weil sie durch Beeinflussung der sensorischen Eigenschaften der Futtermittel oder des post-ingestiven Feedbacks nach Futteraufnahme einen erheblichen Einfluss auf die Futteraufnahme bei Wiederkäuern haben können. Die Zusammensetzung der VOC ändert sich bei fortschreitender Expositionsdauer, bedingt durch mikrobielle Umsetzungsprozesse oder Verflüchtigung. Es ist jedoch weitgehend ungeklärt, wie sich ihre Zusammensetzung bei der Nacherwärmung ändert und welche spezifischen flüchtigen Verbindungen Einfluss auf das Präferenzverhalten der Tiere bei der Futteraufnahme haben, so dass Erklärungsansätze für den beschriebenen Rückgang in der Futterakzeptanz bisher fehlen. Genau an diesem Punkt setzen die geplanten Grundlagenuntersuchungen an, in denen erstmalig in diesem Zusammenhang und ergänzend zu einer umfangreichen chemischen Analytik sowie Futterwahlversuchen Metabolomuntersuchungen der silierten Substrate zum Einsatz kommen sollen. Der Einsatz von "Metabolomics" in Silagen kann dazu führen, die chemischen und molekularen Bestandteile detaillierter als bisher möglich aufzuschlüsseln und den Einfluss von Substrat, Silierprozess und aerober Lagerung herauszuarbeiten. Dabei werden klassische Ganzpflanzensilagen von Mais, Luzerne und Welschem Weidelgras als Substrat im Vordergrund stehen, die jeweils in vierfacher Wiederholung vergleichend in den drei Zuständen unsiliert, siliert "frisch" (direkt nach Siloöffnung) und siliert "nacherwärmt" (> 3 K Temperaturanstieg über Umgebung) betrachtet werden. So können Rückschlüsse auf bisher noch nicht detektierte und erforschte Inhaltsstoffe gezogen werden, die aber möglicherweise das Futterwahlverhalten maßgeblich bestimmen. Verbindungen, die sich während der Nacherwärmung signifikant in ihrer Konzentration verändern, werden anschließend als Reinsubstanz in umfangreichen Zulageversuchen an Ziegen und Milchkühen eingesetzt, um deren Auswirkungen auf die Akzeptanz und das Wahlverhalten zu prüfen. Es können so erstmalig in diesem Umfang die am aeroben Verderbsprozess von Silagen beteiligten Verbindungen herausgearbeitet und Aussagen darüber getroffen werden, welche dieser Stoffe in Beziehung zum Futterwahlverhalten von Wiederkäuern stehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Katrin Gerlach, bis 1/2021