Data4Green: Messungen zur Futtereffizienz und Treibhausgasemissionen für Zucht und Herdenmanagement beim Rind
Projektleitung
Thomas Guggenberger
Forschungseinrichtung
Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein
Projektnummer
101966Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Der Klimawandel sowie die steigenden und volatilen Preise für Energie und Kraftfutter stellen die Landwirtschaft vor große Herausforderungen. Strategien zur Optimierung der Energieeffizienz und Reduktion von Methan-Emissionen sind von entscheidender Bedeutung.
Das Projekt “Data4Green” ergänzt dazu das Kooperationsprojekt DAFNE 101813 "Breed4Green" (Direkte und indirekte Merkmale für Futtereffizienz und Treibhausgasemissionen für Zucht und Herdenmanagement beim Rind) durch: 1) Bereitstellung von historischen Basisdaten, 2) den Ankauf und den Einsatz von zwei mobilen Greenfeed-Geräten zur Emissionsmessung sowie die Durchführung von Versuchen zur Evaluierung von unterschiedlichen Emissionsmessgeräten.
Im Kooperationsprojekt DAFNE 101813 "Breed4Green" werden Strategien zur Züchtung auf Energieeffizienz und Reduktion von Methan-Emissionen für die österreichische Rinderwirtschaft erforscht und Lösungen erarbeitet. Messungen von Methan- und CO2-Emissionen werden in Versuchs- und Praxisbetrieben mit dem Greenfeed-System durchgeführt. Darüber hinaus werden weitere Phänotypen (Gesundheit, Gewicht, BCS, Stoffwechsel, Energieaufnahme, MIR-Spektren) erhoben und bestehende Daten zur Futteraufnahme auf Stationen und weiterer Datengrundlagen aus Praxisbetrieben im Rinderdatenverbund genutzt.
Im vorliegenden Projekt “Data4Green” der HBLFA Raumberg-Gumpenstein werden dazu mehrjährige historische Basisdaten aus Fütterungsversuchen sowie MIR Milchanalysen zusammengestellt und zur gemeinsamen Auswertung im Kooperationsprojekt "Breed4Green" zur Verfügung gestellt. Die aus den USA angekauften Greenfeeder Geräte werden erstmals in Österreich an der HBLFA in Betrieb genommen und es werden durch eigenständige Versuche unterschiedliche Methoden zur Erfassung der Methanemissionen evaluiert. Als Goldstandard-Daten dienen dazu die tierindividuellen Messungen in den Respirationskammern der HBLFA Raumberg-Gumpenstein.
Das vorliegende Projekt legt damit eine datenbasierte und technische Grundlage für die im "Breed4Green" durchzuführenden Untersuchungen und evaluiert auch das Potenzial von unterschiedlichen Methoden zur Erfassung der Methanemissionen bei Rindern.
Schlagwörter (deutsch)
Methan, Milchkühe, Tiergesundheit, MIR, Rinderzucht
Titel (englisch)
Measurements of feed efficiency and greenhouse gas emissions for breeding and herd management in dairy cattle.
Abstract (englisch)
Climate change and the rising and volatile prices for energy and concentrated feed pose major challenges for agriculture. Strategies to optimize energy efficiency and reduce methane emissions are crucial.
For this purpose, the "Data4Green" project complements the DAFNE 101813 cooperative project "Breed4Green" (Direct and indirect traits for feed efficiency and greenhouse gas emissions for breeding and herd management in cattle) by: 1) providing historical baseline data, 2) purchasing and deploying two mobile greenfeed devices for emission measurement, and conducting trials to evaluate different emission measurement devices.
In the DAFNE 101813 Breed4Green collaborative project, strategies for breeding for energy efficiency and reducing methane emissions for the Austrian cattle industry are being researched and solutions are being developed. Measurements of methane and CO2 emissions are carried out in experimental and practical farms with the GreenFeed system. In addition, further phenotypes (health, weight, BCS, metabolism, energy intake, MIR spectra) will be collected and existing data on feed intake on station and other data bases from practical farms in the cattle data network will be used.
In the present project "Data4Green", several years of historical basic data from feeding trials as well as MIR milk analyses are compiled and made available for joint evaluation in the cooperation project Breed4Green.The Greenfeeder equipment purchased from the USA will be put into operation for the first time in Austria at AREC and different methods for recording methane emissions will be evaluated in independent trials. The gold standard data are the individual animal measurements in the respiration chambers of AREC Raumberg-Gumpenstein.
The present project thus lays a data-based and technical foundation for the studies to be carried out in Breed4Green and also evaluates the potential of different methods for recording methane emissions in cattle.
Schlagwörter (englisch)
methane, dairy cows, MIR, animal health, cattle breeding
Projektziele
Das vorliegende Projekt legt eine datenbasierte und technische Grundlage für die im Breed4Green durchzuführenden Untersuchungen und evaluiert auch das Potenzial von unterschiedlichen Methoden zur Erfassung der Methanemissionen bei Rindern.
- Aus den beiden Versuchsbetrieben der HBLFA Raumberg-Gumpenstein liegen insgesamt ca. 20.000 -30.000 Wochendatensätze zur Futteraufnahme von Einzeltieren in unterschiedlichen Datenbanken vor. Diese stammen von ca. 150 Kühen, wobei 20-30% Fleckviehkühe sind. Von ca. 30% der Datensätze gibt es auch MIR (mid infrared)-Spektrendaten aus Milchanalysen. Diese Datenbasis wird gesichtet und verküpft um sie zur gemeinsamen Auswertung im Kooperationsprojekt Breed4Green nutzen zu können.
- Die HBLFA Raumberg-Gumpenstein kauft aus den USA zwei mobile Geenfeed-Systeme zur Methan-Emissionsmessung an und nimmt diese im Milchviehstall der HBLFA Raumberg-Gumpenstein in der Herbst-Wintersaison 2023/2024 erstmals in Österreich in Betrieb. Es wird auch Personal der Breed4Green-Kooperationspartner in die Bedienung und Datengewinnung eingeschult und es wird ein Leihvertrag für die Praxiserhebungen erarbeitet.
- In der Forschung werden derzeit unterschiedliche Methoden und Schätzgleichungen zur Messung von Methanemissionen bei Wiederkäuern angewandt. Im vorliegenden Projekt sollen diese evaluiert werden, wobei die tierindividuellen Messungen in den Respirationskammern der HBLFA Raumberg-Gumpenstein als Goldstandard dienen werden.
Praxisrelevanz
Die Milchwirtschaft steht unter dem anhaltenden Druck die Produktionseffizienz weiter zu verbessern, um die Nachhaltigkeit der Produktion sicherzustellen. Die Nachhaltigkeit wird nur gegeben sein, wenn sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Anforderungen an die Umwelt und sozialen Rahmenbedingungen erfüllt sind.
Ein Beitrag zur Steigerung der Effizienz ist die Verbesserung der Tiergesundheit mit Reduktion der Ausfälle und Vermeidung von Leistungseinbußen als auch Steigerung der Nutzungsdauer und Lebensleistung. Diese Themenbereiche werden seit Jahren bereits stark beforscht und neue Datenerfassungsschienen für Gesundheitsmerkmale z.B. tierärztliche Diagnosen (Gesundheitsmonitoring Rind), Klauenpflegedaten (Klauen-Q-Wohl), Genomdaten (FoKUHs) oder Sensordaten (D4Dairy) wurden aufgebaut bzw. werden kontinuierlich weiterentwickelt. Die züchterische Nutzung mit Einbezug der Genomik wird immer weiter ausgebaut. Single-Step-Zuchtwerte sind ein wichtiger Schritt für die Zucht auf gesündere Tiere.
Die Verringerung der Umweltwirkungen der Milchproduktion ist wesentlich. Emissionen von Treibhausgasen und Nährstoffverluste in die Umwelt sollen gesenkt werden (Connor et al., 2012).
In einer 2021 erschienenen Studie aus den Niederlanden zeigen DeHaas et al. (2021), dass durch direkte Selektion auf Methan-Emissionen der Zuchtfortschritt für dieses Merkmal deutlich erhöht werden kann. Weitere Studien zeigen den engen Zusammenhang zwischen Methan-Emissionen und Energieeffizienz (Manzanilla-Pech et al., 2021; Difford et al., 2020). Die Erblichkeiten für die direkten Merkmale Futtereffizienz und Methan liegen zwischen 0,12 und 0,45 (Lassen et al., 2016; Breider et al., 2019).
Großes Potential wird weltweit in der Verbesserung der Futtereffizienz gesehen. Im Projekt Efficient Cow wurden hier bereits wertvolle Vorarbeiten geleistet und z.B. die Bedeutung der Lebendmasse für die Effizienz und die Zusammenhänge zwischen Effizienz und Gesundheit ausführlich beforscht. Die neuen Datengrundlagen (Automatisierung, Methanmessungen, MIR) bieten hier Erweiterungsmöglichkeiten für die Beschreibung der Energieeffizienz. International wird für die Rasse Holstein am Aufbau von Lernstichproben für die direkten Merkmale Futtereffizienz und Methan-Emissionen gearbeitet. Bei einer angenommenen Erblichkeit von 0,20 für ein Merkmal sind, um eine Sicherheit von 20% zu erreichen 4.000 direkte Phänotypen notwendig (Himmelbauer und Schwarzenbacher, 2021). Bei Standplatzkosten von geschätzten ca. 5000 Euro pro Futterplatz mit Wiegetrögen für die Futteraufnahme in einem Kooperationsbetrieb sind solche Investitionen für die Rassen Fleckvieh und Brown Swiss nicht finanzierbar. Daher bleibt bei kleineren Populationen weltweit der Fokus auf indirekten Merkmalen, die mit dem Zielmerkmal stark korrelieren, erblich sind und zudem in der Breite der Population mit begrenzten Kosten erfassbar sind. Das inkludiert die Nutzung von bestehenden Daten aus dem RDV und den Forschungsstationen, weitere Datenzusammenführungen über Schnittstellen (z.B. Daten aus Fütterungssystemen) sowie neue Formeln und Ansätze, um aus bestehenden Daten Mehrwert zu generieren.
Merkmale aus Mid-Infra-Red-Spektren lassen Potential erwarten. Diese Gleichungen zur Vorhersage von Methan und Merkmalen zur Energieeffizienz sind für die österreichischen Populationen zu entwickeln und zu validieren. Um die Ergebnisse in der Zucht in der Praxis umzusetzen, sind die genetischen Beziehungen zu den anderen Zielmerkmalen im Zuchtziel (Gesamtzuchtwert) für die österreichischen Populationen zu analysieren. Diese Maßnahmen werden im Rahmen des Projektes gesetzt.
Die Konzeption des Projektes und die detaillierte Ausarbeitung des Konzeptes für die Datenerfassung im Projekt wurde in Zusammenarbeit mit den Landeskontrollverbänden, den Zuchtorganisationen und der Wissenschaft durchgeführt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Maßnahmen auf die österreichischen Rahmenbedingungen in der Praxis abgestimmt sind, aber auch so konzipiert sind, dass die wissenschaftlichen Fragestellungen erforscht werden können.
Das Projekt wird von einer Steuerungsgruppe bestehend aus den Projektpartnern und ausgewählten Vertretern der Mitgliedsorganisationen der Rinderzucht AUSTRIA begleitet. Weiters wird ein Stakeholdernetzwerk mit Vertretern des BML, Beratung, Interessenvertretung und weiteren Partnern etabliert. Begleitend wird der Kontakt mit dem LFI und dem NTÖ gesucht, um Erkenntnisse aus dem Projekt zeitnah zur Praxis zu kommunizieren bzw. auch relevante Informationen mit der Öffentlichkeit zu teilen. Ein wissenschaftliches Begleitgremium (Scientific Board) wird eingerichtet mit ausländischen Experten auf diesem Gebiet und Partnern in der gemeinsamen Zuchtwertschätzung.