PigFeedingFuture: Gesunde, nachhaltige Schweinefütterung durch faserreiche, nicht in Nahrungskonkurrenz stehende Eiweißalternativen
Projektleitung
Karl Schedle
Forschungseinrichtung
Universität für Bodenkultur Wien
Projektnummer
101669Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus
Allgemeine Projektinformationen
Schlagwörter (deutsch)
Schweinefütterung, Lebensmittelkonversionseffizienz, proteinreduziert, bedarfsgerecht, Wahlmöglichkeit
Titel (englisch)
Healthy, sustainable pig feeding through fiber-rich protein alternatives
Abstract (englisch)
Feeding of monogastric animals like pigs our poultry is in strong competition to human nutrition. The aim of the planned study is to establish sustainable and precise feeding strategies for pigs, to avoid nutrient wastes and optimise the genetic potential of the animal. Therefore a feeding trial with fattening pigs and three treatment (control diet low in crude protein and phosphor, diet with improved human edible feed conversion efficiency (HE-FCE) (increased content of regional industrial-by products) and a treatment where pigs can choice between both diets, should be conducted. Diets were calculated to reach similar available nutrient contents (energy, amino acids, macro and trace elements) between treatments. The trial will be split in a starter, grower and finisher phase (= standard in modern pig production). Diets of all phases reach the nutrient requirements of the Society of Nutrition Physiology (GfE 2006). During slaughter, samples of the intestine and blood plasma will be collected for further physiological and immunological relevant analysis (morphometry, blood count, microbiome, microbial metabolites). Analysis will be carried out the the Lab of the institute of animal nutrition, livestock products and nutrition physiology, as well as in the lab of co-operation partners.
Projektziele
Der in der Mastschweineration in hohen Anteilen eingesetzte Sojaextraktionsschrot (SES) wird vorwiegend aus USA, Argentinien oder Brasilien aus großteils gentechnisch verändertem Anbau in die EU importiert. Die Reduktion von Importabhängigkeiten sowie der Wunsch nach gentechnikfreien Fütterungsstrategien haben Versuche zur Erhöhung des Selbstversorgungsgrades mit Sojaschrot sowie mit Sojaalternativen angeregt. Lokaler Sojaanbau und dessen Nutzung setzt jedoch die Verfügbarkeit von Infrastruktur zur thermischen Behandlung des Sojaschrotes oder –kuchens voraus, um dessen antinutritive Faktoren, wie Trypsininhibitoren, zu inaktivieren. Zur Schließung der vorhanden Eiweißlücke stehen vor allem traditionelle Leguminosen, (Extraktions-)Schrote von Ölsaaten (v.a. Raps, Sonnenblume) oder Nebenprodukte der Bioethanolherstellung (distillers dried grains with solubles, DDGS) zur Verfügung, die mehr oder weniger stark in Nahrungskonkurrenz zum Menschen stehen.
Anforderungen an die Proteinqualität der Mastschweineration:
In einer dem Nährstoffbedarf entsprechenden Ration spielt neben dem Lysin:Energie Verhältnis die Relation der verschiedenen essentiellen Aminosäuren zur erst-limitierenden Aminosäure Lysin eine entscheidende Rolle. Diese als Idealprotein bekannte Aminosäurerelation ist jedoch keine konstante Größe sondern variiert in den Empfehlungen von diversen Tierernährungsgesellschaften sowie Aminosäureproduzenten. Wird die optimale Relation der essentiellen Aminosäuren bei einem Austausch der Eiweißkomponenten (z.B. Soja vs. Eiweißalternativen) oder bei einer Reduzierung des Rohproteingehaltes (XP) im Futter beibehalten, steht grundsätzlich auch bei niedrigem Futterrohproteingehalt hohen Leistungen nichts im Wege (Schedle 2016).
Das Futterprotein stellt normalerweise einen Hauptkostenfaktor der Futterration dar. Eine Absenkung des XP-Gehaltes ermöglicht zudem leichter den Einsatz von Eiweißalternativen, da diese meist einen geringeren XP-Gehalt als SES aufweisen. Durch eine Rohproteinabsenkung im Futter wird überdies die Umwelt entlastet und gleichzeitig die Abhängigkeit der „Hofmischer“ vom Zukauf teurer Proteinfuttermittel wie SES verringert (Schedle und Bartelt, 2012). Im Gegenzug können somit Eiweißalternativen in hohen Anteilen für die Schweinerationen herangezogen werden. Ein erfolgreicher Einsatz dieser Eiweißfuttermittel im Schweinefutter wurde in zahlreichen Fütterungsversuchen belegt (Schedle 2016).
Grundvoraussetzung für den erfolgreichen Einsatz von Eiweißalternativen beziehungsweise einer XP-Absenkung ist eine bedarfsgerechte Berechnung der Nährstoffe, vor allem aber der Aminosäuregehalte auf Basis der standardisierten ilealen Verdaulichkeit (SID).
Allgemeine Limitierungen der Eiweißfuttermittel
Neben den Leguminosen zählen vor allem die Nebenprodukte der Ölerzeugung oder Bioethanolproduktion zu den traditionellen Eiweißfuttermitteln. Eine mögliche Limitierung beim Einsatz solcher pflanzlicher Proteinquellen stellen deren sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe und Nicht-Stärke-Polysaccharide (NSP) wie α-Galaktoside dar. Leguminosen und Ölsaaten enthalten eine Vielzahl sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe, welche vielfältige Einflüsse ausüben können. Der Großteil davon, wie z.B. Proteaseinhibitoren und kondensierte Tannine werden als antinutritive Faktoren (ANF) bezeichnet, da sie die zootechnischen Leistungen und auch die Gesundheit der Nutztiere negativ beeinflussen können.
Um diese Vielzahl an Faktoren, die Einfluss auf die Verdaulichkeit diverser Nährstoffe ausüben, nicht mit hoher Präzision bei jeder Futtrmittelbatch bestimmen zu müssen, bzw. den Nährstoffbedarf nach dem genetischen Potential ermitteln zu müssen, soll folgender Forschungsansatz herangezogen werden:
In einem Forschungsprojekt mit Mastschweinen soll daher geklärt werden, inwieweit Mastschweine als Modelltier für monogastrische Nutztiere imstande sind, sich den täglichen Bedarf an Protein aus stark proteinreduzierten Futterration selbst zusammen zu stellen. Darüber hinaus soll geklärt werden, ob es Unterschiede auf die gastrointestinale Physiologie zwischen zwei Futterrationen gibt, die vom Nährstoffgehalt her ausbalanciert kalkuliert werden, jedoch sich in ihrer LKE und somit Futtermittelzusammensetzung unterscheiden.
Um die bisher getätigten Forschungsergebnisse weiter zu optimieren und Praxistransferierbar zu machen, sollen in einem Projekt mit Mastschweinen die Punkte:
• Proteingehalt an tatsächlichen Bedarf anpassen (optimale Phasenfütterung bei Schwein)
• Proteinqualität in Futterrationen optimieren
• Verstärkter Einsatz von heimischen (Eiweiß-) Futtermitteln die nicht in Nahrungskonkurrenz zum Menschen stehen und dadurch die Lebensmittelkonversionseffizienz (LKE) verbessern
zusammengeführt werden.
Die Erhöhung des Fasergehaltes, induziert durch den erhöhten Einsatz von industriellen Nebenprodukten, dürfte neben der bedarfsgerechten Versorgung mit Nährstoffen zusätzlich zum Wohlbefinden sowie der angestrebten Eubiose des Intestinaltraktes und somit einer gestärkten Vitalität beitragen. Die Auswirkungen eines erhöhten Fasergehaltes sollen mittels moderner (Analyse der Morphometry und der mikrobiellen Metabolite) sowie modernster (Next Generation Sequenzing) Methoden ermittelt werden um so auch im Bereich der Grundlagenforschung (Modelltier Schwein für Mensch, intestinale physiologische Interaktionen) Rechnung zu Tragen.
Anforderungen an die Proteinqualität der Mastschweineration:
In einer dem Nährstoffbedarf entsprechenden Ration spielt neben dem Lysin:Energie Verhältnis die Relation der verschiedenen essentiellen Aminosäuren zur erst-limitierenden Aminosäure Lysin eine entscheidende Rolle. Diese als Idealprotein bekannte Aminosäurerelation ist jedoch keine konstante Größe sondern variiert in den Empfehlungen von diversen Tierernährungsgesellschaften sowie Aminosäureproduzenten. Wird die optimale Relation der essentiellen Aminosäuren bei einem Austausch der Eiweißkomponenten (z.B. Soja vs. Eiweißalternativen) oder bei einer Reduzierung des Rohproteingehaltes (XP) im Futter beibehalten, steht grundsätzlich auch bei niedrigem Futterrohproteingehalt hohen Leistungen nichts im Wege (Schedle 2016).
Das Futterprotein stellt normalerweise einen Hauptkostenfaktor der Futterration dar. Eine Absenkung des XP-Gehaltes ermöglicht zudem leichter den Einsatz von Eiweißalternativen, da diese meist einen geringeren XP-Gehalt als SES aufweisen. Durch eine Rohproteinabsenkung im Futter wird überdies die Umwelt entlastet und gleichzeitig die Abhängigkeit der „Hofmischer“ vom Zukauf teurer Proteinfuttermittel wie SES verringert (Schedle und Bartelt, 2012). Im Gegenzug können somit Eiweißalternativen in hohen Anteilen für die Schweinerationen herangezogen werden. Ein erfolgreicher Einsatz dieser Eiweißfuttermittel im Schweinefutter wurde in zahlreichen Fütterungsversuchen belegt (Schedle 2016).
Grundvoraussetzung für den erfolgreichen Einsatz von Eiweißalternativen beziehungsweise einer XP-Absenkung ist eine bedarfsgerechte Berechnung der Nährstoffe, vor allem aber der Aminosäuregehalte auf Basis der standardisierten ilealen Verdaulichkeit (SID).
Allgemeine Limitierungen der Eiweißfuttermittel
Neben den Leguminosen zählen vor allem die Nebenprodukte der Ölerzeugung oder Bioethanolproduktion zu den traditionellen Eiweißfuttermitteln. Eine mögliche Limitierung beim Einsatz solcher pflanzlicher Proteinquellen stellen deren sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe und Nicht-Stärke-Polysaccharide (NSP) wie α-Galaktoside dar. Leguminosen und Ölsaaten enthalten eine Vielzahl sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe, welche vielfältige Einflüsse ausüben können. Der Großteil davon, wie z.B. Proteaseinhibitoren und kondensierte Tannine werden als antinutritive Faktoren (ANF) bezeichnet, da sie die zootechnischen Leistungen und auch die Gesundheit der Nutztiere negativ beeinflussen können.
Um diese Vielzahl an Faktoren, die Einfluss auf die Verdaulichkeit diverser Nährstoffe ausüben, nicht mit hoher Präzision bei jeder Futtrmittelbatch bestimmen zu müssen, bzw. den Nährstoffbedarf nach dem genetischen Potential ermitteln zu müssen, soll folgender Forschungsansatz herangezogen werden:
In einem Forschungsprojekt mit Mastschweinen soll daher geklärt werden, inwieweit Mastschweine als Modelltier für monogastrische Nutztiere imstande sind, sich den täglichen Bedarf an Protein aus stark proteinreduzierten Futterration selbst zusammen zu stellen. Darüber hinaus soll geklärt werden, ob es Unterschiede auf die gastrointestinale Physiologie zwischen zwei Futterrationen gibt, die vom Nährstoffgehalt her ausbalanciert kalkuliert werden, jedoch sich in ihrer LKE und somit Futtermittelzusammensetzung unterscheiden.
Um die bisher getätigten Forschungsergebnisse weiter zu optimieren und Praxistransferierbar zu machen, sollen in einem Projekt mit Mastschweinen die Punkte:
• Proteingehalt an tatsächlichen Bedarf anpassen (optimale Phasenfütterung bei Schwein)
• Proteinqualität in Futterrationen optimieren
• Verstärkter Einsatz von heimischen (Eiweiß-) Futtermitteln die nicht in Nahrungskonkurrenz zum Menschen stehen und dadurch die Lebensmittelkonversionseffizienz (LKE) verbessern
zusammengeführt werden.
Die Erhöhung des Fasergehaltes, induziert durch den erhöhten Einsatz von industriellen Nebenprodukten, dürfte neben der bedarfsgerechten Versorgung mit Nährstoffen zusätzlich zum Wohlbefinden sowie der angestrebten Eubiose des Intestinaltraktes und somit einer gestärkten Vitalität beitragen. Die Auswirkungen eines erhöhten Fasergehaltes sollen mittels moderner (Analyse der Morphometry und der mikrobiellen Metabolite) sowie modernster (Next Generation Sequenzing) Methoden ermittelt werden um so auch im Bereich der Grundlagenforschung (Modelltier Schwein für Mensch, intestinale physiologische Interaktionen) Rechnung zu Tragen.
Praxisrelevanz
Mit der Erhöhung des Anteiles jener (eiweißreicher) Futtermittel, welche nicht in Nahrungskonkurrenz zum Menschen stehen, wird bei einer bedarfsgerechten Nährstoffversorgung die Produktion von Schweinefleisch nachhaltiger ohne sich dabei negativ auf die Leistung der Tiere auszuwirken. Durch den damit einhergehenden zusätzlichen Eintrag an Gesamtfaser in der Futterration, dürfte auch mit positiven Effekten in Bezug auf die Darmgesundheit, dem Fressverhalten der Tiere und in weiterer Folge dem Tierwohl zu rechnen sein.
Sofern Adaptionen im Futterungssystem der landwirtschaftlichen Betriebe vorgenommen werden, können diese dann die untersuchten Fütterungskonzepte direkt in die Praxis übernehmen. Durch die gleichzeitige Wahlmöglichkeit zwischen zwei Futterrationen, können nicht optimal kalkulierte Nährstoffgehalte durch das Tier selbst kompensiert werden. Der Wahlmöglichkeit kommt vor allem in der Praxis eine entscheidende Bedeutung zu, da vor allem die Schweinebetriebe die ihr Futter selbst am Betrieb zusammen mischen (Selbstmischer machen ca. 80% in der österreichischen Schweineproduktion aus), wenn überhaupt, nur rudimentär über den Nährstoffgehalt ihrer Futtermittel bescheid wissen (vor allem Aminosäure- und Phosphorgehalt). Überdies kann die Nährstoffverfügbarkeit (= Verdaulichkeit) nur aus Tabellen entnommen werden.
Durch diese selbstgewählte dem physiologischen Bedarf des Tieres angepasste Nährstoffzufuhr, können Nährstoff Über- bzw. Unterdosierungen und somit auch die Nährstoffausscheidungen, sowie Leistungsverluste reduziert/vermieden werden. Die individuelle Wahlmöglichkeit könnte auch Nährstoff Über-/Unterversorgungen in in-homogenen Tiergruppen/Herden entgegen wirken.
Denn die ungeeignete Nutzung unserer natürlichen Ressourcen und der gleichzeitig weltweite steigende Konsum an tierischen Eiweiß durch die Weltbevölkerung, stellt die Erzeugung von tierischen Lebensmitteln wie unter anderem dem Schwein vor große Herausforderungen. Eine effiziente Transformation vom Futter zum tierischen Lebensmittel ist somit unausweichlich. Durch den Einsatz der uns zur Verfügung stehenden Futtermittelzusatzstoffe beziehungsweise Futtermittelbehandlungen können regionale industrielle Nebenprodukte wie Weizenkleie, Weizenfuttermehl, aber auch eiweißreiche Futtermittel wie Trockenschlempe, Sonnenblumen- oder Rapsschrot in höheren Mengen dem Futter unserer monogastrischen Nutztiere zugesetzt werden. Die Nahrungskonkurrenz zum Menschen kann somit deutlich reduziert werden. Eine Verbesserung der Effizienz vom Futter zum tierischen Lebensmittel beinhaltet somit auch die Definition des Bergriffes „nachhaltig“. Eine Effizienzsteigerung bei der Produktion von Schweinefleisch spielt eine wichtige Rolle, um unsere erforderlichen natürlichen Ressourcen zur Ernährung von Schweinen vernünftig und voraussehbar verfügbar zu machen.
Durch die Erhöhung des Gehaltes an industriellen Nebenprodukten in Futterrationen für Schweine mit der dadurch einhergehende Steigerung des Fasergehaltes (industrielle Nebenprodukte haben einen relativ hohen Gehalt an Gesamtfaser) werden zusätzlich positive Effekte auf die gastrointestinale Physiologie, sowie des Fressverhaltens und somit dem Tierwohl erwartet.
Sofern Adaptionen im Futterungssystem der landwirtschaftlichen Betriebe vorgenommen werden, können diese dann die untersuchten Fütterungskonzepte direkt in die Praxis übernehmen. Durch die gleichzeitige Wahlmöglichkeit zwischen zwei Futterrationen, können nicht optimal kalkulierte Nährstoffgehalte durch das Tier selbst kompensiert werden. Der Wahlmöglichkeit kommt vor allem in der Praxis eine entscheidende Bedeutung zu, da vor allem die Schweinebetriebe die ihr Futter selbst am Betrieb zusammen mischen (Selbstmischer machen ca. 80% in der österreichischen Schweineproduktion aus), wenn überhaupt, nur rudimentär über den Nährstoffgehalt ihrer Futtermittel bescheid wissen (vor allem Aminosäure- und Phosphorgehalt). Überdies kann die Nährstoffverfügbarkeit (= Verdaulichkeit) nur aus Tabellen entnommen werden.
Durch diese selbstgewählte dem physiologischen Bedarf des Tieres angepasste Nährstoffzufuhr, können Nährstoff Über- bzw. Unterdosierungen und somit auch die Nährstoffausscheidungen, sowie Leistungsverluste reduziert/vermieden werden. Die individuelle Wahlmöglichkeit könnte auch Nährstoff Über-/Unterversorgungen in in-homogenen Tiergruppen/Herden entgegen wirken.
Denn die ungeeignete Nutzung unserer natürlichen Ressourcen und der gleichzeitig weltweite steigende Konsum an tierischen Eiweiß durch die Weltbevölkerung, stellt die Erzeugung von tierischen Lebensmitteln wie unter anderem dem Schwein vor große Herausforderungen. Eine effiziente Transformation vom Futter zum tierischen Lebensmittel ist somit unausweichlich. Durch den Einsatz der uns zur Verfügung stehenden Futtermittelzusatzstoffe beziehungsweise Futtermittelbehandlungen können regionale industrielle Nebenprodukte wie Weizenkleie, Weizenfuttermehl, aber auch eiweißreiche Futtermittel wie Trockenschlempe, Sonnenblumen- oder Rapsschrot in höheren Mengen dem Futter unserer monogastrischen Nutztiere zugesetzt werden. Die Nahrungskonkurrenz zum Menschen kann somit deutlich reduziert werden. Eine Verbesserung der Effizienz vom Futter zum tierischen Lebensmittel beinhaltet somit auch die Definition des Bergriffes „nachhaltig“. Eine Effizienzsteigerung bei der Produktion von Schweinefleisch spielt eine wichtige Rolle, um unsere erforderlichen natürlichen Ressourcen zur Ernährung von Schweinen vernünftig und voraussehbar verfügbar zu machen.
Durch die Erhöhung des Gehaltes an industriellen Nebenprodukten in Futterrationen für Schweine mit der dadurch einhergehende Steigerung des Fasergehaltes (industrielle Nebenprodukte haben einen relativ hohen Gehalt an Gesamtfaser) werden zusätzlich positive Effekte auf die gastrointestinale Physiologie, sowie des Fressverhaltens und somit dem Tierwohl erwartet.