Update Futterwert

Allgemeine Projektinformationen

Titel (deutsch)

Aktualisierung der Energie- und Proteinbewertung von Grundfuttermitteln auf Basis von chemischen Analysen und in vitro-Untersuchungen

Titel (englisch)

Updating the energy and protein evaluation of forage based on chemical analysis and in vitro methods

Abstract (deutsch)

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Auswahl von kostengünstigen, für Routineanalysen geeignete Methoden zur Energie- und Proteinbewertung von Futtermitteln in der österr. Praxis (bes. Grundfutter), die den aktuellen wissenschaftl. Erkenntnissen Rechnung tragen und somit eine bedarfsgerechte und auch umweltschonende Ernährung der Wiederkäuer erlauben.
Voraussetzung für diese Entwicklungsarbeit sind repräsentative Futterproben, welche die einzelnen Futterkategorien und deren Futterwert in Ö abbilden. In Zusammenarbeit mit den LK der Bundesländer und dem Futtermittellabor Rosenau der LK NÖ eine systematische Probenziehung auf landwirtschaftl. Betrieben über einen Zeitraum von vier Jahren (2016–2019) durchgeführt, sodass Futterproben der wesentlichen Futterkategorien aus allen Bundesländern bzw. den wichtigsten Produktionsgebieten repräsentiert sind. Für eine regressionsanalytische Auswertung ist entscheidend, dass innerhalb der Futterkategorien ein breites Spektrum an Futterqualität (im Sinne von Gehalt an Gerüstsubstanzen, d.h. Verdaulichkeit) gegeben ist. Die Futterkategorien orientieren sich an der Bedeutung der Futtermittel für die öster. Rinderhaltung:
Wiesenfutter (als Grünfutter, Silage und Heu), jeweils 1. Aufwuchs und Folgeaufwüchse
Feldfutter (als Silage), jeweils 1. Aufwuchs und Folgeaufwüchse
Silomais
Analyse folgende Parameter:
Weender Analyse (TM, XP, XL, XF, XX, XA)
Gerüstsubstanzen (NDF, ADF, ADL)
in vitro-Verdaulichkeit (ELOS, Tilley&Terry, HFT)
nXP-Gehalt (modHFT)
Protein-Fraktionen des CNCPS (A, B1, B2, B3, C)
Gärqualität (Milchsäure, Essigsäure, Buttersäure, pH, NH3-N)
1. Durchführung Energiebewertung:
Je nach Verfügbarkeit der Analysenparameter ergeben sich verschiedene Wege der Energiebewertung, mit abnehmender Genauigkeit, aber auch geringeren Kosten.
a. auf Basis der in vitro-Verdaulichkeit (GfE 2008): genau, aber teuer
b. auf Basis von Regressionsgleichungen, welche die Beziehung zwischen Gerüstsubstanzen und Verdaulichkeit nützen. Diese Beziehung wird aus dem erarbeiteten Datenmaterial abgeleitet.
2. Durchführung Proteinbewertung:
Da im Falle der Proteinbewertung in vivo-Versuche nur für wissenschaftl. Fragestellungen in wenigen Forschungsinstituten in Frage kommen, sind die in vitro-Ergebnisse aus dem modHFT als Standard anzusehen, an denen weitere Hilfsmethoden (wie z.B. CNCPS) zu eichen sind. Zur Bestimmung des Gehaltes an nXP bzw. UDP wird daher folgende Vorgangsweise gewählt.
a. auf Basis der in vitro-Ergebnisse nach dem modHFT (Steingaß et al. 2001): nicht für Routine-Untersuchungen, als Eichmethode für kostengünstigere, aber ungenauere Verfahren
b. auf Basis von Regressionsgleichungen, welche die Beziehung zwischen nXP aus dem modHFT und den Protein-Fraktionen nach dem CNCPS sowie dem Protein-Gehalt nützen
c. auf Basis von Regressionsgl., welche die Beziehung zwischen nXP aus dem modHFT und dem Protein-Gehalt sowie den Gerüstsubstanzen nützen.

Abstract (englisch)

The project´s aim is the development and selection of cost-effective and appropriate methods for the energy and protein evaluation of feedstuff on farms in Austria (especially forage). The methods should be in accordance with up-to-date scientific knowledge and therefore allow an environment-friendly nutrition meeting the ruminants´ demands.
For this developmental work representative feed samples are required, which are able to depict the distinct feed categories and their feed value in Austria. In association with the lands´ chambers and a lab for feedstuff analysis a systematic sampling on the farms is being performed for this purpose over a period of 4 years (2016–2019). Thus, feed samples of the essential feed categories from all lands and the most important production areas are presented. For a statistical analysis using regression methods it is of importance to have a broad spectrum in terms of feed quality (in the sense of cell wall content, i.e. digestibility) within the feed categories. Feed categories orient themselves towards the relevance of the feedstuff for Austrian cattle farming:
Forage from permanent grassland (fresh grass, silage or hay), always the 1st growth and the regrowths
Forage from leyfarming (silage), always the 1st growth and regrowths
Corn silage
Analysis of the following parameters is planned:
Proximate Analysis (TM, XP, XL, XF, XX, XA)
Cell wall substances (NDF, ADF, ADL)
in vitro-digestibility (ELOS, Tilley&Terry, HFT)
nXP-content (modHFT)
Protein-fractions of CNCPS (A, B1, B2, B3, C)
Silage quality (lactic acid, acetic acid, butyric acid, pH, NH3-N)
1. Assessment of energy:
Depending on the availability of analysis parameters different possibilities arise – with declining precision and costs:
a. on the basis of in vitro-digestibility (GfE 2008): very exact, but expensive
b. on the basis of regression equations utilizing the relation between cell wall substances and digestibility. This relation is to be derivated from the acquired data.

2. Assessment of protein:
In the case of protein assessment in vivo-trials are possible for scientific questionings in a few research institutes, only. Hence, the in vitro-results from the modHFT are to be seen as standard in order to calibrate further methods (like CNCPS for example). For a determination of the contents in terms of nXP and UDP the following procedure is chosen therefore:
a. on the basis of the in vitro-results after modHFT (Steingaß et al. 2001): not for routine examinations; calibration method for cost-effective, but not very exact processes
b. on the basis of regression equations utilizing the relation between nXP from modHFT and the protein-fractions after CNCPS as well as protein content
c. on the basis of regression equations utilizing the relation between nXP from modHFT and the protein content as well as cellwall substances

Schlagwörter (deutsch)

Grundfutter, Energiekonzentration, Proteinwert, Proteinfraktionen, modHFT, Konservierung

Projektleitung

Thomas Guggenberger

Forschungseinrichtung

LFZ Raumberg-Gumpenstein

Finanzierungspartner

Futtermittellabor Rosenau der NÖ Landwirtschaftskammer
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus
Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Projektnummer

101150

Projektlaufzeit

-

Projektziele

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Auswahl von kostengünstigen, für Routineanalysen geeignete Methoden zur Energie- und Proteinbewertung von Futtermitteln in der österreichischen Praxis (besonders Grundfutter), die den aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen Rechnung tragen und somit eine sowohl bedarfsgerechte als auch umweltschonende Ernährung der Wiederkäuer erlauben.
Voraussetzung für diese Entwicklungsarbeit sind repräsentative Futterproben, welche die einzelnen Futterkategorien und deren Futterwert (Nährstoffgehalt wie Gerüstsubstanzen, Protein und Verdaulichkeit bzw. Energiekonzentration) in Österreich mit ihrem gesamten Streuungsbereich abbilden. Dazu wird in Zusammenarbeit mit den Landwirtschaftskammern der Bundesländer und dem Futtermittellabor Rosenau der LK Niederösterreich eine systematische Probenziehung auf landwirtschaftlichen Betrieben über einen Zeitraum von vier Vegetationsjahren (2016–2019) durchgeführt, sodass Futterproben der wesentlichen Futterkategorien aus allen Bundesländern bzw. den wichtigsten Produktionsgebieten im Untersuchungsmaterial repräsentiert sind. Für eine regressionsanalytische Auswertung ist entscheidend, dass innerhalb der Futterkategorien ein breites Spektrum an Futterqualität (im Sinne von Gehalt an Gerüstsubstanzen, d.h. Verdaulichkeit) gegeben ist. Die Futterkategorien orientieren sich an der Bedeutung der Futtermittel für die österreichische Rinderhaltung:
Wiesenfutter (als Grünfutter, Silage und Heu), jeweils 1. Aufwuchs und Folgeaufwüchse
Feldfutter (als Silage), jeweils 1. Aufwuchs und Folgeaufwüchse
Silomais (als Silage)
Diese Kategorien werden systematisch auf die Bundesländer aufgeteilt. Es sind 900–1000 Proben geplant, sodass von gut abgesicherten Ergebnissen auszugehen ist.
Die Analysen werden überwiegend im Futtermittellabor Rosenau der LK Niederösterreich durchgeführt. Methoden, welche die Verwendung von frischem Pansensaft erfordern (HFT, modHFT, in vitro-Verdaulichkeit nach Tilley und Terry), werden an der HBLFA Raumberg-Gumpenstein abgewickelt. Folgende Parameter werden analysiert:
Weender Analyse (TM, XP, XL, XF, XX, XA)
Gerüstsubstanzen (NDF, ADF, ADL)
in vitro-Verdaulichkeit (ELOS, Tilley&Terry, HFT)
nXP-Gehalt (modHFT)
Protein-Fraktionen des CNCPS (A, B1, B2, B3, C)
Gärqualität (Milchsäure, Essigsäure, Buttersäure, pH-Wert, NH3-Stickstoff)
1. Durchführung der Energiebewertung:
Je nach Verfügbarkeit der Analysenparameter ergeben sich verschiedene Wege der Energiebewertung, mit abnehmender Genauigkeit, aber auch geringeren Kosten.
a. auf Basis der in vitro-Verdaulichkeit (Gleichungen GfE 2008): genau, aber teuer
b. auf Basis von Regressionsgleichungen, welche die Beziehung zwischen Gerüstsubstanzen und Verdaulichkeit nützen. Diese Beziehung wird aus dem erarbeiteten Datenmaterial abgeleitet. Weiters ist beabsichtigt, die ÖAG-Futterwerttabelle (Resch et al. 2006) und die Datenbank der in vivo-Verdauungsversuche in Gumpenstein (Gruber et al., unveröffentlichte Ergebnisse) für die Erarbeitung und Absicherung dieser Beziehung zu nutzen.

2. Durchführung der Proteinbewertung:
Da im Falle der Proteinbewertung in vivo-Versuche nur für wissenschaftliche Fragestellungen in wenigen Forschungsinstituten in Frage kommen (diese erfordern Pansen- und Duodenal-Fistulierungen), sind die in vitro-Ergebnisse aus dem modHFT als Standard anzusehen, an denen weitere Hilfsmethoden (wie z.B. CNCPS) zu eichen sind. Zur Bestimmung des Gehaltes an nXP bzw. UDP wird daher folgende Vorgangsweise gewählt.
a. auf Basis der in vitro-Ergebnisse nach dem modHFT (Berechnungsschema nach Steingaß et al. 2001): nicht für Routine-Untersuchungen, als Eichmethode für kostengünstigere, aber ungenauere Verfahren.
b. auf Basis von Regressionsgleichungen, welche die Beziehung zwischen nXP aus dem modHFT und den Protein-Fraktionen nach dem CNCPS nützen. Diese Beziehung wird aus dem erarbeiteten Datenmaterial abgeleitet.
c. auf Basis von Regressionsgleichungen, welche die Beziehung zwischen nXP aus dem modHFT und dem Protein-Gehalt sowie den Gerüstsubstanzen nützen. Diese Beziehung wird aus dem erarbeiteten Datenmaterial abgeleitet.
Generell wird versucht, auch den Einsatz von NIRS (Nah-Infrarot-Spektroskopie) für alle im Projekt untersuchten Parameter zu testen, um Anwendern ein kostengünstiges, wenn auch nicht absolut genaues Analysen-System anzubieten. Eine solche Vorgangsweise ist für Proben aus der landwirtschaftlichen Praxis, jedoch nicht für wissenschaftliche Untersuchungen ein möglicher Weg.

Praxisrelevanz

Eine sachgerechte und physiologisch wohlbegründete Bewertung des Energie- und Proteingehaltes der Futtermittel ist die Grundlage für die bedarfsgerechte Versorgung der Nutztiere. Diese ist Voraussetzung für eine artgerechte, ökonomisch optimale und von der Umweltwirkung her betrachtet günstigste Form der Fütterung. Für die gesamte Rinderhaltung in Österreich ist dieses Projekt daher von grundlegender Bedeutung mit positiven Auswirkungen sowohl in wirtschaftlicher als auch in okologischer Hinsicht.

Berichte

Abschlussbericht

Das Projekt Update Futterwert ist ein Kooperationsprojekt der HBLFA Raumberg-Gumpenstein mit dem Futtermittellabor Rosenau der Landwirtschaftskammer Niederösterreich und den Fütterungsberatern aller Landwirtschaftskammern. Das erste Ziel des Projektes war die systematische Sammlung von Grundfutterproben in allen Bundesländern nach ausgewählten Kriterien. Diese Proben wurden umfassend auf ihre Inhaltstoffe untersucht und auch eine NIRS-Messung wurde vorgenommen. Die Projektdaten wurden gemeinsam mit einem Basisdatensatz aus dem Futtermittellabor Rosenau (91.246 Futterproben aus dem Zeitraum 1985 bis 2021) und einem zentralen Datensatz von 331 in vivo Untersuchungen von Grundfutter an der HBLFA Raumberg-Gumpenstein bearbeitet und ausgewertet. Damit ist der der mächtigste Datensatz zur Fragestellung der Energie- und Proteinbewertung in Österreich entstanden. Es zeigt sich, dass der Projektdatensatz gute Übereinstimmung mit dem langjährigen Basisdatensatz zeigt. In den letzten Jahrzehnten hat sich die innere Zusammensetzung der Grundfuttermittel langsam verändert, weshalb eine Aktualisierung von Berechnungsmethoden notwendig ist. Das zweite Ziel des Projektes, das ist die Aktualisierung bzw. Entwicklung neuer Methoden, wurde erreicht. Die Kombination aus der Analyse von klassischen Parametern mit einer indirekt bestimmten Verdaulichkeit ist ein Meilenstein in der Futterbewertung in Österreich. Für die Bewertung der Ernteprodukte 2022 sollen diese neuen Methoden bereits verfügbar sein. Diese Ergebnisse werden einen Beitrag zu einer exakteren Fütterung von Wiederkäuern leisten. Damit verbunden ist auch eine Steigerung der Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit.

Anhänge

Dateiname

Abschlussbericht_Update_Futterwert_Dafne101150_mit Umschlag.pdf

Beschreibung

Das Projekt Update Futterwert ist ein Kooperationsprojekt der HBLFA Raumberg mit dem Futtermittellabor Rosenau der Landwirtschaftskammer Niederösterreich und den Fütterungsberatern aller Landwirtschaftskammern. Das erste Ziel des Projektes war die systematische Sammlung von Grundfutterproben in allen Bundesländern nach ausgewählten Kriterien. Diese Proben wurden umfassend auf ihre Inhaltstoffe untersucht und auch eine NIRS-Messung wurde vorgenommen. Die Projektdaten wurden gemeinsam mit einem Basisdatensatz aus dem Futtermittellabor Rosenau (91.246 Futterproben aus dem Zeitraum 1985 bis 2021) und einem zentralen Datensatz von 331 in vivo Untersuchungen von Grundfutter an der HBLFA Raumberg-Gumpenstein bearbeitet und ausgewertet. Damit ist der der mächtigste Datensatz zur Fragestellung der Energie- und Proteinbewertung in Österreich entstanden. Es zeigt sich, dass der Projektdatensatz gute Übereinstimmung mit dem langjährigen Basisdatensatz zeigt. In den letzten Jahrzehnten hat sich die innere Zusammensetzung der Grundfuttermittel langsam verändert, weshalb eine Aktualisierung von Berechnungsmethoden notwendig ist. Das zweite Ziel des Projektes, das ist die Aktualisierung bzw. Entwicklung neuer Methoden, wurde erreicht. Die Kombination aus der Analyse von klassischen Parametern mit einer indirekt bestimmten Verdaulichkeit ist ein Meilenstein in der Futterbewertung in Österreich. Für die Ernte 2022 sollen diese Methoden bereits gegen Ende des Jahres verfügbar sein. Das wird einen Beitrag zu einer exakteren Fütterung von Wiederkäuern leisten. Damit verbunden ist auch eine Steigerung der Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit.

Abstract (deutsch)

Seit 1978 untersuchen landwirtschaftliche Betriebe ihr Grundfutter. Zu den Ergebnissen der Untersuchungen zählen nicht nur die Rohanalysen, sondern auch alle weiterführenden Berechnungen. Diese wurden von Beginn an so aufbereitet, dass valide Berechnungen in das kostengünstige System von Routineanalysen eingebracht werden können. Im Forschungsprojekt Update Futterwert wurde nun die nächste Generation an Berechnungsalgorithmen entwickelt.

Ein Basisdatensatz (91.246 Futterproben) führt zu einer Neuauflage von Tabellen zur Beschreibung des Nährstoffgehaltes in österreichischem Grundfutter. Die maßgebliche Erkenntnis betrifft die Verschiebung der Beziehung zwischen verschiedenen Nährstoffgruppen, die innerhalb der Futtermittel im Verlauf der Zeit stattgefunden hat. Der seit 1991 genutzte Ansatz der Energiebewertung wird dieser Entwicklung nicht mehr gerecht und muss erneuert werden.

Der Projektdatensatz (947 Futterproben) aus dem Zeitraum 2014-2017 steht in enger Verbindung mit dem Basisdatensatz und deckt die Grundfutterproduktion repräsentativ ab. Alle Proben liefern zusätzlich NIRS-Spektren. Damit konnten erste, vertrauenswürdige Kalibrationen für die Schätzung der dOM mit kostengünstigen und zeitsparenden Methoden gemacht werden.

Die Meta-Analyse auf der Datengrundlage von 331 in vivo Untersuchungen zeigt eine enge Verbindung zwischen der dOM und dem Gehalt an umsetzbarer Energie (ME). Für zukünftige Berechnungen wird die Analyse der in vitro Verdaulichkeit vorgeschlagen, wobei aus Kosten- und Zeitgründen zum Teil die schlagkräftige NIRS-Methodik angewendet werden soll. Zur Berechnung der umsetzbaren Energie (ME) wurde ein eigenes Formelwerk entwickelt.

Auf den Projektdatensatz wurde die CNCPS-Proteinfraktionierung und der erweiterten Hohenheimer Futterwerttest angewandt. Das Futterprotein wurde nach seiner Abbaugeschwindigkeit in fünf verschiedene Klassen zerlegt. Unterschiedliche Abbaugeschwindigkeiten, ungeachtet ob Kohlenhydrate oder Protein, müssen bei der Futtermittelauswahl für die Pansen-Synchronisation der Ration berücksichtigt werden.

Alle Teilbereiche der Ergebnisse werden den österreichischen Bauernhöfen gegen Jahresende nach der Einführung des von der GfE neugestalteten Energie- und Proteinbewertungssystems im Rahmen ihrer Futtermitteluntersuchungen zur Verfügung stehen.

Abstract (englisch)

Since 1978, farms in Austria have been testing their forage. The results of the tests include not only the raw data but also interpretations which are prepared for use in a cost-effective system of routine analyses. In the research project Update Feed Value, the project team has developed the next generation of calculation algorithms.

The baseline data (n=91,246) leads to a new edition of feed tables. The most critical result concerns the shift in the relationship between different nutrient groups that have taken place within feeds over time. The energy assessment approach used since 1991 no longer fits this development and needs to be renewed within a short time.

The project dataset (n=947) is closely related to the baseline dataset, and all samples also provide NIRS spectra. Thus, for the first time, solid calibrations for the estimation of dOM could be made with cost-effective and time-saving methods.

The meta-analysis based on 331 in vivo studies shows the close relationship between dOM and the content of metabolizable energy (ME). The analysis of in vitro digestibility should be introduced, partly by using the powerful NIRS methodology for cost and time reasons. A separate set of formulas has been developed to calculate metabolizable energy (ME).

The project dataset was additionally analyzed by applying the CNCPS protein fractionation and the extended Hohenheim feed value test. In the CNCPS system, the crude protein is divided into five different classes according to their degradation rate. Different degradation rates must be considered when composing a feed ration that delivers carbohydrates or protein in a synchronized way at different times.

All results will be available to Austrian farms towards the end of the year after implementing the energy and protein evaluation system redesigned by the GfE as part of the laboratory information system in feed laboratory Rosenau.

Autor/innen

Guggenberger, T., Gruber, L., Stögmüller, G., Gappmaier, S., Terler, G., Gassner-Speckmoser, K., Wöber, J., Schauer, A.