Der Schweinedarm arbeitet – unterschiedliche...
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Der Schweinedarm arbeitet – unterschiedliche Rohfaserquellen im
Futter und deren Bewertung
Petra Wolf
Eigenschaften von Ballaststoffen
unlösliche Ballaststoffe lösliche Ballaststoffe
Cellulose, Hemicellulosen, Lignin Pektine, Mucilagen
Vorkommen Getreide(spelzen), Sbl.ex.schrot, Stroh Tr.schnitzel, Trester
Eigenschaften Wasserbindungsvermögen Quellvermögen
schlecht fermentierbar zum größten Teil fermentierbar
Effekte Darmmotilität Normalisierung der Darmfunktion
Beschleunigung der Darmpassage eutrophe Wirkung
Erhöhung des Kotvolumens Erhöhung des Kotvolumens
Pars
nongland
ularis
Cardia
Fundus
Pylorus
Eigenschaften von Ballaststoffen
Peristaltik verstärkt
Darmpassage beschleunigt
Dehnung der Magenwand
Ballaststoffe binden Wasser
Eutrophe Wirkung
Ballaststoffe
Charakterisierung der Rohfaser
N A D L
NDF Neutral Detergent fibre
ADF Acid Detergent fibre
ADF Acid Detergent lignin
ADL NDF
Ra
Rfe
Rp
NfE
Rfa
Stärke
Zucker
organischer Rest
Hemicellulose
Lignin
Cellulose ADF - ADL
rasch langsam unverdaulich
mikrobiell fermentierbar
ADF
Charakterisierung der Rohfaser
NDF - ADF
Verdauungskoeffizient von Faserfraktionen beim Schwein
Verdauungskoeffizient Ferkel Sau Rohfaser (Weender) 0,471 0,638
NDF 0,684 0,748
ADF 0,446 0,586
Cellulose 0,443 0,638
NSPgesamt 0,644 0,739
NSPunlöslich 0,565 0,679
modifiziert nach NOBLET und BACH-KNUDSEN 1997
lösliche Fasern (leicht fermentierbar)
Pektine, lösliche Hemicellulosen, Oligosaccharide
unlösliche Fasern (schwer bis nicht fermentierbar)
Lignin, Cellulose, unlösliche Hemicellulosen
Trockenschnitzel, Apfel-/Traubentrester
Haferschalen, Sbl. extr.schrot (verkieselte Faser), Stroh
„Fasermix“
„Rfa-Konzentrate“ in der Schweinefütterung
Komponente Rfa NDF ADF ADL VQRfa (%)
Trockenschnitzel 170 428 226 9 81 Weizenkleie 118 453 132 37 16 Grünmehl 243 538 297 79 43 Stroh 390 745 465 83
Haferspelzen 325 420 133 23 15 Sojabohnenschalen 390 678 456 3 44
Apfeltrester 215 355 285 2 70 Traubentrester 225 707 595 2 65
Faser-Konzentrate 600 - 700 800 - 850 600 - 650 250 - 300 2 - 50
zum Vergleich
Gerste 50 163 57 11 20 Weizen 29 106 26 9 28
eigene Analysendaten
„alte“ „neue Analytik“ Angaben in g/kg TS
Faserfraktionen faserreicher Futtermittel
Faserfraktionen in Stroh
Gerstenstroh Rapsstroh Haferstroh Weizenstroh
(% i. TS)
Hemicellulose 20,4 16,4 23,3 23,7
Cellulose 33,3 42,4 37,6 34,2
Lignin 17,1 14,2 12,9 13,9
ND
F AD
F AD
L
Adapa et al. 2009
Vorkommen von Faserträgern im Mischfutter für Schweine
GRÜNEWALD und PREIßINGER 2014
Anteil (%) im Mischfutter für …. Faserträger Sauen, trgd. Sauen, lakt. Mastschweine Ferkel Weizenkleie 84,2 72,5 61,1 44,3
Tr.schnitzel 78,9 70,6 5,7
Sbl.exschrot 31,6 21,6 6,2 1,1
Sojaschalen 31,6 15,7 3,4
Malzkeime 19,3 9,8 5,3 5,7
Haferschälkleie 17,5 2 0,9
Cellulose 12,3 3,9 1,8 11,4
Weizengrießkleie 12,3 21,6 15,0 8,0
Stroh (auf eigenem produziert Betrieb Pelletieranlage)
Maissilage (unter Nutzung der Abwärme aus der Biogasanlage getrocknet)
Miscanthus (Rfa-Gehalt: 500 g/kg TS; hohe Flächenerträge: 15 – 20 t TS/ha)
Alternativen zu „klassischen“ faserreichen Einzel-FM
- protrahierte/kontinuierliche Aufnahme - Futteraufnahmedauer ↑ (Beschäftigung mit der Futteraufnahme)
- mechanische/volumenmäßige Sättigung - Vorbereitung auf die Futteraufnahme in der Laktation - Frequenz/Intensität von Magenulcera ↓ - Geschwindigkeit der Chymuspassage im Darm (Obstipation↓, MMA ↓) - forcierte Enzymproduktion durch Stimulierung der Darmmucosa - Nährsubstrat für die Darmschleimhaut (Acetat / Proprionat / Butyrat = 65 : 20 : 10)
Effekte der Rfa-Versorgung bei Schweinen
- protrahierte/kontinuierliche Aufnahme - Futteraufnahmedauer ↑ (Beschäftigung mit der Futteraufnahme)
- mechanische/volumenmäßige Sättigung - Vorbereitung auf die Futteraufnahme in der Laktation - Frequenz/Intensität von Magenulcera ↓ - Geschwindigkeit der Chymuspassage im Darm (Obstipation↓, MMA ↓) - forcierte Enzymproduktion durch Stimulierung der Darmmucosa - Nährsubstrat für die Darmschleimhaut (Acetat / Proprionat / Butyrat = 65 : 20 : 10)
Effekte der Rfa-Versorgung bei Schweinen
Einfluss der Rfa-Quelle auf die Futteraufnahme tragender Sauen
Anteil im Futter Futteraufnahme Rfa (%) (kg/Sau/Tag) (g/Tag) Tr.schnitzel 65 2,3 294
Stroh 36 6,4 1029
Haferschalen 37 7,7 1088
Malzkeime 46 6,8 624
Reiskleie 61 7,6 1485
Weizenkleie 67 7,1 590
modifiziert nach Brouns et al. 2014
Einfluss der Rfa-Gehalte im Futter auf Aktivitäten* tragender Sauen
* Zeitraum außerhalb der Futteraufnahme
Futter I II III restriktiv ad libitum Rfa (%) 23,0 18,2 5,30 NDF (%) 49,4 42,5 20,5 ADF (%) 28,4 23,5 7,8
Aktivitäten (% der Zeit ohne Futteraufnahme Kettenspielen 2,9 3,2 5,5 0,3 Beißen an Objekten 1,0 1,1 2,1 0,1 Leerkauen 6,8 13,3 9,5 1,6 Stereotypien 17,9 30,2 49,8 6,3 Wasseraufnahme 2,9 2,6 4,2 2,9 Ruhen 43,8 16,2 3,5 78,6
modifiziert nach Bergeron et al. 2000
Einfluss einer Faserzulage auf das Verhalten von Jungsauen
Kontrolle Lignocellulose Pektin 5% 10% 7,5% 15%
Liegen (%)1 86,4 85,5 87,1 85,7 84,9
Exploration 7,0 8,5 7,6 9,0 8,3
Kauen 16,1 16,3 15,6 16,8 17,5 Geschwindigkeit 3,1 3,2 2,3 3,2 2,8 zum Futter (km/h)2
modifiziert nach da Silva et al. 2012
1) % der Beobachtungszeit (6x pro Tag 1 h) 2) 7 h nach der letzten Mahlzeit
- protrahierte/kontinuierliche Aufnahme - Futteraufnahmedauer ↑ (Beschäftigung mit der Futteraufnahme)
- mechanische/volumenmäßige Sättigung - Vorbereitung auf die Futteraufnahme in der Laktation - Frequenz/Intensität von Magenulcera ↓ - Geschwindigkeit der Chymuspassage im Darm (Obstipation↓, MMA ↓) - forcierte Enzymproduktion durch Stimulierung der Darmmucosa - Nährsubstrat für die Darmschleimhaut (Acetat / Proprionat / Butyrat = 65 : 20 : 10)
Effekte der Rfa-Versorgung bei Schweinen
0
1
2
3
4
5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 µm
GMDmodifiziert
grob mittel fein
Alterationen im Bereich der Pars oesophagea in Abhängigkeit zum GMD
Mac
rosk
opis
cher
Sco
re d
er P
ars
oeso
phag
ea
0=ke
ine,
1=l
eich
te, 2
=mitt
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, 3=h
gr.
Hyp
erke
rato
sis,
4=E
rosi
on, 5
=Ulc
us
Chemische und physikalische Eigenschaften typischer Rfa-Träger
Berrocoso et al. 2015
Stroh Haferschalen Tr. Schnitzel Weizenkleie
Rohfasergesamt (%) 78,5 71,3 59 37,2
- unlöslich 74,7 70,6 47,4 32,1
- löslich 3,8 0,7 11,6 5,1
physikalische Eigenschaften
GMD (µm) ± SGD 570 ± 2,01 610 ± 1,90 796 ± 2,10 637 ± 1,70
WHC (mL/g TS) 5,2 ± 0,41 4,6 ± 0,75 9,8 ± 0,21 7,7 ± 0,38
SWC (mL/g TS) 2,4 ± 0,51 2,4 ± 0,40 5,3 ± 0,78 2,1 ± 0,22
GMDmodifiziert-Werte in Futtermitteln für Mastschweine aus Betrieben mit unterschiedlicher Prävalenz von Magengeschwüren
Prävalenz von Magengeschwüren Siebanalysen/Futterprobe
n (n)
GMDmodifiziert (µm)
+++ 87 ≤ 300
++ 63 > 300 bis 400
+ 48 > 400 bis 500
- 42 > 500
Problematik im Bestand (Klassifizierung anhand vorberichtlicher Angaben wie Mortalität im Bestand, Schlachthofbefunden, Sektionsergebnissen): +++ hochgradig, ++ mittelgradig, + geringgradig, - kein Problem
- protrahierte/kontinuierliche Aufnahme - Futteraufnahmedauer ↑ (Beschäftigung mit der Futteraufnahme)
- mechanische/volumenmäßige Sättigung - Vorbereitung auf die Futteraufnahme in der Laktation - Frequenz/Intensität von Magenulcera ↓ - Geschwindigkeit der Chymuspassage im Darm (Obstipation↓, MMA ↓) - forcierte Enzymproduktion durch Stimulierung der Darmmucosa - Nährsubstrat für die Darmschleimhaut (Acetat / Proprionat / Butyrat = 65 : 20 : 10)
Effekte der Rfa-Versorgung bei Schweinen
Parameter + Trockenschnitzel + Lignocellulose (10 %) (2,5 %) TS-Gehalt (%) 25,6 ± 2,66 27,7 ± 3,80 Eindringtiefe* (mm) 12,1 ± 2,32 11,0 ± 2,68 Sensorik - weich u. geformt (n/n) 52 / 52 46 / 54 - fest u. geformt (n/n) 0 / 52 3 / 54
* Penetrometer
WARZECHA 2006
Einfluss von Rfa-Trägern im Mischfutter auf die Kotqualität von Sauen eine Woche a.p.
Rfa-Gehalt des Futters
(%)
6,1
3,2
beobachtete Sauen
18
18
Tiere mit Kotverhaltung
3
13
Palisse et al. 1979
Zum Auftreten von Verstopfung und Kotverhaltung bei tragenden Sauen in Abhängigkeit vom Rfa-Gehalt des Futters
Einfluss unterschiedlich fermentierbarer Rohfaser auf die Kotqualität bei Sauen
Kontrollfutter
13%
Weizenstroh
19%
Sojabohnen- schale
n 17 17 18
tägliche Rfa-Aufnahme (g)
49 162 196
„Kothärte“ 1 (breiig)-5 (hart)
Tag 109 4,2 4,3 3,2
Tag 3 p. p. 4,0 4,5 3,7
Tag 10 p. p. 3,4 3,4 2,9
Nelson et al. 1992
Diss. Kleine 2012
Kombinierte Fütterung mit Maissilage
Alleinfutter für tragende Sauen (Angaben in %)
Kontrollgruppe Versuchsgruppe
Maissilage 0 40
CCM 15 20
Ergänzer* 25 20
Weizen 5 10
Gerste 55 10
* lt. Deklaration: Sojaextraktionsschrot 57,50 %
Weizengrießkleie 31,20 %
Calciumcarbonat 4,60 %
Monocalciumphosphat 2,50 %
Sojaöl 2,00 %
Natriumchlorid 1,80 %
Botanische Zusammensetzung
Kontrollgruppe Versuchsgruppe
pro kg uS pro kg TS pro kg uS pro kg TS
TS
g
211 193
Rohasche 8,5 40,28 10 51,81
Rohprotein 32 151,66 29,6 153,37
Rohfett 7,1 33,65 7,7 39,90
Rohfaser 10,7 50,71 15,6 80,83
NfE 152,7 723,70 130,1 674,09
Stärke 109,9 520,85 85,3 441,97
Zucker 7,5 35,55 4,7 24,35
ME* MJ 3,02 14,33 2,57 13,30
*kalkuliert
Chemische Zusammensetzung
Kontrollgruppe Versuchsgruppe (n = 57) (n=57) Rfa-Gehalt im Futter 50,7 80,7 (g/kg TS) Rfa-Aufnahme 117 ± 20,9 183 ± 35,0 (g/Sau/Tag) TS-Gehalt im Kot 26,5 ± 3,23 25,0 ± 4,63 (%)
TS-Gehalt im Kot
Geburtsverlauf, Wurfgröße, Ferkelverluste
Score/Maßnahme Kontrollgruppe (n=69) Versuchsgruppe (n=74) n % n %
Geburt ohne Hilfe 41 59,4a 43 58,1a
Ferkel, geboren 12,9a ± 2,74 12,5a ± 3,06
lebend geboren 11,9a ± 2,39 11,7a ± 2,82
tot geboren 0,841a ± 1,09 0,548a ± 0,782
mumifiziert geboren 0,145a ± 0,394 0,260a ± 0,553
Ferkelverluste* 76 9,23a 48 5,64b
* von der Geburt bis zum Absetzen
Vorkommen von MMA
Kontrollgruppe (n=69) Versuchsgruppe (n=67)
erkrankt n % n % 0 nicht 54 78,3 67 93,1 1 ggr 8 11,6 3 4,17 2 mgr 6 8,70 2 2,78 3 hgr 1 1,45 0 0
Partikelgrößen im Kot
- protrahierte/kontinuierliche Aufnahme - Futteraufnahmedauer ↑ (Beschäftigung mit der Futteraufnahme)
- mechanische/volumenmäßige Sättigung - Vorbereitung auf die Futteraufnahme in der Laktation - Frequenz/Intensität von Magenulcera ↓ - Geschwindigkeit der Chymuspassage im Darm (Obstipation↓, MMA ↓) - forcierte Enzymproduktion durch Stimulierung der Darmmucosa - Nährsubstrat für die Darmschleimhaut (Acetat / Proprionat / Butyrat = 65 : 20 : 10)
Effekte der Rfa-Versorgung bei Schweinen
Einfluss der Rfa-Quelle* auf die Mucosa-Morphologie bei Absetzferkeln
Berrocoso et al. 2015
* 2,5%iger Anteil im Futter
Villushöhe (µm)
Kryptentiefe (µm)
Kontrolle Stroh Haferschalen Tr.schnitzel Weizenkleie
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
- protrahierte/kontinuierliche Aufnahme - Futteraufnahmedauer ↑ (Beschäftigung mit der Futteraufnahme)
- mechanische/volumenmäßige Sättigung - Vorbereitung auf die Futteraufnahme in der Laktation - Frequenz/Intensität von Magenulcera ↓ - Geschwindigkeit der Chymuspassage im Darm (Obstipation↓, MMA ↓) - forcierte Enzymproduktion durch Stimulierung der Darmmucosa - Nährsubstrat für die Darmschleimhaut (Acetat / Proprionat / Butyrat = 65 : 20 : 10)
Effekte der Rfa-Versorgung bei Schweinen
Einfluss der Rfa-Quelle auf den Gehalt an flüchtigen Fettsäuren im Caecum von Mastschweinen
Kontrolle Maisfaser* Sojaschalen* Weizenkleie* Erbsenschalen* mmol/kg
Acetat 106 120 132 118 115
Propionat 55,5 50,6 69,3 55,8 54,0
Butyrat 17,6 13,5 16,9 29,2 12,6
FFSgesamt 179 184 219 203 181
CHEN et al. 2014
* Anteil im Mischfutter: 10 % Absetzen bis 30. Tag nach dem Absetzen 20 % 30. – 90. Tag nach dem Absetzen 30 % 90. – 160. Tag nach dem Absetzen
Effekte der Rohfaser auf das Infektionsgeschehen bei Ferkeln
Effekt Rfa-Quelle Autor(en) E. coli ↓ Weizenkleie (4%) Molist et al. 2010 (4,7 0,7 log10 KbE/d im Ileum) ETEC K88 induzierte Diarrhoe↓ Weizenkleie González-Ortiz + Bohnenschalen et al. 2013 E. coli K 88↓ Hafer-/Erbsenschalen Kim et al. 2008 (in vivo / in vitro) Becker et al. 2009
ETEC Stämme: spezielle Fimbrien (colonizing factors) Anheften an die Epithelzellen im Darm verhindern Austreiben durch Darmperistaltik
Rfa-Quellen: „receptor like ingredients“ binden Pathogene schneller als Wirtszellen im GIT fördern Austreiben durch Darmperistaltik
Einfluss der Rfa-Quelle im Futter auf die Gewichtsentwicklung und das Auftreten von Diarrhoe bei Absetzferkeln1)
Kontrolle Stroh* Haferschalen* Tr.schnitzel* Weizenkleie* Hygiene im Betrieb
KMZ (g/d) 573 500 505 503 532
Diarrhoe (%)2 1,2 1,7 2,9 2,8 2,1
Hygiene im Betrieb ↓
KMZ (g/d) 401 384 409 407 414
Diarrhoe (%)2 6,8 7 7,7 5,8 5,8
Berrocoso et al. 2015
1) Versuchszeitraum: 1. – 21. Tag nach dem Absetzen 2) Anteil der Tage im Versuchszeitraum, an denen Ferkel Diarrhoe haben
* 2,5%iger Anteil im Futter
Rfa NDF ADF g/kg g/kg g/kg Sau, tragend 70 > 200 < 80 Sau, laktierend 45 > 160 < 70 Mastschweine > 30 > 130 < 40
Empfehlungen zu NDF- und ADF-Gehalten in Futtermitteln für Schweine
modifiziert nach Lindermayer 2009
Rfa-Gehalt von mind. 8% i. TS im Alleinfutter für tragende Sauen (bis eine Woche vor erwartetem Abferkeltermin) (Ø 88 % TS im Futter → Rfa-Gehalt von mind. 7% ) § 25(6) Tierschutz-Nutztierhaltungs-VO 8/2006
Rationsgestaltung → Rfa-Aufnahme von mind. 200 g/Sau/d
Rfa-Versorgung bei tragenden Sauen
Umsetzung dieser Forderung in der Praxis?
Rfa- Gehalte in Alleinfuttermitteln für Schweine (Einsendungsbereich)
35,1 ± 6,29
57,0 ± 10,9
0
10
20
30
40
50
60
70
g/kg uS*
43,3 ± 5,73 38,0
± 7,02
Ferkel trgd. Sauen lakt. Sauen Mastschweine (n = 63) (n=47) (n=16) (n=28)
* bei 88% TS
< 70 g Rfa/kg 85% 70 g Rfa/kg 15%
Alleinfuttermitteln für tragende Sauen - Deklaration -
ZUSAMMENSETZUNG Gerste, Sojaextraktionsschrot, Weizenkleie, Weizen, Trockenschnitzel, Sojabohnenschalen, Calciumcarbonat, Pflanzenöl….
INHALTSSTOFFE Rohprotein 14,0 %, Rohfett 3,0 %, Rohfaser 5,8 %, Rohasche 5,1 % Calcium 0,65 %, Phosphor 0,50 %, Natrium 0,20 %
Wir machen darauf aufmerksam, dass die rechtlich geforderte Rfa-Versorgung
durch alleinige Gabe dieses Futters nicht gewährleistet ist. ?
Umsetzung dieser Forderung in der Praxis?
Limitierungen klassischer Rfa-Träger Komponenten limitierende Eigenschaft Kleien Hygienestatus ↓, Mykotoxine, Tr. schnitzel Kotkonsistenz ↓, Ca ↑ (Pufferwirkung → MMA) Grünmehl Hygienestatus, K-Gehalt ↑, Ca-Gehalt ↑ Stroh/-mehl Hygienestatus ↓, Fusarientoxine, Technik Sojaschalen Preis!, Verfügbarkeit am Markt, hygroskopisch Biertreber Haltbarkeit, Hygienestatus ↓, Hordenin (?) Sbl.exschrot Hygienestatus ↓, „harte“ Rohfaser
STABENOW 2002, BÜTTNER 2006, WOLF und KAMPHUES 2012
Kosten klassischer Rfa-Träger im Vergleich zu Getreide (Stand Januar 2016)
Komponente MJ ME/kg Cent/kg Cent/1 MJ ME
Mais 14,1 20,0 1,418 Weizen 13,8 20,5 1,486 Gerste 12,5 20,8 1,664 Hafer 11,3 21,3 1,885
Trockenschnitzel 9,0 17,2 1,910 Weizenkleie 9,1 18,2 2,000
Maissilage1) 7,8 7,4 0,949
1) basierend auf 29,4 €/to; Kalkulation auf 88% TS
Kalkulation der Mehrkosten bei Einsatz faserreicher Einzel-FM
Anforderung 70 g Rfa / kg Futter
Gerste/Soja* 51 g Rfa / kg Futter
∆ 20 g Rfa / kg Futter
erforderliche Menge (g) Cent/kg Kosten (Cent) zum Ausgleich Tr. Schnitzel 120 17,2 2,06 Weizenkleie 170 18,2 3,09 Lignocellulose 30 578 17,3
* übliche Anteile bei Rp-Gehalt der Mischung von 10%
Zusammenfassung/Schlussfolgerungen
Unterschiedliche Effekte der Rfa-Träger
- unlösliche Fasern Wasserbindung, Förderung der Darmperistaltik - lösliche Fasern Quellungsvermögen, eutrophe Wirkung
Angaben zum Bedarf an NDF, ADF, ADL
- wenig systematische Untersuchungen
- fehlende Angaben zu Gehalten in Futtermitteln
- Umsetzbarkeit in die Praxis
Professur für Ernährungsphysiologie und Tierernährung
© 2009 UNIVERSITÄT ROSTOCK | AGRAR- UND UMWELTWISSENSCHAFTLICHE FAKULTÄT