Schwankungen der Inhaltsstoffe in Öko-Futtermitteln: schnelle Bestimmung der Inhaltsstoffe zum sicheren Umgang mit dem Problem

Ziel des Projektes war die schnelle Erfassung der Inhaltsstoffe in Proteinfuttermitteln, um Landwirte in die Lage zu versetzen, mit den Schwankungen der Inhaltsstoffe in Ökofuttermitteln umzugehen und daraufhin an den Bedarf der Tiere angepasste Futterrationen zusammen stellen zu können. Dazu wurden NIR-Kalibrierungen entwickelt, die eine zeitnahe Bestimmung der Rohnährstoffe einschließlich Stärke und Zucker und der Aminosäuren in Ackerbohnen und Futtererbsen direkt nach der Ernte erlauben. Im Projektverlauf wurden 350 Futtererbsen und 233 Ackerbohnen aus zwei Anbaujahren referenzanalytisch auf ihre Gehalte an Rohnährstoffen, Stärke, Zucker und 17 Aminosäuren untersucht. Mit Hilfe der Daten aus der Referenzanalytik wurden insgesamt 138 Kalibrationen entwickelt (69 für jede der Leguminosen), jeweils 18 für die Rohnährstoffe (einschließlich Stärke und Zucker) in drei Korngrößen und jeweils 51 für 17 Aminosäuren in drei Korngrößen. Nach Beurteilung der Güte der Kalibrationen empfehlen sich jeweils 23 Kalibrationen für die Schätzung der Inhaltsstoffe und der Aminosäuren in Futtererbsen und Ackerbohnen. Die im Rahmen des Projektes erzielten Ergebnisse zeigen, dass es mit Hilfe der NIRS möglich ist, schnell, einfach und kostengünstig die Rohnährstoffe, Stärke, Zucker und die Aminosäuren in getrockneten, vermahlenen Futtererbsen und Ackerbohnen zu schätzen. Mit der NIRS kann zeitnah, direkt nach Bereitstellung der Ernteproben eine Futterbewertung vorgenommen werden. Die Entwicklung bzw. Ausdehnung der Kalibrationen auf weitere Futterkomponenten (z.B Lupinen, Getreide) und damit die Schätzung der Gehalte wertgebender Inhaltsstoffe aller Rationskomponenten würde eine optimierte Rationsgestaltung vereinfachen

Qualitätsuntersuchungen an ökologisch erzeugten Produkten

Im vorliegenden Beitrag wird ein Überblick über Methoden der Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) gegeben, die am Institut für Ökologischen Landbau in Trenthorst entwickelt und für die Bewertung ökologisch produzierter Futtermittel (Getreide und Körnerleguminosen), Ölsaaten (Raps) und für die Differenzierung ökologisch und konventionell erzeugter Milch eingesetzt wurden. Die Futterbewertung schließt sowohl die Analyse der Rohnährstoffe als auch die Energieschätzung ein. Hierfür wurden NIR-Kalibrationen auf Basis der Referenzanalytik entwickelt, die zufriedenstellende Schätzungen der Gehalte an Rohprotein, Rohfett, Stärke, Zucker und Energie (Schwein (ME), Nettoenergie-Laktation (NEL)) lieferten. Die Vorhersagegenauigkeit für Rohfaser, Rohasche und die Umsetzbare Energie fürs Geflügel war unbefriedigend. Die NIRS wurde für die Qualitätsbewertung von Raps geprüft, indem Kalibrationsgleichungen für die Vorhersage des Ölgehaltes und der Gehalte der Fettsäuren erstellt wurden. Im Ergebnis zeigt sich eine sehr gute Eignung der NIRS für diese Anwendung. Weiterhin wurde geprüft, ob mittels der NIRS der Nachweis der Produktionsweise von Milch möglich ist. Da die Zusammensetzung des Milchfettes wesentlich vom Futter abhängt, sollte eine Differenzierung der Milch über die Gehalte an ω3-Fettsäuren möglich sein. Die Gehalte an α-Linolen- (C18:3ω3) und Eicosapentaensäure (C20:5ω3) konnten mit einem geringen Schätzfehler der NIRS vorhergesagt werden. Es zeigten sich deutliche jahreszeitliche Schwankungen der Gehalte der ω3-Fettsäuren in den untersuchten Milchen, sowohl in den Biomilchen als auch in den konventionell erzeugten. Die Gehalte an ω3-Fettsäuren in den Biomilchen waren höher als in den konventionellen

Untersuchungen zum Vorkommen und zur Persistenz koagulase-negativer Staphylokokken bei Milchziegen

Intramammary infections caused by coagulase-negative staphylococci (CNS) in goats are increasing during the last few years and play an important role like as in dairy cows. The relevance of these microorganisms as potential udder pathogens are con-troversial discussed, but it has been proved that CNS plays an important role in the development of persistent subclinical mastitis. The aim of the present study was the investigation of the occurrence and the persistence of main pathogens in the dairy goat herd of the Institute of Organic Farming of the FAL in Trenthorst over three lacta-tions. Therefore PCR methods based on specific 16S-23S ribosomal RNA spacer sequences, developed for detection of pathogens in cow’s milk, should be tested for their application in goats. DNA used in PCR was isolated directly from milk without cultivation of the bacteria. The investigation shows that the developed primer systems are useful tools for the detection of CNS in goats. The main CNS in the investigated goat herd is S. epider-midis, S. simulans and S. xylosus. S. epidermidis and S. simulans are persistent over three lactations in some animals but not in all. The reasons for the different behaviour of the bacteria should be investigated in further studies

Yield and predicted feed quality of different German cultivars of blue lupins (Lupinus angustifolius)

In the present work different cultivars of blue lupins were tested at two sites, the experimental farm of the Institute of Organic Farming (IOF-site) at Trenthorst near Hamburg and the experimental station of the Institute of Plant and Soil Science (ICSS-site) at Braunschweig (conventional farming). The field experiments were conducted from 2003 – 2005 at the IOF-site and in 2006 and 2007 at the ICSS-site. At the IOF-site yield was 2,95 t ha-1 on average, whereas the mean yield at the ICSS-site was lower with 2.0 t ha-1. However, a significant interaction between cultivar and year was observed for yield (P<0.001 and P<0.01 for IOF-site and ICSS-site, respectively). At the ICSS-site the cultivars Vitabor, Boltensia, Borlu and Sonet showed the lowest yield. Yield was similar between the branched and determinate cultivars at both sites, but the crude protein content (CP) was in the majority of the cases higher in the branched cultivars. The CP content ranged between 28.2% and 37.8% DM at the IOF-site and between 34.7 and 39.2% DM at the ICSS-site, respectively. The newer cultivars Idefix and Probor, which were tested at ICSS-site in 2006 and 2007, had the highest CP content (39.2 and 38.8% DM). Additionally, the predicted Net Energy for Lactation (NEL) in dairy cow and the predicted Metabolized Energy for pigs (ME) showed interactions between year and cultivar with the exception of ME at the ICSS-site. Cultivars with a high NEL respectively ME were Bora, Boruta, Bolivio and Borlu at the IOF-site and Probor, Borlu, Idefix, Boregine and Boltensia at the ICSS-site

Quality of organic legumes – prediction of main ingredients and amino acids by Near-Infrared Spectroscopy

The analytical potential of Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) for predicting the chemical composition and the amino acid contents of grain legumes was evaluated. Pea and bean samples from field trials of different organically-managed experimental locations in Germany were analysed with reference methods. The reference data were used for developing calibration equations for the main ingredients and for the estimation of the amino acids. The calibration equations were validated on a remaining sample set. The statistics of NIRS calibrations showed that the predictions were successful or satisfactory for all main ingredients. The predictions of the essential amino acids were successful and respectively, for cystine in beans satisfactory as well. The obtained results indicated that the NIRS could be successfully used for the prediction of the main ingredients and amino acids in field beans and peas and therefore to evaluate the feed quality quickly and easy. The exact calculation of feed rations seems to be possible if the samples are analysed by NIRS directly after harvesting

Effect of different sowing densities in mixed cultivation of blue lupin (Lupinus angustifolius) with spring crops on yield and quality

The aim of this investigation was to optimise the yield percentage of blue lupins in mixed cropping systems. Field experiments were conducted at two locations in Northern Germany (Institute of Organic Farming near Hamburg and Institute of Plant and Soil Science at Braunschweig). Two types of blue lupins, the determinate and branched type were cultivated together with spring barley, spring wheat or fodder peas in different seeding ratios (SR): 50% : 50%, 62,5% : 37,5 % and 75% : 25% of the respective pure cropping seeding rate. We present data on total grain yield, yield of blue lupins, yield percentage of blue lupins, protein content, and protein yield. Total grain yield decreased with increasing SR of blue lupins whereas, in contrast, the yield of blue lupins, protein content and protein yield increased. This shows the low competitive ability of blue lupins against the mixed cropping partners, particularly cereals. Therefore, the yield percentage of blue lupins in mixed cropping with cereals did not reach more than 25%. From the view of plant production and the purpose of animal nutrition the percentage of grain legumes should be higher and comparable to those of other crop mixtures like peas with spring barley or beans with oat

Schätzung von Inhaltsstoffen einheimischer Leguminosen mit Hilfe der Fourier-Transform Nah-Infrarot-Reflektions-Spektroskopie (NIRS)

Legumes as protein feedstuffs could solve the problems of protein supply in organic farming. To evaluate the quality of these feedstuffs the NIRS could be used to predict the main ingredients. The basic for a successful application of the NIRS are stable calibration equations for the prediction of the ingredients. Therefore reference analyses are necessary. In the presented investigation 200 legumes were analysed by classical chemical methods and also by NIRS. The measured reference data were used to develop NIRS equations. Using two-thirds of the samples as a calibration set and the remaining samples as a validation set NIRS equations were calculated by partial least square regression and different pretreatments of spectra. Prediction was satisfactory for dry matter, crude protein, ether extract and crude fiber. NIRS prediction was less accurate for crude ash. On the improvement of the NIRS equations should be further worked

Untersuchungen zu B-Vitaminen in Getreide und Körnerleguminosen aus ökologischem Anbau

Vitamin B2 (B2) and vitamin B6 (B6) can largely affect animal health. Therefore, they are supplemented even to organic feedstuffs. Since there is a lack of information on their actual contents in feedstuffs, we analyzed some cereals and legumes for B2 and B6. The contents, especially of B6, were lower than expected when compared to literature values. Beans (Vicia faba L.) and peas (Pisum sativum L.) had higher B2 contents than barley (Hordeum vulgare L.) and wheat (Triticum aestivum L.). Variety had an effect, especially in faba beans. Further studies should include additional feedstuffs

Ist die Unterscheidung ökologisch und konventionell erzeugter Milch mittels Nahinfrarotspektroskopie möglich?

The aim of the investigations was to evaluate the ability of NIRS to differentiate between organically and conventionally produced milk. Milk from organic and conventional production systems was analysed for milk fat fatty acid content by gas chromatography, and NIRS calibrations were developed with these reference data by partial least square regression. As a result, a standard error of prediction of 0.099 % for C18:3ω3 and a regression coefficient of 0.9 were obtained. For the prediction of C20:5ω3 the standard error was 0.014 %, and the regression coefficient 0.84. The contents of ω3-fatty acids predicted by NIRS show seasonable differences with a higher level in organic milk samples. The mean value of C18:3ω3 content in organic milk was 0.73 ± 0.16 % and in conventional milk 0.42 ± 0.1%. The mean value of C20:5ω3 content in organic milk was 0.12 ± 0.02 % and in conventional milk 0.08 ± 0.01 %. The results indicated that NIRS had the potential to predict ω3-fatty acids in milk samples and could be used as fast method to monitor the milk production system

Erarbeitung von Daten zu Inhaltsstoffen, Aminosäuren und Vitaminen in Öko-Futtermitteln zur optimierten Rationsgestaltung in der Monogastrierernährung

Die optimierte Rationsgestaltung in der Monogastrierernährung ist von zentralem Interesse in der ökologischen Tierhaltung, weil Imbalancen in der Inhaltsstoffzusammensetzung von Futtermitteln zu einer verringerten Futterverwertung und gesundheitlichen Einschränkungen führen können. Es ist nicht hinreichend bekannt, in welchem Ausmaß Inhaltsstoffgehalte und Verdaulichkeiten zwischen einzelnen Chargen derselben Einzelfuttermittel schwanken. Zudem unterscheiden sich Öko-Futtermittel durch das abweichende Management potentiell von konventionell erzeugten Futtermitteln. Daher ist es notwendig, die Zusammensetzung ökologisch erzeugter Futtermittel zu kennen. Um die Datengrundlage zu Inhaltsstoffen, Aminosäuren und ausgewählten B-Vitaminen in Öko-Futtermitteln zu erweitern, wurden 1400 Proben verschiedener Kulturen aus Sortenversuchen der Landwirtschaftskammern und Landesforschungsanstalten gesammelt. Ein Teil der Proben wurde mit klassischen analytischen Methoden auf ihre Gehalte an Rohnährstoffen, Aminosäuren und den Vitaminen B1 und B2 analysiert. Mit den Ergebnissen wurden NIRS-Kalibrationen erstellt. Ein Teil der Proben wurde genutzt, um eine in vitro Multienzym-Methode zur Schätzung der Verdaulichkeit von Rohprotein und Aminosäuren bei Broilern anzupassen. Zudem wurden Effekte von Sorte, Standort und Anbaujahr geprüft. Die Spannweiten der Inhaltsstoffgehalte waren zum Teil sehr hoch, sodass der Einsatz von Tabellenwerten nicht empfohlen werden kann. NIRS zeigt sich als ein gutes Tool zur Schätzung vieler Inhaltsstoffgehalte. Die Sorte, der Standort und das Anbaujahr beeinflussten die Zusammensetzung stark aber nicht gerichtet. Das heißt, dass Schwankungen beachtet werden müssen aber nicht berechnet werden können. Auch die in vitro Verdaulichkeit des Rohproteins und der Aminosäuren wurde beeinflusst. Die Auswirkungen auf die Rationsgestaltung sind stark. Vitamin B1 war in aller Regel auseichend vorhanden, aber Vitamin B2 kann bei getreidebasierten Rationen für monogastrische Nutztiere schnell im Mangel vorliegen. Lösungen für dieses Problem gilt es zu finden