Analyse und Bewertung zu Stand und Entwicklungsmöglichkeiten von Futterbau und Tierernährung im ökologischen Landbau – Themenbezogenes Netzwerk Tierernährung im Ökologischen Landbau

Von der ab August 2005 in Kraft tretenden EU-Verordnung 2092/21 ausgehend diente der Workshop unter Beteiligung von Praktikern, Beratern, Vertretern der Futterwirtschaft und der Wissenschaft der Analyse und Beschreibung des Ist-Zustands sowie der Ermittlung des Handlungs- und Forschungsbedarfs auf dem Gebiet des Futterbaus und der Tierernährung im Ökologischen Landbau. Es wurden eine umfangreiche Literaturauswertung zur „100% Biofütterung“ bei Geflügel, Schweinen und Rindern vorgelegt und Informationen zu abgeschlossenen und laufenden Forschungsprojekten gegeben. In drei Arbeitsgruppen wurden spezielle Fragen der Geflügel-, Schwein- und Rinderfütterung angesprochen und beraten. Die im Ökologischen Landbau bewirtschaftungsbedingt artenreicheren Grünlandbestände und die grundsätzlich faserreichere Ernährung monogastrischer Nutztiere erfordern erweiterte laboranalytische und verdauungs-physiologische Untersuchungen zur Futterbewertung unter besonderer Berücksichtigung der intestinalen Mikrobiologie hinsichtlich Nährstoffverwertung, insbesondere Aminosäuren, Immunfunktion und Infektionsgeschehen. Tiergenotyp-Futter-Interaktionen sind noch weitgehend unbekannt, müssten aber zwecks Nutzung geeigneter Nutztierherkünfte im Ökologischen Landbau näher untersucht werden. Möglichkeiten der Futtertechnologie zur Futteraufwertung sind zu prüfen. Zusammenhänge zwischen Fütterung und Produktqualität können mit noch zu begründenden Kriterien stärker herausgestellt werden. Eine hinreichend effiziente 100%-Biofütterung von Aufzuchtferkeln ist bislang ungelöst. Für Auslauf- und Freilandhaltung von Geflügel und Schweinen sollten Cafeteria-Systeme weiterentwickelt werden. Unvermeidbare Stickstoffausscheidungen der Nutztiere müssen hinsichtlich Düngungsmanagement und betrieblicher Stickstoffeffizienz optimiert werden

Belowground Productivity in Patches of Heterogeneous Grass Swards After Nearly Two Decades of Low-Intensity Cattle Grazing

In low-input grassland, patch-grazing leads to tall and short patches that provide different growth conditions for the grass sward. Since belowground biomass and the associated turnover represent the main carbon input to soil in grassland, we investigated within-pasture variation of above- and belowground net primary production in relation to patches over one year of production in a long-term grazing experiment during the year 2022. The analysis of above- and belowground net primary production showed an effect of patch types, partly in interaction with the month, indicating a strong variation due to climatic conditions. In those few cases where differences existed among patches, then tall patches were more productive than short ones. Overall, the experimental year was unusually dry and hot

Sortenunterschiede in Blattmasseertrag bei Rotklee und Luzerne

Aufgrund des hohen Proteingehalts und günstigen Aminosäurenprofils der Blätter von Luzerne und Rotklee wird der Blattmasse immer mehr Bedeutung zugeschrieben. Jedoch liefern bisher vorhandene Ergebnisse nicht ausreichend Informationen in Bezug auf den zu erwarteten Blattertrag unter Berücksichtigung von Sorte und Standortunterschieden wie z.B. Klima oder Bodenart. Um den Einfluss des Standortes auf den Blattertrag ausgewählter Luzerne- und Rotkleesorten aufzuklären, wurde im Sommer 2017 auf vier Luzerne- und fünf Rotkleestandorten in Hessen, Thüringen und Bayern ein langjähriges Experiment gestartet. Die Ergebnisse der ersten Beprobung zeigen, dass sowohl die diploiden als auch die tetraploiden Rotkleesorten hohe Blattmasseerträge liefern. An Standorten mit optimalen Witterungsbedingungen für die Rotkleeentwicklung sind beide Gruppen wettbewerbsfähig. Jedoch, beim Auftreten von extremen Witterungsfaktoren zeigen sich tetraploide Rotkleesorten weniger anfällig und bieten stabilere Blattmasseerträge. Die Luzernesorten zeigen starke Wechselwirkungen zwischen Sorte und Umwelt, wodurch keine Trends bei den Blattmasseerträgen der Luzernesorten zu erkennen waren. Die präsentierten Ergebnisse sind Teil eines laufenden Versuchsvorhabens. Um belastbare Aussagen zur Leistungsfähigkeit, der in Deutschland in größerem Umfang angebauten Luzerne- und Rotkleesorten für ihren Blattmassenertrag zu liefern, wird das Vorhaben an den genannten Standorten fortgesetzt

Mikrobielle Proteinsynthese im Pansen bei der Verfütterung von artenreichen Grünlandaufwüchsen des Ökologischen Landbaus

Artenreiche und artenarme Grünlandaufwüchse der Jahre 2007 und 2008 wurden hinsichtlich Siliereignung und Futterwert für Wiederkäuer vergleichend untersucht. Die Sommeraufwüchse 2008 wurden siliert und in Stoffwechselversuchen an 4 pansenfistulierte Schafen allein und in Kombination mit Gerste gefüttert. Im Kot wurden die Weender Rohnährstoffe, neutrale (NDF) und saure Detergentienfaser (ADF) sowie N-Fraktionen, im Harn Gesamt-N, Harnstoff, Allantoin und Harnsäure bestimmt. Die mikrobielle Proteinsynthese wurde mittels Dauerinfusionstechnik und Verwendung von 15N als Marker gemessen. Die artenreichen Aufwüchse wiesen hohe Anteile an Leguminosen und Kräutern auf, die artenarmen Aufwüchse bestanden nahezu vollständig aus Gräsern. Der artenarme Frühjahrsaufwuchs 2007 enthielt mehr NDF und ADF als die entsprechende artenreiche Variante. Die Silagen waren reicher an Rohprotein (XP) und Nicht-Faser-Kohlenhydraten zugunsten der artenreichen und enthielten mehr NDF und ADF zugunsten der artenarmen Variante. Die artenreiche Silage wies im Vergleich zur artenarmen Silage höhere Anteile leicht löslicher Inhaltsstoffe und in situ höhere potentielle Trockensubstanz- und NDF-Abbaubarkeiten auf. Bei Fütterung der artenreichen Silage wurden die organische Substanz, XP und ADF höher verdaut, und die Tiere schieden mehr bakteriell gebundenen Kotstickstoff sowie mehr Harnstoff über den Harn als bei Fütterung artenarmer Silage aus. Die Allantoin- und Harnsäureausscheidungen blieben unbeeinflusst von der Silageart. Die artenreiche Silage führte unabhängig von der Fütterung in Kombination mit Gerste zur Steigerung der ruminalen mikrobiellen Proteinsynthese

Real-World Applications for Virtual Fences – What Are Potential Benefits for Conservation?

Livestock grazing can enhance biodiversity and ecosystem services in agricultural landscapes. In many parts of Europe, however, grazing has lost its importance, especially in the dairy sector. Large proportions of permanent grassland have been converted to arable land or intensified by fertilization and frequent defoliation. The disappearance of large herbivores and extensively grazed pastures contributes to the loss of structural, functional and biological diversity and ecosystem services. Modern technologies, which circumvent the cost- and labour-intensive installation of physical fences, could facilitate a precise spatio-temporal management of livestock and promote grazing. We reviewed the literature on the state-of-the-art of virtual fencing, focusing on the prospects of these technologies to enhance environmentally-friendly livestock farming. Novel virtual fencing technologies are expected to entail various ecological benefits, but this has rarely been tested in practice. Future experiments not only need to increase sample sizes and study periods to evaluate the long-term effectiveness of virtual fencing, but also need to be specifically designed for answering questions of conservation interest. Virtual fences have the potential to reconcile agronomic with ecological demands and bring livestock back into the landscape, but whether they will actually find broad application depends on further multidisciplinary research on animal welfare, agronomic, social and legal aspects

Nährstoffverfügbarkeit und Nährstoffnutzung von klee- und kräuterreichen Aufwüchsen ökologisch bewirtschafteten Grünlandes entlang der Produktionskette Erzeugung - Konservierung - Verdauung

Ziel des Vorhabens war es, kräuterreiche Grünlandaufwüchse, die im Ökologischen Landbau eine große Bedeutung haben, im Hinblick auf die Futterqualität und die Tierernährung zu bewerten. Für Frühjahrs- und Sommeraufwüchse wurden die Futterqualitäts- und Konservierungseigenschaften eines ungedüngten kräuterreichen Grünlandes und eines ungedüngten Weißklee-Weidelgrasbestandes mit dem eines mit mineralischem Stickstoff gedüngten reinen Weidelgrasbestandes (konventionelle Vergleichsvariante) verglichen. Beim kräuterreichen Grünland bestand der Kräuteranteil aus den feinblättrigen Arten Löwenzahn und Spitzwegerich. Futter wurde im Labormaßstab einsiliert und die Gärfähigkeit sowie die Silagequalität ermittelt. Die Verdauungsphysiologie wurde anhand der Pansensimulationstechnik ‚Rusitec’ studiert. Die kräuterreichen Aufwüchse wiesen eine im Vergleich zum reinen Grasbestand gute Siliereignung und Silagequalität auf mit geringen Ammoniakgehalten und niedrigem Proteinabbau. Kräuterreiches Futter enthielt weniger Rohprotein und Gerüstsubstanzen. Bei der Enzymlöslichkeit der organischen Substanz (ELOS) und der energetischen Bewertung (HFT) traten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Varianten auf. Dagegen erwiesen sich die Silagen aus kräuterreichen Aufwüchsen in der Pansensimulation als geringer abbaubar, die mikrobielle Zell- bzw. Proteinsynthese war im Vergleich zur Gras-Klee- und insbesondere gegenüber der Grasvariante vermindert. Die Ergebnisse weisen auf ein hohes, N-effizientes Verwertungspotential kräuterreicher Grünlandaufwüchse in der Wiederkäuerfütterung hin. Es bleibt zu klären, ob die nicht mikrobiell im Pansen abbaubaren Futterbestandteile postruminal zur Energie- und Nährstoffversorgung des Wiederkäuers beizutragen vermögen

Humped-back shaped response of plant species richness to increasing shrub encroachment in calcareous grasslands

In the present study, we examined the effect of shrub encroachment in temperate semi-natural grasslands on plant species diversity. We tested the hypothesis that an initial shrub encroachment leads to enhanced habitat heterogeneity and thereby to a higher diversity. In a calcareous grassland near Göttingen (Germany) we analysed the effect of shrub encroachment on the species richness in 30, 100 m2 plots each with 10 subplots of 1m2 size. The 30 main plots belonged to six different shrub encroachment classes. A descriptive correlative gradient analysis of shrub invaded grasslands and their species number of flowering plants was performed. Within the 30 plots of different shrub encroachment a total of 203 plant species were recorded. The mean α1-diversity (level of subplots), mean α2-diversity (level of plots) as well as the α3-diversity (level of shrub encroachment classes) have their highest values at medium shrub invaded sites. This finding is in line with our hypothesis of a hump-back relation between shrub encroachment and species richness, and can be explained by the increased habitat heterogeneity. However, Detrended Correspondence Analysis (DCA) emphasized the importance of the present vegetation composition for species richness. The dominance of highly competitive, clonal-growing grass species is accompanied by low diversity swards with a lower facilitation of shrub establishment. Species accumulation curves highlight the benefit of shrub encroachment for γ-(landscape-) diversity. This result emphasises the importance of habitat heterogeneity for biodiversity and, therefore, nature conservation

Choosy Grazers and Plant Communities – Interactions between Cattle Breeds and Vegetation in Semi-Natural Pastures

It is well recognized that domesticated and wild ruminant grazers have an important impact on the composition of grassland vegetation, mainly by forage selection, trampling and defaecation. However, little is known on the effects of genetic diversity, for example differences among breeds of cattle. Cattle breeds differ in terms of robustness, growth rate, weight and probably also in movement and forage selection behaviour, which all could impact vegetation composition. Our study therefore aimed at identifying breed-specific differences in forage selection and behaviour and its consequences for vegetation. In a controlled experiment on semi-natural pastures in the Swiss Alps, suckler cows of three cattle breeds (high-yielding Angus×Holstein crossbreeds, dual-purpose Original Braunvieh and slow-growing Highland cattle) grazed a series of adjacent paddocks. Plant species selection of the cattle was quantified by assessing biomass proportions of all plant species in vegetation subplots before and after pasturing. Movement behaviour was monitored using GPS sensors and pedometers. To assess long-term effects of cattle breeds on vegetation, we recorded vegetation composition in 50 paired pastures in mountain areas of Switzerland and in southern Germany, which were either grazed by Highland cattle or a production-oriented cattle breed. Low-productive Highland cattle selected plant species less strictly than the two higher-yielding breeds. They also exerted less physical pressure on the vegetation, because they were substantially lighter, but had relatively large claws. Highland cattle moved less actively, likely because of less selective foraging. These differences showed a strong correlation with differences in pasture vegetation, namely a smaller number of indicator plants for grazing and trampling tolerance on pastures of Highland cattle. Moreover, plant species richness was significantly increased by pasturing with Highland cattle, suggesting a high potential of robust breeds for sustaining or even increasing the diversity of species-rich pastures

Wild Red Deer Benefit the Conservation of European Semi-Natural Open Habitats

Traditional land use practices have shaped European landscapes for millennia. Agricultural intensification and declining popularity of pastoral farming in the past century have resulted in a tremendous loss of extensively used open landscapes and associated biodiversity. Today, conservation management needs to prevent secondary succession of many open habitats. Large or inaccessible target areas unsuitable for conventional conservation measures might benefit from grazing by wild herbivores, which do not require fencing nor regular welfare monitoring. In a military training area in Germany, we studied the quantitative and qualitative effects of wild red deer in two protected open habitat types (lowland hay meadows and European dry heaths) based on grazing exclusion experiments over three years. Using movable exclusion cages, we showed that the amount of biomass annually removed by red deer was similar to the forage removal in livestock-based conservation grazing systems. Mown grasslands were particularly attractive to red deer owing to enhanced productivity and forage quality, suggesting that red deer grazing activities can be influenced by mowing. In addition, we compared the vegetation development in grasslands and heathlands with and without red deer grazing using open and permanently fenced plots. Grassland plant diversity decreased in fenced plots. In both habitat types, different structural vegetation characteristics, e.g. increasing sward and litter height, indicated successional developments when red deer grazing was excluded. Our results substantiate that allowing red deer access to open landscapes could not only alleviate potential conflicts with forestry, but can also promote open vegetation structure and diversity, thus providing a valuable contribution to the conservation management of semi-natural habitats

Assessing Feed Gaps on Smallholder Livestock Farms in Limpopo: Production System and Coping Strategies

Smallholder farms in southern Africa are predominantly mixed crop-livestock systems and often characterized by low productivity. Therefore, providing sufficient forage becomes a challenge that results first in feed gaps, i.e. the difference between the demand for and supply of forage, and secondly, in nutrient mining of the soil due to the overuse of the resources. However, the availability of forage follows potentially seasonal patterns. Hence, a key entry point for any intervention strategies for improvement is an assessment of forage quantity and quality throughout the year. Against this background, we investigated six locations, smallholders’ cattle production systems and their adaptation options in periods of feed deficit across three distinct agro-ecological zones in the Limpopo province (South Africa). We interviewed 90 farmers from May to September 2019 and found that farmers struggle in winter-spring (June – September) to access feed resources for their livestock. Most farmers mentioned that feed deficit in that period is a regular phenomenon. Mixed crop-livestock farmers stated that they rely on on-farm resources (crop residues) while sole livestock farmers stated that reducing herd size is a top adaptation option. Farmers also indicated that feed availability in required quantity and quality is the biggest constraint to sustaining livestock production throughout the year. This study demonstrates a sound assessment of the temporal pattern of feed gaps in Limpopo province and potential farmer avenues for their mitigation