Management von Viehfutter zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen

Wissenschaftler in Südostasien haben in einer Reihe von Forschungsprojekten die Auswirkungen von verschiedenen Fütterungsregimes auf die Treibhausgasemissionen von Ziegen und Rindern gemessen. Dabei wurden die Emissionen der Tiere mit einem tragbaren FTIR-Gasanalysator von Gasmet Technologies gemessen. Die Forschungsberichte wurden von „Livestock Research for Rural Development“ veröffentlicht, einer von Experten anerkannten internationalen Fachzeitschrift für Forschung zu nachhaltiger Landwirtschaft in Entwicklungsländern.

Prof. Reg Preston, der an einem Großteil der Projekte beteiligt war, erklärt: „Mit dem Verständnis der enterischen Fermentationsprozesse, die zur Bildung von Methan führen, ist es möglich, über die Auswirkungen von Änderungen auf die Ernährung von Wiederkäuern zu spekulieren. Um unsere Hypothesen zu testen wurden diese Forschungsprojekte entwickelt. In jedem Fall wurden die Auswirkungen verschiedener Ernährungsweisen in Bezug auf Tierleistungskriterien wie Futterverwertung und Wachstumsraten, aber auch in Bezug auf THG-Emissionen gemessen.

„Die Möglichkeit, mehrere Gase gleichzeitig zu messen, einschließlich Kohlendioxid und Methan, war für jedes der Forschungsprojekte von wesentlicher Bedeutung. Als tragbares, batteriebetriebenes Gerät ermöglichte das Gasmet DX4030 fast überall eine Überwachung,  ein besonderer Vorteil in der landwirtschaftlichen Forschung.“

Hintergrund

Atmosphärisches Methan entsteht sowohl aus natürlichen als auch anthropogenen Quellen. Es nimmt wesentlich mehr Energie auf als Kohlendioxid und spielt eine wichtige Rolle bei der globalen Erwärmung. Die atmosphärischen Methankonzentrationen stiegen von 2006 bis 2016 bedenklich, nach einem Jahrzehnt mit nahezu konstanten Konzentrationen. Auseinandersetzungen mit den Ursachen des jüngsten Anstiegs der Methanwerte führen einen Großteil auf biogenen Ursprung zurück, so dass Vorkehrungen zur Verringerung der Wiederkäueremissionen wichtiger denn je sind.

Wiederkäuer produzieren einen erheblichen Anteil anthropogener Treibhausgase und tragen damit zum Klimawandel bei. Wiederkäuer wie Rinder,  Schafe, Ziegen und Büffel produzieren Fleisch und Milch durch enterische Fermentation – ein Verdauungsprozess, bei dem sich Mikroben zersetzen und Nahrung im Verdauungstrakt oder im Pansen vergären. Dieser Prozess produziert Methan, das durch Aufstoßen emittiert wird. Die Menge an produziertem Methan steht in direktem Zusammenhang mit der Art der aufgenommenen Nahrung und dem Grad der Aufnahme, zusätzlich zu anderen Faktoren wie Tiergröße, Wachstumsrate, Produktionsniveau und Umgebungstemperatur. Der Methanverlust von Wiederkäuern bedeutet auch einen Verlust an Nahrungsenergie, so dass Initiativen zur Verringerung der Emissionen auch eine Möglichkeit darstellen, die Effizienz der Tierproduktion zu verbessern.

Forschungsprojekte

In jedem Projekt wurde die Reduzierung der Methanemissionen auf der Grundlage berechnet, dass die Kohlendioxidproduktion den Energieverbrauch durch das Tier widerspiegelt, so dass das Verhältnis von Methan zu Kohlendioxid ein Maß für die relative Produktion von Methan als Funktion der Aufnahme metabolisierbarer Energie darstellt. (Madsen et al. 2010; Leng und Preston 2010).

Kongvongxay, Preston, Leng und Khang (2011) untersuchten die Auswirkungen von vier verschiedenen Ebenen eines tanninreichen Blattwerks (Mimosa pigra) auf Futteraufnahme, Verdaulichkeit, Stickstoffretention und Methanproduktion bei vier Ziegen, die mit einer Basaldiät von Muntingia calabura gefüttert wurden. Jede Ziege wurde mit jeder der Diäten für einen Zeitraum von 10 Tagen versorgt. Pansenflüssigkeit, Urin und Kot wurden chemisch analysiert, um die Auswirkungen der Diät zu überwachen, und jede Ziege wurde nach der zweiten und vierten Fütterungsperiode in eine abgedichtete Kammer (hergestellt mit einem Bambusrahmen und Plastikfolie) gelegt, um das Verhältnis von aufstoßenem Gas Methan-Kohlendioxid zu messen. Die Ergebnisse zeigten die größte Methanreduktion (42%) bei 72% diätetischem Futter aus Mimosen.

Sophea und Preston (2011) untersuchten die Auswirkungen verschiedener Konzentrationen von zusätzlichem Kaliumnitrat, die Harnstoff ersetzen, auf die Wachstumsraten und die Methanproduktion bei Ziegen, die mit Reisstroh, Mimosenblättern und Wasserspinat gefüttert wurden. Es wurde festgestellt, dass Nitrat Kohlendioxid als Elektronenakzeptor im Pansen mit der Erzeugung von Ammoniak anstelle von Methan ersetzen könnte. Bei dieser Reaktion wird Nitrat zu Nitrit und dann zu Ammoniak reduziert, was zu einer geringeren Methangasemission führt. Daher wurde vermutet, dass ein Nitratsalz möglicherweise Harnstoff als eine Quelle von Nicht-Protein-Stickstoff (NPN) ersetzen könnte, da es wie bei Harnstoff eine fermentierbare Stickstoffquelle für die mikrobielle Proteinsynthese bereitstellen würde.

Unterschiedliche Konzentrationen von Kaliumnitrat ersetzten stickstoffhaltige Harnstoffmengen in einer Nahrung aus frischem Mimosenlaub, Reisstroh und Wasserspinat, die an 12 Ziegen in Einzelkäfigen über einen Versuchszeitraum von 84 Tagen verfüttert wurden. In diesem Projekt wurde Pansengas in ausgeatmeter Luft unter Verwendung einer Plastikhülse und einer Flasche gesammelt. Gasproben wurden am letzten Tag des Experiments entnommen, wobei jede Ziege 3 Minuten in die Flasche atmete, bevor sie fest verschlossen wurde. Die Proben wurden dann zum Labor in der Nong Lam Universität, Ho Chi Mih Stadt gebracht, wo die Verhältnisse von Methan zu Kohlendioxid mit dem Gasmet DX4030 gemessen wurden.

Es gab keine Unterschiede in der Lebendmassezunahme bei den verschiedenen Diäten und die Konzentrationen von Methan und Kohlendioxid in dem gemischten eruierten Gas und der Luft waren bei allen Diäten, die Kaliumnitrat enthielten, niedriger als bei denen mit nur Harnstoff als NPN-Quelle. Die relative Rate der Methanreduktion zeigte einen positiven krummlinigen Trend, der auf eine Reduktion von 60% anstieg, wenn der gesamte Harnstoff durch Nitrat ersetzt wurde.

Die Auswirkungen von Schwefel und Calciumnitrat auf die Methanproduktion von Ziegen, die mit Melasse mit Mimosa (Mimosa pigra) gefüttert wurden, wurden von Silivong, Preston und Leng (2011) untersucht. Atem auf engstem Raum wurde vor Ort mit dem Gasmet-Analysator analysiert. Die Forscher fanden heraus, dass diese Ergänzungsdiät zu einer Verringerung des Methan / Kohlendioxid-Verhältnisses im Vergleich zu Tieren, die mit Harnstoff ergänzt wurden, führte. Darüber hinaus verringerte die Zugabe von 0,8% Schwefel als Natriumsulfat zu der Diät auch das Methan / Kohlendioxid-Verhältnis, wobei die zwei Zusätze additive Wirkungen hatten. Zusätzliches Sulfat erhöhte sowohl die Verdaulichkeit des Rohproteins als auch die Nahrungsretention. Diese Kriterien wurden jedoch von der NPN-Quelle nicht beeinflusst.

Sangkhom, Preston, Khang und Leng (2012) haben den Effekt von Kaliumnitrat und Harnstoff als fermentierbare Stickstoffquellen auf die Wachstumsleistung und Methanemissionen in sechzehn männlichen, gelben Rindern, denen mit Kalk behandeltes Reisstroh ergänzt mit frischem Maniokablatt zugeteilt wurde, gemessen. Das Experiment dauerte 120 Tage, danach wurden die Konzentrationen von Methan und Kohlendioxid in eruiertem Gas in einer geschlossenen Kammer bestimmt, in der sich die Tiere vor der Gasanalyse für 5 Minuten aufgehalten haben.

Die tägliche Lebendgewichtszunahme und die Futterverwertung wurden durch die Zugabe von Nitrat anstelle von Harnstoff verbessert. Das Verhältnis von Methan zu Kohlendioxid in dem gemischten erucierten Gas und der Luft wurde durch die Zufuhr von Nitrat mit einer Gesamtreduktion der Methanemission von 25% verringert.

Die Auswirkungen der NPN-Quelle, der Menge an zugesetztem Schwefel und der Maniok-Quelle auf die Wachstumsleistung und die Methanemissionen wurden von Phuong, Khang und Preston (2012) untersucht. Proben von aufgestoßenem Gas wurden von 16 wachsenden Laisind-Weibchen gesammelt und mit dem Gasmet-Instrument für Methan und Kohlendioxid unter Verwendung des von Silivong (2011) beschriebenen Verfahrens analysiert.

Die Forscher stellten fest, dass die Futteraufnahme nicht von der NPN-Quelle beeinflusst wurde, aber durch Zugabe von 0,8% Schwefel verringert wurde und bei einer Behandlung mit frischem Manioka-Laub im Vergleich zu Blattmehl niedriger war. Nach Korrektur der Daten durch Kovarianz für Unterschiede im anfänglichen Lebendgewicht wurde die Wachstumsrate durch Zugabe von 0,8% Schwefel zu der Diät erniedrigt. Ohne Beeinträchtigung durch die NPN-Quelle oder die Quelle von Maniokablättern. Das Verhältnis von Methan zu Kohlendioxid wurde durch die Zufuhr von Kaliumnitrat anstelle von Harnstoff und durch frisches Maniokablatt im Vergleich zu Manioka-Blattmehl verringert.

In Vietnam arbeiteten Thanh, Thu und Preston (2012) mit zwölf weiblichen Phan Rang-Schafen an den Auswirkungen von Kaliumnitrat oder Harnstoff als NPN-Quellen in Verbindung mit Mangostan-Schalen (Garcinia mangostana) auf Methanproduktion, Pansenparameter und Wachstumsleistung. Die Supplementierung mit Mangostan-Schalen verringert das Verhältnis Essigsäure:Propionsäure und es wurde vorausgesagt, dass dies zu einer Verringerung der Methanproduktion führen würde.

Das Methan:Kohlendioxid-Verhältnis wurde an 85 Tagen unter Verwendung der Gasmet-Ausrüstung bestimmt, mit der Schlussfolgerung, dass die Zufuhr von Kaliumnitrat anstelle von Harnstoff das Verhältnis von Methan zu Kohlendioxid in der erhaltenen Luft von den Schafen verringerte. Es gab auch die Tendenz, dass die Methanproduktion durch die Supplementierung mit Mangosteen-Schalen reduziert wurde. Keines der Supplemente zeigte jedoch eine Wirkung auf die scheinbare Verdaulichkeit, N-Retention und Wachstumsleistung.

Silivong, Xaykham, Aloun and Preston (2012) untersuchten die Wirkung von Kaliumnitrat und Harnstoff auf die Futteraufnahme, Verdaulichkeit, Stickstoffbilanz und Methanproduktion von Ziegen, die mit einer Basisdiät von Gliricidia (Gliricidia sepium) und Mimosa (Mimosa pigra) zusätzlich Melasse ernährt wurden. Sie fanden, dass die Aufnahme von Trockenmasse, die Koeffizienten der scheinbaren Verdaulichkeit von DM und Rohprotein und die N-Retention bei Ziegen, die mit Mimosa gefüttert wurden, höher waren als bei denen, die Gliricidia gefüttert hatten. Im Gegensatz dazu waren die Methanemissionen viel geringer (um 70%), wenn Gliricidia die Futterquelle war. Es gab Tendenzen zu höheren Werten für die tägliche N-Retention mit Kaliumnitrat im Vergleich zu Harnstoff. Darüber hinaus reduzierte Kaliumnitrat das Methan: Kohlendioxid-Verhältnis im Vergleich zu Harnstoff, wenn Mimosa die Futterquelle war, hatte aber keine Wirkung, wenn Gliricidia gefüttert wurde.

Leng, Preston and Inthapanya (2012) untersuchten die Hypothese, dass es einen additiven Effekt auf die Reduktion von Methanemissionen durch die Zugabe von Pflanzenkohle (die potentielle mikrobielle Angewohnheit erhöht) und Nitrat auf die Ernährung von Rindern mit basischer Diät aus frischen Maniokwurzeln, ergänzt mit frischen Maniokblättern, gibt.

An zwölf jungen einheimischen „gelben“ Rindern wurde eine Untersuchung durchgeführt, die 98 Tage nach einer 21-tägigen Anpassungsphase an die Ernährung, dauerte. Am Ende des Experiments wurde eine Probe von gemischtem aufstossendem und atmendem Gas von jedem Tier auf Methan und Kohlendioxid unter Verwendung der Gasmet-Ausrüstung basierend auf dem von Madsen et al. (2010) vorgeschlagenen Ansatz analysiert.

Der Zuwachs von Lebendmasse erhöhte sich durch Zugabe von Pflanzenkohle zur Nahrung um 25% und verringerte sich wenn Nitrat Harnstoff ersetzte. Die Futterverwertung wurde durch Pflanzenkohle und Harnstoff, der Nitrat ersetzt, verbessert. Die Futteraufnahme wurde weder durch Biokohle noch durch die NPN-Quelle beeinflusst. Sowohl Biokohle als auch Nitrat reduzierten die Methanproduktion um 22% bzw. 29%; die Effekte sind additiv (41% Reduktion) für die Kombination von Pflanzenkohle und Nitrat.

Mimosa pigra ist ein invasives Unkraut, das über viele Gebiete in Südostasien verbreitet ist. Untersuchungen wie Silivong et al (2012 – siehe oben) haben jedoch die positiven nutritiven Wirkungen dieses Laubes aufgeführt.  So untersuchten Hang, Lam und Preston (2012) die Auswirkungen auf sechzehn abgesetzte Kreuzungsziegen durch die Ergänzung des Blattwerks von Melia azedarach mit dem Laub von Mimosa pigra.

Das Experiment dauerte 90 Tage und das Kohlendioxid und das Methan in den Gasen wurden in der letzten Woche gemessen. Dazu wurden die Ziegen in einen mit Kunststoff bedeckten Käfig gebracht und nach 5 Minuten zur Äquilibrierung die Konzentrationen mit einem Gasmet DX4030 FTIR Gasanalysator über einen Zeitraum von 10 Minuten aufgezeichnet.

Die Untersuchung zeigte, dass der Ersatz von Melia azedarach durch Mimosa-pigra-Blätter die Methanemissionen linear reduzierte und auf dem Substitutionsniveau von 22% eine Reduktion von 43% erreichte, wonach die Methanemissionen wieder anstiegen. Die Wachstumsraten waren hoch (80 bis 90 g / Tag) für alle Substitutionsebenen und standen in keinem Zusammenhang mit der Emissionsrate von enterischem Methan.

Im Rahmen einer Reihe von Studien um das Wissen über die Rolle von Nitrat für den in der Pansenfermentation von Kohlenhydraten produzierten Wasserstoff zu erweitern, untersuchten Sophal, Khang, Preston und Leng (2013) die Wirkung von Kaliumnitrat als Quelle für fermentierbaren Stickstoff beim Ersatz von Harnstoff durch enterische Methanemissionen. Vier männliche Rinder wurden mit basalem Futter aus Maniokwurzelchips und frischem Maniokablatt entweder mit Kaliumnitrat, mit 5% Diät-DM, oder mit Harnstoff, mit 1,4% Diät-DM, gefüttert. Der Zeitraum für jede Behandlung betrug 15 Tage. Die Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe von Nicht-Proteinstickstoff als Kaliumnitrat anstelle von Harnstoff zu wachsenden Rindern die Emissionen von enterischem Methan um 43% reduzierte und die Rate der N-Retention pro Einheit verdaute organische Substanz um 28% erhöhte.

Inthapanya und Preston (2015) untersuchten die Wirkung von zusätzlichen Futter- und Futterangeboten (ad libitum oder eingeschränkt) auf Futteraufnahme, Verdaulichkeit und N-Gleichgewicht bei mit Reisstroh gefüttertem männlichen Gelbvieh, das mit Harnstoff als Basaldiät behandelt wurde. Wasserspinat stimulierte die Aufnahme und Verdaubarkeit der Basaldiät von mit Harnstoff behandeltem Reisstroh, aber dies spiegelte sich nicht in einer erhöhten N-Retention wider, die die gleiche war, wie bei Cassavablatt als Ergänzung. Daher die Schlussfolgerung, dass das für den Metabolismus verfügbare Protein das Ergebnis von erhöhtem Pansenmikrobenprotein in dem Wasserspinat-Ergänzungsmittel war, aber für das Maniokblatt-Ergänzungsmittel stammte es von dem Protein, das dem Pansenverdau entging.

Silivong und Preston (2015) fanden heraus, dass das Wachstum von Ziegen verbessert wurde, wenn eine Basaldiät der Blätter von Bauhinia acuminata und Melasse mit Wasserspinat, einer schnell fermentierbaren Proteinquelle, und Pflanzenkohle ergänzt wurde. Im Gegensatz zu dem Bericht von Leng et al (2014), dass Biokohle die Methanemissionen von Rindern reduziert, die mit Harnstoff behandeltem Reisstroh gefüttert wurden, gab es in diesem Experiment mit Ziegen, die mit Laub gefüttert wurden, keinen Effekt von Pflanzenkohle auf Methanemissionen. In Übereinstimmung mit diesen Autoren hat sich die Biokohle jedoch positiv auf das Wachstum ausgewirkt.

Die Hypothese, dass die Proteinlöslichkeit ein Indikator für die potenzielle Methanproduktion bei Wiederkäuern ist, wurde in Untersuchungen über wachsende Ziegen entwickelt, die Blätter von Maniok oder Tithonia diversifolia mit oder ohne Wasserspinatblätter mit höherer Proteinlöslichkeit erhielten. In dieser Arbeit fanden Porsavatdy, Preston und Leng (2016) heraus, dass die scheinbare DM-Verdaulichkeit bei Diäten auf Tithonia-Basis um 30% höher war als bei Manioka-Blättern und sich bei Zugabe von Wasserspinat ebenfalls leicht verbesserte (ca. 3%). Es gab eine 21% ige Zunahme der N-Retention, wenn Maniok das Hauptblattwerk und nicht Tithonia war, aber die Vorteile von Wasserspinat waren geringer (etwa 8%). Die Methanemissionen wurden um 50% reduziert, wenn Maniok und nicht Tithonia das Hauptlaub in der Nahrung war, und wurden erhöht, wenn Wasserspinat ebenfalls gefüttert wurde. Es wird postuliert, dass bei solchen Futtermitteln das Futtergleichgewicht im Blinddarm / Dickdarm gegenüber dem Pansen besser ist. Die Beseitigung von Wasserstoff im Fermentationsabbau im Blinddarm scheint von der Acetogenese dominiert zu sein, die für eine verminderte Methanproduktion bei solchen Diäten verantwortlich wäre.

„Kilao“ – ein Nebenprodukt von Reisdestillat (RDB) – wird in fast allen ländlichen Dörfern in Lao produziert, wenn Reis fermentiert und destilliert wird, um Reiswein herzustellen. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass RDB sich positiv auf das Wachstum von Rindern auswirkt, wenn silierte Maniokwurzeln und Maniokblätter die Basis für die Ernährung bilden. Phongphanith und Preston (2016) führten eine Studie an zwölf Rindern durch und kamen zu dem Schluss, dass es eine Wechselwirkung zwischen RDB und Biokohle gibt. RDB hatte keinen Einfluss auf Methan: Kohlendioxid-Verhältnisse in Abwesenheit von Biokohle, aber verringerte das Methan: Kohlendioxid-Verhältnis um 36% in Kombination mit Biokohle. In ähnlicher Weise reduzierte Biokohle die Methanproduktion in Gegenwart von RDB, hatte jedoch die gegenteilige Wirkung in Abwesenheit von RDB.

Die Supplementierung einer Basaldiät aus silierter Maniokwurzel, Harnstoff und frischem Maniokblatt mit RDB verbesserte die Wachstumsrate um 37% und die Futterkonversion um 21%. Die Verbesserungen aufgrund der Biokohle-Supplementierung waren niedriger (15% für beide). Die kombinierte Wirkung von RDB und Pflanzenkohle bestand darin, die Lebendmassezunahme um 60% (von 300 auf 500 g / Tag) zu erhöhen. Die Verbesserung der Futterverwertung betrug 38%.

Elefantengras gilt als die am schnellsten wachsende Pflanze der Welt und könnte das fermentierbare Protein und die Faser liefern, die zur Optimierung der mikrobiellen Pansenfermentation von Maniokpulpe benötigt werden. Duy und Khang (2016) führten daher eine Studie durch, um die Auswirkungen auf die Wachstumsrate und auf die Produktion von enterischem Methan bei Sindhi-Rindern zu untersuchen, wobei Elefantengras mit einer Kombination aus Maniokpulpe und Kokosnussölmehl ergänzt wurde.

Zwanzig weibliche Sindhi-Rinder wurden eingesetzt. Am Ende des Experiments wurde eine Probe von gemischtem eruiertem und atmendem Gas von jedem Tier unter Verwendung des Gasmet DX4030 auf das Methan: Kohlendioxid-Verhältnis analysiert. Vor den Messungen wurden die Rinder 1 Stunde lang in einer geschlossenen Kammer gehalten, so dass die von den Tieren emittierten Gase mit der Luft der Umgebung ins Gleichgewicht kommen konnten. Luftproben im Stall wurden ebenfalls auf das Methan: Kohlendioxid-Verhältnis untersucht.

Man fand heraus, dass die Wachstumsrate erhöht wurde, die Futterverwertung verbessert wurde und das ermittelte Methan mit steigenden Mengen an Kokosnussölmehl in einer Grundnahrung aus Elefantengras und Maniokzellstoff abnahm. Die Löslichkeit des Nahrungsproteins wurde verringert, wenn die Konzentration an Kokosmehl in der Nahrung anstieg und direkt mit der Reduktion von Methan in Verbindung stand. Ein direkter Effekt des Kokosöls, das die Methanproduktion durch indirekte Effekte auf die Pansen-Protozoen-Population reduziert, könnte ebenfalls zur verringerten Methanproduktion beigetragen haben.

Die Verfügbarkeit von Brauergetreide beschränkt sich auf Standorte in der Nähe von Bierfabriken. Daher untersuchten Keopaseuth, Preston und Tham (2017) die Verwendung von Cassava-Laub; Ersetzen von Biertreber als Eiweißzusatz für zwölf mit Manioka-Zellstoff-Harnstoff und Reisstroh gefütterten Gelb-Rinder. Das Experiment wurde 120 Tage lang von Februar bis Juli 2016 durchgeführt. Am Ende des Versuchs wurden die Konzentrationen von Methan und Kohlendioxid mit einem Gasmet DX4030  in einer geschlossenen Kammer gemessen, in der die Tiere 20 Minuten vor der Gasanalyse gebracht wurden.

Die maximale Wachstumsrate wurde aufgezeichnet, als die Braukörner 9-17% Trockensubstanz enthielten wobei das Verhältnis von Methan zu Kohlendioxid mit einem krummlinigen Trend dramatisch abnahm als das frische Manioka-Blatt die Brauenkörner in der Diät ersetzte.

Der Anbau von Ölpalmen in der Demokratischen Volksrepublik Laos ist ein neues Vorhaben, das von der Regierung stark unterstützt wird. Es führte zur lokalen Produktion von Biodiesel und damit zur Verfügbarkeit von Rohglycerin. Phanthavong, Preston und Leng (2017) führten daher ein Experiment mit zweiunddreißig Yellow-Rinder (nicht kastrierten Männchen und Weibchen) durch, um die Wirkung von Glycerin auf Produktionsparameter und enterische Methanproduktion zu bewerten. Der Versuch dauerte 120 Tage und die Basaldiät bestand aus ad libitum silierter Maniokpulpe (mit 3% Harnstoff), frischen Bierkörnern und Reisstroh.

Andere Experimente zeigten, dass Rohglycerin in die Fleischrinddiäten in Mengen von bis zu 15% eingeschlossen werden kann, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Phanthavong et al (2017) zeigten jedoch erhöhte Wachstumsraten mit einem kurvenförmigen Trend, als Glycerol in den Diäten in der Nahrung von 0 auf 10,8% erhöht wurde. Bei der höchsten Glycerolkonzentration betrug der Anstieg des Gewichtszuwachses (von 449 auf 578 g / d) 29%. Die Futterumwandlungsrate wurde durch zugesetztes Glycerin nicht beeinflusst. Die Fütterung von Glycerin führte zu einer linearen Verringerung der Methankonzentration, so dass bei der höchsten Glycerol-Supplementierung die Methankonzentration nur 30% derjenigen betrug, die ohne Glycerin aufgezeichnet wurde. Die Autoren spekulierten, dass dieser Effekt auf einen niedrigen Rohproteingehalt und die kleinere Partikelgröße der Maniokpulpe zurückzuführen sein könnte.

Wasserspinat und Maniokblätter können eine leicht fermentierbare Proteinquelle liefern durch die Bereitstellung von Peptiden, Aminosäuren und Ammoniak, die zur Verstärkung der mikrobiellen Fermentation von Fasern in weniger verdaulichem Blattwerk erforderlich sind. Porsavathdy, Do und Preston (2017) führten daher ein Experiment an zwölf Ziegen durch, die mit einer Basaldiät aus Taubenholzlaub (Trema orientalis) gefüttert wurden, die entweder mit sonnengetrocknetem Maniokblatt (Manihot esculenta, Crantz) oder Wasserspinat (Ipomoea aquatica) ergänzt wurde. Sie folgerten, dass Ziegen, die mit Taubenholzlaub gefüttert wurden, bessere Wachstumsraten und eine bessere Futterverwertung aufwiesen, wenn ihre Nahrung mit sonnengetrocknetem Maniokblatt oder Süßwasserspinat ergänzt wurde. Die besten Ergebnisse wurden jedoch mit Maniokablättern erzielt. In ähnlicher Weise waren die Methanemissionen niedriger, wenn eine Ergänzung bereitgestellt wurde; 26% Reduktion mit Wasserspinat und 41% mit Maniokablättern.

Maniokensorten können grob in „süße“ und „bittere“ Ökotypen eingeteilt werden, je nach der Menge an cyanogenen Glykosiden, die Blausäure (HCN) durch Pflanzenenzyme produzieren, wenn Maniok gehackt und auch vom Tier gekaut wird. HCN wird auch im Pansen durch mikrobielle Enzyme erzeugt, die auf die Glycoside einwirken. Es wurde spekuliert, dass Bierkörner nicht nur als Bypassprotein, sondern auch gegenüber dem HCN oder seinen Vorläufern in dem „bitteren“ Cassavablatt einen Toleranzfaktor begünstigt oder diese biologisch abbaubar macht. Binh, Preston, Duong und Leng (2017) untersuchten die Auswirkungen einer niedrigen Konzentration (4% in der Trockensubstanz) von Bierkörnern, die zur Ernährung von Lasind-Rindern hinzugefügt wurden, beliebig ergänzt mit silierter Maniokpulpa mit Harnstoff und einer Mineralmixtur aus bitterem Maniokblatt. Der Versuch wurde über zwei 56-Tage-Zeiträume durchgeführt.

In der ersten Periode erhielten die Rinder, die mit bitterem Manioka-Blatt gefüttert wurden, nur 61 g / Tag, verglichen mit 383 g / Tag für diejenigen, die mit süßem Maniok-Blattwerk gefüttert wurden. In der zweiten Phase, in der die Brauerkörner der Behandlung hinzugefügt wurden, betrug der Zuwachs an Lebendgewicht 380 g / Tag. Das Verhältnis von Methan zu Kohlendioxid in gemischtem eruiertem Gas und Luft nahm in der Reihenfolge der Behandlungen ab, in denen die Diät mit Bierkörnern, süßem Maniok und bitterem Maniok ergänzt wurde.

Als Reaktion auf die Entdeckung von 10.000 Tonnen Cassava-Zellstoff, die über einen Zeitraum von 4 Jahren in einer offenen Grube auf der Indo Chine Tapioka-Fabrik in Vientiane, Lao PDR, als Abfall deponiert wurden, wurden Studien zur Bestimmung der Cassava-Werte als Grundlage für ein Intensivsystem für Mastrinder entwickelt. Die Extraktion von Proben in einer Tiefe von 10 m zeigte, dass die Maniokpulpe mit einem pH-Wert von 3,2 natürlich siliert worden war.

Die positiven Auswirkungen von Bierkörnern wurden in einer Reihe von Versuchen nachgewiesen, aber abhängig von der geografischen Lage führten Sangkhom, Preston, Leng, Ngoan und Phung (2017) eine 120-Tage-Studie mit 16 Gelbmastrindern durch, die eine Grundnahrung von Maniokwurzeln erhielten, die mit Hefe, Harnstoff, Diammoniumphosphat (DAP), Maniokblättern und Reisstroh fermentiert wurden. Die Hälfte der Tiere wurde ebenfalls mit RDP bei 4% der vorhergesagten DM-Aufnahme versorgt.

Die Ergänzung mit RDP verbesserte die Wachstumsrate und Futterverwertung um 40% bzw. 20% und das Verhältnis von Methan zu Kohlendioxid im ererbten Pansengas um 26%.

Schlussfolgerungen

Vieh spielt eine wichtige Rolle in Asien, die über die traditionelle Versorgung mit Fleisch und Milch hinausgeht; Die Tiere werden auch für Zwecke wie Zugkraft, Transport, Kapital, Kredit, Sozialwert, Häute und eine Quelle für organischen Dünger für den saisonalen Anbau verwendet. Dennoch tragen Wiederkäuer wesentlich zu den Treibhausgasemissionen in der Atmosphäre bei. Es ist daher wichtig, Wege zu finden, diese Emissionen zu reduzieren, und die oben skizzierten Forschungsarbeiten zeigen, wie erhebliche Verringerungen erreicht werden können, während gleichzeitig die Tierproduktion verbessert und lokal verfügbare Ressourcen mit geringen Kosten genutzt werden.

Leng (1991) wies darauf hin, dass der erste Schritt bei der Entwicklung von Methan-Abschwächungsstrategien darin besteht, die Produktivität zu erhöhen, da Methan unabhängig davon produziert wird, ob das Tier nur gehlalten wird oder Milch und Fleisch produziert werden.

In jedem der oben genannten Versuche, die sich über 8 Jahre erstrecken, wurde ein tragbarer Gasmet FTIR-Gasanalysator eingesetzt, um eruptiertes Gas von Wiederkäuern zu messen. Ein entscheidender Vorteil dieses einzigartigen Analysators ist seine Fähigkeit, vor Ort zu arbeiten und nahezu sofortige Messungen für eine große Anzahl von Zielgasen zu liefern. Die Messwerte können auf einem PDA oder Laptop angezeigt und aufgezeichnete Spektren können mit der Calcmet ™ Software protokolliert und analysiert werden.

Der Gasmet DX4030 und sein Nachfolger DX4040 sind robust und einfach zu bedienen, was die Zeit für die Schulung neuer Mitarbeiter und die Durchführung von Tests minimiert. Portabilität, Robustheit, Benutzerfreundlichkeit, Unabhängigkeit von der Stromversorgung, kombiniert mit Multigas-Fähigkeit, Genauigkeit und Empfindlichkeit, machen die Gasmet FTIR-Analysatoren ideal für Forschungsprojekte, die zuverlässige Messungen in ländlichen Gegenden durchführen müssen.

Zusammenfassend untersuchen die oben skizzierten Forschungsprojekte die Auswirkungen von Ernährung auf die Tierproduktivität, methaninduzierte Methanemissionen und Ressourceneffizienz; Dadurch wird ersichtlich, was Tierhalter im Kampf gegen Klimawandel und ländliche Armut tun können.

Literaturnachweis:

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Sangkhom I, Preston T R, Khang D N and Leng R A 2012: Effect of potassium nitrate and urea as fermentable nitrogen sources on growth performance and methane emissions in local “Yellow” cattle fed lime (Ca(OH)2) treated rice straw supplemented with fresh cassava foliage. Livestock Research for Rural Development. Volume 24, Article #27.

Sangkhom I, Preston T R, Leng R A, Ngoan L D and Phung L D 2017: Rice distillers’ byproduct improved growth performance and reduced enteric methane from “Yellow” cattle fed a fattening diet based on cassava root and foliage (Manihot sculenta Cranz). Livestock Research for Rural Development. Volume 29, Article #131.

Sengsouly P and Preston T R 2016: Effect of rice-wine distillers’ byproduct and biochar on growth performance and methane emissions in local “Yellow” cattle fed ensiled cassava root, urea, cassava foliage and rice straw. Livestock Research for Rural Development. Volume 28, Article #178. 

Silivong P and Preston T R 2015: Growth performance of goats was improved when a basal diet of foliage of Bauhinia acuminata was supplemented with water spinach and biochar. Livestock Research for Rural Development. Volume 27, Article #58.

Silivong P, Preston T R and Leng R A 2011: Effect of sulphur and calcium nitrate on methane production by goats fed a basal diet of molasses supplemented with Mimosa (Mimosa pigra) foliage. Livestock Research for Rural Development. Volume 23, Article #58.

Silivong P, Xaykham O, Aloun O and Preston T R 2012: Effect of potassium nitrate and urea on feed intake, digestibility, N balance and methane production of goats fed a basal diet of Gliricidia (Gliricidia sepium) and Mimosa (Mimosa pigra) foliages supplemented with molasses. Livestock Research for Rural Development. Volume 24, Article #138.

Sophal C, Khang D N, Preston T R and Leng R A 2013: Nitrate replacing urea as a fermentable N source decreases enteric methane production and increases the efficiency of feed utilization in Yellow cattle. Livestock Research for Rural Development. Volume 25, Article #113.

Sophea Iv and Preston T R 2011: Effect of different levels of supplementary potassium nitrate replacing urea on growth rates and methane production in goats fed rice straw, mimosa foliage and water spinach. Livestock Research for Rural Development. Volume 23, Article #71.

Thanh V D, Thu N V and Preston T R 2012: Effect of potassium nitrate or urea as NPN sources associated with Mangosteen peel (Garcinia mangostana) on methane production, rumen parameters and growth performance of Phan Rang sheep in the Mekong Delta of Vietnam. Livestock Research for Rural Development. Volume 24, Article #73.

 

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