Effizienzsteigerung in der Milchviehhaltung durch optimierte Fütterung

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1 Effizienzsteigerung in der Milchviehhaltung durch optimierte Fütterung Dr. Thomas Jilg Landwirtschaftliches Zentrum für Viehhaltung, Grünlandwirtschaft, Milchwirtschaft, Wild, Fischerei Baden-Württemberg, Atzenberger Weg 99, Aulendorf 1. Einleitung Ein effizienter Umgang mit den Ressourcen ist in der Landwirtschaft sowohl aus ökonomischen als auch aus ökologischen Gründen geboten. In der Milchviehhaltung ist neben Aspekten wie Arbeitswirtschaft, Energieverbrauch die Fütterung ein Schlüsselfaktor zur Effizienzsteigerung. Im folgenden sollen die Auswirkungen von Milchleistung, Futterverlusten, Futterkosten auf die Effizienz der Milchviehhaltung diskutiert werden. 2. Milchleistung und Effizienz der Nährstoffausnutzung Der Nährstoffbedarf der Milchkuh setzt sich zusammen aus dem Erhaltungsbedarf und dem Nährstoffbedarf in Abhängigkeit von der Milchleistung. Dies wird auch als Leistungsbedarf bezeichnet. Der Erhaltungsbedarf ist abhängig von der Lebendmasse. Der Leistungsbedarf steigt linear mit der Milchleistung an (GfE.2001). Deshalb sinkt der Nährstoffbedarf je erzeugtem kg Milch bei steigender Leistung. In den Abbildungen 1 und 2 wird dies für den Bedarf an Nettoenergie-Laktation(NEL) und Rohprotein exemplarisch für weitere Nährstoffe dargestellt. MJ NEL/kg Milch 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 6,2 5,7 5,3-14 % 5,1 4,9 4,7 4,6 3,5 3, Milchleistung, kg /Jahr Abbildung 1: Energiebedarf pro Liter Milch (Erhaltung + Leistung) in Abhängigkeit von der Herdenleistung

2 Eine Leistungssteigerung von 6000 kg Milch/Kuh/Jahr auf 9000 kg Milch/Kuh/Jahr senkt den Energieverbrauch pro kg Milch um 14 %. Die Futterkosten pro Liter Milch sinken. Wie stark, hängt von der Differenz zwischen Grobfutterkosten und Kraftfutterkosten ab. Ähnliches, wenn auch nicht im gleichen Ausmaß, gilt für den Eiweißverbrauch pro Liter Milch. Die Leistungssteigerung von 6000 kg auf 9000 kg Herdenleistung senkt den Eiweißverbrauch je kg Milch um 9 % % g nxp/kg Milch Milchleistung, kg /Jahr Jilg 2010 Abbildung 2: Eiweißbedarf pro Liter Milch (Erhaltung + Leistung) in Abhängigkeit von der Herdenleistung Futterkonvertierungseffizienz Ein weiterer Parameter für die effektive Fütterung ist die Futterkonvertierungseffizienz (FKE) n. Thomet et al. (2002). Definition: FKE = kg Milch /kg Futter-TM. In Tabelle 1 wird ein Beispiel für das LAZBW Aulendorf dargestellt. Tabelle 1: Futterkonvertierungseffizienz in einer Herde mit 2 Leistungsgruppen. Beispiel: LAZBW, Futterkonvertierungseffizienz (FKE) Leistungsgruppe Anzahl Milch TM-Verzehr kg Milch/kg TM kg kg ,5 21 1, ,2 15,7 1,2 Trockenteher 21 9,5 Durchschnitt lakt. Kühe 31,1 1,5 Durchschnitt alle Kühe 22,4 1,3 Ziel für lakt. Kühe : 1,5 ( je nach Aufteilung in Gruppen 1,1 bis 1,7 ) 2

3 In Leistungsgruppe 1 beträgt die FKE 1,6, in Leistungsgruppe 2 beträgt die FKE 1,2. Dies ergibt im Durchschnitt für die laktierenden Kühe 1,5. Wenn auch die Trockensteher einbezogen werden, beträgt die FKE 1,3. Daraus ergibt sich folgendes: Je weniger Kühe sich in Leistungsgruppe 2 befinden, um so höher ist die FKE. Der Herde. FKE-Werte von über 1,7 in Leistungsgruppe 1 wären andererseits ein Hinweis auf eine starke Mobilisierung von Körperreserven. Eine verlängerte Zwischenkalbezeit wirkt sich ebenfalls mindernd auf die Futterkonvertierungseffizienz aus. Das Konzept Futterkonvertierungseffizienz kann durch Hinzunahme des Futterverbrauchs für die Rinderaufzucht, die zur Remontierung der abgehenden Milchkühe notwendig ist, und durch die Berücksichtigung der Lebensleistung der Milchkühe erweitert werden. Der Futterverbrauch in der Rinderaufzucht bei 24 Monaten und 30 Monaten Erstkalbealter wird in Tabelle 2 in Anlehnung an die KTBL-Datensammlung dargestellt (KTBL 2008). Tabelle 2: Futterverbrauch in der Rinderaufzucht. EKA MJ ME MJ NEL Rohrotein kg Futter, kg TM 24 Monate Monate Rinder mit einem Erstkalbealter von 30 Monaten verbrauchen 42 % mehr Futter als Rinder mit einem Erstkalbealter von 24 Monaten. In Tabelle 3 wird der kumulative Energiebedarf in MJ NEL und der kumulative Futterbedarf in kg Trockenmasse bei steigender Anzahl an Laktationen (Lebensalter) aufgeführt. Tabelle 3: Kumulative Milchleistung, kumulativer Energiebedarf (NEL) und Futterbedarf. Milchleistung Lebensleistung NEL-Bedarf Futterverbrauch kg/kuh/jahr kg Milch MJ TM-Verzehr, kg 1. Lakt Lakt Lakt Lakt Lakt Lakt Jilg 2010 In Abbildung 3 wird die erzeugte Milchmenge pro kg Futterverbrauch in Abhängigkeit von der kumulativen Milchleistung für die Erstkalbealter 24 Monate und 30 Monate dargestellt. Das niedrigere Erstkalbealter verbessert die FKE je nach Anzahl an Laktationen um 4 bis 12 Prozent. Einen noch stärkeren Einfluss haben die Lebensleistung. Kühe mit 2 Laktationen haben eine um 25 bis 30 Prozent höhere FKE. Mit zunehmender Lebensleistung flacht die Steigerung der FKE ab. Die sechste Laktation steigert die FKE im Vergleich zur fünften nur noch um 3 Prozent. Abbildung 4 zeigt den Verbrauch an MJ NEL pro kg Lebensleistung bei unterschiedlichem Erstkalbealter. Die Auswertung zeigt noch einmal die überragende Bedeutung der Langlebigkeit, aber auch der Dauer der Aufzuchtphase für die effiziente Ausnutzung der Futterenergie. Je nach Nutzungsdauer und Erstkalbealter werden zwischen 5,7 und 9,5 MJ NEL pro kg Milch benötigt. 3

4 Futterkonvertierungseffizienz 1,20 1,10 kg Milch/kg Futter 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 Lebensleistung, kg Milch Anzahl der Laktationen 24 Mo EKA 30 Mo EKA Abbildung 3: Futterkonvertierungseffizienz in Abhängigkeit von Erstkalbealter und Lebensleistung. Energieverbrauch (NEL) pro kg Milch in Abhängigkeit von Erstkalbealter (EKA) und Nutzungsdauer 10,00 MJ NEL /kg Milch. 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 kg Lebensleistung 24 Mo EKA 30 Mo EKA 4,00 3, Anzahl der Laktationen Jilg 2010 Abbildung 4: Energieverbrauch pro kg Milch in Abhängigkeit von Erstkalbealter und Nutzungsdauer. 4

5 3. Ausscheidung umweltrelevanter Stoffe In Zukunft wird Maßnahmen zur Reduzierung umweltrelevanter Stoffe noch mehr Bedeutung zukommen wie es bisher schon der Fall ist. Der Sektor Landwirtschaft trägt in Deutschland mit einem Anteil von 11,6 % auch zum Ausstoß klimarelevanter Gase bei (BMELV, 2008, DBV, 2010). Ein Sechstel davon wird Verdauungsprozessen der Tiere zugeordnet. Speziell beim Ammoniak ist der Anteil sogar 90 %. Bis zu 90 % der Ammoniakemissionen und etwa 15 % des Methananfalls werden weltweit der Nutztierhaltung zugeordnet (Flachowsky u. Lebzien (2005). Es müssen deshalb Anstrengungen zur Reduktion der Methanemission und der Ammoniakemission unternommen werden. Die Fütterung kann hierzu auch einen Beitrag leisten. Stickstoff- und Methanausscheidung kg /Kuh und Jahr kg Stickstoff/Kuh und Jahr kg Methan/Kuh und Jahr Milchleistung kg/kuh und Jahr n. Flachowski (1995) Abbildung 5: Ausscheidung von Methan und Stickstoff in Abhängigkeit von der Milchleistung. In Abbildung 5 wird der Zusammenhang zwischen Methan- und Stickstoffausscheidung und der Milchleistung dargestellt. Die Ausscheidung beider Stoffe wird von der Futtermenge, aber auch von der Futterzusammensetzung beeinflusst. Methan und Stickstoffausscheidungen pro kg Milch g/lkg Milch/Tag N-Ausscheidung g/kg Milch Methanausscheidung, g/kg Milch n. Flachowski (1995) Milchleistung pro Kuh und Jahr Abbildung 6: Methan- und N-Ausscheidung in Abhängigkeit von der Milchleistung. 5

6 Bei der Vergärung von Stärke entsteht weniger Methan als bei der Vergärung von Zellulose. Eiweißüberschüsse in der Futterration können die N-Ausscheidungen gewaltig erhöhen. Zunächst steigen die Ausscheidungsmengen mit der Leistung. Abbildung 6 zeigt andererseits, dass leistungsstarke Kühe pro kg Milch weniger Methan und Stickstoff ausscheiden. Eine Verdopplung der Milchleistung kann die Methanausscheidung nahezu halbieren. Die N-Ausscheidungen je kg Milch können durch Verdopplung der Milchleistung um ca. ein Drittel gesenkt werden. Als Parameter für die N-Ausscheidungen kann neben der Milchleistung und dem Milchproteingehalt der Milchharnstoffgehalt dienen (Bannink u. Hindle (2003). Der Milchharnstoffgehalt lässt Rückschlüsse auf die Versorgung des Pansens mit Ammoniumstickstoff zu. Milchharnstoffgehalte von 20 mg/100 ml korrespondieren n. Jilg et al (1999) mit einer ausgeglichenen ruminalen N-Bilanz (RNB=0. Eine durchschnittliche Erhöhung des Milchharnstoffgehaltes um 10 mg/100 ml Milch erhöht die N-Ausscheidung pro Jahr um ca. 20 kg (Abbildung 7). Gezielte Rationsgestaltung unter Einbeziehung des Milchharnstoffgehaltes kann also die N- Ausscheidungen deutlich vermindern. Kühe mit 6000 kg Milchleistung pro Jahr und einem Milchharnstoffgehalt von 27 mg/100 ml scheiden genauso viel Stickstoff aus wie Kühe mit kg Milchleistung pro Jahr und einem Milchharnstoffgehalt von 20 mg/100ml. N-Ausscheidungen in Abhängigkeit von Milchleistung und Milchharnstoffgehalt n.bannink u. Hindle (2003) 160 kg N/Kuh/Jahr kg kg Milchharnstoff Abbildung 7: Schätzung der N-Ausscheidung in Abhängigkeit von Milchmenge und Milchharnstoffgehalt. 3. Futterverluste In Abbildung 8 sind die potentiellen Futterverluste für Weidegang und Grassilagebereitung dargestellt. Sie setzen sich aus Feldverlusten, Konservierungsverlusten, Futterverderb und Futterresten zusammen. Bei der Futterkonservierung hängen die Feldverluste von der Intensität der Bearbeitung und der Einfahrfeuchte ab. Schonende Bearbeitung und nicht zu starkes Anwelken können diese Verluste minimieren. Die Konservierungsverluste können durch zügiges Befüllen, starkes Verdichten, durch Silierzusätze und durch sorgfältige Abdeckung minimiert werden. Jede Erwärmung zieht eine Verminderung gerade der hochverdaulichen Nährstoffe (z.b. Zucker) nach sich. Verdorbenes Futter, das abgeräumt werden muss, aber auch die Wärmeverluste durch Gärung und Nachgärung verteuern direkt die Futterkosten, weil für dieses Material bereits Geld ausgegeben wurde. Dazu kommt noch, dass der Anteil 6

7 der Futterreste steigt bzw. durch geringere Futteraufnahme Leistung verschenkt wird. Im Einzelfall können die Verluste erheblich über den angegebenen Spannen liegen. Futterkonservierung 5 bis 15 % 5 bis 10 % Weide 5 bis 10 % Futterrest 5-10 % Verwertung möglich? % Abbildung 8: Futterverluste beim Grobfutter. Futterreste können ggf. noch in der Fütterung anderer Tiergruppen eingesetzt werden, wenn sie einen Futterwert haben und keine hygienischen Gründe dagegen stehen. Beim Weidegang entstehen je nach Weidesystem ebenfalls Futterreste. Sie sind am niedrigsten bei der Kurzrasenweide und der Portionsweide. Bei ungünstigen Wetterverhältnissen und Überalterung des Futters bzw. Überalterung können die Weidereste bis 25 % betragen. 4. Futterkosten Die Futterkosten machen im Durchschnitt 32 % der Vollkosten der Milcherzeugung aus (Rindereport BW 2009). 53 % davon sind Grundfutterkosten, 47 % entfallen auf das Kraftfutter. Im Rinderreport wird eindrucksvoll dargelegt, dass mit steigender Grundfutterleistung eine steigende Milchleistung und steigende Deckungsbeiträge einhergehen (Abbildung 9). Steigende Grundfutterleistungen sind auch verbunden mit geringerem Kraftfutteraufwand pro kg Milch und geringeren Futterkosten pro kg Milch. Bei Grundfutterleistungen von 1500 bis 2000 kg liegt die Milchleistung im Schnitt bei 6935 kg, der Kraftfutterverzehr bei 351 g/kg Milch und die Futterkosten bei 15,7 ct/kg Milch. Bei Grundfutterleistungen von über kg liegt die Milchleistung bei 8454 kg, der Kraftfutterverzehr bei 224 g/kg Milch und die Futterkosten bei 14,2 ct/kg Milch. Dies ist nur mit energiereichem Grobfutter möglich. 7

8 ct/kg Milch 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 Grundfutterleistung und Futterkosten 6837 kg 6935 kg 7307 kg 7836 kg 8454 kg 8804 kg Milchleistung, ECM 10,0 8,7 7,8 7,0 6,2 5,4 g KF MLF-III korr/kg Milch ,6 7,9 8,0 8,4 7,0 6,5 4,0 2,0 GF kalk., ct/kg Milch KF, ct/kg Milch 0,0 < > 5000 Gundfutterleistung Rinderreport BW 2009 Abbildung 9: Milchleistung, Grundfutterkosten, Kraftfutterkosten und KF-Einsatz je kg Milch in Abhängigkeit von der Grundfutterleistung Energiereiches Grobfutter ist die wesentliche Vorraussetzung für eine hohe Futteraufnahme, eine hohe Grobfutterleistung, eine hohe Milchleistung, geringe Futterkosten und einen hohen Deckungsbeitrag. In Abbildung 10 sind die durchschnittlichen Vollkosten einer Reihe von Futtermitteln dargestellt (LEL 2009). 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,27 0,26 0,31 0,22 0,16 0,12 0,33 0,29 0,20 0,23 0,28 0,28 0,10 0,05 Grassil., Konv. Grassil., Ballen Standweide int., Konv. Heu, Konv Maissil. Konv. 170 dt/ha GPS Triticale, Konv. Luzernesil., Konv. LEL 2009 Abbildung 10: Vollkosten ausgewählter Grobfuttermittel. 8

9 Die niedrigsten Vollkosten hat die intensive Standweide mit 12 bis 16 ct/kg Milch, die höchsten das Heu (33 ct/10 MJ NEL) und die Rundballensilage (31ct/10 MJ NEL). Kraftfuttermittel sind bezogen auf 10 MJ NWEL mitunter preiswerter als Grassilagen. Dies gilt aktuell für Weizen, Gerste, Hafer und Melasseschnitzel (Abbildung 11). ct/10 MJ NEL 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 24,2 incl. Mahlen + Mischen 16,8 15,7 15,6 19,3 31,5 5,0 0,0 Abbildung 11: Kosten pro 10 MJ NEL bei ausgewählten Kraftfuttermitteln. Bei diesem Vergleich sind die höheren Eiweißgehalte von Grassilage noch nicht berücksichtigt. Auf Grund des derzeit hohen Preises für Sojaextraktionsschrot sind Rapsprodukte sehr attraktiv. In Tabelle 4 werden die Kosten von Mischfuttern auf Raps- oder Sojabasis miteinander verglichen. Die Mischung ohne Sojaextraktionsschrot ist um 1,2 Euro pro dt. günstiger. Tabelle 4: Kosten MLF18/3 (18 % XP, Energiestufe 3. Soja/Raps nur Raps Stand Feb2010 /dt % % Weizen 12, Mais 18,3 15 Melasseschnitzel 13,2 17 Sojaextraktionsschrot 34,2 20 Rapsextraktionsschrot 21,5 30 Raproplus 24, Mineralfutter 65,0 3 2 Mischung, /dt 19,9 18,7 9

10 Tabelle 5: Kosteneinsparung beim Austausch von Sojaextraktionsschrot durch Rapsextraktionsschrot Herdenleistung dt KF (RR 2009) 19,8 21,2 24,4 25,1 Differenz pro Kuh bei 50 Kühen, Bei 50 Kühen können pro Jahr 1200 bis 1500 Euro eingespart werden (Tabelle 5). Pro Liter Milch sind dies 0,3 Cent. 5. Zusammenfassung Leistungsstarke Kühe haben einen höheren täglichen Nährstoffbedarf, je kg erzeugte Milch jedoch einen niedrigeren Bedarf als Kühe mit niedriger Leistung. Eine steigende Nutzungsdauer bzw. Lebensleistung wirken sich enorm positiv aus auf den Ressourcenverbrauch. Bei der Rationsgestaltung ist zunehmend die Berücksichtigung von Einflüssen auf Umwelt (Stickstoff, Phosphor, Methan) zu beachten. Futterverluste erhöhen die Futterkosten. Schonende Behandlung bei der Ernte und sorgfältige Konservierung tragen zur Minimierung bei. Eine hohe Grundfutterleistung ist Voraussetzung für eine hohe Milchleistung, geringe Futterkosten je Liter Milch und für einen hohen Deckungsbeitrag. Markt - und Warenkenntnisse sind die Voraussetzung für die Auswahl kostengünstiger Zukaufskomponenten. 6. Literatur Bannink, A. u. V.A.Hindle (2003): Prediction of N-intake and N-excretionby dairy cows from milk data. Report , Animal Science Group Lelystad. BMELV (2008): BMELV-Bericht 2008 zum Klimaschutz im Bereich Land- und Forstwirtschaft DBV (2010): Situationsbericht 2010 Flachowsky, G. und P. Lebzien (2005): Weniger Spurengase durch gezielte Ernährung der Nutztiere. Forschungsreport 1/2007, 7-9. GfE 2001: Energie und Nährstoffbedarf landwirtschaftlicher Nutztiere Nr. 8 Milchkühe und Aufzuchtrinder. DLG-Verlag Frankfurt. Jilg, T., H.Steingaß und Gerd Diebold (1999): Eiweißfütterung - Vorhalten ja oder nein? Landinfo 2/99, KTBL (2008): Betriebsplanung Landwirtschaft 2008/2009. KTBL Darmstadt. 10

11 LEL (2009): Vollkost PV Tierhaltung und Futterbau. EXCEL-Anwendung. LEL Schwäbisch Gmünd LEL (2010): Rinderreport LEL Schwäbisch Gmünd Thomet, P. H.Rätzer und Bruno Durgiai (2002): Effizienz als Schlüssel für die wirtschaftliche Milchproduktion. Agrarforschung 9(9):