Forschungs- und Innovationsprojekt
Verbundvorhaben GalliLuz: Gewinnung und Einsatz von eiweißreichen Luzerneprodukten in der ökologischen Geflügelfütterung

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Gewinnung und Einsatz von eiweißreichen Luzerneprodukten in der ökologischen Geflügelfütterung

Im Forschungsprojekt 'GalliLuz' wird untersucht, welchen Einfluss der Einsatz von Luzerneprodukten auf die Leistung und Akzeptanz von Geflügel sowie auf Stickstoffemissionen, Darmmikrobiom und Tiergesundheit in der ökologischen Geflügelhaltung hat. Dazu werden Luzernespitzen und -blätter gewonnen, um sie als Eiweißfuttermittel in Alleinfuttermischungen für Geflügel einzusetzen. Diese Eiweißfuttermittel werden dabei an Masthühner, Junghennen und Legehennen verschiedener Leistungsniveaus (Zweinutzungshahn, langsam wachsendes Masthuhn; Zweinutzungshenne, Legehybrid) verfüttert und untersucht.

Hintergrund

Die Suche nach ökologisch und regional erzeugten Futtermitteln zur Eiweißversorgung von Nichtwiederkäuern im ökologischen Landbau drängt aufgrund der EU-Öko-Verordnung 2018/848 und den damit verbundenen Forderungen. In der ökologischen Geflügelernährung stellt die bedarfsgerechte Versorgung mit essenziellen Aminosäuren, insbesondere mit schwefelhaltigen Aminosäuren und speziell Methionin, eine zentrale Herausforderung dar. Dies wird durch die geringen Methioningehalte der verfügbaren ökologischen Futterkomponenten verursacht. Die heimische Luzerne ist aufgrund ihres Rohproteingehalts und des günstigen Aminosäurenmusters ein - aus dieser Sicht - geeignetes Eiweißfuttermittel für die ökologische Ernährung von Nichtwiederkäuern.
Abgeschlossene Forschungsvorhaben an der LfL wie „Grünlegum“ und „NovaLuz“ haben das Potential der Luzerne als Eiweißfuttermittel sowie ihre Einsatzgrenzen untersucht. Dabei führte der Einsatz von hohen Luzernemengen in Alleinfuttermischungen bei schnellwachsenden Masthühnern und Legehybriden u. a. zu Leistungsdepressionen. Dies wird möglicherweise durch die antinutritiv wirkenden Saponine verursacht, welche in der Luzernepflanze enthalten sind. Andere Untersuchungen haben jedoch festgestellt, dass die Verwendung von Luzerneprodukten bei Zweinutzungshähnen zu einer Leistungssteigerung führen kann. Diese publizierten Ergebnisse können die Forschungslücke im Bereich der Verwertung von Luzerneprodukten als Futter in der Geflügelhaltung nicht komplett abdecken. Deshalb hat das aktuelle Forschungsvorhaben „GalliLuz“ die Hauptaufgabe die unterschiedlichen Hypothesen im Zusammenhang mit Luzerneprodukten in der Geflügelernährung wissenschaftlich zu klären.

Abgeschlossene Forschungsvorhaben "Grünlegum" und "NovaLuz" an der LfL

Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass die Konzentration der Saponine in Luzerneprodukten stark vom Schnittzeitpunkt, der Witterung, der Sorte, der Art der Konservierung, dem Pflanzenteil und dem Entwicklungsstadium abhängt. Eine Optimierung der Erntetechnik und/oder des Konservierungsverfahrens könnte möglicherweise Einfluss darauf nehmen. Zusätzlich können Saponine positive Effekte auf die Stickstoffemissionen in der Geflügelhaltung haben, insbesondere in Form von Ammoniak.

Ziele

Gesamtziel des Verbundvorhabens 'GalliLuz' ist es, eine an den Genotyp angepasste 100 %-ige Öko-Fütterung auf Basis heimischer Eiweißfuttermittel zu erreichen und gleichzeitig mögliche Einflussfaktoren der Luzerneprodukte auf die tierischen Leistungen sowie die Stickstoffemissionen, das Darmmikrobiom und die Tiergesundheit zu prüfen. Das Projekt verfolgt konkret die folgenden Ziele:
  • Optimierung der Werbung, Konservierung und Verarbeitung von Luzerneblättern und Luzernespitzen unter Einsatz alternativer technischer Werbungs-, Konservierungs- und Aufbereitungsverfahren, um einen hohen Rohproteingehalt im Erntegut zu erzielen, den Anteil antinutritiver Inhaltsstoffe zu reduzieren und dadurch den Einsatz von Luzerneprodukten als wertvolles Eiweißfuttermittel in der Geflügelernährung zu ermöglichen.
  • Untersuchung der Eignung verschiedener Einmischraten von Luzerneblättern und -spitzen in ökologischen Geflügelrationen (Masthuhn, Junghenne, Legehenne), um eine 100 %-ige Öko-Fütterung mit heimischen Eiweißfuttermitteln ohne Verminderung der Leistung zu ermöglichen. Darüber hinaus soll untersucht werden, ob es Unterschiede in der Akzeptanz zwischen verschiedenen Herkünften (Zweinutzungshahn, langsam wachsendes Masthuhn; Zweinutzungshenne, Legehybrid) gibt, um zukünftig eine gezielte und an den Genotyp angepasste Fütterung zu ermöglichen.
  • Untersuchung des Potentials und Beitrags von Luzernesaponinen zur Verringerung der Stickstoffemissionen in der Geflügelhaltung unter Berücksichtigung möglicher Effekte auf das Darmmikrobiom.
  • Ermittlung möglicher Auswirkungen der Fütterung mit Luzerneprodukten auf die Leistung und das Tierwohl von Legehennen und Masthühnern im Vergleich zwischen Zweinutzungshahn und langsam wachsendem Masthuhn sowie Zweinutzungshenne und Legehybrid.
  • Transfer des im Projekt erarbeiteten Wissens in die Praxis.

Beteiligte Forschungspartner

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL)
Institut für Landtechnik (ILT)
Vöttinger Straße 36, 85354 Freising
Projektkoordination und Teilprojektleitung Werbungsverfahren und -technik: Stefan Thurner (ILT 1b)
Teilprojektleitung Emissionen: Diana Andrade (ILT 2b)
Projektbearbeitung: Isabella Kirn, Dr. Jan Maxa, Anja Dreßel, Florian Betzenbichler
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL)
Institut für Tierhaltung, Tierernährung und Futterwirtschaft (ITF)
Prof.-Dürrwaechter-Platz 2, 85586 Poing
Teilprojektleitung Fütterungsversuche: Dr. Philipp Hofmann (Kitzingen, ITF 3d)
Projektbearbeitung: Isabel Roth
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT)
Fakultät Nachhaltige Agrar- und Energiesysteme (AE)
Am Staudengarten 1, 85354 Freising
Teilprojektleitung Fütterungsversuche: Prof. Dr. Gerhard Bellof
Projektbearbeitung: Alina Schramm, Peter Weindl

Gewinnung und Einsatz von eiweißreichen Luzerneprodukten in der ökologischen Geflügelfütterung (GalliLuz) Externer Link

Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)
Tierärztliche Fakultät
Veterinärstr. 13/R 80539 München
Teilprojektleitung Tiergesundheit: Prof. Dr. med. vet. habil. Helen Louton
Projektbearbeitung: Amelie Jäckel

Arbeitspakete (AP)

Das Projekt „GalliLuz“ ist in vier Arbeitspakete (AP) gegliedert für deren Bearbeitung das Institut für Landtechnik und Tierhaltung (ILT, Projektkoordination) und das Institut für Tierhaltung, Tierernährung und Futterwirtschaft (ITF) der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), die Fakultät Nachhaltige Agrar- und Energiesysteme der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) und die Tierärztliche Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) zuständig sind.

AP 1

Werbung, Verarbeitung und Konservierung von Luzerneblättern beziehungsweise Luzernespitzen (ILT): Herstellung eines proteinreichen Luzernefuttermittels auf Basis von Luzernespitzen sowie Luzerneblättern aus heimischem Anbau und zwei unterschiedlichen Erntetechniken für die nachfolgenden Arbeitspakete. Erprobung und Bewertung weiterer alternativer Ernte-, Konservierungs- und Aufbereitungsverfahren zur Luzernespitzenernte.

AP 2

Küken in einem UntertellerZoombild vorhanden

Foto: Isabella Kim
Fütterungsversuche (ITF, HSWT): Durchführung von Verdauungsversuchen mit langsam wachsenden Masthühnern (ISA JA 757) sowie Leistungsversuchen mit langsam wachsenden Masthühnern (ISA JA 757) und Zweinutzungshähnen (Coffee, Kreuzung aus Bresse x New Hampshire) und Jung- und Legehennen (Lohmann Brown-Classic und Coffee) an den Standorten Freising und Kitzingen. Die Fütterungsversuche mit Masthühnern, Jung- und Legehennen in Kitzingen werden in Kooperation mit dem Staatsgut Kitzingen der Bayerischen Staatsgüter (BaySG) durchgeführt.

AP 3

Hand mit Gummihandschuh die Laborgeräte hält.Zoombild vorhanden

Foto: Isabella Kim
Emissionen und Tiergesundheit (ILT, LMU): Bestimmung der Ammoniakemissionen im Stall bei den Fütterungsversuchen mit den ausgewählten Luzerneprodukten. Dies soll insbesondere unter dem Aspekt, inwiefern der Einsatz von Luzerneprodukten einen Einfluss auf die Höhe der Ammoniak-Freisetzung hat und unter besonderer Berücksichtigung des Darmmikrobioms erfolgen. Begleitend wird ein Monitoring der Tiergesundheit durchgeführt, dabei werden verschiedene Tierwohlparameter erfasst. Die Daten werden im Rahmen der Versuche aus Arbeitspaket 2 erhoben.

AP 4

Wissenstransfer (ILT, ITF, HSWT, LMU): Aus dem Projekt resultierende Ergebnisse und Empfehlungen werden von allen Projektpartnern in die Praxis übertragen.

Methode

Details zur Projektbearbeitung und Datenerfassung durch die HSWT (siehe Projektseite HSWT) und der LMU (in Kürze verfügbar) finden Sie auf deren Projektseite. Im Folgenden werden die an der LfL geplanten Methoden vorgestellt.

Projektseite HSWT Externer Link

Projektkoordination und Projektmanagement

Die LfL übernimmt die Projektkoordination und das Projektmanagement für „GalliLuz“. Sie ist somit der Kontakt zwischen dem Geldgeber des Projekts, der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), und allen an der Umsetzung beteiligten Verbundpartnern. Darunter fallen insbesondere die Aufgaben der Planung, Überwachung und Steuerung des Projekts. Ziel ist dabei unter Einhaltung von Frist- und Finanzvorgaben das Projekt in Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern erfolgreich durchzuführen und abzuschließen.

Werbung, Verarbeitung und Konservierung von Luzerneblättern beziehungsweise Luzernespitzen (AP 1, ILT1b)

Technik zur Beerntung von LuzernespitzenZoombild vorhanden

Technik zur Beerntung von Luzernespitzen. Foto: Lina Schramm
Durch unterschiedliche Werbung, Konservierung und Verarbeitung der Luzerneblätter und -spitzen kann der Rohproteingehalt sowie der Saponingehalt und damit der Futtermittelwert beeinflusst werden. Ziel des Ernteversuchs ist die Optimierung der Gewinnung eines proteinreichen Luzernefuttermittels für die Geflügelfütterung durch unterschiedliche Ernte- und Konservierungsverfahren sowie der im nachfolgenden näher beschriebenen Futteraufbereitungsverfahren (u. a. Blatt-Stängel-Trennung händisch oder durch mechanische Siebung). Dabei soll ein hoher Rohproteingehalt bei möglichst geringen Anteilen an antinutritiv wirkenden Saponinen im Erntegut erzielt werden. Zur Erhöhung der Konzentration der Rohproteingehalte werden im Versuch die Luzerneblätter von den Stängeln getrennt. Die Luzerneblätter zeichnen sich einerseits durch hohe Rohprotein- und geringe Fasergehalte aus, anderseits enthalten die Blätter aber auch einen nennenswerten Saponinanteil. Als Alternative sollen Luzernespitzen mit hohem Rohproteingehalt Verwendung finden. Die Luzernespitzen werden durch ein Frontschmetterlingsmähwerk mit Doppelmessermähtechnik geerntet. Es gibt zwei unterschiedliche Höhenvarianten: Der höhere Schnitt umfasst die oberen 30 % der Pflanze, der tiefere Schnitt die oberen 45 %. Zur Gewinnung der Luzerneblätter werden Luzerneganzpflanzen geerntet. Nach Abschluss der Ernte sollen die Luzerneganzpflanzen und -spitzen getrocknet werden, um sie als Futtermittel für den weiteren Einsatz in Alleinfuttermischungen für Geflügel weiter verarbeiten zu können. Zur Gewinnung der Luzerneblätter aus der Ganzpflanze wird neben der händischen Trennung auch ein mechanisches Siebverfahren eingesetzt. Aufbauend auf dem beschriebenen Versuch sollen weitere Erprobungen und Bewertungen alternativer Verfahren zur Luzernespitzenproduktion erfolgen. Als Ergänzung der Verfahrenstechnik soll auch die junge Ganzpflanze als Alternative in Betracht gezogen werden.

Fütterungsversuche mit Masthühnern, Jung- und Legehennen in Kitzingen (AP 2, ITF 3d)

In einem Fütterungsversuch mit Masthühnern wird untersucht, ob langsam wachsende Masthybriden (ISA JA 757) und Hähne einer Zweinutzungsgenetik (Coffee) unterschiedlich auf einen ansteigenden Einsatz von Luzernetrockenblatt und Luzernespitzen in Alleinfuttermischungen reagieren. Dabei werden verschiedene Mischungsanteile dieser Luzerneprodukte geprüft und die Auswirkungen auf Futteraufnahme, Lebendmasseentwicklung, Schlachtkörperwert und ausgewählte Gesundheitsparameter erfasst. Zusätzlich soll geklärt werden, ob Unterschiede bezüglich der Akzeptanz zwischen den Luzerneprodukten und dem Genotyp bestehen.
Der Fütterungsversuch mit Jung- und Legehennen soll klären, ob die Akzeptanz von Luzernespitzen bei Legehennen steigt, wenn diese bereits in der Junghennenaufzucht verfüttert werden. Es werden zwei Herkünfte betrachtet (Legehybrid und Zweinutzungshenne), um mögliche Unterschiede zu erfassen. In der Junghennenaufzucht (bis Lebenswoche 18) sowie in der Legehennenhaltung (bis Lebenswoche 72) sollen steigende Anteile von Luzernespitzen im Futter eingesetzt werden, um den Einfluss auf die Futteraufnahme, Lebendmasseentwicklung und Tiergesundheit zu untersuchen. Zusätzlich werden in der Legehennenhaltung auch die Auswirkungen auf die Produktqualität des Eies geprüft.
Da bei Untersuchungen im Projekt „Grünlegum“ festgestellt wurde, dass Legehennen photosensibel auf den Einsatz von Luzerneprodukten reagieren, werden sowohl die Masthühner als auch die Jung- und Legehennen in Kitzingen bewusst in reiner Stallhaltung geprüft. Eine Haltung nach den derzeitigen Regelungen des ökologischen Landbaus mit Grünauslauf wird daher nur am Standort in Freising mit Masthühnern in einer Mobilstallhaltung realisiert.

Emissionen (AP 3, ILT2b)

Anhand einer dynamischen Messhaube sollen während der Fütterungsversuche die Emissionen in den genutzten Geflügelställen pro Abteil gemessen werden. Die Untersuchungen sollen einen Beitrag zur Beantwortung der Frage leisten, ob es durch den Einsatz von Luzerneprodukten und damit gesteigerten Saponingehalten in der Ration zu einer Reduktion von NH3-Emissionen in der Geflügelhaltung kommt. Dabei wird auch das Ausmaß der unterschiedlichen Mischungsverhältnisse und damit der Luzernemengen auf die NH3-Freisetzung bestimmt. Als Begleitparameter sollen Einstreumenge, Kotmenge und Stallklima erfasst werden sowie Kotanalysen (TM-Gehalt, Ammonium-N-Gehalt, pH-Wert) erfolgen. Die Emissionsmessungen sollen anhand einer „dynamischen Messhaube“ und zusätzlich in Respirationskammern (in Kooperation mit der ETH Zürich, vertreten durch den AgroVet Strickhof) systematisch erfolgen. Am Ende der Fütterungsversuche sollen zusätzlich Untersuchungen zum Darmmikrobiom erfolgen. Zur Bestimmung des Mikrobioms werden Digestaproben aus dem Caecum gesammelt. Zur Identifikation des Mikrobioms wird die 16S-rRNA Sequenzierung angewandt.

Erste Ergebnisse

Werbung, Verarbeitung und Konservierung von Luzerneblättern beziehungsweise Luzernespitzen (AP 1, ILT1b)

Mähen von Luzernespitzen mit einem Frontmähwerk

Seco Duplex
Foto: Stefan Thurner

Mähen von Luzernespitzen mit einem Frontmähbalken

Top Cut
Foto: Stefan Thurner

Schwaden der Luzernespitzen mit einem Kreiselschwader

Kreiselschwader
Foto: Isabella Kirn

Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigten, dass die angestrebte prozentuale Abstufung der Luzernespitzenlänge durch eine gezielte Einstellung der Schnitthöhenführung unter praktischen Bedingungen erreicht werden kann (Tabelle 1), wobei die niedrigeren Schnitthöhen (Zielschnitthöhe 33 cm) erwartungsgemäß eine höhere Luzernespitzenlänge aufwiesen. Hinsichtlich des realisierten Luzernespitzenertrags zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen den verwendeten Erntetechniken und angestrebten Schnitthöhen. Zwischen dem Seco Duplex 900F Frontmähwerk der Firma BB-Umwelttechnik (SD) mit einer Zielschnitthöhe von 33 cm (SD33) und dem Topcut Frontmähbalken der Firma Zürn Harvesting (TP) mit einer Zielschnitthöhe von 40 cm (TP40) zeigten sich signifikante Unterschiede. Der Unterschied zwischen SD33 und TP mit einer Zielschnitthöhe von 33 cm (TP33) war nur tendenziell zu erkennen.
Varianten
MerkmalEinheitSD33TP33TP40SEP-Wert
Schnitthöhe (2)cm31,9b34,6b42,1a1,350,001
Luzernespitzenlänge (3)%49,2 (a)44,1 (a)31,0 (b)2,840,004
LuzernespitzenertragTM t/ha 1,52 (a)1,20 (ab)1,14 (b)0,090,038
Rohproteingehaltg/kg TM 2202202155,120,742
Rohfasergehaltg/kg TM 19718619514,40,851
  • (1) Topcut 33 cm: TP33, Topcut 40 cm: TP40, Seco Duplex 33 cm: SD 33
  • (2) Schnitthöhe: Stoppellänge, gemessen ab Boden
  • (3) Luzernespitzenlänge: Anteil der Luzernespitzen an der Gesamthöhe der Pflanze, berechnet aus durchschnittlicher Aufwuchshöhe minus durchschnittlicher Schnitthöhe
  • (a-b) unterschiedliche hochgestellte Buchstaben innerhalb einer Zeile zeigen signifikante Unterschiede zwischen den Varianten (P < 0,05)
Die Rohprotein- und Rohfasergehalte wurden durch die getesteten Erntetechniken und Schnitthöhen nicht signifikant beeinflusst. Allerdings zeigte die Art der Erntemethode einen deutlichen Einfluss auf die Inhaltsstoffe (maschinell vs. manuell: Rohprotein 218 vs. 263 g/kg TM, P < 0,001; Rohfaser 173 vs. 193 g/kg TM; P = 0,029). Dies verdeutlicht, dass bei der Ernte von Luzernespitzen ein hohes Nährstoffpotenzial besteht, das jedoch durch den maschinellen Ernteprozess mit den bisher verwendeten Erntetechniken und -verfahren nicht realisiert werden kann. Dabei treten vermutlich Bröckelverluste (verminderter Rohproteingehalt) sowie ein vermehrter Eintrag von Stängelmaterial (erhöhter Rohfasergehalt) vor allem während des Schwadens der Luzernespitzen mit einem Kreiselschwader auf. Dennoch zeigten die geernteten Luzernespitzen im Vergleich zur Ganzpflanze einen reduzierten Rohfasergehalt (Ganzpflanze vs. maschinell: 232 g/kg TM vs. 193 g/kg TM) und einen leicht erhöhten Rohproteingehalt (216 g/kg TM vs. 218 g/kg TM). In künftigen Untersuchungen soll der Einfluss weiterer Erntetechniken und -verfahren sowie verschiedener Schnittzeitpunkte auf den Rohprotein- und Rohfasergehalt vertiefend untersucht werden.

Wissenstransfer (AP 4)

Erste Ergebnisse zur Ernte wurden bereits auf den 9. Öko-Landbautag: Wissen. Wirken. Wachsen in 2024 in Triesdorf vorgestellt und unter dem Titel „Einfluss alternativer technischer Werbungs- und Aufbereitungsverfahren auf die Inhaltsstoffausstattung von Luzernespitzen und -blättern“ veröffentlicht

Öko-Landbautag 2024: Angewandte Forschung und Entwicklung für den ökologischen Landbau in Bayern

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Projektinformationen:
Projektleitung: Stefan Thurner (Projektkoordination, LfL), Dr. Philipp Hofmann (LfL), Diana Andrade (LfL), Prof. Dr. Petra Weindl (HSWT), Prof. Dr. habil. Helen Louton (LMU)
Projektbearbeitung: Dr. Jan Maxa, Isabella Kirn, Isabel Roth, Anja Dreßel, Florian Betzenbichler (LfL), Alina Schramm, Peter Weindl (HSWT), Amelie Jäckel (LMU)
Verbund- und Projektpartner: Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT), Ludwig-Maximilians-Universität (LMU), Bayerische Staatsgüter (BaySG)
Laufzeit: 2023-2026
Finanzierung: Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH)
Projektträger: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) im Rahmen des Bundesprogramm Ökologischer Landbau (BÖL)
Förderkennzeichen: 2822OE002