Forschungs- und Innovationsprojekt
Messung der Methanausscheidung von Milchkühen mit dem System "GreenFeed" (MethaCow)

Beim Rind wird im Zuge der Methanbildung der H+-Überschuss im Pansen abgebaut und eine Reduzierung des Gasvolumens erreicht. Damit ist die Haltung von Rindern unweigerlich mit einem gewissen Maß an Methanbildung verbunden. Die Methanbildung ist dabei besonders hoch, wenn der ökologische und ökonomische Vorteil des Rindes, die Fähigkeit zur Verdauung von zellulose- und faserhaltigen Futtermitteln, genutzt wird. Der bedeutendste Einflussfaktor auf die Methanausscheidung der Milchkühe ist die Höhe der Futteraufnahme. Darüber hinaus können die Methanausscheidungen der Milchkuh durch verschiedene Fütterungsmaßnahmen beeinflusst werden. Wie hoch die unterschiedlichen Einflussfaktoren unter den hiesigen praxisüblichen Bedingungen sind, konnte an der LfL Bayern bzw. den Bayerischen Staatsgütern (BaySG) bislang nicht untersucht werden, da die entsprechenden Messeinrichtungen fehlten. Mit dem vorliegenden Projekt wurden diese Voraussetzungen geschaffen, um gezielt Messungen zu praxisrelevanten Fragen durchführen zu können.

Für die Messung der Methanemissionen von Milchkühen steht eine Reihe von Methoden zur Verfügung. Die höchste Genauigkeit wird mit der Messung in sogenannten Respirationskammern erreicht. Da die Kühe hier jedoch einzeln und unter Einschränkung der Bewegungsfreiheit gehalten werden müssen, spiegeln diese Messungen häufig nicht die Bedingungen in der Praxis wider (z.B. negativer Einfluss auf die Futteraufnahme, Melkroutine). Andere Methoden sind teils nicht in der Lage, die Methanemissionen quantitativ zu erfassen und sind darüber hinaus nicht genügend standardisiert. Seit einigen Jahren sind sogenannte GreenFeed-Stationen zur Messung der Methanemissionen von Rindern erhältlich. Es handelt sich um eine Art Kraftfutterabrufstation, die mit Sensoren zur Erfassung des Volumenstroms und der Gaszusammensetzung ausgestattet sind, was die Messung der Methanemission der Einzelkuh im Routinebetrieb im Stall erlaubt. Die Geräte sind weltweit und auch in Deutschland an verschiedenen Forschungseinrichtungen im Einsatz. Damit handelt es sich um eine standardisierte Messmethode und die Vergleichbarkeit mit Ergebnissen anderer Einrichtungen ist gegeben.

Das Projekt startete formal am 01.10.2022 mit der Projektbewilligung. Damit konnte auch die Erstellung von zwei GreenFeed-Stationen zur Messung der Methanausscheidungen bei der Milchkuh beauftragt werden. Die Auslieferung und Installation der Stationen erfolgte im Mai 2023. Im weiteren Projektverlauf wurde eine weitere GreenFeed-Station beschafft, um auch die Methanausscheidungen bei trockenstehenden Kühen erfassen zu können. Im Projekt MethaCow sollen im gezielt angelegten Fütterungsversuch die Auswirkungen der Rationsgestaltung, aber auch der Zulage von Futterzusatzstoffen auf die Methanemission der Kühe unter Berücksichtigung von Futteraufnahme, Leistung, Gesundheit und Tierwohl erfasst werden. Ein Abgleich der Ergebnisse mit dem über Schätzgleichungen (Basis: Futteraufnahme bzw. Milchleistungsdaten und Milchinhaltsstoffe) errechneten Methanausstoß und auf Basis von Spektren im Bereich des Mittleren Infrarots geschätzten Methanwerten ist vorgesehen. Ferner ist geplant, die Maßgaben im "IDB.THG.Tool" der LfL zum Methanausstoß bzw. Anteil am CO₂-Fußabdruck der Milchkühe zu validieren, weiter zu differenzieren und auf Betriebsebene zu integrieren.

In einem ersten Versuch wurde der Einfluss von unterschiedlichen Gehalten an Stärke und Zucker bzw. an Faser der Ration auf die Methanausscheidungen von Milchkühen überprüft. Höhere Gehalte an Stärke und Zucker senken die Methanausscheidungen der Kühe (siehe Tabelle 1), was im Bereich der Erwartungen liegt. Daraus ergibt sich auch, dass die im Versuch mit den neuen Messstationen erhaltenen Ergebnisse plausibel sind. Zielkonflikte ergeben sich bezüglich einer wiederkäuergerechten Fütterung, den Futterkosten und der Nahrungskonkurrenz.

Ein weiterer Versuch wurde mit dem Futterzusatzstoff 3-NOP (Bovaer®) durchgeführt. Ziel war es, die längerfristigen Auswirkungen der Zulage des Futterzusatzstoffes (60 mg 3-NOP/kg TM) über die gesamte Laktation zu erfassen. Die Endauswertung erfolgte mit einem gemischten Modell (SAS 9.4) mit den fixen Effekten Behandlung, Datum, Laktationswoche und Laktationsnummer und den zufälligen Effekt Kuh innerhalb der Behandlung.

Die Zulage von 3-NOP bewirkte eine signifikante Reduktion der täglichen Methanausscheidungen, des Methanertrages und der Methanintensität um 26, 24 und 24 % (siehe Tabelle 2). Die Futteraufnahme, die Milchleistung und die Futtereffizienz (kg ECM/kg TM-Aufnahme) zeigten keine signifikanten Gruppenunterschiede.

Die Auswirkungen der 3-NOP-Zulage auf die tägliche Methanausscheidungen waren über die gesamte Laktation konstant (siehe Abbildung). Dementsprechend weisen die vorliegenden Ergebnisse nicht auf eine Adaptation der Mikroorganismen im Pansen an das 3-NOP im Zeitverlauf hin.

Das Projekt soll in einem Folgeprojekt (MethaCow II) bis 2029 fortgeführt werden. Im Fokus stehen dabei Auswirkungen von Fütterungsmaßnahmen und Futterzusatzstoffen auf die Methanausscheidungen, mögliche Rasseunterschiede und die Methanausscheidung von trockenstehenden Kühen.