Adapted feeding: Input-Output von Stickstoff und Phosphor am Ausbildungs- und Versuchszentrum des Staatsguts Schwarzenau

Das Projekt wurde von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft in enger Zusammenarbeit mit den Bayerischen Staatsgütern (BaySG) durchgeführt. Dabei wurde ein großer Wert auf einrichtungs- beziehungsweise instituts­übergreifendes Arbeiten gelegt. Neben dem Staatsgut Schwarzenau und dem federführenden Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft waren weitere Institutionen der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft mit eingebunden. So wurden vom Institut für Landtechnik und Tierhaltung Emissionen und Schadgase aus den Stallungen betrachtet, die Futter- und Gülle­analysen wurden von der Abteilung Laboranalytik durchgeführt.
Aufgrund der besonderen betrieblichen Situation am Staatsgut Schwarzenau ließen sich die Bereiche Pflanzenbau und Düngung nicht in die Messungen integrieren. Die im Projekt erhobenen Daten wurden zur Erstellung der Stoffstrombilanz des Staatsguts Schwarzenau zur Verfügung gestellt.

Am Ausbildungs- und Versuchszentrum des Staatsguts Schwarzenau werden nach wissenschaftlichen Vorgaben Fütterungsversuche mit stark und sehr stark abgesenkten Stickstoff- und Phosphorgehalten im Futter mit Zuchtsauen, Aufzuchtferkeln und Mastschweinen durchgeführt. Neben den zootechnischen Parameter werden Gülleanfall, Gülleinhaltsstoffe sowie die Auswirkungen auf die Stallluft mit den daraus resultierenden Emissionen betrachtet.
Die Analytik von Futtermitteln und Gülle wird nach anerkannten Methoden durchgeführt. Da insbesondere zur Phosphorbestimmung in Getreide noch Forschungsbedarf besteht, wird der Gehalt an Phosphor zusätzlich mittels ICP (Inductively Coupled Plasma) ermittelt.
Die Auswirkungen auf die Stallluft sowie die Emissionen an Ammoniak werden mittels photoakustischer Messung bestimmt.
Sämtliche Zu- und Abgänge (Futter, Tiere, Ausscheidungen etc.) werden erfasst, deren Stickstoff- und Phosphorgehalt ermittelt und dokumentiert.

Zum Jahresende 2022 wurde zusätzlich das Arbeitspaket 7 "Fusion Rind Schwein" in das Projekt integriert.
Das Arbeitspaket 6 Ökonomie ließ sich nicht wie geplant umsetzen. Für projektbegleitende Versuche wurde dennoch eine ökonomische Bewertung durchgeführt.

Die Stoffströme über den Futter- und Tierzukauf, den Tierverkauf und die Gülleabfuhr wurden bis Ende 2022 beim eigenerzeugten Getreide bis einschließlich der Ernte 2023 erfasst und mit den jeweiligen Stickstoff- und Phosphorgehalten verrechnet. Für die Jahre 2021 und 2022 wurden Saldierungen erstellt, die insbesondere 2022 beim Phosphor ausgeglichen war. Beim Stickstoff wurde 2022 ein Überschuss von 1,5 Tonnen ermittelt, der in Zusammenhang mit den Ammoniak­emissionen zu diskutieren ist. 2021 wurden mit 1.189 Tonnen höhere Lagerbestände an eigenerzeugtem Getreide ermittelt als 2022 mit 773 Tonnen. Somit waren auch höhere Überschüsse an Stickstoff und Phosphor zu verzeichnen.

Im Vorfeld wurde auf den in den BaySG-Betrieben vorgeschriebenen, heimisch angebauten nonGVO-Soja­extraktions­schrot verzichtet, um einheitlichere Ware zu erhalten. Dennoch zeigten sich beim zugekauften Soja­extraktions­schrot zwischen einzelnen Chargen große Unterschiede in den Aminosäuren- und Rohproteingehalten. Die Spanne des Rohproteingehalts reichte dabei von 38,7 bis 45,1 Prozent bei 88 Prozent Trockenmasse. Auch die Gehalte der erstlimitierenden Aminosäure Lysin bewegten sich in einem weiten Bereich von 24,0 bis 27,4 Gramm pro Kilogramm Futter bei 88 Prozent Trockenmasse.

Bei Weizen und Gerste wurden in vier aufeinanderfolgenden Jahren (2020–2023) bei Ernten am gleichen Standort große Schwankungen im Rohprotein- und somit auch im Stickstoffgehalt festgestellt. So wurden beim Winterweizen Rohproteingehalte zwischen 97 und 115 Gramm pro Kilogramm ermittelt. Bei der Wintergerste bewegten sich die Rohproteingehalte zwischen 85 und 95 Gramm pro Kilogramm. Auffällig waren bei Winterweizen die großen Schwankungen im Phosphorgehalt, die sich zwischen 2,4 und 3,6 Gramm pro Kilogramm bewegten.

Die Ergebnisse verdeutlichen die Wichtigkeit von Futteranalysen als Basis der Rationsgestaltung, insbesondere wenn stark beziehungsweise sehr stark stickstoff- und phosphorreduzierte Fütterungsverfahren nach DLG umgesetzt werden sollen. Dies gilt sowohl für zugekaufte Futtermittel wie Soja­extraktions­schrot als auch für das selbst erzeugte Getreide.

Gegenüber einem Projekt, das genau 10 Jahre vorher durchgeführt wurde, fällt auf, dass die Gülle von Mastschweinen einen um fast 30 Prozent geringeren Gesamtstickstoffgehalt, einen um knapp 40 Prozent reduzierten Ammonium­stickstoff­gehalt sowie einen um rund 20 Prozent niedrigeren Phosphorgehalt aufweist.
Seit Oktober 2018 werden im Ausbildungs- und Versuchszentrum Schwarzenau bei allen Tierkategorien sehr stark stickstoff- und phosphor­reduzierte Fütterungsverfahren umgesetzt. Dies betrifft auch die Fütterungsversuche, auch wenn in diesen keine speziellen Fragestellungen zur nährstoff­angepassten Fütterung beantwortet werden.
Die Umsetzung der stickstoff- und phosphorreduzierten Fütterungsstrategien zeigt somit eine Wirkung auf die Gülle­inhaltsstoffe.

In zwei Mastabteilen wurde von Mai bis August 2021 eine 2-phasige und eine 4-phasige Fütterungsstrategie umgesetzt. Dabei konnte gezeigt werden, dass die vierphasige Fütterung gegenüber der zweiphasigen Fütterung zu geringeren Ammoniakemissionen führte.
Anhand der Stickstoff- und Phosphorsaldierung wurde bei der 4-phasigen Fütterung im Vergleich zur 2-phasigen Fütterung eine Absenkung des Stickstoffanfalls von 17 Prozent und des Phosphoranteils von 21 Prozent pro Tier berechnet. Demgegenüber wurde aus standardisierten Gülleanalyse­ergebnissen (bezogen auf 5 Prozent Trockenmasse) eine Minderung von 9 Prozent Gesamtstickstoff und von 24 Prozent Phosphor pro Tier ermittelt. Beim Phosphor passten somit Kalkulation und die Werte aus Güllemenge und Gülleanalytik gut zusammen.
Im Tierbereich wurden bei 2-phasiger Fütterung im Mittel um 31,7 Prozent höhere Ammoniak­konzentrationen als bei 4-phasiger Fütterung festgestellt.

Es wurden vier projektbegleitende Fütterungsversuch mit Mastschweinen in Verbindung mit einer sehr stark stickstoff- und phosphorreduzierten Fütterung nach DLG-Vorgaben umgesetzt.

In zwei Versuchen mit einem speziellen Mineralfutterkonzept ließ sich der Eiweißfutteranteil um 2 bis 3 Prozentpunkte in den Futtermischungen reduzieren, ohne dass sich Leistungseinbußen oder nachteilige Effekte auf die bezahlungsrelevanten Schlachtkörper­merkmale ergaben.
Durch die Umsetzung dieses Konzepts zeigte sich zudem ein signifikanter positiver Effekt auf die Futtereffizienz beziehungsweise auf die Effizienz der eingesetzten umsetzbaren Energie (ME).
In beiden Versuchen nahmen bei Umsetzung des Mineralfutterkonzepts die kalkulierten Ausscheidungen an Stickstoff und Phosphor ab.
Auch in der Gülle wurden niedrigere Gehalte an Phosphor, Gesamtstickstoff und Ammoniumstickstoff analysiert. In einem der Versuche stimmten die Phosphorverminderungsraten über die Kalkulation nach DLG-Vorgaben (DLG, 2014) und über die Analysen der Güllen mit 22 beziehungsweise 23 Prozent sehr gut überein. Da bei diesem Mineralfutterkonzept die Spurenelement­zulagen besser an die Versorgungs­empfehlungen angepasst waren, reduzierten sich die Gehalte an Schwermetallen (Zink, Kupfer, Mangan) in den Güllen darüber hinaus deutlich.

In diesem Versuch wurde ab 100 Kilogramm Lebendmasse auf ein Eiweißfutter in der Testgruppe gänzlich verzichtet. Dieser Verzicht führte zu keiner signifikant geringeren Mastleistung, hatte aber einen signifikant negativen Effekt auf den Muskelfleisch­anteil (MFA). Damit sich keine nachteiligen Effekte auf die Schlachtkörper­bewertung einstellen, ist es wichtig, bei dieser Fütterungsstrategie den Gehalt an ME und die damit verbundene Aufnahme an ME gegen Mastende im Blick zu haben. Zu hohe Energiegehalte gegen Mastende werden in Zusammenhang mit dem negativen Effekt auf den MFA diskutiert.

In diesem Versuch wurde zwischen Februar und Juni 2023 ein Produkt getestet, das auf dem Einsatz von Hefezellwänden basiert. Durch den Einsatz dieses Produkts lässt sich nach Angaben des Entwicklers der Anteil an Eiweißfutter in der Ration absenken. Im Versuch zeigte die Absenkung des Anteils an Sojaextraktionsschrot um 1,4 bis 1,6 Prozentpunkte keine negativen Effekte auf Leistung, Futterverbrauch, Futteraufwand pro Kilogramm Zuwachs und Schlachtkörper­beurteilung. Trotz der Kosten für das Produkt ließen sich die Futterkosten aufgrund des geringeren Eiweißfutter­anteils reduzieren.

In diesem Arbeitspaket wurden für alle Projektbetriebe, die Rinder halten, die Stoffstrombilanzen der Jahre 2021 und 2022 erstellt. Der durchschnittliche Anteil der Stickstoffzufuhr aus Futtermitteln lag in den Projektbetrieben im Jahr 2022 bei im Mittel 52 Prozent. Der durchschnittliche Anteil aus Mineraldünger betrug im Jahr 2022 29 Prozent.
Wie zu erwarten, war der größte Anteil des Stickstoffoutputs bei Rindermastbetrieben mit durchschnittlich 47 Prozent der Verkauf der Tiere. Bei den Milchkuh- beziehungsweise Bio-Milchkuhbetrieben war dies der Verkauf der Milch mit 58 beziehungsweise 77 Prozent.
Beim Phosphor lag der mittlere Eintrag aus Futtermitteln noch höher als beim Stickstoff. Dieser betrug im Mittel 80 Prozent. Der durchschnittliche Anteil der Phosphorzufuhr aus Mineraldünger betrug in den Rindermastbetrieben und Milchkuhbetrieben 10 Prozent. Der größte Anteil des Phosphor-Outputs war bei den Rindermastbetrieben mit im Mittel 52 Prozent der Verkauf der Tiere. In den Milchkuhbetrieben war der größte Anteil des Phosphor-Outputs mit durchschnittlich 56 Prozent und in den Bio-Milchkuhbetrieben 74 Prozent der Verkauf der Milch. Die weiten Spannen in den betrieblichen Stickstoff- und Phosphorsalden je Hektar zeigen, dass erhebliche Möglichkeiten zur Beeinflussung der Überschüsse an Nährstoffen bestehen. Die wesentlichen Ansatzpunkte liegen in der Ausgestaltung von Düngung und Fütterung und in der Effizienz der betrieblichen Futterwirtschaft. Es sind gesamtbetriebliche Ansätze in der Beratung der Betriebe zu empfehlen. Auf die Erfahrungen früherer Projekte im Bereich der Schweinehaltung sollte dabei zurückgegriffen werden.