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A. Ablauf des Fütterungsexperimentes, Beprobung und Lagerung der Proben

1. Futter, Trinkwasser und Boden

Das Futter der Versuchstiere bestand aus einer Mischung folgender Bestandteile: Getreidemischung (geschrotet, mit Mineralfutterzusatz), Gras, Silage, Brot, Molke und Kartoffeln, sowie bestimmten geringen Anteilen an gefressenem Einstreu (Stroh und Heu) und Obst (Äpfeln).

Einstreu und Äpfel wurden nur sporadisch und in vernachlässigbaren Mengen verzehrt. Die übrigen Futtermittel wurden in drei Kategorien unterteilt:

Die mit dem Mineralfutterzusatz versetzte Getreide-mischung und die Kartoffeln wurden als „Hochenergie-futter“ definiert, also solche Futtertypen die große Mengen verdaulicher und energiereicher Nährstoffe enthielten. Gras und Silage hingegen sind schwerer verdaulich und energieärmer und wurden deshalb unter dem Begriff

„Niedrigenergiefutter“ zusammengefasst. Über die Lebenszeit der untersuchten Schweine wurden diese beiden Futterkategorien nicht in gleichbleibenden Anteilen zueinander verfüttert, wie Tabelle 3 zu entnehmen und in Abbildung 12 zu erkennen. Für die sehr frühen Lebensphasen muss die Ernährung der Muttersau hinzugezogen werden, da die Testindividuen während der Trächtigkeit und Stillphase ihre Nahrung aus deren Körper bezogen. Der Anteil des Niedrigenergiefutters (grün) in der Nahrung der Tiere stieg von null Prozent (bei der Fütterung der Muttersau während der Trächtigkeit und Stillphase) bis hin zu fünfzig Prozent (ab einem Alter der Ferkel von ca. 12-14 Wochen bis zur Schlachtung), während der Anteil des Hochenergiefutters (gelb) gleichzeitig von ca. neunzig Prozent (Muttersau) auf vierzig Prozent (ab einem Alter von ca. 12-14 Wochen) sank. Der Anteil der dritten Futterkategorie, die aus den stets gemeinsam verfütterten Bestandteilen Brot und Molke (orange) bestand, blieb über die gesamte Lebenszeit der Individuen in etwa konstant bei ca. zehn Prozent.

Die genauen Mengen und Prozentanteile der einzelnen Nahrungsquellen, welche auch tatsächlich von den einzelnen Tieren gefressen wurden, konnten nicht exakt gemessen werden und wurden daher anhand der Angaben des Hofbetreibers geschätzt. Einige der Futtermittel waren in der unmittelbaren Umgebung, also auf den Anbauflächen des Versuchshofes selbst produziert (Gras, Silage, Äpfel und gewisse Bestandteile der Getreidemischung), andere wurden von lokalen und regionalen Anbietern zugekauft (Kartoffeln, Getreide, Mineralfutter).

Abbildung 12 Altersbedingte Änderung der Futterzusammensetzung bei den untersuchten Schweinen. Hochenergie-futter (gelb) war Hauptbestandteil der Nahrung der Muttersau während Trächtigkeit und Stillphase (ca. 90 %). Der Anteil des Hochenergiefutters wurde dann zunehmend durch Niedrigenergie-futter (grün) ersetzt, bis das Niedrig-energiefutter ca. 50 % und das Hochenergiefutter ca. 40 % ausmachte.

Die Brot-Molke-Mischung (orange) wurde konstant zu ca. 10 % in allen Lebensphasen konsumiert.

Tabelle 3 Fütterung der Versuchstiere in den verschiedenen Lebensphasen. Nach dem Abstillen wurden die Tiere zunächst ad libitum gefüttert, nach ca. 12-14 Wochen wurde der Zugang zum Kraftfutter (Getreideschrot, Brot und Molke) begrenzt. Der Anteil der Brot-Molke-Mischung blieb in etwa konstant bei um die 10 %.

Phase Zeitraum

(in Tagen)

Futterzusammensetzung (bis zu) Gewicht

Zeitpunkt Gewicht (in Tagen) Trächtigkeit

(und Stillphase)

-108 0 Muttersau:

Getreideschrot: 85-94%

Brot: 6-1%

Einstreu: 0,6-1,5%

1kg 0

Stillphase 0 21 Muttermilch: 100-95% - -

Übergangsphase:

Muttermilch – Futter

21 42-56 Muttermilch: >95% → <5%) Futter: <5% → >95%

5kg 35-42

Ad libitum Zugang zu

„Kraftfutter“

42-56 84-98 Prozentanteil an Hoch-energiefutter hoch (ca. 60%).

25-30kg 84-98

Restriktive Fütterung des

„Kraftfutters“

84-98 423 Prozentanteil an Hoch-energiefutter deutlich niedriger (ca. 40%).

90-105kg

388-423

Beim Trinkwasser handelte es sich um Grundwasser aus einer lokalen Quelle. Um mögliche Einflüsse von Schwebstoffen und Regenwasser einschätzen zu können, wurde an jedem Beprobungstag, neben dem frischen Quellwasser auch eine Wasserprobe aus dem Becken der Haupttränke im Außenbereich, sowie aus der Tränke im Stall genommen. Die beiden Tränken wurden aus dem Wasser der Quelle bespeist. Zudem wurde zu Vergleichszwecken auch das örtliche Leitungswasser beprobt, welches teilweise in extremen Trockenphasen zum Tränken der Tiere verwendet wird. Das Trinkwasser und das angebotene Futter stand den Tieren ad libitum zur Verfügung, wobei die Wassermenge unbegrenzt war, das Futter dagegen zum Teil nur in bestimmen Mengen angeboten wurde (s. Tabelle 3).

Futter und Trinkwasserproben wurden im Abstand von zwei Wochen über die Dauer des gesamten Experiments genommen. Es wurde zu Beginn der Studie auch eine Probe des Kolostrums in einer Kunststoffspritze aufgefangen und für die Untersuchung eingelagert. Das Trinkwasser wurde an jedem Beprobungstag zu zwei Tageszeiten (morgens und nachmittags) abgefüllt, um mögliche temperatur- oder witterungsbedingte Schwankungen in den Sauerstoffisotopenverhältnissen abschätzen zu können. Die festen Futterproben wurden in luftdicht verschließbare Plastik-Probenbeutel gefüllt, die Molke und das Trinkwasser in ebenfalls luftdicht verschließbare Zellkulturflaschen (250 mL) bzw.

Plastikfläschchen. Beim Befüllen der Wasser- und Molkeprobenbehältnisse wurde darauf geachtet, die Fläschchen möglichst voll zu machen, damit so wenig Luft wie möglich darin zurückblieb, mit der sich die Probe eventuell austauschen und somit bezüglich ihres Sauerstoffisotopenverhältnisses verändern könnte.

An jedem Beprobungstag wurden folgende Daten vor Ort festgehalten: Datum, Bearbeiter, Uhrzeit, Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und eine kurze Beschreibung der jeweiligen Wetterverhältnisse. So sollten Variablen dokumentiert werden, die möglicherweise Einfluss auf die gemessenen Isotopenverhältnisse des Sauerstoffes haben könnten. Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchte wurden mit einer Wetterstation gemessen, welche in einem überdachten Bereich der Weide aufgestellt wurde. Die Daten wurden erst aufgezeichnet, nachdem sich das Gerät nach einer Vorlaufzeit von mindestens einer halbe Stunde an die Bedingungen angepasst hatte. Das Gerät selbst wurde im Außenklimastall gelagert.

Fütterungsstudie, Material und Methoden

Nach Entnahme wurden die Futterproben bis zur Bearbeitung bei –20 °C eingefroren, die Trinkwasserproben bei 4° C unter Lichtausschluss im Kühlraum gelagert. Von den Trinkwasser- und Futterproben wurde eine bestimmte, nach Möglichkeit repräsentative Anzahl für die weitere Bearbeitung und spätere Messungen ausgewählt. Die übrigen Proben dienten als Referenz und Material für evtl. fällige Nachmessungen bzw. weiterführende Untersuchungen.

Zusätzlich wurden als Umweltproben die lokalen Böden untersucht. Hierfür wurden insgesamt 16 Erd- und Bodenproben von den Anbauflächen bzw. direkt von den Nahrungsmitteln entnommen. Grund waren eine mögliche Aufnahme von Boden durch die Tiere im Zuge der Nahrungsaufnahme und die Relation zwischen Boden, Wasser und Futter abschätzen zu können. Die Bodenproben wurden auf dem Hof bzw. der Weide aus unterschiedlichen Bodenschichten und –tiefen entnommen, bei Proben von Anbauflächen wurde die Erde entweder direkt vom Futter (z.B. Kartoffeln) abgenommen, oder aus einer Tiefe des Ackers, die in etwa mit der Wurzeltiefe der angebauten Futtermittel übereinstimmte.

Die Erdproben wurden in Plastik-Probenbeuteln aufgefangen und bis zur weiteren Bearbeitung aufbewahrt. Tabelle 4 ist zu entnehmen, wie viele Proben welchen Typs (Wasser, Futter, Boden) für die jeweiligen Untersuchungen entnommen wurden und für wie viele davon Messergebnisse für diese Arbeit generiert wurden.

Tabelle 4 Übersicht über die Beprobung und die jeweilig am Probenmaterial durchgeführten Messungen.

Material Typ Anzahl

genommener Proben

Messung Anzahl gemessener Proben

Boden 16 87Sr/86Sr 16

Sr-Konzentration 8

Wasser 104 87Sr/86Sr 8

Sr-Konzentration 4

δ18O(TW) 28

Futter Kolostrum 1 87Sr/86Sr 1

Getreide 26 87Sr/86Sr 6

Sr-Konzentration 1 δ18O(Futter-O) 1 Getreide,

Einzelbestandteile

20 87Sr/86Sr 15

Sr-Konzentration 10

Gras 19 87Sr/86Sr 12

Sr-Konzentration 1 δ18O(Futter-O) 3 δ18O(H2OFutter) 2

Silage 18 87Sr/86Sr 5

Sr-Konzentration 1 δ18O(Futter-O) 1

Kartoffeln 16 87Sr/86Sr 6

Sr-Konzentration 1 δ18O(Futter-O) 4 δ18O(H2OFutter) 1

Molke 12 87Sr/86Sr 4

Sr-Konzentration 2 δ18O(Futter-O) 2 δ18O(H2OFutter) 1

Brot 25 87Sr/86Sr 5

Sr-Konzentration 1

Brot mit Molke 5 87Sr/86Sr 3

Sr-Konzentration 1 δ18O(Futter-O) 2 δ18O(H2OFutter) 1 Stroh / Heu /

Einstreu / Sonstiges

18 87Sr/86Sr 5

Sr-Konzentration 2 δ18O(Futter-O) 2

Schwein Knochen 24 87Sr/86Sr 24

Sr-Konzentration 2 δ18O(PO43-) 24

Zähne 20 87Sr/86Sr 14

Sr-Konzentration 2 δ18O(PO43-) 14

Borsten 24 87Sr/86Sr 4

Sr-Konzentration 2

δ18O(TR) 10

Blut 24 87Sr/86Sr 3

Sr-Konzentration 1

Fleisch 11 87Sr/86Sr 12

Sr-Konzentration 6

δ18O(TR) 11

δ18O(KW) 10

Organe 12 87Sr/86Sr 15

Sr-Konzentration 6

δ18O(TR) 12

δ18O(KW) 12

Fütterungsstudie, Material und Methoden