6 Modellbeschreibung
6.3 Modellaufbau
6.3.3 Milchproduktion
6.3.3.2 Milchviehfütterung
passungen vorgenommen. Hierzu wird die relative Abweichung der Laktationsleistungen von der Basismilchleistung der Betriebe herangezogen. Der Korrekturfaktor für die Laktations-gruppen ist somit als Gewichtung der Laktationsleistungen gegenüber der Durch-schnittsmilchleistung des Betriebes im Basisjahr zu verstehen. Da in die Basisauswertung für die Milchleistung des Betriebes unterschiedlich große Laktationsgruppen eingehen und sich die Zusammensetzung der Milchviehherde im Zeitverlauf ändern kann, treten kleine Unge-nauigkeiten in der Berechnung auf. Aufgrund der geringen Bedeutung können diese im Fol-genden vernachlässigt werden. Zur Berücksichtigung der jährlichen Leistungssteigerung der Holstein-Schwarzbuntkühe (Sbt) wird ähnlich zur Vorgehensweise bei FARWICK und BERG
(2011) die durchschnittliche Leistungssteigerung von MLP-Kühen zugrunde gelegt und linear über den Betrachtungshorizont fortgeschrieben. Die durchschnittliche Leistungssteigerung von MLP-Kühen der Geburtsjahrgänge 1994 bis 2008 betrug 90,5 kg Milch/Jahr (vgl. VIT, 2011, S.40).
Die Milchleistung , , der Laktationsgruppe lg des Betriebes i im Jahr t ergibt sich damit wie folgt:
, , , · 90,5 · 2009 (7)
mit: , = 2009
= ü
( 0,93; 1,05; 1,11; 1,11
Auf eine Berücksichtigung weiterer Leistungsmerkmale wird im Folgenden aus Vereinfa-chungsgründen verzichtet, sodass als wesentliches Zuchtmerkmal die Milchleistung verbleibt.
Die Berechnung der Gesamtmilcherzeugung , der Milchviehherde eines Betriebes im Jahr t ergibt sich durch Multiplikation der Tierbestände , , in den jeweiligen Laktations-gruppen zum Zeitpunkt t mit der laktationsLaktations-gruppenspezifischen Milchleistung , , im Jahr t wie folgt:
, , , · , , (8)
An-sprüchen an die Fütterung, der Eignung der in Frage kommenden Futtermittel sowie deren Energiegehalte, dem Leistungspotenzial der Rinder- bzw. Milchviehherde sowie der Tierzahl des Betriebes bemessen sich letztlich die qualitäts- und mengenmäßigen Ansprüche an die Bereitstellung der Futtermittel für den Gesamtbetrieb. Die Fütterung des Milchviehs ist des-halb von großer Bedeutung, da die Futtergrundlage in der Regel auf der Erzeugung eigener Grundfuttermittel basiert und deren qualitäts- und mengenmäßige Zusammensetzung in ho-hem Maße die Ausschöpfung des Leistungspotenzials der Milchkühe beeinflusst (WALTER, 2012, S.38).
Für die Ermittlung des Futterbedarfs der Milchviehherde sind spezifische Informationen über die physiologischen Zusammenhänge der Verdauung sowie das Leistungspotenzial der Herde erforderlich. Diese geben Aufschluss darüber, wie die verfügbare Nahrung sowie die darin erhaltene Energie für die Erhaltung, für die Milchbildung sowie den Aufbau von Körpermasse verwendet wird. Der Bedarf an Energie setzt sich bei der Kuh aus der Summe aus Erhaltungs-bedarf, Leistungsbedarf sowie dem Bedarf einer konditionierten Vorbereitungsfütterung wäh-rend der Gravidität zusammen. Das Bewertungssystem für den Energiebedarf in der Milch-viehfütterung orientiert sich dabei am System der Netto-Energie-Laktation (NEL) (vgl.
KIRCHGEßNER, 2004, S.133ff.) und dient sowohl als Maßstab für den Energiebedarf der Tiere als auch den Energiegehalt für Futtermittel (SPIEKERS und POTTHAST, 2004, S.10). Der Erhal-tungsbedarf ist dabei eine Funktion der Lebendmasse und der Bedarf an Energie für die Pro-duktion von Milch eine Funktion der Leistung. Der Erhaltungsbedarf , der Milchkuh einer bestimmten Laktationsgruppe, gemessen in MJ NEL/Tag, lässt sich dabei wie folgt aus-drücken (KIRCHGEßNER, 2004, S.313):
, / 0,293 · , (9)
Entsprechend dem Energiegehalt der Milch errechnet sich der Leistungsbedarf der Kuh je kg Milch. Die Ermittlung erfolgt für energiekorrigierte Milch (ECM) und wird anhand folgender Formel vorgenommen, in der die Milchinhaltstoffe Fett und Eiweiß, gemessen in Prozent, als bekannt gelten (vgl. KTBL, 2008, S.512):
/ 0,38 · % 0,21 · % 1,05 (10)
Unter Berücksichtigung der Inhaltsstoffe Fett und Eiweiß sowie in Abhängigkeit der Tages-milchleistung lässt sich der Gesamtenergiebedarf je Kuh und Tag ermitteln:
/ / / · / (11)
Der Energiebedarf bezieht sich hierbei auf die Periode während der Laktation, die in Leis-tungsauswertungen der Landeskontrollverbände im Allgemeinen mit 305 Tagen beziffert wird (ADR, 2002, S.5). Der Gesamtenergiebedarf einer 650 kg Kuh mit einer 305-Tageleistung
von 10.000 kg bzw. 32,8 kg ECM/Tag sowie einem Fettgehalt von 4 % und einem Eiweißge-halt von 3,4 % beläuft sich somit auf durchschnittlich 145,4 MJ NEL/Tag. Aufgrund des Ver-laufs der Laktationskurve und des steilen Leistungsanstiegs in den ersten Wochen der Lakta-tion sowie dem nachfolgenden oberen Leistungsbogen ergibt sich ein wesentlich höherer Energiebedarf, der vielfach nicht durch die Energieaufnahme aus dem Futter gedeckt werden kann (HUTH, 1995, S.85f.). Ein mögliches Energiedefizit ist diesbezüglich ab der Mitte der Laktation durch entsprechende Energieüberschüsse in der Futterration der Milchkühe auszu-gleichen. Aufgrund einer allmählich abnehmenden Milchleistung mit zunehmender Laktati-onsdauer vermindert sich jedoch der Energiebedarf für die Leistung, weshalb die Fütterungs-intensität trotz des Energieausgleichs weiter zurückgesetzt werden kann. Neben der Deckung des Energiebedarfs ist ferner eine ausreichende Versorgung mit Protein für Ansatz und Leis-tung zu berücksichtigen. Der Bedarf an nutzbarem Rohprotein bemisst sich in Abhän-gigkeit der Lebendmasse des Tieres in kg und der täglichen Milchleistung in kg so-wie deren Eiweißgehalt in Prozent. Der Zusammenhang für den Bedarf an nutzbarem Rohprotein ergibt sich wie folgt (KTBL, 2008, S.512f.):
/ 390 500 · 0,4
81 3,2 · 20 · (12)
Die Berechnung berücksichtigt eine Zunahme des Bedarfs von 0,4 g nXP je Kilogramm Leb-endmasseänderung sowie eine Zunahme des Bedarfs von 2 g nXP je 0,1 % Eiweißgehaltsän-derung in der Milch. Der Tagesbedarf an Rohprotein für eine Kuh mit einem Lebendgewicht von 650 kg, einer Tagesleistung von 30 kg Milch mit einem Eiweißgehalt von 3,4 % beträgt demzufolge 3.000 g.
Zum Energiebedarf während der Laktation, der sich primär aus dem Erhaltungs- und Leis-tungsbedarf ergibt, ist in der Zeit der Trockenstehphase neben dem ErhalLeis-tungsbedarf zusätz-lich ein erhöhter Energie- sowie Proteinbedarf für den wachsenden Fötus zu berücksichtigen (SPIEKERS und POTTHAST, 2004, S.139). Da im letzten Monat der Trächtigkeit etwa 85 % der Energieretention in Form von Eiweiß erfolgen, jedoch ein vergleichsweise geringer Verwer-tungsfaktor der umsetzbaren Energie vorliegt, sind entsprechend hohe Energiemengen im Futter aufzuwenden (KIRCHGEßNER, 2004, S.372f.). Hierfür werden innerhalb des Zeitraums der 6. – 4. Woche vor der Geburt etwa 10 – 15 MJ NEL/Tag und 1135 g nXP/Tag sowie in-nerhalb des Zeitraums der 3. Woche bis zur Geburt etwa 16 – 20 MJ NEL/Tag und 1230 g nXP/Tag veranschlagt (KTBL, 2008, S.512).
Der Gesamtenergiebedarf je Kuh ergibt sich demnach aus dem Leistungsbedarf und dem Erhaltungsbedarf , über die Dauer der Laktation , dem Erhaltungsbedarf
, über die Dauer der Trockenstehzeit vor der Vorbereitungsfütterung sowie dem Energiebedarf , bzw. , über die Dauer der gezielten Vorbereitungsfütterung, die sich meistens in zwei Zeitabschnitte mit einer Dauer von je 21 Tagen aufteilt.
Die Berechnung des Gesamtenergiebedarfs je Kuh lautet bei einer Vorbereitungsfütte-rung von 42 Tagen wie folgt:
· , ·
, · 42 , · 21 , · 21 (13)
mit: =
=
, =
=
=
, = 6. 4.
, = 3.
Für den Bedarf an Mineralfutter wird vereinfachend von einem linearen Zusammenhang zur Milchleistung , ausgegangen. Der jährliche Bedarf an Mineralfutter44 lässt sich somit wie folgt bestimmen (vgl. KTBL, 2008, S.514):
/ 10 0,01 · , (14)
Während sich anhand der aufgeführten Berechnungen die Bedarfswerte an Energie und Prote-in sowie MProte-ineralfutter für die gesamte Kuhherde ableiten lassen, wird von speziellen Fragen der Fütterung wie beispielsweise der Beimischung von weiteren Futterkomponenten wie Ölen, Fetten oder vielfach Verwendung findenden Reststoffen der Lebensmittelgewinnung wie beispielsweise Biertreber in den weiteren Modellberechnungen abstrahiert und vereinfa-chend unterstellt, dass die Nährstoffversorgung der Milchkühe den geforderten Ansprüchen angepasst wird. Ferner wird davon ausgegangen, dass für die gesamte Fütterungsperiode (d.h.
die gesamte Zwischenkalbezeit) konserviertes Grundfutter angeboten wird, dass sich hinsicht-lich Qualität und Energiegehalt nicht unterscheidet.
Neben einer gezielten Rationsplanung sind die Angaben für den Bedarf an Energie und Prote-in Prote-in Abhängigkeit der Milchleistung je Kuh, dem Fett- und Eiweißgehalt der Milch, der Leb-endmasse je Kuh und der Herdengröße des Betriebes für die Planung des Futterbaus von Re-levanz. Der Gesamtbedarf an Grund- und Kraftfutter der Milchviehherde ist zunächst von der Höhe der Futteraufnahme der Milchkühe abhängig, die ihrerseits wiederum über physikali-sche, chemische und bedarfsabhängige (Milchleistung) Größen gesteuert wird (LK NRW,
44 Es wird unterstellt, dass das verabreichte Mineralfutter einen ausreichenden Gehalt aller Mineralstoffe enthält.
2011, S.51). Aus dem typischen Verlauf der Laktationskurve mit einer zunächst ansteigenden Milchleistung über die ersten Laktationswochen und einem allmählichen Abfall der Milch-leistung gegen Ende der Laktation ergibt sich ein unterschiedlicher Energie- und damit auch Fütterungsbedarf, der theoretisch eine einzeltiergenaue Futterzuteilung erfordern würde.
Für die Planung der Futterproduktion lässt sich prinzipiell jedoch der Gesamtenergiebedarf der Milchkühe pro Jahr heranziehen. Aus Vereinfachungsgründen erfolgt die Berechnung des Gesamtenergiebedarfs der Kuhherde des Betriebes durch Multiplikation der Kühe , , in den jeweiligen Laktationsgruppen im Jahr t mit deren spezifischen laktationsabhängigen Energiebedarf , , pro Jahr. Der Gesamtenergiebedarf der Kuhherde , im Jahr t be-rechnet sich wie folgt:
, , , · , , (15)
Entsprechend dem Energiebedarf und dem maximalen Futteraufnahmevermögen der Kühe bemisst sich die notwendige Aufnahme an und Kraftfutter. Die Ermittlung der Grund-futteraufnahme sowie die erforderlichen Kraftfuttermengen für eine vorgegebene Energie-dichte des Kraftfutters orientieren sich hierzu an den Futterwerttabellen für Rinderfütterung der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen (s. LK NRW, 2011). In Abbildung 34 ist der Zusammenhang für die Grobfutteraufnahme (GF) von Holsteinkühen ab der 2. Laktation und die realisierbare Milchleistung in Abhängigkeit vom Energiegehalt des Grobfutters bei Einsatz von Kraftfutter (KF) der Energiestufe 3 (6,7 MJ NEL/kg) abgetragen.
Abb. 34: Grobfutteraufnahme von Holsteinkühen ab der 2. Laktation und mögliche Milch-leistung in Abhängigkeit vom Energiegehalt des Grobfutters bei Einsatz von Kraft-futter der Energiestufe 3
Quelle: Eigene Darstellung nach LK NRW, 2011, S.56
-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
15 20 25 30 35 40
Aufnahme von KF in kg/Tag
Aufnahme von GF in kg/Tag
Tagesmilcherzeugung kg ECM
GF-Aufnahme kg TM KF-Bedarf kg
Aus der Abbildung wird der Grundfutterverdrängungseffekt des Kraftfutters ersichtlich. Auf-grund eines begrenzten Trockenmasseaufnahmevermögens der Kuh ist daher eine steigende Tagesmilcherzeugung nur durch eine Substitution von relativ energiearmen Grob- durch rela-tiv energiereiches Kraftfutter zu erreichen. Zur Berücksichtigung des Zusammenhangs im Modell wird ein vereinfachendes Vorgehen gewählt, das anhand des Zusammenhangs in Ab-bildung 34 verdeutlicht wird. Aus dem Zusammenhang für die Aufnahme von Grob- und Kraftfutter lässt sich unter Berücksichtigung der Energiegehalte der Futtermittel, der Verluste während der Futterbergung und der anschließenden Lagerung sowie den spezifischen Erträ-gen der Ackerfutter- und Grünlandflächen des Betriebes der notwendige Umfang an Futterflä-che ermitteln, der für die Kuhherde notwendig ist. Die Aufnahme an Grund- und Kraftfutter wird unter Berücksichtigung einer steigenden Fütterungseffizienz über den Betrachtungshori-zont modellendogen berechnet. Durch Addition des Futterbedarfs des Jungviehs zum Futter-bedarf der Milchkühe lassen sich der GesamtFutter-bedarf und schließlich der Gesamtumfang an Futter- bzw. Futterflächen ermitteln.