Aus dem Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover
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Untersuchungen zur Akzeptanz und Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln unterschiedlicher Konfektionierung
beim Pferd
INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer
Doktorin der Veterinärmedizin (Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von Rosa Barsnick aus Braunschweig
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. med. vet. M. Coenen
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. med. vet. M. Coenen 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. agr. G. Flachowsky
Tag der mündlichen Prüfung: 24. November 2003
Meinen Eltern und meinem Bruder gewidmet
INHALTSVERZEICHNIS
I EINLEITUNG... 13
II SCHRIFTTUM... 15
II.1 Trockenschnitzel... 15
II.1.1 Begriffsbestimmung und Herstellung von Trockenschnitzeln... 15
II.1.2 Inhaltsstoffe der Trockenschnitzel... 16
II.1.3 Trockenschnitzel in der Nutztierfütterung... 19
II.1.3.1 Einsatz von Trockenschnitzeln in der Nutztierfütterung... 19
II.1.3.2 Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln bei Nutztieren... 19
II.1.4 Trockenschnitzel in der Pferdefütterung... 20
II.1.4.1 Einsatz von Trockenschnitzeln in der Pferdefütterung – Historischer Rückblick über Veröffentlichungen von 1836 bis 1954... 20
II.1.4.2 Fütterungspraxis... 21
II.1.4.3 Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln bei Pferden... 22
II.1.4.3.1 Faserverdaulichkeit... 22
II.1.4.3.2 Proteinverdaulichkeit... 24
II.1.4.4 Einsatz von Trockenschnitzeln bei Sportpferden... 25
II.2 Expandat... 28
II.2.1 Herstellung von Expandat... 28
II.2.2 Auswirkungen des Expandierens auf die Futtermittelinhaltsstoffe... 30
II.2.2.1 Stärke... 30
II.2.2.1.1 Gelatinisierung... 30
II.2.2.1.2 Hydrolyse... 30
II.2.2.2 Protein... 30
II.2.2.3 Fett... 31
II.2.2.4 Rohfaser / Zellwandstrukturen... 31
II.2.3 Hygienische Aspekte des Expandierens... 31
II.2.4 Auswirkungen des Expandierens auf den Vitamingehalt der Futtermittel. 32 II.2.5 Weitere technologische Aspekte des Expandierens... 32
II.2.6 Einsatz von Expandat in der Nutztierfütterung... 32
III MATERIAL UND METHODEN... 38
III.1 Versuchsziel... 38
III.2 Versuchsplan... 38
III.2.1 Wahlversuch... 38
III.2.2 Bilanzversuch... 38
III.3 Versuchstiere im Wahl- und Bilanzversuch... 38
III.4 Versuchsfutter... 39
III.4.1 Futtermittel... 39
III.4.2 Rationsgestaltung... 41
III.5 Versuchstechnik... 43
III.5.1 Versuchsablauf... 43
III.5.1.1 Versuchsablauf Wahlversuch... 43
III.5.1.2 Versuchsablauf Bilanzversuch... 43
III.5.2 Probennahme... 46
III.5.3 Probenvorbereitung... 47
III.6 Untersuchungsparameter... 47
III.7 Angewandte Untersuchungsmethoden... 49
III.7.1 Bestimmung des Quellvermögens und der Wasserbindungskapazität... 49
III.7.2 Bestimmung der Rohnährstoffe... 49
III.7.3 Bestimmung der Mengen- und Spurenelemente... 51
III.7.4 Bestimmung von Stickstoff (N) und Kreatinin im Harn... 52
III.7.5 Bestimmung der Dichte des Harns... 52
III.7.6 Gewichtsbestimmungen... 52
III.8 Berechnungsmethoden... 53
III.8.1 Berechnung der scheinbaren Verdaulichkeit... 53
III.8.2 Berechnung der Differenzverdaulichkeit... 53
III.8.3 Berechnung der Bruttoenergie... 53
III.8.4 Berechnung der verdaulichen Energie (DE)... 54
III.8.5 Berechnung der Retention (Stickstoff) bzw. Bilanz (Mineralstoffe)... 54
III.8.6 Berechnung der Nettoabsorption... 54
III.9 Statistische Verfahren... 55
IV ERGEBNISSE... 56
IV.1 Futtermittel – Quellvermögen und Wasserbindungskapazität... 56
IV.2 Allgemeinbefinden und Körpermassenentwicklung... 58
IV.3 Futteraufnahme und Akzeptanz... 60
IV.3.1 Futteraufnahme im Wahlversuch... 60
IV.3.2 Futteraufnahme während der Bilanzen... 60
IV.4 Wasseraufnahme... 62
IV.5 Kot... 63
IV.5.1 Kottrockensubstanz... 63
IV.5.2 Kotmengen... 63
IV.6 Harn... 64
IV.6.1 Harnmengen... 64
IV.6.2 Dichte... 65
IV.6.3 Wasserbilanz... 66
IV.6.4 Kreatiningehalt im Harn... 66
IV.7 Scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe und verdauliche Energie... 68
IV.7.1 Gesamtration... 68
IV.7.2 Differenzverfahren... 72
IV.8 Stickstoffbilanz... 73
IV.9 Mengen- und Spurenelemente... 74
IV.9.1 Mengenelemente... 74
IV.9.1.1 Kalium... 74
IV.9.1.2 Kalzium... 74
IV.9.1.3 Phosphor... 75
IV.9.1.4 Magnesium... 76
IV.9.2 Spurenelemente... 77
IV.9.2.1 Kupfer... 77
IV.9.2.2 Zink... 77
IV.9.2.3 Mangan... 78
V DISKUSSION... 79
V.1 Kritik der Methode... 79
V.1.1 Versuchstiere... 79
V.1.2 Sammlung von Probenmaterial... 80
V.1.3 Adaptations- und Sammelphase... 81
V.1.4 Rationsgestaltung... 83
V.2 Diskussion der Ergebnisse... 84
V.2.1 Quellvermögen und Wasserbindungskapazität sowie technische Aspekte der unterschiedlichen Trockenschnitzelkonfektionierungen... 84
V.2.2 Akzeptanz... 85
V.2.3 Der Effekt von Trockenschnitzelfütterung auf den Wasserhaushalt... 87
V.2.4 Verdaulichkeiten der Rohnährstoffe... 92
V.2.5 Energetische Versorgung während der Bilanzversuche... 95
V.2.6 Stickstoffmetabolismus... 97
V.2.7 Mineralstoffbilanzen... 99
V.3 Schlussfolgerung... 100
VI ZUSAMMENFASSUNG... 101
VII SUMMARY... 103
VIII LITERATURVERZEICHNIS... 105
IX ANHANG... 113
X TABELLENVERZEICHNIS... 122
XI ABBILDUNGSVERZEICHNIS... 125
Neben den Abkürzungen für Einheiten des internationalen Einheitensystems und den Symbolen der chemischen Elemente wurden folgende Abkürzungen verwendet:
Abb. Abbildung
Abg. Abgabe
ADF acid detergent fiber (saure Detergentien-Faser)
ADL acid detergent lignin
Aufn. Aufnahme
bzw. beziehungsweise
°C Grad Celsius
ca. circa
d.h. das heißt
DE verdauliche Energie
DLG Deutsche Landwirtschaftsgesellschaft expTrS expandierte Trockenschnitzel
GE Bruttoenergie
ges. gesamt
GfE Gesellschaft für Ernährungsphysiologie
KM Körpermasse
l Liter
LUFA Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt
Min. Minute
MW Mittelwert
N Stickstoff
NDF neutral detergent fiber
NfE N-freie Extraktstoffe
oS organische Substanz
p Irrtumswahrscheinlichkeit
pelTrS pelletierte Trockenschnitzel
pH potentia hydrogenii (Wasserstoffkonzentration)
Ra Rohasche
Rfa Rohfaser
s Standardabweichung
s.o. siehe oben
Std. Stunde
sV scheinbare Verdaulichkeit
Tab. Tabelle
TS Trockensubstanz
u.a. unter anderem
uS ursprüngliche Substanz
vergl. vergleiche
vNfE verdauliche N-freie Extraktstoffe
VQ Verdauungsquotient
vRfa verdauliche Rohfaser
vRfe verdauliches Rohfett
vRp verdauliches Rohprotein
z.B. zum Beispiel
I EINLEITUNG
Trockenschnitzel fallen in der Zuckerherstellung als ein Nebenprodukt an, das wegen seines hohen Gehalts an Nährstoffen einen breiten Einsatz in der Tierernährung findet (HENKEL 1974).
So werden Trockenschnitzel auch in der Pferdeernährung schon seit vielen Jahren eingesetzt. Bereits in den Zwanzigerjahren des vergangenen Jahrhunderts wurden Untersuchungen bezüglich der Eignung von Trockenschnitzeln für die Fütterung von Arbeitspferden durchgeführt und veröffentlicht (KLOSE 1929). In den letzten Jahren haben Trockenschnitzel für die Fütterung von Sportpferden immer mehr an Bedeutung gewonnen, da Trockenschnitzel als Alternative zu stärkehaltigen Kraftfuttermitteln wie Hafer oder energiereichen Mischfuttermitteln bekannt geworden sind (CRANDELL et al. 1999, LINDBERG und KARLSSON 2001, KARLSSON et al.
2002, MÖHRER 2003). Besonderes Interesse gilt in diesem Zusammenhang neben der Energiebereitstellung den Effekten von Trockenschnitzelfütterung auf den Wasserhaushalt (HARRIS und RODIEK 1993, WARREN et al. 1999).
Trockenschnitzel können bei der Herstellung unterschiedlich behandelt werden. Eine Form der hydrothermischen Behandlung von Futtermitteln ist das Expandieren, welches seit einigen Jahren bei unterschiedlichen Futtermitteln untersucht und praktiziert wird. Besonders in der Ernährung von Rindern, Schweinen und Geflügel hat sich expandiertes Futter aufgrund seiner positiven Auswirkungen auf die Verdaulichkeit von Rohnährstoffen sowie der Vorteile hinsichtlich technischer und hygienischer Aspekte bereits etabliert (PEISKER 1994, LUCHT 1997, VAN DER POEL et al. 1997).
Vor diesem Hintergrund wurden die physikalischen Eigenschaften expandierter Trockenschnitzel (LUCHT 2000) sowie deren Akzeptanz und Verdaulichkeit bei Rindern (HARMS 2003) und Schweinen (GEHRDES 2003) untersucht. Bei Pferden wurde Trockenschnitzelexpandat unter Belastungsbedingungen bezüglich der metabolischen Reaktionen und der Leistungsfähigkeit im Vergleich zu einem kommerziellen Mischfutter erprobt (MÖHRER 2003).
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Akzeptanz und Verdaulichkeit von expandierten Trockenschnitzeln mit herkömmlichen Trockenschnitzel- konfektionierungen bei Pferden zu vergleichen. Weitere Aspekte, z.B. das Quellvermögen, der Einfluss auf die Kotbeschaffenheit und die Effekte auf den Wasserhaushalt, sollten hierbei ebenfalls berücksichtigt werden.
II SCHRIFTTUM
Im Folgenden wird zunächst ein Überblick über Trockenschnitzel als Futtermittel für Nutztiere und Pferde gegeben. Anschließend wird das Expandieren als besondere Behandlung von Futtermitteln beschrieben. Schließlich wird der derzeitige Wissensstand hinsichtlich expandierter Trockenschnitzel und deren Einsatz in der Tierernährung dargestellt.
II.1 Trockenschnitzel
II.1.1 Begriffsbestimmung und Herstellung von Trockenschnitzeln
Trockenschnitzel sind die bei der Zuckergewinnung anfallenden getrockneten Rückstände der Zuckerrübe (entzuckertes Rübenmark). Bereits seit 1892 wurden die Diffusionsrückstände bei der Zuckerfabrikation im Vakuum zu Rübentrockenschnitzeln getrocknet, um sie haltbar zu machen (BUCHER 1896).
BECKER und NEHRING (1967) definierten Trockenschnitzel als die in Zuckerfabriken abgepressten und in Trockentrommeln auf etwa 10% getrockneten Diffusionsschnitzel mit einem Zuckergehalt zwischen 3 und 10%. Schon zu dieser Zeit wurden Trockenschnitzel gepresst und melassiert, sogar brikettiert.
Die Zuckerrüben werden zunächst gewaschen und in kleine Teile geschnitzelt, bevor sie im Diffuseur unter Zusatz von Wasser bei 80 °C – 90 °C (KAMPHUES et al.
1999) in Wasser ausgelaugt werden. Nach dem Auslaugen werden die Diffusions- oder Nassschnitzel auf einen Trockensubstanzgehalt von ca. 20% abgepresst (Pressschnitzel) und anschließend bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 10-12%
getrocknet. In der Regel werden die Schnitzel noch einmal gepresst und gegebenenfalls weiterverarbeitet (z.B. pelletiert). Bei der Zuckerherstellung verbleiben ca. 3-5% der Saccharose in den Rübenschnitzeln. Dazu gehören der Invertzucker (Gemisch aus Glucose und Fructose) und die Raffinose (HENKEL 1974).
Häufig wird vor der Trocknung Melasse zugesetzt. Melasse ist der Rest des Zuckerrohsaftes, aus dem kein Zucker mehr auskristallisiert (HENKEL 1974). Je
(=zuckerarm), 16-23% und über 23% (=zuckerreich) angeboten (MEYER und COENEN 2002).
FADEL (1999) untersuchte Trockenschnitzel innerhalb einer Studie über ausgewählte pflanzliche Nebenerzeugnisse (aus der Produktion von Nahrungsmitteln für Menschen) als Futtermittel. Er definiert ein „by-product feedstuff equivalent“ als den auf die Trockensubstanz bezogenen prozentualen Anteil eines Ausgangsmaterials (z.B. Zuckerrüben), der als Futtermittel verwendet werden kann.
Für Trockenschnitzel gibt er ein „by-product feedstuff equivalent“ von 23% (bei Berücksichtigung der Melasse 39%) an.
II.1.2 Inhaltsstoffe der Trockenschnitzel
Trockenschnitzel enthalten einen hohen Anteil an verdaulichen Fasern, vorwiegend Pektine (MEYER und COENEN 2002) und Cellulose. Pektine bestehen aus Galakturonsäuremolekülen, die teilweise mit Methanol oder Essigsäure verestert sind. Hochmethylierte Pektine sind wasserlöslich. Rübenpektin hat einen besonders hohen Gehalt an Acetylgruppen, wodurch die Gelierfähigkeit des Pektins herabgesetzt ist. Cellulose besteht aus Cellobiose, die wiederum aus Glucosemolekülen besteht. Da Cellulose wasserunlöslich ist, verbleibt sie vollständig in den Diffusionsschnitzeln. In der Zellwand kommen neben der Cellulose und den Pektinen noch Pentosane vor, vorwiegend aus Xylose und Arabinose aufgebaut.
Schließlich enthalten Trockenschnitzel das wasser- und säureunlösliche Lignin (HENKEL 1974).
Trockenschnitzel sind insgesamt proteinarm. Nur die Hälfte des Zuckerrübenproteins ist echtes Protein und verbleibt zum größten Teil in den Schnitzeln. Die NPN- Verbindungen der Zuckerrübe sind leicht löslich und gelangen deshalb in den Rohsaft. Bei der Melassierung der Trockenschnitzel gelangen diese über die Melasse wieder in die Trockenschnitzel. Melassierte Trockenschnitzel enthalten somit zwar einen hohen Anteil an freien Aminosäuren sowie andere NPN- Verbindungen, die insgesamt einen höheren Rohproteingehalt vortäuschen, als tatsächlich vorhanden ist (Rohprotein = N x 6,25), jedoch kann die Verfügbarkeit der Stickstoffverbindungen teilweise infolge von Wechselwirkungen zwischen Aminosäuren und Zucker beim Erhitzen herabgesetzt werden (HENKEL 1974).
Der Aschegehalt der Trockenschnitzel liegt bei etwa 5%. An Mineralstoffen enthalten Trockenschnitzel viel Kalzium und Kalium, aber wenig Phosphor (HENKEL 1974).
Sulfat ist zu etwa 8 g/kg TS in Trockenschnitzeln enthalten (HARMS 2003).
HINTZ (1992) schlägt vor, aufgrund der niedrigen Gehalte an Vitaminen und bestimmten Mineralien diese bei einer Fütterung von Trockenschnitzeln als Heuersatz zu berücksichtigen und entsprechend zu substituieren.
Über die Rohnährstoffe und weiteren Inhaltsstoffe sind in der Literatur unterschiedliche Angaben zu finden, die in den Tabellen 1 bis 3 zusammengefasst dargestellt sind.
Tab. 1: Rohnährstoff- und Energiegehalt von Trockenschnitzeln
TS GE oS Ra Rp Rfe Rfa NfE
Autor / Quelle
(g/kg uS)
(MJ/kg
TS) (g/kg TS)
DLG-Tab.¹ 1995
910 - 920 80 125 9 159 627
Kamphues
et al.¹ 1999 910 - - - 59² - 131 -
Henkel¹
1974 900 - - 64 97 5 206 528
Kelly¹
1983 845 17,1 - 83 129 - 124 659
Karlsson
et al.¹ 2002 - 17,0 924 - 115 9 - -
Crandell
et al. 1999 920 - - 81,6 91,3 - - -
¹ = Angaben für melassierte Trockenschnitzel
² = Verdauliches Rohprotein bei Pferden
Tab. 2: Mengenelemente in Trockenschnitzeln
Na K Cl Ca P Mg
Autor / Quelle (g/kg TS)
DLG-Tabelle¹ 1995
2,4 - 1,2 6,1 0,9 -
Kamphues et al.¹
1999 2,0 - - 5,1 0,7 -
Henkel¹ 1974 2,3 13,2 - 5,3 0,9 1,8
Kelly¹ 1983 3,7 17,4 - 5,9 0,7 0,1
Crandell et al.
1999 2,5 5,8 - 8,8 1,1 3,3
¹ = Angaben für melassierte Trockenschnitzel
Tab. 3: Spurenelemente in Trockenschnitzeln
Cu Zn Mn Fe
Autor / Quelle (mg/kg TS)
Henkel¹ 1974 10 23 24 720
Crandell et al.
1999 12,3 23,7 - 700
¹ = Angaben für melassierte Trockenschnitzel
II.1.3 Trockenschnitzel in der Nutztierfütterung
II.1.3.1 Einsatz von Trockenschnitzeln in der Nutztierfütterung
Trockenschnitzel werden in der Nutztierfütterung wegen ihres hohen Rohfasergehalts v.a. bei Rindern (Milch- und Mastvieh) und Schafen eingesetzt, werden aber auch in der Schweinefütterung verwendet (HINTZ 1992). Schon 1896 wurde die Fütterung von Rübentrockenschnitzeln an Schafe, Schweine, Zugochsen, Zucht- und Milchtiere beschrieben (BUCHER 1896).
II.1.3.2 Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln bei Nutztieren
Wiederkäuer sind in der Lage durch die mikrobielle Vergärung im Pansen die Gerüstsubstanzen Cellulose und Pektin schnell aufzuschließen, wodurch die Verdaulichkeit der Trockenschnitzel mit der von Kraftfutter (stärkehaltigen Futtermitteln, z.B. Getreide) vergleichbar wird. Außerdem erhöht der Zusatz von Melasse den Anteil an NPN-Verbindungen und Zucker, was zu einer verbesserten scheinbaren Verdaulichkeit des Rohproteins und der N-freien Extraktstoffe, aber auch der Rohfaser führt (HENKEL 1974).
Von Schweinen wird die organische Substanz von Trockenschnitzeln sehr gut verdaut. Dies gilt wieder insbesondere für Melasseschnitzel. Die Verdauungskoeffizienten liegen für die N-freien Extraktstoffe und die Rohfaser wie bei den Wiederkäuern sehr hoch (HENKEL 1974). Dennoch ist die Verwertung der Energie geringer als bei Maisstärke, da ein großer Anteil der Trockenschnitzel im Dickdarm zu freien Fettsäuren fermentiert wird, was hinsichtlich der Energieverwertung weniger effizient ist als die Verdauung von Stärke zu Glucose mit anschließender Resorption im Dünndarm (ZHU et al. 1990).
Tab. 4: Verdaulichkeit der Rohnährstoffe von melassierten Trockenschnitzeln bei Wiederkäuern und Schweinen nach DLG-Tabelle (1991)
Wiederkäuer (Rinder) Schweine
TS (%) - -
oS 91 86
Ra - -
Rp 69 65
Rfe 0 0
Rfa 88 84
NfE
(% TS)
97 91
ME (MJ/kg TS) 12,7 10,4
II.1.4 Trockenschnitzel in der Pferdefütterung
II.1.4.1 Einsatz von Trockenschnitzeln in der Pferdefütterung -
Historischer Rückblick über Veröffentlichungen von 1896 bis 1954
BUCHER beschrieb 1896 Rübentrockenschnitzel für die Nutztierfütterung als Alternative zu Nassschnitzeln mit einem Verdauungskoeffizienten von 79,7 bis 86,7.
Er erwähnt bereits das Auftreten von Schlundverstopfungen bei Schafen und empfiehlt daher das Anfeuchten vor dem Verfüttern. Allerdings scheint BUCHER (1896) eine schlechte Akzeptanz bei Pferden beobachtet zu haben. Dagegen untersuchte KLOSE 33 Jahre später (1929) die Fütterung von Arbeits- (Zug-) Pferden mit Trockenschnitzeln als Haferersatz. Er ersetzte bei Arbeitspferden ein Kilo Hafer durch ein Kilo Trockenschnitzel und konnte eine hohe Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln (gleichwertig der von Hafer), besonders deren Rohfaser, feststellen, wies aber auf die Ergänzung des fehlenden Eiweißes durch andere Futtermittel hin. Außerdem schlägt KLOSE (1929) den Zusatz von Kochsalz und das sechsstündige Vorquellen der Trockenschnitzel mit Wasser im Verhältnis 1:3 vor. Zu ähnlichen Ergebnissen gelangten HÖTZEL (1934), sowie EHRENBERG und
NIETSCH (1936) in weiteren Untersuchungen über den Nährwert von Trockenschnitzeln. Nach WITTIG (1939) können je nach Arbeitsleistung zu einer Grundration von Hafer, Häcksel und Grünfutter bis zur Sättigung 2 bis 8 kg Trockenschnitzel gefüttert werden. EHRENBERG (1954) empfiehlt eine Menge von bis zu 4 kg, wobei auch er vorschlägt, 1 kg Hafer durch 1 bis 1,1 kg Trockenschnitzel zu ersetzen.
Trockenschnitzel werden in der Pferdefütterung also seit langer Zeit eingesetzt, in der Regel kommen überwiegend melassierte Trockenschnitzel zum Einsatz (HINTZ 1992).
II.1.4.2 Fütterungspraxis
Trockenschnitzel werden vornehmlich als Energielieferant bei untergewichtigen oder alten Pferden eingesetzt, und sie dienen häufig als Abwechslung im Futterplan von Pferden, die im Erhaltungsstoffwechsel stehen (CRANDELL et al. 1999).
Es wird empfohlen, bei der Fütterung von Trockenschnitzeln eine Tagesmenge von 1,4 kg uS (KELLY 1983) bzw. 2 kg uS (KAMPHUES et al. 1999) nicht zu überschreiten und die Trockenschnitzel im Verhältnis 1:4 mit Wasser vorzuquellen, um Schlundverstopfungen vorzubeugen (MEYER und COENEN 2002). In Mischfuttermitteln sollten nur bis zu 10% Trockenschnitzel eingemischt werden (MEYER und COENEN 2002). HARRIS und RODIEK (1993) hingegen fütterten sogar bis zu 45% ungequollene Trockenschnitzel in einer Ration aus Luzernepellets und losen Trockenschnitzeln ohne Schlundverstopfungen oder ähnliche negative Reaktionen zu beobachten.
RADE∗ (2000) verglich das Quellvermögen verschiedener Einzelfuttermittel für Pferde unter dem Aspekt der Schlundverstopfung. Trockenschnitzelpellets zeigten mit einer Quellung auf das 5,6-fache ein weit höheres Quellvermögen als andere pelletierte Einzelfuttermittel.
II.1.4.3 Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln bei Pferden
In Tabelle 5 sind zunächst die Angaben zur scheinbaren Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln bei Pferden laut DLG-Tabelle (1995) und nach MOORE-COLYER und LONGLAND (2001) dargestellt. Weitere Angaben zur Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln liegen in anderen Literaturquellen nur für kombinierte Rationen vor.
Tab. 5: Trockenschnitzel − Verdaulichkeit der Rohnährstoffe und der Energie bei Pferden
DLG-Tabelle (1995)
Moore-Colyer und Longland (2001)
TS (%) - 89
oS 79 90
Ra - -
Rp 57 -
Rfe 0 -
Rfa 69 -
NfE
(% TS)
87 -
DE (MJ/kg TS) 12,9 -
II.1.4.3.1 Faserverdaulichkeit
Trockenschnitzel sind für die Pferdefütterung aufgrund ihres hohen Gehalts an Gerüstsubstanzen besonders geeignet und werden zu einem großen Teil im Dickdarm verdaut. Hier werden die nicht durch körpereigene Enzyme aufschließbaren Kohlenhydrate (Zellulose, Hemizellulosen und Pektine) mikrobiell zerlegt. Dabei entstehen flüchtige (kurzkettige) Fettsäuren (HINTZ 1992), die über die Darmwand absorbiert werden und der Energieversorgung dienen (MEYER und COENEN 2002).
Die Fermentation der in den Faserstoffen enthaltenen Kohlenhydratverbindungen im Dickdarm ermöglicht außerdem eine erhöhte Verdaulichkeit von Rationen, in denen Trockenschnitzel mit anderen Kraftfuttermitteln kombiniert werden (LINDBERG und KARLSSON 2001). Ein Hinweis auf erhöhte mikrobielle Aktivität ist die signifikant höhere In-vitro-Gasbildung bei Inkubation von Heu-Trockenschnitzel-Kombinationen (davon 50-75% Trockenschnitzel) mit Frischkot von Ponies im Vergleich zur ausschließlichen Heufütterung. Sowohl in vitro als auch in vivo konnte die scheinbare Verdaulichkeit von Heu durch den Einsatz von Trockenschnitzeln (min. 30% der Gesamtration) positiv beeinflusst werden (MOORE-COLYER und LONGLAND 2001).
Auch in Luzerne-Trockenschnitzel-Rationen führte ein Anteil von 30-45%
Trockenschnitzeln in der Gesamtration zu einer insgesamt höheren Verdaulichkeit der Trockensubstanz als bei geringeren Zugaben von Trockenschnitzeln (HARRIS und RODIEK 1993).
LINDBERG und JACOBSSON (1992) hingegen beobachteten keine Wirkung auf die scheinbare Verdaulichkeit der organischen Substanz und die verdauliche Energie bei Ergänzung einer Heu-Gerste-Ration durch Trockenschnitzel. Auch die Plasmakonzentrationen von Glukose und Insulin wurden nicht davon beeinflusst, in welchem Verhältnis (stärkereiche Gerste : faserreiche Trockenschnitzel) die Ration zusammengesetzt war.
Diätetisch ist die Verwertung der Faseranteile vorteilhaft gegenüber stärkehaltigen Futtermitteln wie Hafer, da die Stärkeverwertung und damit die Fütterung von stärkehaltigem Kraftfutter (Getreide) durch eine begrenzte Amylasesekretion im Dünndarm limitiert ist (RADICKE et al. 1992). Große Mengen stärkehaltiger Futtermittel können zu einer erhöhten mikrobiellen Aktivität mit exzessiver Gasproduktion im Dickdarm, folglich zu Koliken, führen (BEYER 1998). Ebenso wird die Entstehung von Magengeschwüren (BEYER 1998) und Kreuzverschlag (VALBERG 1998) u.a. mit einer übermäßigen Fütterung von Getreide und anderen stärkereichen Futtermitteln in Verbindung gebracht.
Trockenschnitzel werden zum Teil bereits im Dünndarm fermentiert. Die präzäkale Verdaulichkeit der Nicht-Stärke-Polysaccharide aus der Rohfaser ist bei Trockenschnitzeln mit ca. 15% höher als bei Sojaschalen, Haferschalen und Heu, wobei besonders Arabinose, Harnsäure, Mannose und Glucose präzäkal
In der Regel weisen Pferde schlechtere Verdaulichkeiten als Rinder auf. Dies kann auf eine schnellere Magen-Darm-Passage beim Pferd, geringere Absorption von Produkten des mikrobiellen Abbaus (bei Pferden nur im Dickdarm) oder auf eine weniger effektive Faserverdauung durch die Mikroorganismen des equinen Zäkum im Vergleich zu den Mikroorganismen des Pansen zurückzuführen sein. HYSLOP et al. (1997) verglichen die equine zäkale Mikroflora mit der bovinen Pansenflora hinsichtlich der Faserverdauung und der Verdaulichkeit der organischen Substanz.
Besonders Trockenschnitzel, aber auch andere faserreiche Futtermittel, wurden allerdings im Zäkum von Ponies innerhalb von 12 Stunden stärker degradiert als im Pansen von Bullen.
II.1.4.3.2 Proteinverdaulichkeit
LINDBERG und KARLSSON (2001) beobachteten bei der Fütterung von Trockenschnitzeln eine verminderte Verdaulichkeit des Rohproteins im Vergleich zu der von Haferrationen. Dies erklären sie mit der erhöhten Fermentation von Kohlenhydratverbindungen im Dickdarm, wodurch die Ausscheidung von mikrobiellem Protein ansteigt. Auch LINDBERG und JACOBSSON (1992) verzeichneten eine Zunahme der fäkalen N-Ausscheidung und eine forcierte mikrobielle Aktivität im Kot, als sie den Anteil an NDF in der Ration durch steigende Trockenschnitzelzulagen erhöhten. Hingegen sanken die Allantoin- und die Kreatininausscheidung über den Harn bei steigender Zulage von Trockenschnitzeln.
LINDBERG und KARLSSON (2001) beobachteten dagegen eine steigende N- Ausscheidung über den Harn bei der Substitution von Hafer durch Trockenschnitzel in der Ration. Die N-Retention stieg in dieser Studie dementsprechend, was wieder mit der geringeren scheinbaren Verdaulichkeit des Rohproteins (s.o.) in Verbindung zu bringen sein könnte. Da sich der Plasma-Harnstoffspiegel und die Harnsäureausscheidung über den Harn dabei nicht änderten, ist eine Veränderung im Stickstoffmetabolismus nicht anzunehmen. KARLSSON et al. (2002) stellten wiederum keine signifikanten Unterschiede zwischen der Hafer- und der Trockenschnitzelration hinsichtlich der N-Ausscheidung über den Harn und der N- Retention fest.
II.1.4.4 Einsatz von Trockenschnitzeln bei Sportpferden
Es gibt inzwischen ein wachsendes Interesse am Einsatz von Trockenschnitzeln in der Fütterung von Sportpferden. CRANDELL et al. (1999) verglichen Getreide, Sojaöl und Trockenschnitzel als Energielieferant für Pferde im Training auf dem Laufband.
Sie stellten zwar bei den Pferden, die mit einer fettreichen (Pflanzenöl enthaltenden) Ration gefüttert wurden, niedrigere Glukose- und Insulinkonzentrationen nach dem Füttern und während der Laufbandarbeit fest. Jedoch ergaben sich hier keine Unterschiede zwischen der Kontrollration (Hafer, Mais und Melasse) und der faserreichen Ration (15% der Kontrollration durch Trockenschnitzel ersetzt).
Dahingegen war das Plasmakortisol, das die Lipolyse und die Glukoneogenese stimuliert, während der Arbeit sowohl bei den fettreich als auch bei den faserreich gefütterten Pferden niedriger als bei den Pferden, die die Kontrollration bekamen.
Insgesamt bewerteten sie Trockenschnitzel als energetisch gleichwertig wie stärkereiche Futtermittel im Bezug auf Erhaltung und Leistung. LINDBERG und KARLSSON (2001) kamen in ihrer Studie hinsichtlich der metabolischen Reaktionen zu einem gegensätzlichen Ergebnis: sie fanden höhere Glukose- und Insulinkonzentrationen im Plasma bei der Fütterung der Haferrationen als bei den Trockenschnitzelrationen und tendenziell auch vergleichsweise höhere Insulinwerte bei der Zulage von Maisöl.
In einer weiteren Studie verglichen KARLSSON et al. (2002) Haferfütterung mit der Fütterung einer Hafer-Trockenschnitzelration (38,9% melassierte Trockenschnitzel, 6,4% Biertreber, 54,7% Hafer). Hierbei stellten sie höhere Plasmainsulinkonzentrationen nach der reinen Haferfütterung in Ruhe fest, aber während der Arbeit ergaben sich keine Unterschiede bei den Glukose- und Insulinwerten. Nachdem die Trockenschnitzelration gefüttert wurde, war der Glykogengehalt im Muskel nach der Arbeit höher und der Laktatgehalt im Muskel niedriger. Sie konnten keine Unterschiede zwischen den Rationen bezüglich der Verdaulichkeit feststellen. Diese Ergebnisse unterstützen die These, dass Hafer auch bei Sportpferden durch Trockenschnitzel ersetzt werden kann, ohne die Verdauung und Metabolisierung der Nährstoffe zu beeinträchtigen
WARREN et al. (1999) untersuchten den Effekt des Anteils an löslicher Faser (z.B.
rohfaserreichen Ration mit hohem Anteil an löslicher Faser (38% Luzerneheu und 55% Trockenschnitzel), und kamen zu dem Schluss, dass gerade solche Rationen einen Wasserspeicher im hinteren Verdauungstrakt bieten können, der über längere Zeit im Verdauungstrakt bestehen bleibt und vom Pferd bei Dehydrierung genutzt werden kann. Gleichzeitig ergab sich allerdings ein höherer Wassergehalt der Fäzes in der Trockenschnitzel-Luzerne-Ration gegenüber den Vergleichsrationen.
Aufgrund ihres hohen Wasserbindungsvermögens zogen auch HARRIS und RODIEK (1993) Trockenschnitzel als Wasserspeicher an warmen Tagen oder z.B.
bei Distanzritten für Pferde in Erwägung. Die durchgeführte Studie ergab ebenfalls einen (nicht signifikanten) Trend zu einem höheren Wassergehalt der Fäzes bei steigender Trockenschnitzelzulage (die Trockenschnitzel wurden uneingeweicht in Kombinaton mit Luzernepellets verfüttert).
MÖHRER (2003) untersuchte die metabolischen Reaktionen bei Fütterung von Trockenschnitzelexpandat im isoenergetischen Austausch zu einem kommerziellen Mischfutter (Kraftfutter) bei Sportpferden unter Kurzzeit- und Dauerbelastung. Es wurden keine fütterungsbedingten Unterschiede hinsichtlich Gesamteiweißgehalt sowie Insulin-, Glukose- und Laktatkonzentration im Plasma festgestellt. Auch bei der Natrium-, Kalium- und Chloridkonzentration im Vollblut ergaben sich keine Effekte.
Es wurden also keine nachteiligen Effekte auf den Energiestoffwechsel, aber auch keine positiven Auswirkungen auf den Wasserhaushalt festgestellt.
Tab. 6: Zusammenfassung der Befunde von Untersuchungen zum Einsatz von Trockenschnitzeln als energielieferndes Futtermittel bei
Pferden
Autor / Quelle Zusammensetzung der Kontrollration
Anteil an Trockenschnitzeln
in der Ration
Befund bei Fütterung der Trockenschnitzel- ration im Vergleich
zur Kontrollration Crandell et al.
1999
Luzerneheu-
Maispflanzenpress- linge und Mischfutter aus Hafer, Mais und Melasse
31,5% des
Mischfutters wurden isoenergetisch durch Trockenschnitzel ersetzt
Glukose- und
Insulinkonzentration im Plasma gleich, Plasmakortisol nach der Arbeit ↓
Warren et al.
1999
Unterschiedliche Zusammensetzung verschiedener isoenergetischer Rationen (gleiche TS, Rp und DE) mit unterschiedlichen Anteilen an löslicher Faser (45% Hafer in der faserarmen Ration)
55%
Trockenschnitzel in der Faserreichen Ration
KM-Verluste ↑, Plasmavolumenab- nahme gleich, Kot-TS ↓
Lindberg und Karlsson
2001
Heu, Hafer und
Sojabohnenmehl etwa 40% des Hafers wurden
isoenergetisch durch Trockenschnitzel ersetzt
Glukose- und
Insulinkonzentration im Plasma ↓
Karlsson et al.
2002
Heu und Hafer etwa 41,5% des Hafers wurden isoenergetisch durch Trockenschnitzel ersetzt
in Ruhe:
Insulinkonzentration
↓, nach Arbeit Muskelglykogen ↑ und Muskellaktat ↓, Verdaulichkeit gleich Möhrer
2003
Heu und Mischfutter (Kraftfutter)
65% der DE aus dem Kraftfutter wurden durch
Trockenschnitzel
keine Unterschiede
bezgl. der
Gesamteiweiß-, Insulin-, Glukose- und
II.2 Expandat
Trockenschnitzel können, ebenso wie viele andere Futtermittel, bei der Herstellung unterschiedlich bearbeitet werden. Das Endprodukt kann also in verschiedenen Konfektionierungen vorliegen. Eine Sonderform der thermischen Behandlung von Futtermitteln ist das Expandieren, das bei vielen Futtermitteln bereits praktiziert wird.
Im Folgenden werden erst der Prozess des Expandierens und die Auswirkungen desselben auf die Futtermittel im Allgemeinen beschrieben. Anschließend wird auf expandierte Trockenschnitzel eingegangen.
II.2.1 Herstellung von Expandat
Das Expandieren von Futtermitteln wird seit 1986 praktiziert und findet in einem sogenannten Expander statt (Abbildung 1) Dieser im Herstellungsprozess nach der Dosierschnecke und dem Durchlaufmischer als einziger Verarbeitungsschritt oder vor einer Pelletpresse (Vorexpandierung) zu finden. In der Regel kommt ein sogenannter Ringspaltexpander zum Einsatz, in dem der Transport des Futtermittels durch eine einzelne rotierende Schraube mit einer Scherbeanspruchung (Kneten), Erwärmung (von 70 °C auf 130 °C) und Druckerhöhung (auf 40 bar) innerhalb von fünf Sekunden durch mechanische Energie verbunden ist (VAN DER POEL et al.
1997). Am Ende tritt der zu behandelnde Stoff aus einer Ringspaltdüse aus, wobei es zu einer plötzlichen Druckabsenkung und damit zur schlagartigen Entspannung (Expansion) kommt (HEIDENREICH 1994). Während dieses Prozesses gibt es die Möglichkeit der Zufuhr von Dampf und hohen Mengen an verschiedenen Flüssigkeiten wie Melasse oder Fett. Eine definierte Formgebung erfolgt beim Expandieren nicht, dafür ist eine nachfolgende Pelletierung möglich. Das Expandieren ist ein typischer HTST (High Temperature Short Time) -Prozess (VAN DER POEL et al. 1997).
Abb. 1: Ringspaltexpander (modifiziert nach PIPA und FRANK 1989)
Mehl Dampf Ringspalt
Auslauf
II.2.2 Auswirkungen des Expandierens auf die Futtermittelinhaltsstoffe II.2.2.1 Stärke
Die Auswirkungen des Expandierens auf Stärke in Futtermitteln wurden von PEISKER (1994) beispielhaft am Weizen und von VAN DER POEL et al. (1997) an Kartoffelstärke (Schweinefutter) beschrieben. Dennoch formulieren beide Autoren die Ausführungen allgemein und beziehen ihre Aussagen auch auf Mischfuttermittel, in denen Stärke in verschiedenen Formen vorliegen kann (VAN DER POEL et al.
1997).
II.2.2.1.1 Gelatinisierung
Die Stärke wird beim Expandieren in erster Linie gelatinisiert. Die Stärkegranula absorbieren Wasser und wechseln aus der kristallinen in die amorphe Form.
Gelatinisierung der Stärke ist essenziell für Fische, Hunde, Katzen und Ferkel, wogegen sich bei Geflügel kein Zusammenhang zwischen Stärkeaufschluss und Verdaulichkeit erkennen lässt (PEISKER 1994). Der Grad des Stärkeaufschlusses kann durch Einstellungen am Expander variiert werden (VAN DER POEL et al.
1997). Die Struktur aufgeschlossener Stärke ermöglicht eine Einbindung von Flüssigkeiten wie Fett / Öl oder Melasse in ihre Matrix (PEISKER 1994).
II.2.2.1.2 Hydrolyse
Neben der Gelatinisierung wird Stärke beim Expandieren hydrolysiert. Hydrolysierte Stärke stimuliert die Produktion von Milchsäure im Magen von Schweinen, die wiederum eine Barriere gegenüber pathogenen Keimen darstellt (PEISKER 1992b;
VAN DER POEL et al. 1997).
II.2.2.2 Protein
Da Proteine temperaturempfindlich sind, ist die Veränderung der Proteinstruktur hinsichtlich Koagulation oder Denaturierung unter Hitzeeinwirkung beim Expandieren zu erwarten (PEISKER 1994). Dennoch beobachtete LUCHT (1997) bei der Expandierung von Broilerfutter keine signifikante Veränderung in der Stabilität der Aminosäuren. Ebenso fand PEISKER (1992b) keine Veränderung des Lysingehalts nach dem Expandieren von Schweinefutter. Darüber hinaus wird durch das Expandieren eine physikalische Bindung der Proteine an die Stärkematrix verursacht. Bisher ist jedoch keine negative Auswirkung auf die Verdaulichkeit des
Proteins von unterschiedlichen Futtermitteln wie Getreide oder Leguminosen beobachtet worden (VAN DER POEL et al. 1997). Wenn sich enzymhemmende Stoffe im Futter befinden (z.B. in Futtererbsen oder Sojabohnen), wirkt sich die Expandierung sogar positiv auf die Eiweißverdaulichkeit aus (PEISKER 1994).
II.2.2.3 Fett
Zunächst gilt die Möglichkeit einer Einbindung in die Stärkematrix auch für das Fett.
Durch die Scherkräfte im Expander werden fett- und ölhaltige Zellen zerrissen (VAN DER POEL et al. 1997). Natürliches Fett wird freigesetzt und damit Verdauungsenzymen besser zugänglich gemacht, was sich bei fettreichen Komponenten in einer besseren Fettverfügbarkeit äußert (z.B. bei Raps oder Sojabohnen). Die Neutralfette und freien Fettsäuren werden nicht geschädigt. Da beim Expandieren jedoch fettabbauende Enzyme (Lipasen, Lipoxydasen) thermisch inaktiviert werden, erhöht sich die Lagerungsfähigkeit hinsichtlich der Bildung von freien Fettsäuren (PEISKER 1994).
II.2.2.4 Rohfaser / Zellwandstrukturen
Eine Verbesserung der Verdaulichkeit der Zellwandstoffe wie Pektin und Cellulose ist aufgrund der Auflösung dieser Strukturen während des Mahlens, Pelletierens und somit auch des Expandierens zu erwarten (VAN DER POEL et al. 1997). PEISKER (1994) untersuchte die Rohfaserverdauung u.a. an expandiertem Broiler- und Ferkelfutter und an Rapsschrot in Kükenmastfutter. Er stellte jeweils eine bessere Rohfaserverdauung fest. Das Expandieren soll zudem den negativen Effekt der Rohfaser auf die Verdaulichkeit der organischen Substanz und der Energie abmildern.
II.2.3 Hygienische Aspekte des Expandierens
Bei der Betrachtung der hygienischen Eigenschaften wird die Reduzierung des Salmonellenbefalls hervorgehoben. Nicht nur tierisches Eiweiß, sondern auch Futtermittel auf der Grundlage von pflanzlichem Eiweiß (z.B. Rapssaat-, Kokosnuss-, Palmkernexpeller oder Sojaschrot) können mit Salmonellen infiziert sein.
ISRAELSEN et al. (1996) untersuchten die Effekte des Pelletierens und Expandierens an Mischfutter aus Weizenschrot, Rapssaaten und
Expandieren ermöglicht eine bessere Salmonellenabtötung als das alleinige Pelletieren, weil höhere Temperaturen und Feuchtigkeitsgehalte erreicht werden (ISRAELSEN et al. 1996). Zusätzlich führt der Druckabfall zum Zerreißen der Zellmembran der Mikroorganismen (VAN DER POEL et al. 1997), was PEISKER (1994) bei Hefezellen nachwies. Die beschriebenen Wirkungen treffen auch auf weitere pathogene Keime (E. coli, coliforme Bakterien, Schimmelpilze) zu (LUCHT 1997); lediglich sporenbildende Bakterien können diese Behandlung überleben (VAN DER POEL et al. 1997).
II.2.4 Auswirkungen des Expandierens auf den Vitamingehalt der Futtermittel Bei der druckthermischen Behandlung von Futtermitteln kann es bei den Vitaminen zu Verlusten kommen. Trotz der vergleichsweise hohen Temperaturen ist der Einfluss der reinen Expanderbehandlung auf die Vitaminstabilität geringer als bei traditioneller Pelletierung oder kombinierter Behandlung, nur von den Vitaminen C und K3 gehen bis zu 80% verloren (LUCHT 1997; VAN DER POEL et al. 1997).
II.2.5 Weitere technologische Aspekte des Expandierens
Das Expandieren hat noch Effekte unterschiedlicher Bedeutung für die Verarbeitung, Lagerung und den Einsatz des behandelten Futtermittels, z.B. die Verringerung der Schüttdichte, Änderung der sensorischen Eigenschaften oder Verbesserung der Pelletqualität hinsichtlich der Abriebfestigkeit der Pellets (HEIDENREICH 1994).
II.2.6 Einsatz von Expandat in der Nutztierfütterung
Expandierte Futtermittel werden in der Industrie als „expandiertes Strukturfutter“
bezeichnet und kommen in der Nutztierfütterung hauptsächlich bei Wiederkäuern (Rindern – Milch- und Mastvieh), Schweinen (und Ferkeln) und Geflügel (Legehühner und Mastgeflügel) zum Einsatz. Dafür kann es in Zerkleinerungseinrichtungen in die gewünschte Struktur (Granulat) gebracht werden, und es kann sowohl ein Einzelfuttermittel als auch ein Mischfutter oder ein Zusatzfuttermittel (Konzentrat) sein. Dabei ersetzt es mehlförmige Futtermittel, Pellets und Granulat aus Pellets (LUCHT 1997).
Bei Wiederkäuern wird die Zellulose expandierten Futters besser im Pansen fermentiert. Der Anteil an pansenstabilem Protein, z.B. in Getreide, Raps und Soja, ist erhöht (LUCHT 1997). Insgesamt ist die Verdaulichkeit von Stärke, Proteinen und Fett im Darm erhöht und die N-Ausscheidung vermindert (ARMSTRONG 1993).
Bei Schweinen wird Expandat aufgrund der guten Wasserlöslichkeit für Breifütterung und wegen der guten Fließeigenschaften in Futterautomaten eingesetzt (LUCHT 1997). Magengeschwüre und Verhornungen der Oesophagus- und Magenschleimhaut treten seltener auf (LUCHT 1997). Durch die hydrolisierte Stärke aus dem Expandat wird die Milchsäureproduktion im Magen von Ferkeln und Schweinen stimuliert, so dass der saure pH-Wert im Magen besser aufrechterhalten wird, der wiederum als Barriere gegen pathogene Keime wie E. coli wirkt (PEISKER 1992b). Außerdem ist die Akzeptanz von expandiertem Strukturfutter bei Ferkeln besser als von mehlförmigem oder pelletiertem Futter (ARMSTRONG 1993).
In der Legehennenfütterung wird strukturiertes Expandat wegen seiner tiergerechten, staubfreien, groben Struktur und des Freiseins von pathogenen Keimen eingesetzt (LUCHT 1997). Der Einsatz von Expandat in der Mastgeflügelfütterung erfolgt aufgrund einer verbesserten Pelletqualität durch Vorexpandieren. Der Zusatz von Fett wird erleichtert, und es entsteht eine erhöhte Verdaulichkeit von Fett und Stärke (PEISKER 1992a).
II.2.7 Expandierte Trockenschnitzel
Zur Herstellung von expandierten Trockenschnitzeln wird der Ringspaltexpander in den Verarbeitungsprozess integriert.
Abb. 2: Herstellung von Trockenschnitzelexpandat (modifiziert nach LUCHT 2000)
PEISKER (1994) verglich Mikroschnitte von expandierten und unexpandierten Trockenschnitzeln. Durch das Expandieren werden die Zellwände deformiert und quellen auf. Die Wandstärke wird auf das 2- bis 3-fache vergrößert. Verformungen der Zellmatrix werden sichtbar. Die Faseranalyse zeigte einen Rückgang der unlöslichen Rohfaser und einen Anstieg der löslichen Faser.
Abb. 3: Trockenschnitzel, nicht expandiert (Mikroschnitt)
Abb. 4: Trockenschnitzel, expandiert (Mikroschnitt)
Trockenschnitzelexpandat ist zum ersten Mal von LUCHT (2000) für die Rinderfütterung beschrieben worden. Dabei wurden jedoch lediglich die Schüttdichte, das Quell- und Wasserabsorptionsvermögen und die In-vitro-Gasproduktion untersucht. Das Expandieren beschleunigt die Fermentierung im Pansensaft in der Anfangsphase (schnellfermentierbare Fraktion), insgesamt ändert sich die Gasproduktion im Zeitraum von 24 Std. jedoch nicht signifikant.
Die Schüttdichte von expandierten Trockenschnitzeln beträgt mit 400 kg/m³ das Doppelte der Schüttdichte von losen Trockenschnitzeln (200 kg/m³), aber immer noch weniger als bei Trockenschnitzelpellets (550 kg/m³). Ähnliche Werte ergeben sich bei der Betrachtung der Trockensubstanz pro m³ (360/180/500 kg/m³).
LUCHT (2000) untersuchte das Quell- und Wasserbindungsvermögen vier verschiedener Trockenschnitzel-Konfektionierungen. Das Expandat zeigte das höchste Quellvermögen.
Tab. 7: Quell- und Wasserabsorptionsvermögen von Trockenschnitzeln unterschiedlicher Konfektionierung (LUCHT 2000)
Trockenschnitzel
lose pelletiert granuliert1 expandiert Quellvermögen
(Quellung von 50 g Produkt auf x ml)
600 300 500 800
Wasserabsorptions-
vermögen (g/g) 3 2,6 4,2 5,2
1= granulierte Trockenschnitzelpellets
HARMS (2003) stellte bei Fütterungsversuchen an Rindern keine Unterschiede zwischen losen und expandierten Trockenschnitzeln bezüglich der Verdaulichkeit fest. Diese beiden Konfektionierungen wiesen aber eine höhere Verdaulichkeit der Trockensubstanz, der organischen Substanz und der NfE gegenüber den pelletierten Trockenschnitzeln auf. Dieses Resultat wird mit der längeren thermischen Behandlung der Trockenschnitzel beim Pelletieren begründet. Pelletieren von Grobfutterstoffen kann bei Wiederkäuern außerdem wegen schnellerer Passage zu einer geringeren Verdaulichkeit führen (KAMPHUES et al. 1999).
Bei der Fütterung von Trockenschnitzelexpandat an Schweine konnte hingegen eine signifikant höhere Verdaulichkeit der organischen Substanz, der Proteinverdaulichkeit sowie der Verdaulichkeit der NfE gegenüber herkömmlichen Trockenschnitzelkonfektionierungen festgestellt werden (GEHRDES 2003). Dieser Effekt steht im Gegensatz zu früheren Untersuchungen mit anderen expandierten Futtermitteln wie Sojaextraktionsschrot oder Getreide bei Schweinen.
Das Versuchsziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, pelletierte Trockenschnitzel als herkömmliche Konfektionierung und expandierte Trockenschnitzel als neue Konfektionierung hinsichtlich der Akzeptanz und der Verdaulichkeit bei Pferden zu untersuchen und zu vergleichen. Des Weiteren interessieren die Effekte der Fütterung von Trockenschnitzeln auf den Wasserhaushalt bei Pferden unter Ruhebedingungen, um eventuell Rückschlüsse für den Einsatz von Trockenschnitzeln bei Sportpferden ziehen zu können.
III MATERIAL UND METHODEN
III.1 Versuchsziel
Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Akzeptanz und Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln unterschiedlicher Konfektionierungen bei Pferden untersucht und verglichen werden. Der Versuchsaufbau gliederte sich in einen Wahlversuch und den Bilanzversuch.
III.2 Versuchsplan III.2.1 Wahlversuch
Für den Wahlversuch standen fünf Pferde zur Verfügung. Den Tieren wurde an zwei aufeinanderfolgenden Tagen jeweils 300 g expandierte und pelletierte Trockenschnitzel (expTrS und pelTrS) angeboten, die mit 1800 ml Wasser vorgequollen waren.
III.2.2 Bilanzversuch
Der Bilanzversuch wurde ebenfalls mit fünf Pferden durchgeführt. Dieser wurde als Differenzverfahren vorgenommen: Zunächst erfolgte eine reine Heufütterung (Heubilanz); im zweiten und dritten Versuchsabschnitt wurden 50% der Trockenmasse des Heus durch Trockenschnitzel in expandierter bzw.
konventioneller Form (expTrS- und pelTrS-Bilanz) ersetzt.
III.3 Versuchstiere
Im Wahlversuch wurden fünf Traberwallache mit einem mittleren Alter von 10,6 ± 6,2 Jahren und einer mittleren Körpermasse von 478 ± 47 kg eingesetzt.
Der Bilanzversuch wurde mit fünf Traberwallachen mit einem mittleren Alter von 9,4 ± 7,3 Jahren und einem mittleren Körpergewicht von 471 ± 29 kg durchgeführt.
Während des zweiten Abschnitts (expTrS-Bilanz) fiel Pferd IV (Wepper) aufgrund einer Kolik vorübergehend aus.
Tab. 8: Versuchstiere im Wahl- und Bilanzversuch
Körpergewicht in kg Pferd Name Geschlecht Rasse Alter in Jahren
W B
I Eugen Wallach Traber 11 446 447
II Atze Wallach Traber 8 443 -
II Yeti Wallach Traber 2 - 469
III Bärchen Wallach Traber 8 559 521
IV Wepper Wallach Traber 5 460 458
V Opa Wallach Traber 21 481 462
W = im Wahlversuch B = im Bilanzversuch
III.4 Versuchsfutter III.4.1 Futtermittel
Die Zusammensetzung des Heus und der Trockenschnitzel sind in den Tabellen 9 bis 11 aufgeführt.
Tab. 9: Nährstoffgehalt der Futtermittel in den einzelnen Bilanzen (Angaben in % TS)
TS oS Ra Rp Rfe Rfa NfE GE DE*
(%) (% TS) (MJ/kg TS)
1. B 89,0 93,1 6,90 8,03 1,54 34,6 49,0 18,1 7,88 2. B 90,8 92,7 7,34 9,00 1,79 32,4 49,4 18,0 8,27 Heu
3. B 90,9 93,7 6,27 9,22 1,56 32,8 50,1 18,2 8,35 expTrS 2. B 89,5 92,3 7,71 9,86 1,41 14,3 66,8 17,5 11,5 pelTrS 3. B 90,6 93,0 6,97 10,08 1,23 15,3 66,4 17,6 11,4
Tab. 10: Gehalt der Futtermittel an Mengenelementen in den einzelnen Bilanzen (Angaben in g/kg TS)
Na K Cl Ca P Mg
(g/kg TS)
1. B 1,47 18,6 11,5 3,89 1,82 1,76
2. B 1,66 18,2 11,5 2,94 1,92 1,58
Heu
3. B 1,48 18,7 11,0 3,39 1,76 1,54
expTrS 2. B 0,70 14,3 1,0 7,55 0,57 1,56
pelTrS 3. B 0,87 14,3 1,0 5,21 0,77 1,65
1. B = Heubilanz, 2. B = expTrS-Bilanz, 3. B = pelTrS-Bilanz
Tab. 11: Gehalt der Futtermittel an Spurenelementen in den einzelnen Bilanzen (Angaben in mg/kg TS)
Cu Zn Mn Fe
(mg/kg TS)
1. B 15,28 38,5 361 817
2. B 9,95 26,5 251 472
Heu
3. B 7,54 30,8 225 269
expTrS 2. B 7,91 21,7 74 808
pelTrS 3. B 8,82 22,5 73 628
1. B = Heubilanz 2. B = expTrS-Bilanz 3. B = pelTrS-Bilanz
III.4.2 Rationsgestaltung
Die Rationsgestaltung basierte auf einer Futteraufnahme von 1,4 kg uS/100 kg KGW Heu pro Tag. Im Differenzversuch wurden 50% der Trockensubstanz durch Trockenschnitzel ersetzt. Die Futtermenge wurde auf drei etwa gleiche Tagesrationen (morgens/mittags/abends) aufgeteilt. Die Trockenschnitzel wurden vor dem Verfüttern mit Wasser im Gewichtsverhältnis 1:4 zum Quellen gebracht.
Außerdem standen Salzlecksteine und Tränkwasser zur freien Verfügung. Die Rationen und die daraus resultierende Nährstoffaufnahme sind in den Tabellen 12 bis 15 zusammengefasst dargestellt.
Tab. 12: Rationsgestaltung (Angaben in kg uS/Tag und kg TS/Tag)
Heubilanz Differenzbilanzen
Heu Heu Trockenschnitzel
Pferd
kg uS kg TS kg uS kg TS kg uS kg TS
I 6,3 5,6 3,2 2,9 3,1 2,8
II 6,6 5,9 3,3 3,0 3,3 3,0
III 7,5 6,7 3,8 3,5 3,7 3,3
IV 6,3 5,6 3,2 2,9 3,1 2,8
V 6,3 5,6 3,2 2,9 3,1 2,8
Die Angaben zur uS beziehen sich bei den Trockenschnitzeln auf ungequollenes Material (ca. 90% TS)
Tab. 13: Tägliche Nährstoffaufnahme über die Gesamtration in der Heubilanz (Angaben in kg)
TS oS Ra Rp Rfe Rfa NfE GE DE*
Pferd (kg) (MJ)
I 5,59 5,21 0,39 0,45 0,09 1,93 2,74 101 44,0 II 5,87 5,46 0,41 0,47 0,09 2,03 2,87 106 46,3 III 6,63 6,17 0,46 0,53 0,10 2,29 3,25 120 52,2 IV 5,60 5,21 0,39 0,45 0,09 1,93 2,74 101 44,1
Tab. 14: Tägliche Nährstoffaufnahme über die Gesamtration in der expTrS- Bilanz (Angaben in kg)
TS oS Ra Rp Rfe Rfa NfE GE DE*
Pferd (kg) (MJ)
I 5,66 5,23 0,43 0,53 0,09 1,33 3,28 100 55,8 II 5,95 5,50 0,45 0,56 0,10 1,39 3,45 106 58,7 III 6,74 6,23 0,51 0,64 0,11 1,58 3,91 120 66,4
IV - - - -
V 5,58 5,16 0,42 0,53 0,09 1,31 3,24 99 55,1
* Die Werte wurden nach einer Schätzformel (GfE 2003) berechnet (siehe III.8.3)
Tab. 15: Tägliche Nährstoffaufnahme über die Gesamtration in der pelTrS- Bilanz (Angaben in kg)
TS oS Ra Rp Rfe Rfa NfE GE DE*
Pferd (kg) (MJ)
I 5,70 5,30 0,38 0,55 0,08 1,38 3,32 102 56,2 II 5,98 5,56 0,40 0,58 0,08 1,44 3,48 107 59,1 III 6,80 6,33 0,45 0,66 0,10 1,65 3,95 122 67,0 IV 5,71 5,31 0,38 0,55 0,08 1,38 3,32 102 56,2 V 5,63 5,23 0,37 0,54 0,08 1,36 3,28 101 55,6
* Die Werte wurden nach einer Schätzformel (GfE 2003) berechnet (siehe III.8.3)
III.5 Versuchstechnik III.5.1 Versuchsablauf
III.5.1.1 Versuchsablauf Wahlversuch
Die Pferde wurden zur Fütterung in Einzelboxen verbracht. In zwei gleichartigen, schwarzen Kunststoffbottichen wurden gleichzeitig je 300 g pelletierte und 300 g expandierte Trockenschnitzel (jeweils mit 1800 ml Wasser vorgequollen) angeboten.
Am ersten Tag wurden die expTrS vom Pferd aus gesehen rechts und die pelTrS im linken Bottich angeboten; am zweiten Tag wurde die Position der Futtermittel getauscht. Die Pferde wurden in ihrem Futteraufnahmeverhalten beobachtet, wobei besonders die Wahl der Futtermittel in ihrer Reihenfolge und die Geschwindigkeit bzw. Dauer der Futteraufnahme betrachtet wurde.
III.5.1.2 Versuchsablauf Bilanzversuch
Die Versuchstiere wurden während des gesamten Versuchszeitraumes in Einzelboxen auf Gummimatten gehalten. In den Adaptationsphasen wurden die Pferde in Kleingruppen stundenweise auf Sandpaddocks gebracht.
Es wurden drei Bilanzen von jeweils 20 Tagen durchgeführt. Zehn Tage lang wurden die Pferde an das Futter adaptiert; an die Adaptationsphase schloss sich die zehntägige Sammelphase an. Während der Sammelphase trugen die Pferde spezielle Kot- und Harnsammelgeschirre (Abbildungen 7 und 8), die dreimal täglich (im Abstand von acht Stunden) entleert wurden. Trinkwasser wurde ad libitum aus Tränkeeimern angeboten, um die Wasseraufnahme protokollieren zu können.
Gefüttert wurde dreimal täglich, in der Sammelphase immer nach dem Entleeren der Schürzen, welches regelmäßig um 6.00 Uhr, 14.00 Uhr und 22.00 Uhr erfolgte. Zu Beginn und Ende der Sammelphasen wurden die Pferde gewogen.
Aufgrund der starken Körpermassenverluste wurden in den ersten 5 Tagen der Adaptation für die pelTrS-Bilanz (Tag 41 bis 45) die Heurationen um 3 kg pro Tag erhöht.
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 10 Tg. 10 Tg. 10 Tg. 10 Tg. 5 Tg. 8 Tg. 10 Tg.
A HB A EB ZH* A PB
Abb. 5: Zeitlicher Ablauf der Versuche
↓ = Messung des Körpergewichts A = Adaptation
HB = Heubilanz EB = expTrS-Bilanz PB = pelTrS-Bilanz
ZH* = Zufütterung von Heu
* Aufgrund vorangegangener Körpermassenverluste wurden in den ersten 5 Tagen der Adaptation für die pelTrS-Bilanz die Heurationen um 3 kg pro Tag erhöht (siehe auch IV.2 Allgemeinbefinden und Körpermassenentwicklung)
↑ ↑ ↑ ↑
06.00 Uhr 14.00 Uhr 22.00 Uhr 06.00 Uhr Abb. 6: Zeitlicher Ablauf eines Bilanztages (24 Std.)
06.00 Uhr: Beginn des Bilanztages; Anlegen der Sammelgeschirre; anschließend Fütterung
14.00 Uhr: Entleeren der Sammelgeschirre, Rektalkotentnahme, anschließend Fütterung
22.00 Uhr: Entleeren der Sammelgeschirre, Rektalkotentnahme, anschließend Fütterung
06.00 Uhr: Entleeren der Sammelgeschirre, Rektalkotentnahme; Ende des Bilanztages und Verarbeitung der Proben (siehe III.5.2 Probennahme)
Abb. 7: Stablemaid – Kot- und Harnsammelgeschirr A = vordere Verschlussriemen
B = hintere Verschlussriemen C = oberer Verschluss
D = Kotauffangbeutel E = Harnauffangbeutel
D E
III.5.2 Probennahme
• Futter
Zur Gewinnung der Futterproben wurden aus jedem verfütterten Heuballen und jedem Sack Trockenschnitzel 200 g als Probe entnommen. Die Teilproben einer Bilanz wurden sorgfältig gemischt und als Gesamtprobe bis zur weiteren Vorbereitung für die Analysen trocken aufbewahrt.
• Kot
Der Kot wurde in den Sammelphasen über 24 Stunden (= ein Bilanztag) gesammelt und gewogen, indem der im Kotbeutel der Sammelschürze mit starkem Klebeband befestigte Plastikbeutel mit dem aufgefangenen Kot entnommen, gewogen und sorgfältig in einen Kunststoffbottich entleert wurde. Am Ende eines Bilanztages wurde der Kot mit einem elektrischen Rührgerät durchmischt und homogenisiert.
Eine Teilprobe (1000 g) wurde in einem Plastikbeutel bis zur weiteren Probenvorbereitung bei -20 °C eingefroren.
Für die Bestimmung des Stickstoffgehaltes wurden dreimal täglich etwa 50 g Kot rektal entnommen. Jeweils sieben Gramm (bzw. um 6.00 Uhr sechs Gramm) davon wurden in 10%ige Schwefelsäure (H2SO4) überführt. Dieses Gemisch (20 g Frischkot in 50 ml Schwefelsäure) wurde in Plastikgefäßen am Ende eines Bilanztages eingefroren.
• Harn
Der Harn wurde über 24 Stunden in Plastikeimern gesammelt. Dafür wurde der Inhalt des Harnauffangbeutels dreimal täglich in einen sauberen Plastikeimer überführt und daraufhin durch ein Sieb in die bereitstehenden Plastikeimer gegeben. Zur Konservierung wurde dem Harn in den Sammeleimern Thymol zugesetzt. Am Ende eines Bilanztages wurde der Harn gewogen, die Dichte mit einem Aräometer bestimmt und eine Teilmenge (500 ml) in einem Plastikgefäß bei -20 °C eingefroren.
III.5.3 Probenvorbereitung
• Futter
Repräsentative Proben (ein aliquoter Anteil der Gesamtproben sowohl des Heus aus jeder Bilanz als auch der expandierten und pelletierten Trockenschnitzel) wurden fein gemahlen (Heu: Hammermühle der Fa. Brabender, Sieblochdurchmesser 0,75 mm;
Trockenschnitzel: Zentrifugalmühle ZM 1000, Fa. Retsch, Sieblochdurchmesser 0,5 mm) und bis zur weiteren Analyse in verschlossenen Plastikbehältnissen gelagert.
• Kot
Je 1% der Tageskotmenge von den ersten fünf und den zweiten fünf Tagen jeder Bilanz wurden vermengt und bei 60 °C getrocknet, 100 g der Probe wurden zur Bestimmung der Trockensubstanz separat vorgetrocknet und dann bei 105 °C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Nach der Trocknung wurden die Proben fein zermahlen (Zentrifugalmühle ZM 1000, Fa. Retsch, Sieblochdurchmesser 0,5 mm) und luftdicht in Plastikbehältern aufbewahrt.
Die mit Schwefelsäure vermengten Proben wurden zu zwei Fünf-Tages-Proben pro Bilanz zusammengegeben und gut verrührt.
• Harn
Jeweils 1% der Tagesharnmenge der ersten fünf und der zweiten fünf Tage einer Sammelperiode wurden zu einer Gesamtprobe vermischt.
III.6 Untersuchungsparameter
Die Untersuchungsparameter werden in Tabelle 16 zusammengefasst dargestellt.
Tab. 16: Untersuchungsparameter
Untersuchungsparameter Substrat Methode
Rohnährstoffe und Energie
Trockensubstanz (TS) Futter, Kot Trocknung bei 105 °C
Rohasche (Ra) Futter, Kot Veraschung bei 600 °C
Rohprotein (Rp) Futter, Kot Kjeldahlverfahren
Rohfett (Rfe) Futter, Kot Soxhletapparat
Rohfaser (Rfa) Futter, Kot Kochen mit H2SO4 und NaOH
N-freie Extraktstoffe Futter, Kot rechnerisch
Organische Substanz (oS) Futter, Kot rechnerisch
Bruttoenergie (GE) Futter rechnerisch
Verdauliche Energie (DE) Futter rechnerisch
Mengen- und Spurenelemente
Kalium (K) Futter, Kot, Harn Flammenphotometrie
Kalzium (Ca) Futter, Kot, Harn AAS
Phosphor (P) Futter, Kot, Harn Photometrie
Magnesium (Mg) Futter, Kot, Harn AAS
Kupfer (Cu) Futter, Kot AAS
Zink (Zn) Futter, Kot AAS
Mangan (Mn) Futter, Kot AAS
Sonstige
Dichte Harn Aräometer
Kreatinin Harn Spektralphotometrie
Stickstoff (N) Harn Kjeldahlverfahren
Quellvermögen und Wasserbindungskapazität
Futter (nur
Trockenschnitzel) Quellung mit Wasser
III.7 Angewandte Untersuchungsmethoden
III.7.1 Bestimmung des Quellvermögens und der Wasserbindungskapazität
• Quellvermögen
Es wurden jeweils ca. 200-300 g der Proben (lose Trockenschnitzel, pelletierte Trockenschnitzel, expandierte Trockenschnitzel und verschiedene Futterpellets zum Vergleich) in skalierte Messzylinder eingewogen. Das Ausgangsvolumen wurde notiert, bevor Wasser hinzugegeben wurde. Nach sechs Stunden (als der Quellvorgang beendet war) wurde das Volumen der gequollenen Proben abgelesen und der Quotient gebildet.
• Wasserbindungskapazität
Der Wasserüberstand der o.g. Proben wurde dekantiert und der Messzylinder auf ein engmaschiges Sieb (0,2 mm) gestürzt, um die Probe zwei Minuten abtropfen zu lassen. Die dekantierte und abgetropfte Flüssigkeit wurde gemessen. Das Gewicht der Probenrückwaage wurde ebenfalls protokolliert. Aus den gewonnenen Werten ließ sich auf zwei Rechenwegen die Wasseraufnahme je g Probe berechnen.
III.7.2 Bestimmung der Rohnährstoffe
Die Bestimmung der Rohnährstoffe in den Futtermitteln und im Kot erfolgte nach den Vorschriften der Weender Analyse in der Fassung von NAUMANN und BASSLER (1997).
• Trockensubstanz (TS)
100 g Probe wurden in Aluschalen bis zur Gewichtskonstanz im Trockenschrank (Fa.
Memmert) bei 105 °C getrocknet.
Die Kotproben wurden aufgrund des hohen Wassergehaltes über mehrere Tage bei 60 °C vorgetrocknet.
• Rohasche (Ra)
• Rohprotein (Rp)
Analyse nach dem Kjeldahlverfahren:
Die Proben (Einwaage: 10 g Frischkot-Schwefelsäuregemisch, bzw. 3 g Futterprobe) werden mit 20 ml konzentrierter Schwefelsäure und einem Oxydationsbeschleuniger („Kjeldahltablette“: Cu-/K2SO4-Gemisch) bei 380 °C aufgeschlossen, um den Stickstoff in Ammoniumsulfat zu überführen. Zugabe von 30%iger Natronlauge zur Freisetzung des Ammoniaks, danach Überdestillation in 2%ige Borsäure (Vapodest 20/33, Fa. Gerhardt). Die Menge an Ammonium, bzw. Stickstoff wurde durch Titration mit 0,3 molarer Salzsäure bestimmt. Über den Stickstoffgehalt wurde durch Multiplikation mit dem Faktor 6,25 der Rohproteingehalt bestimmt.
• Rohfett (Rfe)
Nach Säurehydrolyse (3 g Probe werden mit 60 ml konzentrierter Salzsäure und ca.
200 ml destilliertem Wasser in einem 500 ml Becherglas 30 Minuten gekocht), Filtration und Trocknung der Probe erfolgte die sechsstündige Extraktion mit Petroläther im Soxhletapparat (UB 50, Fa. Lauda).
• Rohfaser (Rfa)
Die Proben (je 1 g) wurden jeweils 30 Minuten mit 1,25%iger Schwefelsäure und 1,25%iger Natronlauge in Glastiegeln gekocht (Fibertec System, Fa. Foss).
Anschließend wurde der Rückstand im Glastiegel getrocknet, gewogen und im Muffelofen verascht. Der Rohfasergehalt errechnet sich aus der Differenz des Rohfasertrockengewichts und des Aschegewichts.
• N-freie Extraktstoffe (NfE) Rechnerische Bestimmung:
NfE = Trockensubstanz - (Rohasche + Rohprotein + Rohfett + Rohfaser)
• Organische Substanz (oS) Rechnerische Bestimmung:
oS = Trockensubstanz – Rohasche
III.7.3 Bestimmung der Mengen- und Spurenelemente
Für die Bestimmung der Mengen- und Spurenelemente mussten die Proben nass verascht werden. Dafür wurden 5 mg bzw. 5 ml der Probe in Probenbehälter aus Polytetrafluorethylen gegben, mit je 20 ml 65%iger Salpetersäure (HNO3) versetzt und in der Mikrowelle (mls 1200 mega, Fa. Milestone) stufenweise bei 250 bis 600 Watt erhitzt. Die in Lösung befindliche Substanz wurde mit destilliertem Wasser durch einen Filter in einen Meßkolben überspült, auf 50 ml aufgefüllt und bei Raumtemperatur in Plastikfläschchen aufbewahrt.
• Kalium (K)
Nach Verdünnung der Aschelösung mit Zäsiumchlorid-Aluminiumnitrat (CäCl2- Al(NO3))-Lösung (sogenannte „Nullasche-Lösung“) im Verhältnis 1:100, 1:10 oder 1:1,1 wurden die K-Gehalte der Proben durch Flammenphotometrie (Flammenphotometer M8D-Acetylen, Fa. Dr. Lange) bestimmt.
• Kalzium (Ca) und Magnesium (Mg)
Die Aschelösung wurde für die Bestimmung der Ca- und Mg-Gehalte mit Lanthanchlorid (LaCl)- Lösung im Verhältnis 1:100 (Ca) bzw. 1:10 (Mg) verdünnt. Die Messung erfolgte mit dem Atomabsorptionsspektrometer (Unicam Solaar 969, Fa.
Unicam).
• Phosphor (P)
Die Messung des P-Gehaltes wurde mit einem Spektralphotometer colorimetrisch bei einer Wellenlänge von 365 nm durchgeführt (CADAS 100, Fa. Dr. Lange). Hierfür wurde ein Farbkomplex hergestellt, indem bis zu 5 ml Aschelösung mit 10 ml Reaktionsgemisch (Ammoniummolybdat und Ammoniumvanadat) versetzt und mit destillertem Wasser auf ein Kolbenvolumen von 50 ml aufgefüllt wurden.
• Kupfer (Cu), Zink (Zn) und Mangan (Mn)
Die Spurenelemente wurden atomabsorptionsspektrometisch (Unicam Solaar 969, Fa. Unicam) aus der unverdünnten Aschelösung bestimmt.
