Fütterungseinflüsse auf die Ammoniakfreisetzung aus den Exkrementen von Zwergkaninchen

Fütterungseinflüsse auf die Ammoniakfreisetzung aus den Exkrementen von Zwergkaninchen

INAUGURAL – DISSERTATION

zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae -

( Dr. med. vet. )

vorgelegt von Christina Paulus

Münster

Hannover 2010

Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. Josef Kamphues, Institut für Tierernährung, Hannover

1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Josef Kamphues 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Jörg Hartung

Tag der mündlichen Prüfung: 05.05.2010

Teile der vorliegenden Dissertation wurden bereits auf folgenden Tagungen präsentiert:

International Society for Animal Hygiene Congress 2009 Vechta, 19. - 23.07.2009

PAULUS, C., WOLF, P. u. J. KAMPHUES (2009):

Dietary influences on ammonia emissions from rabbit excreta.

Proc. XIV. ISAH Congress 2009, 881 - 884

13^th Congress of the European Society of Veterinary and Comparative Nutrition Oristano-Sardinien, 15. - 17.10.2009

PAULUS, C., WOLF, P. u. J. KAMPHUES (2009):

How to measure and reduce ammonia emissions from rabbit excreta?

Proc. 13^th Congress of the European Society of Veterinary and Comparative Nutrition, 45

64. Tagung der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie Göttingen, 9 - 11.3.2010

PAULUS, C., WOLF, P. u. J. KAMPHUES (2010):

Investigations on dietary influences on pH-values in the urine of dwarf rabbits.

Proc. Soc. Nutr. Physiol. 19, 134

Meinen Eltern

und Nils

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung... 1

2 Schrifttum ... 3

2.1 Das Kaninchen als Heimtier ... 3

2.2 Geruchlich aktive Substanzen in Exkrementen ... 4

2.3 Ammoniak (NH3)... 7

2.3.1 Herkunft des Ammoniaks ... 7

2.3.2 Ammoniak in Nutztierhaltung und Umwelt ... 9

2.3.3 Die Bedeutung von Ammoniak für die Tiergesundheit... 11

2.3.4 Richt- und Grenzwerte für Ammoniak bei Mensch und Tier... 13

2.3.5 Ammoniakbestimmung... 14

2.4 Einfluss der Fütterung auf die NH₃-Emission ... 15

2.4.1 Einfluss der Rohproteinaufnahme auf die NH₃-Emission ... 15

2.4.2 Einfluss des Rohfasergehaltes der Ration auf die NH₃-Emission ... 16

2.4.3 Einfluss spezieller Futteradditive auf die NH₃-Emission ... 17

2.4.3.1 Benzoesäure ... 17

2.4.3.2 Calciumchlorid (CaCl2)... 18

2.4.3.3 Methionin ... 19

2.4.4 Besonderheiten des Harns von Kaninchen ... 20

2.5 Einfluss der Einstreu auf die NH3-Emission... 21

2.6 Übersicht zu den wesentlichen Einflussfaktoren ... 23

2.7 Ableitung der Aufgabenstellung ... 26

3 Material und Methoden... 27

3.1 Versuchsziel... 27

3.2 Tiere und Haltung ... 27

3.3 Futtermittel... 28

3.4 Fütterung ... 29

3.5 Versuchsaufbau und Fragestellung in den Hauptversuchen ... 30

3.5.1 Einfluss der Temperatur auf die NH₃-Entwicklung... 33

3.5.2 Einfluss der Einstreu auf die NH₃-Emission ... 33

3.6 Probenahme und Versuchsdurchführung... 34

3.7 Vorbereitung des Kot-Harn-Gemisches (KHG) ... 35

3.8 Ammoniakbestimmung... 36

3.9 Harnstoffbestimmung ... 37

3.10 pH-Wert-Bestimmung ... 38

3.11 Chemische Analyse der Futtermittel... 40

3.11.1 Rohnährstoffe ... 40

3.11.2 Stärke ... 42

3.11.3 Zucker ... 42

3.11.4 Mengenelemente... 42

3.12 Statistische Aufbereitung der Daten ... 44

4 Ergebnisse ... 45

4.1 Versuchsverlauf und Gesundheitsstatus der Tiere... 45

4.2 Versuchsfutter ... 45

4.2.1 Chemische Zusammensetzung des Futters ... 45

4.2.2 Futteraufnahme ... 47

4.3 Ergebnisse der „Temperaturversuche“ ... 47

4.4 Ergebnisse der „Hauptversuche“ ... 50

4.4.1 pH-Werte ... 50

4.4.2 Harnstoff (im Überstand des verdünnten KHG)... 53

4.4.3 NH₃ (im Luftraum des Inkubators) ... 55

4.5 Ergebnisse der „Einstreuversuche“... 57

5 Diskussion... 61

5.1 Kritik der Methode... 61

5.2 Einfluss der N-Aufnahme auf die NH3-Emission... 69

5.3 Einfluss der Additive Methionin, CaCl2 und Benzoesäure auf den Harn-pH-Wert und auf die NH3-Emission ... 74

5.4 Einfluss der Ration auf die Wasseraufnahme ... 76

5.5 Einfluss der Einstreu auf die NH3-Emission... 77

6 Zusammenfassung ... 80

7 Summary... 83

8 Literaturverzeichnis ... 86

9 Anhang... 110

9.1 Abbildungen... 110

9.2 Rohdaten ... 111

9.2.1 „Hauptversuche“... 111

9.2.2 „Temperaturversuche“ ... 132

9.2.3 „Einstreuversuche“ ... 133

9.3 Tabellenverzeichnis ... 136

9.4 Abbildungsverzeichnis... 141

Abkürzungsverzeichnis

A Additive NfE N-freie Extraktstoffe

a Jahr NSP Nicht-Stärke-Polysaccharide

AS Aminosäuren NPN Nicht-Protein-Stickstoff

Benz Benzoesäure p Irrtumswahrscheinlichkeit

bw body weight ppm parts per million

CCF commercial complete feed Ra Rohasche

CF crude fibre Rfa Rohfaser

CP crude protein Rfe Rohfett

c Konzentration Rp Rohprotein

DE digestible energy TAN ammoniakalischer Stickstoff (total

DG Durchgang ammoniacal nitrogen)

dest. destilliert TS Trockensubstanz

et al. et alii (und andere) uS ursprüngliche Substanz

FA Futteraufnahme verd verdünnt

Fa Firma VTage Versuchstage

FM fresh matter Var Variante

h Stunde VDLUFA Verband Deutscher landwirt-

Ink.-Temp. Inkubationstemperatur schaftlicher Untersuchungs- kAF kommerzielles Alleinfutter und Forschungsanstalten

KH Kohlenhydrate WA Wasseraufnahme

KHG Kot-Harn-Gemisch

KM Körpermasse

Koll Kollektion

Meth Methionin

MF mixed feed

MS Meerschweinchen

MW Mittelwert

Chemische Elemente werden nach den Regeln der internationalen Nomenklatur (IUPAC) abgekürzt

1 Einleitung

Kleine Heimtiere (Kaninchen, Meerschweinchen, Chinchilla etc.) erfreuen sich als Haustiere in Deutschland und Europa stetig wachsender Beliebtheit (LOWE 1998). Sie rangieren in Europa nach Katzen und Hunden (in 60 bzw. 56 Mio. europäischen Haushalten) auf Platz 3 (40 Mio. europ. Haushalte) und sind somit auch häufiger als Ziervögel und Zierfische (FEDIAF 2009). Im Jahre 2008 lebten in Deutschland laut einer Statistik des IVH (2009) rund 6,3 Mio. kleine Heimtiere (vgl. 2006: 4,8 Mio.). Demzufolge ist diese Tiergruppe mittlerweile hinter den Katzen (8,2 Mio.) auf Platz 2 der beliebtesten Haustiere der Deutschen anzusiedeln, gefolgt von Hunden (5,5 Mio.; IVH 2009). Dabei werden Kaninchen - im Gegensatz zu vergangenen Jahren, in denen sie in erster Linie als Fleischlieferanten dienten - heutzutage überwiegend als Heimtiere und somit im direkten Wohnumfeld des Menschen gehalten (COUNCIL OF EUROPE 1987; HARCOURT-BROWN 2002; KAMPHUES 2004).

In vielen Haushalten befinden sich die Käfige bzw. Gehege im Wohn- oder Kinderzimmer, so dass die Tiere in engstem Kontakt mit dem Menschen leben. Jede Tierhaltung ist aber mit dem Anfall von Exkrementen verbunden, aus denen insbesondere Ammoniak (NH₃) freigesetzt wird, was u.a. zu einer Geruchsbelästigung des Tierhalters führen kann. Zudem haben diese NH3-Emissionen auch nachteilige Effekte auf das Tier selbst, indem sie dessen Atemwege und Schleimhäute reizen und so für Infektionen prädisponieren können.

Die vorliegenden Untersuchungen zielten deshalb zunächst auf die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem modellhaft, d.h. unter Berücksichtigung etablierter Haltungs- und Fütterungsbedingungen von Kaninchen die NH3-Freisetzung näher quantifiziert werden kann.

Danach sollten insbesondere folgende Fragen bearbeitet und beantwortet werden:

1. Welche Effekte haben die Reduktion des Rohprotein- bzw. die Anhebung des Rohfasergehaltes im Futter auf die NH₃-Emission?

2. Haben Futteradditive wie Methionin, CaCl₂ und Benzoesäure einen harnsäuernden Effekt bei Zwergkaninchen und damit evtl. eine Wirkung auf die NH3-Emission?

3. Hat die Art der Einstreu (in der Praxis v.a. Verwendung von Stroh, Heu und Sägespänen) einen Einfluss auf die Freisetzung von NH3 aus kot- und harnhaltiger Einstreu (evtl.

Absorption von Ammoniak bzw. Harnstoff)?

Basierend auf diesen Untersuchungsergebnissen sollten entsprechende Fütterungskonzepte erarbeitet und Empfehlungen zur Fütterung und Haltung gegeben werden, die es ermöglichen, die NH3-Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren und zwar zum Wohle des Tieres, wie auch des Tierhalters.

2 Schrifttum

2.1 Das Kaninchen als Heimtier

Die heutigen Hauskaninchen (Oryctolagus cuniculus forma domestica) stammen vom europäischen Wildkaninchen (Oryctolagus cuniculus) ab (HARKNESS u. WAGNER 1989;

ZINKE 2004) und gehören zur Ordnung der Hasentiere (Lagomorpha), Familie der Hasenartigen (Leporidae). Sie sind also keine Nagetiere (WOLFF u. KLOMBURG 1979;

ZINKE 2004), sondern müssen separat als Hasenartige angesprochen werden. Die Domestikation begann um das Jahr 1000 n. Chr. in französischen Klöstern, die erste Erwähnung von Hauskaninchen in Deutschland geht auf das Jahr 1149 zurück (SCHALL 2008). Die züchterischen Bemühungen bei Zwergkaninchen sind auf möglichst kleine Tiere mit einem kurzen Angesichtsschädel („Kindchen-Schema“; KAMPHUES 2001) ausgerichtet.

In den vergangenen Jahren bekamen Kaninchen zunehmende Bedeutung als Heimtiere in der Wohnung, d.h. in unmittelbarer Umgebung des Menschen (COUNCIL OF EUROPE 1987;

HARCOURT-BROWN 2002; KAMPHUES 2004). Dabei änderten sich nicht nur die Haltungsbedingungen, sondern auch die Rationsgestaltung. Im Unterschied zur Fütterung von Kaninchen in Außenanlagen (allgemein Angebot von Saftfutter, evtl. etwas Getreide oder pelletierte Alleinfutter) besteht die Ration des Heimtieres oftmals aus einer Vielfalt an Futtermitteln, wobei neben Heu häufig Mischfutter mit einem hohen Anteil an protein- und fettreichen Komponenten zum Einsatz kommen (RÜHLE 2009). Durch die Haltung der Tiere in der Wohnung, und damit im direkten Kontakt mit dem Menschen, kann es durch unangenehme Gerüche, insbesondere Ammoniak (NH₃), freigesetzt aus kot- und harnhaltiger Einstreu, zur Belästigung des Tierhalters kommen. Da Kaninchen Harn und Kot oftmals in einer Ecke des Käfigs absetzen, gehen viele Kaninchenbesitzer dazu über, den Tieren eine spezielle „Kotecke“ einzurichten (FEHR 2007). Dies erleichtert das Reinigen des Käfigs und reduziert somit eine übermäßige Geruchsentwicklung aus dem stark alkalischen Harn der Kaninchen. Zudem gibt es von Seiten der Industrie verschiedenste Bemühungen, den Geruch dieser Exkremente zu minimieren und dementsprechend die Geruchsbelästigung für den Menschen zu reduzieren. Beispielhaft sei hier der Zusatz von Komponenten wie Yucca schidigera oder Fructo-Oligosacchariden zum Futter genannt (PERIS u. CALAFAT 2001).

2.2 Geruchlich aktive Substanzen in Exkrementen

Im Allgemeinen tragen Moleküle eines Geruchsstoffes hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung eine osmophore (geruchstragende) Gruppe. Dabei spricht man von Euosmophoren (griechisch eu = wohl, gut), wenn folgende chemische Gruppen enthalten sind: -CHO, -CO, -CH2OH, -COOR, -OR, -CN oder NO2, und von Kakosmophoren (griechisch kakos = übel), wenn -SH, -SR, -CHS, -CSR oder -NC als chemische Gruppen enthalten sind. Doppelbindungen oder aromatische Verbindungen können ebenfalls osmophore Gruppen sein (OLDENBURG 1989). Geruchlich aktive Substanzen aus Exkrementen können laut LE et al. (2005) in vier wichtige Substanzklassen eingeteilt werden:

- Ammoniak (NH3) und flüchtige Amine - schwefelhaltige Komponenten

- Phenole und Indole - flüchtige Fettsäuren

In Abbildung 1 werden verschiedene Faktoren dargestellt, die an der Geruchsentwicklung durch Tiere und deren Ausscheidungen beteiligt sind.

Fütterung Tier

Kot

Harn

Umwelt: Temperatur, Luftwechselrate, Luftgeschwindigkeit, Staub, Einstreu

Kot-Harn-Gemisch

Beschaffenheit der Exkremente: Flüssigmist, Festmist etc.

Lagerungsdauer/-art mikrobielle Aktivität pH-Wert Oberfläche Futter- und Wasseraufnahme

Futterzusammensetzung Proteingehalt AS-Muster NSP

Fermentation

Spezies

Gesundheitszustand Fermentation Verhalten

pH-Wert Oberfläche

Abbildung 1: Geruchsquellen und Faktoren, welche die Geruchsentwicklung beeinflussen (LE et al. 2005)

Laut O´NEILL und PHILLIPS (1992) setzen sich geruchsaktive Substanzen (näher eruiert am Beispiel eines Schweinestalls) aus über 160 Einzelsubstanzen zusammen, die aufgrund ihrer chemischen Struktur in 10 Klassen eingeteilt werden können (s. Übersicht 1; O’NEILL u.

PHILLIPS 1992).

Übersicht 1: Charakteristische Geruchskomponenten in der Luft von Schweineställen (nach O´NEILL u. PHIILIPPS 1992)

Gruppe Geruchskomponenten

Carboxylsäuren Essig-, Propion-, Butter-, Isobutter-, Butter-, Isovalerian-, Valeriansäure Alkohole Methanol, Ethanol, 2-Phenylethanol, 3-Methylbutanol

Phenole Phenol, para-Cresol, 2-Methylphenol, 3-Methylphenol

Aldehyde Acetat, Propionat, Butyraldehyd, 2,4-Nonadienal, 2,4-Decadienal Ester Methylacetat, Propylacetat, Iso-Butylacetat

N-haltige

Heterozyklen Indol, Skatol

Amine Ethyl-, Propyl-, Trimethyl-, Triethylamin Sulfide Dimethyl-, Diethyl-, Dimethyldisulfid Thiole Methanthiol, Ethanthiol, 2-Propanthiol

Sonstige Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Schwefeldioxid

Bereits die Kombination weniger Substanzen ist ausreichend, um den typischen Geruchseindruck von Schweineställen bzw. Schweinegülle hervorzurufen (YASUHARA u.

FUWA 1980; YASUHARA et al. 1984; ZAHN et al. 2001). Darunter befinden sich para- Cresol, Isobuttersäure, Buttersäure, Isovaleriansäure, Valeriansäure, Indol, Skatol, Dimethylsulfid und Dimethyldisulfid (O’NEILL u. PHILLIPS 1992). Wenn einzelne Geruchsstoffe aus der Tierhaltung gemeinsam auftreten, können kompensatorische, additive und synergistische oder überadditive Wirkungen auftreten (OLDENBURG 1989). In Tabelle 1 werden die Geruchsschwellenwerte (= Verdünnung, bei welcher der Stoff gerade noch wahrgenommen wird; KOPPE u. STOZEK 1999) einiger Substanzen aufgezeigt.

Tabelle 1: Geruchsschwellenwerte (µg/L Luft) einiger Geruchskomponenten aus Schweineställen (ZAHN et al. 2001)

Geruchskomponente Geruchsschwellenwert (µg/L Luft)

Ammoniak 2,7 - 6,92 (RICHTER u. KARRER 2006)

Essigsäure 100 - 2500

Propionsäure 2,50

Isobuttersäure 0,72

Buttersäure 0,25

Isovaleriansäure 0,17

Valeriansäure 0,26

Phenol 230 - 380

p-Cresol 2,1 - 9,0

Indol 1,90

Skatol 0,0005 - 6,4

Methanthiol 0,0003 - 38

Der Beitrag, den die Einzelsubstanzen zum Gesamteindruck leisten, wird unter anderem von der Geruchsschwelle bestimmt (O’NEILL u. PHILLIPS 1992, Tabelle 1). So ist beispielsweise Essigsäure in der Luft von Schweineställen in höheren Konzentrationen vorhanden, wird aufgrund der hohen Geruchsschwelle und des angenehmen Charakters aber nicht negativ wahrgenommen (SPOELSTRA 1980; YASUHARA 1980; ZHU et al. 1997).

Dagegen ist Skatol aufgrund des niedrigen Geruchsschwellenwertes und des ausgeprägten fäkalartigen Geruchs eine geruchsbestimmende Komponente, obwohl diese Substanz nur in vergleichsweise geringen Konzentrationen vorhanden ist.

Die Geruchsschwelle für NH3 beträgt etwa 3,90 ppm (entspricht 2,7 µg/L; ZAHN et al. 2001).

Andere Autoren geben hierfür Werte zwischen 5 ppm (entspricht 3,46 µg/L; BVET 2001) und 10 ppm an (entspricht 6,92 µg/L; RICHTER u. KARRER 2006).

Den unangenehmsten Geruchseindruck hinterlassen Substanzen, die aus dem Proteinabbau stammen (ZHU et al. 1997). Somit würde eine Reduzierung des Stickstoffgehalts in den Exkrementen (bedarfsgerechte N-Fütterung) eine Verminderung des Geruches bewirken (ZHU et al. 1999).

Angaben zu den wichtigsten Geruchskomponenten in Kaninchenkot und -harn sind in der Literatur nicht zu finden. LEBAS und MATHERON (1982) geben jedoch an, dass darin nur wenig geruchsaktive Komponenten enthalten sind. So kommt es durch die Ausbringung von Kaninchenexkrementen als Dünger - abgesehen von der NH3-Entwicklung - nur zu äußerst geringen Geruchsbelastungen der Umwelt; somit entstehen in der kommerziellen Kaninchenhaltung im Unterschied zu Schweine- und Rinderhaltungen mit Ausnahme von NH3 in nur sehr geringem Ausmaß unerwünschte Geruchskomponenten (LEBAS u.

MATHERON 1982).

2.3 Ammoniak (NH₃)

Eines der wichtigsten Schadgase ist das farblose, stechend riechende Ammoniak (NH₃, lat.:

sal ammoniacum; MARTEN 2000). Die molekulare Masse beträgt 17,0 g/mol und das Molvolumen 24,1 L/mol (unter Normalbedingungen: 20 °C, 1013 hPa). Die Dichte von NH₃ wird mit 0,5967 kg/m³ (0 °C, 1 bar) und das Litergewicht mit 0,77 g angegeben. Das Gas verflüssigt sich schon bei etwa 8 bis 9 bar (20 °C; DTV 1995) und ist leichter als Luft (FALBE u. REGLITZ 1989). Es wird als Hauptschadgas in Tierhaltungen bewertet (MARTEN 2000) und ist zudem eine der wichtigsten geruchlich aktiven Substanzen, die aus Exkrementen freigesetzt werden (MACKIE et al. 1998).

2.3.1 Herkunft des Ammoniaks

NH3 wird sowohl endogen bei Stoffwechselvorgängen als auch in der Außenwelt gebildet.

Endogene Bildung

In der Leber entsteht beim Abbau von N-Verbindungen u.a. das N-haltige Ammoniak. Da NH3 toxisch ist (JEROCH et al. 1999), wird bei den meisten Tieren in der Leber im Ornithinzyklus aus NH3 und CO2 der Harnstoff (CO(NH2)2) gebildet (WEISS et al. 2000), der daraufhin über die Nieren mit dem Harn ausgeschieden wird (JEROCH et al. 1999).

Bildung in der Außenwelt

Nach der Exkretion kommen Kot und Harn mehr oder weniger in Kontakt miteinander. Die Umwandlung des Harnstoffs aus dem Harn zu NH3 unterliegt enzymatischen und mikrobiellen Prozessen (SCHEFFERLE 1965; EURICH-MENDEN et al. 2002). Im Kot und auch auf bakteriell ähnlich hoch belegten Materialien/Oberflächen befindet sich das ubiquitär vorkommende Enzym Urease, das von Mikroorganismen gebildet wird (MUCK u.

STEENHUIS 1981). Mit Hilfe dieses Enzyms erfolgt die Spaltung von Harnstoff in NH3 und CO2 (Ammonifizierung, Harnstoffhydrolyse), welche den Grundgleichungen der Enzymkinetik (Michaelis-Menten-Kinetik) folgt (MUCK u. STEENHUIS 1981). Da die Ureaseaktivität unter Praxisbedingungen hoch ist, wird die Harnstoffkonzentration bei dieser Reaktion zum limitierenden Faktor (BRAAM u. VAN DEN HOORN 1996; HARTUNG 2001).

Urease

CO(NH2)2 + H2O → 2NH3 + CO2

Das so entstandene NH3 geht in den Exkrementen in die wässrige Lösung über und liegt dort im pH-Wert-abhängigen Dissoziationsgleichgewicht mit seiner ionisierten Form, dem Ammonium, vor (NH₄⁺; BÜSCHER 1996). Diese beiden Verbindungen (NH₃ und NH₄⁺) werden unter dem Begriff ammoniakalischer Stickstoff (engl.: TAN = total ammoniacal nitrogen) zusammengefasst (ZÜRCHER 2004).

NH3 + H2O ↔ NH4+

+ OH^-

Das flüchtige NH₃ kann nun in die Stallluft übertreten, wobei dieser Prozess von verschiedenen Faktoren abhängig ist (s. Abbildung 2).

Anders als beim Harn (hier in Form von Harnstoff) liegt der mit dem Kot ausgeschiedene Stickstoff gebunden vor (in Form nicht verdauter Futterbestandteile, in Zellen, Sekreten, in Form vom bakteriellem Protein usw.) und wird deshalb wesentlich langsamer abgebaut (durch Proteolyse; VAN DEN WEGHE 2002). Diese organischen N-haltigen Verbindungen (z. B.

unverdautes Protein aus der Nahrung) sind, was die NH3-Bildung betrifft, mengen- und anteilsmäßig zu vernachlässigen (MUCK u. STEENHUIS 1982).

Ein zusammenfassender Überblick zu den Faktoren, welche die NH3- Bildung beeinflussen, wird in der nachfolgenden Abbildung 2 gegeben.

Harnstoff + H₂0 CO(NH₂)₂

Urease

U_c, H_c, T 2 NH₃(f) + CO₂ + H₂0

pH, T, K_d, K_a NH₄⁺ OH^-

pH, T, K_h

NH₃(g, Gf) Gf_pHSÜK

PDD, T, V_L NH₃(g, Luft)

Abbildung 2: Die Prozesse der NH3-Bildung und -Freisetzung (MONTENY u. ERISMAN 1998; NI 1999; VOERMANS et al. 1995; HARTUNG 2001; MEISSNER 2004) U_c Ureasekonzentration H_c Harnstoffkonzentration T Temperatur

K_d Dissoziationskonstante K_h Henry-Konstante Gf Grenzfläche Gfph Phasengrenzfläche f Flüssigkeit SÜK Stoffübergangskoeffizient PDD Partialdruckdifferenz g Gasphase Ka Assoziationskonstante

V_L Luftgeschwindigkeit

2.3.2 Ammoniak in Nutztierhaltung und Umwelt

Die Quellen der NH3-Emissionen aus der Tierhaltung sind insbesondere die mit dem Harn ausgeschiedenen N-Verbindungen. Aus den Exkrementen (Harn in Verbindung mit Kot) geht das NH₃ in die Stallluft über und wird über die Abluft aus dem Stall abgeführt (SPIEKERS u.

PFEFFER 1990). Nach den Angaben des Umweltbundesamtes (UBA 1998) betrugen 1996 die Gesamt-NH₃-Emissionen aller bekannten Quellen in Deutschland 651.000 t. Davon entfielen 533.000 t (81 %) auf die Tierhaltung, 71.000 t (11 %) auf die Mineraldüngeranwendung, 10.000 t (2 %) auf Industrieprozesse und 37.000 t (6 %) auf sonstige Quellen (UBA 1998). Auch HEIJ et al. (1991) geben an, dass 80 - 90 % der Gesamt- NH₃-Emissionen in die Umwelt aus Exkrementen von landwirtschaftlichen Nutztieren stammen.

Die Konzentrationsspannen in der Stallluft variieren in der Praxis üblicherweise zwischen 5 und 50 ppm (HARTUNG 1990a), wobei die NH3-Konzentration bei der Haltung von

Geflügel allgemein höher ist als bei anderen Nutztieren (HARTUNG 1990b). In einer Untersuchung der Stallluft in verschiedenen Nutztierställen Nordeuropas wurden tierartabhängig durchschnittlich folgende Konzentrationen ermittelt (s. Tabelle 2).

Tabelle 2: NH3-Konzentrationen (ppm) der Stallluft in verschiedenen Nutztierställen (GROOT KOERKAMP et al. 1998)

Tierart NH3-Konzentration (ppm)

Geflügel 5 - 30

Schwein 5 - 18

Rind < 8

Dabei tragen die einzelnen Spezies in unterschiedlichem Umfang zu der aus der Tierhaltung stammenden Gesamt-NH3-Emission bei (s. Tabelle 3). Während die Geflügelhaltung nur einen relativ geringen Anteil der Gesamt-NH3-Emission ausmacht, ist die Rinderhaltung als Hauptemittent zu sehen (UBA 1996).

Tabelle 3: NH3-Emissionen aus der Haltung verschiedener Tierarten (UBA 1996) Tierart Emissionsfaktor

kg NH3/Tier/Jahr

NH₃-Emission (t/Jahr)

Anteil an der

Gesamt-NH3-Emission (%)

Rind 23,0 363.900 68

Schwein 5,36 132.700 25

Geflügel 0,25 25.700 5

Pferd 12,2 6.600 1

Schaf 1,07 3.900 1

Nach HEIJ et al. (1991) lassen sich die Hauptquellen der NH3-Emission durch die Tierhaltung und Landwirtschaft wie folgt in drei Bereiche einteilen:

1. Emissionen durch die Stallhaltung, z.B. durch Milchvieh während des Winters oder Schweine und Geflügel das ganze Jahr hindurch

2. Emissionen durch das Lagern und Ausbringen von Gülle auf Acker- oder Weideland 3. Emissionen während der Weideperiode (v. a. durch Rinder)

39 % der NH3-Emissionen entstehen durch das Ausbringen von Gülle, 37 % durch die Stallhaltung von Tieren, 20 % durch die Lagerung der Gülle und 4 % entstehen während der Weidehaltung (DÖHLER et al. 2002).

2.3.3 Die Bedeutung von Ammoniak für die Tiergesundheit

Hohe Konzentrationen von NH3 in der Stallluft können die Gesundheit und damit die Leistung von Tieren beeinträchtigen (TIEDEMANN 1991). Erhöhte NH3-Konzentrationen schädigen in erster Linie die Atemwege sowie das Abwehrsystem von Trachea und Lunge.

Fast alle Atemwegserkrankungen werden durch höhere Konzentrationen von NH₃ nachteilig beeinflusst (VAN CAENEGEM u. WECHSLER 2000), da NH3 keratolytische Eigenschaften besitzt sowie reizend und irritierend auf Haut und Schleimhäute wirkt (TIEDEMANN 1991).

VAN CAENEGEM und WECHSLER (2000) erklären diese toxische Wirkung des Ammoniaks mit der Entstehung von NH₄OH^- auf den feuchten Schleimhäuten, welches verflüssigend auf Zellproteine wirkt und somit zu tief greifenden Nekrosen führen kann. In hohen Dosen kann NH₃ neben der Erhöhung von Blutdruck und Atemfrequenz zu Verätzungen der oberen Luftwege führen, wobei letzteres wiederum den Weg für Infektionen öffnet (TIEDEMANN 1991). Weiterhin kann Ammoniak die Funktion des Blutes negativ beeinflussen, indem sich die Zahl der Erythrozyten verringert und die Oxidationsfähigkeit des Hämoglobins nachlässt. Eine neurotoxische Wirkung in Form von zentralen Störungen (Hyperammonämie) wurde ebenfalls erwähnt (ADAM 1973; MEYER 1988).

Kaninchen, Maus, Ratte

Da Angaben über Hobby- und Liebhabertiere in der Literatur weitgehend fehlen, beziehen sich die nachfolgenden Aussagen auf Kaninchen, Mäuse und Ratten aus der Labortierhaltung.

DELONG und MANNING (1994) sowie LANGE (2005) bemerkten mit steigenden NH3- Konzentrationen eine erhöhte Anfälligkeit für Pasteurella multocida-Infektionen beim Kaninchen. In einer Untersuchung von OOMS et al. (2008) variierten die NH3-Werte in Kaninchenkäfigen zwischen 0,25 (Tag 1 nach der Käfigreinigung) und 3,06 ppm (Tag 7 nach der Käfigreinigung). Mit Harn verschmutzte feuchte Einstreu führt zu erhöhten NH3-Gehalten der Luft und prädisponiert somit für Erkrankungen des Atmungstraktes sowie für Konjunktivitiden (LIPMAN 1999; HARCOURT-BROWN 2002; RAS et al. 2002; KALISTE 2004).

Bei der Haltung von Kaninchen zu Versuchszwecken sollten 10 ppm NH3 (Mäuse und Ratten:

25 ppm) in der Luft auf Höhe des Käfigs nicht überschritten werden (ARRP 2003, 2007).

Kaninchen reagieren sehr empfindlich auf erhöhte NH3-Konzentrationen in der Umgebungsluft (LANGE 2005) und meiden diese Bereiche wenn möglich (BESSEI et al.

2001).

Bei Mäusen führen hohe NH3-Expositionen zu histologischen Veränderungen der respiratorischen Schleimhaut, die eine Immunsuppression, v.a. im Atmungstrakt bedingen (LIPMAN 1999; ARRP 2008). Des Weiteren beeinflussen hohe NH3-Konzentrationen (24 ppm im Vergleich zu 17 ppm) die Reproduktionsrate von Labormäusen negativ (ARRP 2008).

Bei Ratten bedingen mehr als 25 ppm NH₃ eine erhöhte Inzidenz von Atemwegserkrankungen (KEMPERMANN et al. 1997; NYGREN u. WIELOCH 2005; ARRP 2008).

Geflügel

Laut AL-MASHHADANI und BECK (1985) treten bei Legehennen ab einer NH₃- Konzentration in der Stallluft von 20 - 25 ppm Schädigungen des Respirationstraktes auf, wohingegen ADAM (1973) schon ab 13 bis 26 ppm bei Hühnern eine vermehrte Anfälligkeit für Lungenerkrankungen und eine Reduktion der Erythrozytenzahl sowie des Hämoglobingehaltes des Blutes beobachtete. In Ställen von Legehennen wurden je nach Haltungssystem zwischen 3 (ausgestalteter Käfig) und 15 ppm NH₃ (Bodenhaltung) gemessen (HARTUNG 2005). Beim Geflügel treten ab einer Konzentration von 20 ppm negative Effekte wie reduzierte Futteraufnahme, verminderte Gewichtszunahmen und Prädispositionen für respiratorische Erkrankungen auf (HARTUNG 1990a).

Schwein

JOHANNSEN et al. (1987) konnten in Versuchen an Ferkeln bei NH3-Konzentrationen von 50 bis 100 ppm, denen die Tiere 4,5 - 6 Wochen ausgesetzt waren, hochgradige histologische Veränderungen der Tracheobronchialschleimhaut feststellen. Es kam hier zu einem völligen Verlust der Becherzellen in den oberen Atemwegen, degenerativ-nekrobiotischen Veränderungen an den Zilienzellen sowie zu Mikroläsionen und reaktiv-entzündlichen Prozessen an der Tracheobronchialschleimhaut und am Lungenparenchym. Die Folge waren eine reduzierte Reinigung der Bronchien, Leistungsminderung und ein erhöhtes Infektrisiko.

Bei Gehalten unterhalb von 11 ppm geht man allgemein nicht davon aus, dass Schweine an den oben genannten Symptomen erkranken (DONHAM u. CUMRO 1999).

Pferd

Bei Pferden treten ab 30 ppm NH3 respiratorische Symptome und Schleimhautreizungen auf (HARTUNG et al 1989; MARTEN 1996; MEYER u. COENEN 2002).

Mensch

Die Grenze der Wahrnehmbarkeit von NH3 in der Luft beträgt beim Menschen verschiedenen Angaben zufolge 4 - 10 ppm (ZAHN et al. 2001; BVET 2001; RICHTER u. KARRER 2006), ab 20 ppm beginnen die Augen zu tränen (RICHTER u. KARRER 2006). Laut VAN CAENEGEM und WECHSLER (2000) werden erste respiratorische Symptome ab 25 ppm NH₃ festgestellt. Nach einer 5minütigen Exposition bei 5000 ppm wirkt NH₃ letal (MICHAELS 1999), während unterhalb von 7 ppm gesundheitliche Risiken für den Menschen unwahrscheinlich sind (DONHAM u. CUMRO 1999). Der derzeitige MAK-Wert beträgt 20 ppm (DFG 2005).

2.3.4 Richt- und Grenzwerte für Ammoniak bei Mensch und Tier

Für den Arbeitsschutz der Menschen und für den Schutz der Tiere im Stall/im Käfig sind in der Vergangenheit Richt- und Grenzwerte festgelegt worden, welche die Gesundheit von Mensch und Tier schützen und das Wohlbefinden von Tieren sichern sollen. Während in früheren Jahren noch unterschiedliche Richtwerten benutzt wurden, besteht heute weitgehend Einigkeit, dass 20 ppm NH₃ in der Stallluft nicht überschritten werden sollten (s. Tabelle 4;

C.I.G.R. 1984; DIN 18910 2004; DFG 2005), was somit auch für die kommerzielle Kaninchenhaltung gilt.

Tabelle 4: Grenz- und Richtwerte für NH3 in der Tierhaltung ARRP (2003) < 10 ppm in der Käfigluft

(Grenzwert für Kaninchen in wiss. Einrichtungen) ZIMMERMANN (1990);

LANGE (2005) < 10 ppm in der Käfigluft von Kaninchen allgemein ARRP (2007, 2008) < 25 ppm in der Käfigluft

(Grenzwert für Mäuse und Ratten in wiss. Einrichtungen) BENDER (1999); HARTUNG et

al. (1989); MARTEN (1996);

MEYER u. COENEN (2002)

> 30 ppm: nachweisliche Schädigung der Atmungsorgane bei Pferden, Schleimhautreizungen, respiratorische Symptome BMELF (1998) < 10 ppm: Anforderung für Pferdeställe

BVET (2001) 10 ppm: aktueller Richtwert für Nutztierarten

C.I.G.R. (1984) 20 ppm: empfohlene Maximalkonzentration für alle Tierställe DFG (2005) 20 ppm: maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK-Wert)

für Menschen (Expositionszeit: 40 h/Woche) VAN CAENEGEM u.

WECHSLER (2000) > 25 ppm: respiratorische Symptome beim Menschen ZEITLER-FEICHT (1998) < 10 ppm: Richtwert für Pferdeställe; Grenzwert: 20 ppm TierSchNutztVO (2006) in Ställen für Kälber, Schweine und Legehennen sollten

20 mg NH3/m³ (= 28,2 ppm) nicht überschritten werden

2.3.5 Ammoniakbestimmung

Gasspürgerät mit Gasprüfröhrchen (Diffusionsröhrchen)

Die Messung von NH₃ kann mit Gasspürgeräten (Handbalgpumpen) und dazu gehörigen skalierten Gasprüfröhrchen durchgeführt werden (SEEDORF et al. 1998). Wegen der geringen Kosten und der einfachen Handhabung werden diese Geräte für erste Abschätzungen gerne eingesetzt (NESER 2001).

Das Verfahren beruht auf dem Farbumschlag eines Indikators in den Röhrchen, wenn das spezifische Gas in bekannter Menge durchgesaugt wird. Die Länge des Farbumschlags erlaubt eine semi-quantitative Bestimmung direkt am Messort durch Ablesen der Skala. Allerdings können jeweils nur Einzelmessungen durchgeführt werden (SEEDORF et al. 1998).

Die Einheit, in welcher die NH3-Konzentration auf dem Gasprüfröhrchen abgelesen wird, ist ppm. Über die molare Masse (17,0 g/mol) und das Molvolumen (24,1 L/mol) kann unter Normalbedingungen (20 °C, 1013 hPa) der ermittelte Wert (ppm) in die Einheit mg/m³ (bzw.

µg/L) umgerechnet werden (s. nachfolgende Formel).

cNH3 (mg/m³) = molare Masse NH3 (g/mol) x cNH3 (ppm) Molvolumen NH₃ (L/mol)

Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl an weiteren Messverfahren zur Bestimmung der NH3- Konzentration (z. B. NOx-Messgerät mit Ammoniak-Konverter, Optoakustische IR- Spektrometrie, Olfaktometrie, die Nichtdispersive Infrarot-Fotometrie, Fotoakustische Spektroskopie, Filterpackmethode, Elektrochemische Zellen, passive Sammler; SEEDORF et al. 1998; NESER 2001), deren genauere Erläuterung den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde.

2.4 Einfluss der Fütterung auf die NH3-Emission

Den größten Einfluss auf die NH₃-Emission hat die Fütterung (OLDENBURG 1989). Indem das Fütterungsmanagement darauf ausgelegt wird, den N- und Harnstoffgehalt der Exkremente abzusenken, ist es möglich, die NH3-Bildung entscheidend zu reduzieren.

2.4.1 Einfluss der Rohproteinaufnahme auf die NH3-Emission

Kaninchen, die als Hobby- und Liebhabertiere gehalten werden, haben allgemein keinen leistungsbedingten Rp-Bedarf; somit kann allgemein der Erhaltungsbedarf unterstellt werden (HARCOURT-BROWN 2002). Während für Zucht- und Mastkaninchen zahlreiche detaillierte Angaben zum Proteinbedarf vorliegen, wird nur spärlich - oder gar nicht - auf den Bedarf von Heimtierkaninchen eingegangen (LOWE 1998). Rp-Gehalte im Alleinfutter von 12 - 16 % sind laut LOWE (1998) sowie WOLF und KAMPHUES (1999a) für Kaninchen im Erhaltungsstoffwechsel mehr als bedarfsdeckend, an anderen Stellen (NRC 1977; REDROBE 2007) werden 12 - 13 % Rp angegeben. Ein bedarfsüberschreitendes Rp-Angebot führt unabhängig von der Tierart zu einer verstärkten Harnstoffausscheidung und damit sekundär zu einer erhöhten NH₃-Bildung und prädisponiert somit für Infektionserkrankungen der oberen Atemwege und der Konjunktiven (HARCOURT-BROWN 2002). Aus diesem Grund sind eine optimale und bedarfsgerechte N-Versorgung und die daraus resultierende geringere Harnstoffausscheidung die wichtigsten Maßnahmen, um NH₃-Emissionen zu reduzieren (OLDENBURG u. HEINRICHS 1996; VAN DEN WEGHE 2002). Anzustreben ist die

Reduzierung sowie genaue Anpassung des Rp-Gehaltes im Futter an den wechselnden Bedarf der Tiere und die Optimierung des AS-Musters in Richtung eines „Idealproteins“ durch den gezielten Zusatz einzelner Aminosäuren (CANH 1998; KIRCHGESSNER 2004).

Nur 30 bis 35 % des aufgenommenen Stickstoffes werden von Mastschweinen tatsächlich genutzt (JONGBLOED u. LENIS 1992). Hier führte eine Absenkung des Rp-Gehaltes in der Ration von 18 auf 12 % zu einer Reduktion der NH3-Emissionen um 53 % und der Geruchsemissionen um 80 % (LE et al. 2007). Durch die Absenkung des Rp-Gehaltes in der Ration für Mastschweine um einen %-Punkt bei gleichzeitiger Beibehaltung des Energiegehaltes und AS-Ergänzung kam es in einer Studie von CANH et al. (1998) zu einer NH3-Emissionsminderung von 10 %.

Bei Milchkühen werden von dem gesamten aufgenommenen Stickstoff 29 % über den Kot, 50 % über den Harn und 19 % über die Milch ausgeschieden, während nur 2 % in Form von körpereigenen Reserven gespeichert werden (TAMMINGA 1992). FRANK et al. (2002) konnten bei dieser Tierart die NH₃-Emissionen um ⅔ senken, indem der Rp-Gehalt des Futters von 19 auf 14 % (TS) reduziert wurde.

2.4.2 Einfluss des Rohfasergehaltes der Ration auf die NH3-Emission

Hohe Rfa-Gehalte in der Ration führen dazu, dass vermehrt fermentierbare Substanzen in die kaudalen Darmabschnitte gelangen. Dadurch wird das Bakterienwachstum im Dickdarm stimuliert. In Folge dessen werden im Darmlumen vermehrt N-Verbindungen von Mikroorganismen inkorporiert und somit in Form von bakteriellem Protein fixiert. Es kommt demnach zu einer Verschiebung der N-Verbindungen aus der Harn- in die Kotfraktion (CANH 1998). Dies führt zu einer vermehrten N-Exkretion über den Kot in Form von bakteriellem Protein, wobei gleichzeitig weniger Stickstoff in Form von Harnstoff über den Harn ausgeschieden wird (JEROCH et al. 1999; BINDELLE 2000). Neben anderen Fütterungsmaßnahmen zur Minimierung der NH3-Emission nutzt man diesen Zusammenhang insbesondere in der Schweinemast (CANH 1998).

Für Kaninchen (wie auch Meerschweinchen und Chinchilla) ist ein rohfaserreiches Futter essenziell und im Hinblick auf die Zahngesundheit sowie die Funktion des Verdauungstraktes unentbehrlich (mikrobielle Verdauung; schwach entwickelte Muskulatur; KAMPHUES et al.

2009). Die Empfehlungen zum Rfa-Gehalt im Mischfutter für Kaninchen

(Erhaltungsstoffwechsel) werden von verschiedenen Autoren mit 10 - 25 % angegeben (s.

unten), wobei auch stets auf eine ausreichende Struktur und Faserlänge geachtet werden sollte: JENKINS 1991 18 - 20 %

LOWE 1998 13 - 20 % WOLF u. KAMPHUES 1999 14 - 16 % IRLBECK 2001 20 - 25 % SCHALL 2008 14 - 22 %

2.4.3 Einfluss spezieller Futteradditive auf die NH₃-Emission

Eine effektive Möglichkeit, die NH3-Emissionen zu senken, ist die Absenkung des pH-Wertes der Exkremente, z.B. durch den Einsatz verschiedener harnsäuernder Futteradditive (OLDENBURG 1989; VISSCHER u. KAMPHUES 2007). Hintergrund hierzu ist die Abhängigkeit der NH₃-Freisetzung vom pH-Wert der flüssigen Phase (IVOS 1966; HEIJ et al.

1991; ZHANG et al. 1994; VAN VUUREN u. JONGBLOED 1994; DEN BROK et al. 1997;

HARTUNG 2001; EURICH-MENDEN et al. 2002).

2.4.3.1 Benzoesäure

Benzoesäure ist die einfachste Bindungsform der aromatischen Monocarbonsäuren (ZEECK et al. 1992). Es handelt sich um einen Feststoff von weißer Farbe mit einem charakteristischen Geruch, der in der Natur in zahlreichen Pflanzen (vor allem in Beeren) vorkommt (WIBBERTMANN et al. 2000) und dessen technische Herstellung durch die katalytische Oxidation von Toluol mit Luft erfolgt (DTV 1995). Benzoesäure ist seit März 2003 als Zusatzstoff im Futter für Mastschweine (0,5 - 1 %) zugelassen (VERORDNUNG EG 1831/2003). Der pH-Wert der Säure liegt bei 3,1 (Konzentration 0,1 %), der Schmelzpunkt bei 122 °C und ihr Siedepunkt bei 249 °C (ANON. 2005). Benzoesäure ist in kaltem Wasser schwer bzw. in Alkohol, Äther, Aceton, Chloroform, Benzol und heißem Wasser leicht löslich. Zum Einsatz kommt sie als Konservierungsmittel unter dem Namen E 210 für Lebensmittel, in der Kosmetik und in der Pharmazie sowie zur Verhütung der Schimmelbildung in Tabak und Klebstoffen (WIBBERTMANN et al. 2000). Die Salze der

Benzoesäure, die Benzoate, werden ebenfalls für die antibakterielle und antifungale Konservierung von Nahrungsmitteln eingesetzt (MROZ et al. 2000).

Im sauren Milieu des Magens verschiebt sich das Gleichgewicht zum undissoziierten Benzoesäure-Molekül, welches schnell vom Gastrointestinaltrakt resorbiert wird (WIBBERTMANN et al. 2000). In der Leber wird die Benzoesäure daraufhin zur Entgiftung mit Glycin zu Hippursäure (Benzoylglycin) umgewandelt (BUDDECKE 1994), deren Ausscheidung renal erfolgt, was eine Senkung des Harn-pH-Wertes bewirkt. Dieser Effekt wird in der Human- und Veterinärmedizin genutzt, um Harnwegsinfektionen vorzubeugen (ANON. 2005). Im Exkrementen führt der niedrigere Harn-pH-Wert zu einer Verschiebung des Gleichgewichts von NH3/NH4+

zugunsten des nicht-flüchtigen NH4+

. Somit liegt weniger flüchtiges NH₃ vor, welches in die Stallluft emittiert (SOMMER u. KUHLMANN 2006). Zu beachten ist, dass der Kot beim Auftreffen des Harns auf die Kotfraktion als Puffersubstanz wirkt und so den Säuregehalt des Harns abpuffern kann (CANH 1998). DEN BROK et al.

1997 sowie LEVROUW und GORDRIE 2003 konnten die NH₃-reduzierende Wirkung der Benzoesäure in ihren Untersuchungen an Mastschweinen bestätigen. Auch KLUGE et al.

(2006) konnten nach Einsatz von Benzoesäure im Futter für Mastferkel einen statistisch abzusichernden, dosisabhängigen Abfall des Harn-pH-Wertes beobachten. MROZ et al.

(1996) senkten den Harn-pH-Wert von Mastschweinen durch den Einsatz von Ca-Benzoat von pH 7,05 auf pH 5,25, wobei hier die NH₃-Emissionen um 44 % reduziert werden konnten.

2.4.3.2 Calciumchlorid (CaCl2)

Laut KIENZLE (1991) und GRÜNDER (2002) können harnsäuernde Substanzen (CaCl2) das Struvitsteinrisiko verringern bzw. die Harnsteinbildung sogar völlig verhindern. Die harnansäuernde Wirkung des CaCl2 lässt sich durch die bevorzugte intestinale Resorption des Anions gegenüber der des Kations erklären. Über 90 % des Chlorids, aber weniger als 40 % des Calciums werden resorbiert (WESTENHOFF 2000). KIENZLE (1991) empfiehlt bei Schafen zur Harnsteinprophylaxe unter anderem eine Zulage von 10 - 15 g CaCl2/kg Kraftfutter. Die Zulage von Cl-Ionen zur Ration (1,5 % NH4Cl oder 1,5 % CaCl2) senkt den pH-Wert und den Sättigungsgrad des Harnes mit Phosphationen (HAY 1990). Verschiedene Autoren ziehen CaCl2 der Substanz NH4Cl vor, da CaCl2 neben seinem harnansäuernden

Effekt eine Erweiterung des Ca/P-Verhältnisses in den i. d. R. phosphorreichen Rationen bewirkt (BUSHMAN et al. 1967, 1968; KIENZLE 1991; WESTENHOFF 2000). HICKING (1981) beobachtete bei Schaflämmern, die eine Ration mit einem 3%igen CaCl2-Anteil als Prophylaktikum bekamen, erst nach Wochen eine Ausscheidung von Harngrieß. Im Gegensatz dazu schieden die provokativ gefütterten Tiere (3 % NaHCO3 in der Ration) bereits nach 14 Tagen Grießmaterial (Struvit- und Apatitkristalle) aus. Durch den Einsatz von CaCl2- Zulagen (75 g/Tier/d) bei Rindern konnte der pH-Wert des Harnes von Mastbullen von > 8 auf < 6,5 gesenkt werden (TAUBE 2006), was auch statistisch abzusichern war.

RÖCKER (2006) erreichte durch den Einsatz von CaCl₂ bei tragenden Sauen (28 g/Tier/d) eine Absenkung des Harn-pH-Wertes von 7,05 auf 5,96. MROZ et al. (1996) senkten diesen bei Mastschweinen von 7,05 (CaCO₃) auf 5,39 durch den Einsatz von CaCl₂, die NH₃- Emissionen sanken hier um 22 %.

2.4.3.3 Methionin

Bei der Umsetzung der Eiweißbestandteile der Nahrung hängt die endogene Protonenfreisetzung von der Art der Proteinquelle ab. Werden nicht-schwefelhaltige Aminosäuren zu Harnstoff umgesetzt, bleibt der Säure-Basen-Haushalt unbeeinflusst (STÜRMER 2005). Werden jedoch schwefelhaltige Aminosäuren (Methionin, Cystein) oxidiert, entstehen dabei CO₂, H₂O, Harnstoff, SO₄^2- und zwei Protonen (H⁺). Diese zwei Protonen tragen zur Säurebelastung des Körpers bei (PATIENCE et al. 1987; STÜRMER 2005) und werden deshalb über den Harn ausgeschieden.

Methionin/ Cystein + O2 → CO₂ + H2O + Harnstoff + SO42-

+ 2H⁺

Durch die Zulage von 20 g DL-Methionin pro kg Mischfutter bei Schweinen wurde der pH- Wert des Harns von 6,37 auf 5,42 abgesenkt (FINKENSIEP 1993). Ebenfalls beim Schwein erzielte JÜRGENS (1991) hierdurch eine Reduktion um 2,45 pH-Einheiten. Methionin ist jedoch auch die Aminosäure mit der höchsten Toxizität (STEKOL u. SZARAN 1962;

BENEVENGA u. STEELE 1984; FAU et al. 1987). Ein Überangebot an Methionin in der Ration kann zu Inappetenz und verminderter Futteraufnahme führen (KAMPHUES et al.

2009). FAU et al. (1987) stellten fest, dass junge Katzen, die in verschiedenen Versuchen

Alleinfutter mit 2, 3 und 4 % Methionin erhielten, eine stark reduzierte Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung zeigten im Vergleich zu den Tieren der Kontrollgruppe (0,5 % Methionin).

2.4.4 Besonderheiten des Harns von Kaninchen

Die Harnproduktion beim Kaninchen beträgt im Mittel 130 ml/kg KM/d und variiert zwischen 20 und 350 ml/kg KM/d (KRAFT u. DÜRR 2005; BREWER u. CRUISE 1994), wobei die Harnmenge neben anderen Faktoren jedoch in entscheidendem Maße von der Art und Menge des Futterangebotes abhängt.

Die Harnproduktion steigt nach Aufnahme einer Ration aus Mischfutter, Wasser und Saftfutter erheblich (Ø 92,4 ml/kg KM/d), verglichen mit Ø 40,3 ml/kg KM/d nach ausschließlichem Angebot von Mischfutter und Wasser (WOLF et al. 2008). Wurden Misch- und Saftfutter (ohne ein zusätzliches Angebot von Wasser) angeboten, schieden die Tiere ebenfalls deutlich mehr Harn aus (Ø 83,3 ml/kg KM/d), als nach ausschließlicher Gabe von Mischfutter und Wasser. Ursache ist, dass die Aufnahme des Saftfutters (Wassergehalt bis zu 90 %) im Gegensatz zu „trockenen“ Futtermitteln (kommerzielle Mischfutter) zu einer zusätzlichen Wasseraufnahme (neben dem separaten Wasserangebot) seitens der Tiere führt (WOLF et al. 2008; KAMPHUES et al. 2009).

Der physiologische Harn-pH-Wert beim Kaninchen variiert zwischen 7,6 und 9,0 (CHEW u.

DIBARTOLA 1986; HAMEL 2002; HILLYER u. QESENBERRY 1997; MITRUKA u.

RAWNSLEY 1981; EWRINGMANN 2005; BUCHER 1994; KRAFT u. DÜRR 2005), das spezifische Gewicht beträgt im Durchschnitt 1,003 bis 1,063 g/L (CARSTENSEN 1984;

KRAFT u. DÜRR 2005). Der alkalische pH-Wert des Harns von Kaninchen ist auf seinen hohen Gehalt an puffernden Elementen, insbesondere Calcium, zurück zu führen. Beim Kaninchen wird die Ca-Resorption aus dem Verdauungskanal im Gegensatz zu anderen Haussäugetieren bei bedarfsüberschreitender Ca-Aufnahme nicht reguliert, sondern im Gegenteil sogar forciert (KAMPHUES et al. 1986; KAMPHUES 1999a; LIESEGANG 2008).

Während bei den meisten Haussäugetieren die Exkretion des Calcium hauptsächlich (85 - 95 %) über den Magen-Darm-Trakt erfolgt (KETZ 1989), ist das Hauptausscheidungsorgan für Calcium und Magnesium (Mg) beim Kaninchen jedoch die

Niere, wobei die renale Exkretion bei adulten Tieren zwischen 74 - 76 % variiert (KAMPHUES 1989).

Die Ca-Konzentration im Harn korreliert mit dem Ca-Gehalt des Plasmas (KENNEDY 1965;

KAMPHUES et al. 1986; MASEK et al. 2003), die hohe Ausscheidungsrate von Calcium über den Harn ist beim Kaninchen auf eine hohe glomeruläre Filtrationsrate und eine relativ niedrige tubuläre Ca-Resorption (40 % der Aufnahme) zurück zu führen. Nach KAMPHUES (1991) sind im Kaninchenharn Ca-Gehalte von 1-18 g/L möglich, BUCHER (1994) stellte je nach Fütterung und damit Ca-Aufnahme im Harn Gehalte zwischen 8,87 und 7,57 g/L fest.

Bei höheren Ca-Aufnahmen werden die Nieren durch seine forcierte Elimination verstärkt belastet; es kann sogar zur Bildung von Harnsteinen, -sediment und „Blasenschlamm“

kommen. Demzufolge sollte ein Ca-Gehalt in der Ration von 5,0 g/kg (Erhaltungsbedarf) bzw. 8 g/kg (Wachstum, Laktation) möglichst nicht überschritten werden (KAMPHUES 1991, KAMPHUES 1999a). Auch REDROBE (2007) gibt an, dass ein ideales Mischfutter für Kaninchen (Erhaltungsstoffwechsel) optimalerweise 5 bzw. höchstens 10 g/kg Calcium beinhalten sollte, HESSE und NEIGER (2008) halten hier 5 g/kg, SCHLOLAUT (2002) 4 g/kg, und LEBAS (1986) 4 g/kg Calcium für empfehlenswert.

Durch die mechanische Reizung der Blasenwand durch eventuell vorhandene Kristalle können sich zudem Entzündungen der Harnwege ausbilden (THIELE u. FEHR 1999). Das Ausfallen von Carbonat-(CaCO₃)-Kristallen, Hauptbestandteil der Harnkonkremente bei Kaninchen (PUMP 1993; WHARY u. PEPER 1994; HESSE u. NEIGER 2008), ist stark vom pH-Wert des Harns abhängig, da mit steigendem Harn-pH-Wert auch das Ausmaß der Übersättigung mit CO3-Ionen ansteigt (GRÜNBERG 1971). Auch eine mangelnde Wasseraufnahme (Gründe: fehlendes Wasserangebot durch den Tierhalter, ausschließliche Gabe „trockener“ Futtermittel; BUCHER 1994; WOLF 2008; KAMPHUES et al. 2009) kann Grund für das Auftreten von Harnsteinen sein (KAMPHUES 2000, 2001; WOLF et al. 2008).

2.5 Einfluss der Einstreu auf die NH₃-Emission

Die Einstreu dient in erster Linie der Absorption von Feuchtigkeit und NH3 und ist dazu da, das Tier sowie seine Umgebung sauber und trocken zu halten (ARRP 2003; KALISTE 2004).

Des Weiteren sollte sie „angenehm“ für das Tier sein und dessen arttypische Verhaltensweisen ermöglichen (KALISTE 2004).

Kaninchen, Ratte, Maus

In den Leitlinien der ARRP (2003) für die Haltung von Versuchskaninchen wird die ideale Einstreu als staubfrei, frei von mikrobieller oder parasitärer Kontamination sowie feuchtigkeits- und NH3-absorbierend charakterisiert. Feuchte Einstreu fördert die Vermehrung von Mikroorganismen sowie die Entstehung von NH3 (ARRP 2008). Als Einstreumaterialien für die Käfighaltung von kleinen Labortieren (Kaninchen, Ratten, Mäuse) dienen vor allem Stroh, Holzspäne (Fichte, Kiefer, Espe), Granulat aus Maiskolbenspindeln (corn cob substrate) und Celluloseprodukte (z.B. Alpha-Dri^®; KALISTE 2004). Als Einstreu für Kaninchen, die als Heimtiere (Hobby- und Liebhabertiere) gehalten werden, kommen meist Holzspäne, Stroh oder Heu zum Einsatz (BERGHOFF 1989; BEYNON u. COOPER 1997;

SCHALL 2008). Ein großer Vorteil von Stroheinstreu ist, dass sie den Tieren zusätzliche Beschäftigungsmöglichkeiten („Benagen“) bietet, arttypische Verhaltensweisen ermöglicht (Spielen, Nagen, Graben) und somit die Umwelt der Tiere anreichert (ARRP 2003).

Die verwendeten Einstreumaterialien üben einen großen Einfluss auf die NH₃-Emission aus.

In Käfigen von Laborratten wurde unter identischen Fütterungsbedingungen die höchste NH₃- Konzentration nach Einsatz von Holzspänen ermittelt, gefolgt von Cellulose-Einstreu (RAS et al. 2002). Die niedrigsten NH3-Emissionen traten in Käfigen auf, in denen ein Mais-Spindel- Granulat (corn cob substrate) als Einstreu verwendet wurde (LIPMAN 1999; RAS et al 2002).

Auf der anderen Seite zeigten jedoch Wahlversuche, dass Holzspäne von Laborratten und -mäusen gegenüber allen anderen Einstreumaterialien deutlich bevorzugt wurden (MULDER 1975; ODYNETS 1991; BLOM 1993; BLOM et al. 1996).

Rind

Verglichen mit der einstreulosen Haltung von Rindern auf Spaltenböden sind die NH3- Emissionen in Tiefstreu-Systemen (Stroh) wesentlich geringer (CHAMBERS et al. 2003;

MISSELBROOK 2005), wobei eine Kombination von Torf (60 %) und Strohhäcksel (40 %) zu einer weiteren Reduktion der Emissionen um 57 % (verglichen mit Stroh und Strohhäcksel) führte (JEPPSON 1999).

Schwein

Im Gegensatz zur Rinderhaltung sind bei Mastschweinen grundsätzlich höhere NH3- Emissionen aus Einstreu-Systemen als aus einstreulosen Aufstallungsverfahren zu erwarten (CHAMBERS et al. 2003). Gründe hierfür sind zum einen das Defäkationsverhalten von Schweinen (AARNINK et al. 1997). Zum anderen wird hier - wenn überhaupt - aus

Kostengründen relativ wenig Einstreu verwendet, so dass es lediglich zu einer Erhöhung der emissionsaktiven Oberflächen, nicht jedoch zu einer Absorption von NH3 und Feuchtigkeit kommt (HOY 2002; EURICH-MENDEN et al. 2002; MISSELBROOK 2005). Bei der Tiefstreuhaltung von Rindern hingegen werden Einstreumengen erreicht, die zu einer Absorption von NH3, N-Verbindungen und Feuchtigkeit führen (CHAMBERS et al. 2003;

MISSELBROOK 2005).

Geflügel

GUSTAFSSON und VON WACHTENFELT (2005) verglichen Einstreumaterialien für Legehennen, wobei die NH₃-Freisetzung in die Stallluft bei Verwendung von Papierhäcksel am niedrigsten war, gefolgt von Torf und Strohhäcksel. In der Broilerhaltung spielt der TS- Gehalt der Einstreu die größte Rolle bei der NH₃-Reduzierung (ELWINGER u. SVENSSON 1996). Bei Puten wurden vor allem nach dem maschinellen Auflockern der Einstreu (Fräsen) hohe NH₃-Werte von bis zu 45 ppm verzeichnet (PASCHERTZ 2003). In Versuchen, die an jungen Mastputen durchgeführt wurden, kam YOUSSEF (2010) zu dem Ergebnis, dass der Einsatz von Lignocellulose (0,74 ppm) als Einstreu verglichen mit Stroh (2,60 ppm) zu siginifkant niedrigeren NH₃-Emissionen führte.

EURICH-MENDEN et al. (2002) fassen zusammen, dass die Verwendung von Einstreu in der Nutztierhaltung nur dann die NH₃-Emission (verglichen mit der einstreulosen Haltung) reduzieren kann, wenn genügend Einstreu verwendet wird. In der Regel werden in der Praxis jedoch wegen der Minimierung der erforderlichen Einstreu (aus wirtschaftlichen Gründen) in eingestreuten Haltungssystemen höhere NH3-Emissionen verzeichnet als in einstreulosen Verfahren.

2.6 Übersicht zu den wesentlichen Einflussfaktoren

Über die Fütterung und Haltung werden insgesamt also nachfolgende Faktoren beeinflusst:

Harnstoff-, NH3- und NH4+

-Konzentration

Die wichtigsten Einflussfaktoren auf die NH3-Freisetzung sind die Harnstoff-, NH3- und NH4+

-Konzentrationen in den Exkrementen, da diese Substanzen das Ausgangssubstrat und somit die Grundlage für die NH3-Entwicklung und -Freisetzung bilden (HEIJ et al. 1991;

VAN VUUREN u. JONGBLOED 1994; HARTUNG 2001; EURICH-MENDEN et al. 2002;

LE et al. 2005).

Ureaseaktivität

Das Ausmaß der enzymatischen und mikrobiellen Prozesse, d.h. im Wesentlichen die Ureaseaktivität, nimmt ebenfalls Einfluss auf die NH3-Bildung (HARTUNG 2001; LE et al.

2005). Die Ureaseaktivität ist unter Praxisbedingungen jedoch sehr hoch, so dass der eigentlich limitierende Faktor bei der Harnstoffspaltung die Harnstoffkonzentration ist (HARTUNG 2001).

Temperatur

Die Stall- bzw. Raumtemperatur und somit auch die Tages- und Jahreszeit sind wichtige Faktoren, da der relative Anteil von NH₃ am gesamten ammoniakalischen Stickstoff (TAN) mit der Temperatur korreliert (IVOS et. al 1966; OLDENBURG 1989; VAN VUUREN u.

JONGBLOED 1994; ZHANG et al. 1994; HARTUNG 2001; EURICH-MENDEN et al.

2002; LE et al. 2005). Besonders Temperaturen von mehr als 20 °C fördern die NH₃-Bildung und -Freisetzung (ZHANG et al. 1994).

Feuchtigkeit

Der TS-Gehalt der Exkremente und der Einstreu (falls vorhanden) nehmen ebenfalls Einfluss auf die NH₃-Emission (IVOS 1966; HEIJ et al. 1991; ZHANG et al. 1994; VAN VUUREN u.

JONGBLOED 1994; HARTUNG 2001; EURICH-MENDEN et al. 2002). Es besteht eine Korrelation zwischen dem NH3-Gehalt in den Exkrementen und der Feuchtigkeit (aus Kot/Harn/Einstreu usw.), da die Mikroorganismen bei hohen Feuchtegehalten aktiver sind und somit mehr Harnstoff umsetzen können.

pH-Wert

Der pH-Wert der Exkremente stellt einen weiteren wichtigen Einflussfaktor dar (IVOS 1966;

HEIJ et al. 1991; ZHANG et al. 1994; VAN VUUREN u. JONGBLOED 1994; DEN BROK et al. 1997; HARTUNG 2001; EURICH-MENDEN et al. 2002). Der relative Anteil von NH3

am gesamten ammoniakalischen Stickstoff (TAN) korreliert positiv mit dem pH-Wert des KHG (IVOS 1966, ZHANG et al. 1994; HARTUNG 2001). Besonders aerobe Bedingungen im schwach-basischen Milieu (pH 7,8 - 8,8) fördern die Bildung und Freisetzung von NH3

(MEHLHORN 1987; GUSTAFSSON 1991; EURICH-MENDEN et al. 2002). Zwischen dem ionisierten NH4+

, das nicht flüchtig ist, und dem flüchtigen, nicht-ionisierten NH3 liegt in der flüssigen Phase ein Dissoziationsgleichgewicht vor, das bei einem pH-Wert von < 6,0 nahezu

vollständig auf Seiten des NH4+

liegt. Ab einem pH-Wert von 7 nimmt die NH3-Emission zu und steigt ab pH 8 stark an (DEN BROK et al. 1997).

Luftgeschwindigkeit

Auch die Luftgeschwindigkeit über den Exkrementen und die damit in Verbindung stehende Differenz der NH3-Konzentration in der Flüssigkeit und in der Gasphase sind ebenfalls entscheidend für die NH3-Emissionen (OLDENBURG 1989; ZHANG et al. 1994; VAN VUUREN u. JONGBLOED 1994; EURICH-MENDEN et al. 2002). Die Freisetzung von NH3 unterliegt den Gesetzmäßigkeiten des Stoffübergangs von einer flüssigen in die gasförmige Phase. Es besteht eine positive Korrelation zwischen der NH₃-Freisetzung und der Luftgeschwindigkeit bzw. dem Luftwechsel über der Substratoberfläche, da bei hohen Luftgeschwindigkeiten auch entsprechend mehr NH₃ abtransportiert wird und nach dem Gesetz von HENRY (1805) mehr NH₃ in die Gasphase übertreten kann (EURICH-MENDEN et al. 2002). Die in die Luft freigesetzte Menge an gasförmigem NH₃ hängt von dem Gleichgewicht der Konzentration an NH₃ in der flüssigen und in der Gasphase an der Phasengrenzschicht ab (HENRY 1805; HARTUNG 2001).

Schichtdicke

Insbesondere dünne, fein verteilte Schichten flüssiger Exkremente fördern die Freisetzung von NH₃ (MEHLHORN 1987; GUSTAFSSON 1991; VAN VUUREN u. JONGBLOED 1994; EURICH - MENDEN et al. 2002).

Größe emittierender Oberflächen

Die Größe und der Verschmutzungsgrad der emittierenden Oberflächen und somit die Menge an Kot und Harn korrelieren ebenfalls mit der NH3-Freisetzung (MEHLHORN 1987;

GUSTAFSSON 1991; VAN VUUREN u. JONGBLOED 1994; EURICH-MENDEN et al.

2002).

Weitere Einflussfaktoren stellen

- die Haltung der Tiere (OLDENBURG 1989; HEIJ et al. 1991; LE et al. 2005),

- die Art und Weise der Güllelagerung, -handhabung und -ausbringung (OLDENBURG 1989;

HEIJ et al. 1991; LE et al. 2005),

- die Art und Weise der Abluftreinigung (OLDENBURG 1989; HEIJ et al. 1991; LE et al.

2005) und

- die Bauweise des Stalls (Größe bzw. Anteil verschmutzter Oberflächen, Bodenbeschaffenheit, Lüftungssysteme; OLDENBURG 1989; HEIJ et al. 1991; LE et al.

2005) dar.

2.7 Ableitung der Aufgabenstellung

Der Anteil der Kleinsäuger an der Haustierpopulation in Deutschland steigt stetig (IVH 2009), wobei ein Großteil der Tiere innerhalb der Wohnung/des Hauses (HARCOURT-BROWN 2002; KAMPHUES 2004) und damit im direkten Umfeld des Menschen gehalten wird. Somit kann es durch Exkremente der Tiere zu Geruchsbelästigungen (v.a. durch Ammoniak) des Tierhalters kommen. Zudem können zu hohe NH3-Konzentrationen in der Stall-/Käfigluft auch nachteilige Effekte auf die Gesundheit des Tieres haben, da sie dessen Atemwege und Schleimhäute reizen und so für Infektionen prädisponieren können. Daher wurde dieser Arbeit zum Ziel gesetzt, Fütterungseinflüsse sowie mögliche Effekte der Einstreu auf die Ammoniakbildung aus Exkrementen von Kaninchen zu untersuchen. Hierfür sollte eine standardisierte Methode entwickelt werden, die es ermöglicht, NH₃-Emissionen aus Exkrementen von Kaninchen zu quantifizieren. Das aus dem Nutztierbereich bekannte und dort weit erforschte Feld der NH3-Emissionen soll hier aus der Sicht der Heimtierhaltung betrachtet werden. Zudem soll geprüft werden, ob bekannte Konzepte der NH₃- Emissionsminderung in Form einer restriktiven Rp-Fütterung und des Einsatzes von Futteradditiven hier Anwendung finden können.

3 Material und Methoden

3.1 Versuchsziel

Ziel dieser Versuche war es, NH3-Emissionen aus Exkrementen von Kaninchen standardisiert zu quantifizieren. Hierfür galt es, eine Methode zu entwickeln, welche die Messung der geruchsaktiven Substanz Ammoniak (NH3) ermöglicht und modellhaft die Bedingungen einer typischen Heimtierhaltung simuliert. Außerdem sollte untersucht werden, ob und in welchem Umfang Emissionen in Form von NH3 aus Exkrementen von Kaninchen über Fütterungsmaßnahmen beeinflussbar sind. Verschiedene aus der Nutztierhaltung bekannte Konzepte zur Reduzierung der NH₃-Emissionen, wie z.B. die Absenkung der Rp- bzw. Rfa- Gehalte der Futterration und die Ansäuerung des Harns durch verschiedene Futteradditive wurden hier getestet. Des Weiteren erfolgte mit diesem Modell eine Überprüfung des Einflusses der Einstreu sowie der Raumtemperatur auf die NH₃-Bildung.

Alle Versuche waren vom Niedersächsischen Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) unter dem Aktenzeichen 33.9-42502-04-09/1650 am 15.04.2009 genehmigt worden.

3.2 Tiere und Haltung

Als Versuchstiere standen sechs weibliche, adulte (Alter zu Beginn der Versuche: 1-6,5 Jahre) Zwergkaninchen (KM: 1,5 - 2,0 kg) aus dem Bestand des Institutes für Tierernährung zur Verfügung (s. Tabelle 5).

Tabelle 5: Körpermasse, Alter (zu Beginn der Versuche) und Tiernummern der Kaninchen

Tiernummer KM (kg) Alter (Jahre)

14 1,9 6,5

25 2,0 5

28 1,5 1

30 1,6 1

31 1,7 1

32 1,7 1

Während der Versuche wurden die Zwergkaninchen in speziellen Bilanzkäfigen einstreulos auf einem Lochboden aus Kunststoff gehalten. Die Boxen waren bei einer Grundfläche von 46,0 x 55,5 cm (Breite x Tiefe) 32,0 cm hoch, und die Löcher in der Bodenplatte hatten einen Durchmesser von 1,50 cm. Der Abstand zwischen den Löchern betrug 0,5 cm (vertikal) bzw.

1,5 cm (diagonal). Außerdem stand den Tieren ein nicht-perforierter Bereich in Form einer Schieferplatte (30 x 30 cm) zur Verfügung. Der Kot wurde in einer unter den Boxen liegenden Kotwanne gesammelt und der Harn über einen Trichter in einem unter der Kotwanne befindlichen Gefäß quantitativ erfasst.

Die tägliche Beleuchtungsdauer umfasste den Zeitraum von 6:30 - 20:30 Uhr (Verhältnis von Hell- zu Dunkelphase 14:10 h), wobei die Raumtemperatur bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von durchschnittlich 45,1 % zwischen 20 und 26 °C variierte.

In der versuchsfreien Phase zwischen den Versuchsdurchgängen erfolgte die Haltung der Kaninchen in Gruppen (Bodenhaltung mit Einstreu). Hier bestand das Futterangebot aus Heu ad libitum, pelletiertem Alleinfutter für Kaninchen (restriktiv) und dem gelegentlichen Angebot von Futtermöhren. Wasser wurde stets ad libitum angeboten.

3.3 Futtermittel

In diesem Projekt kamen verschiedene Futtermittel zum Einsatz. Neben einem pelletierten, kommerziellen Alleinfutter (kAF) für Kaninchen und einem Heu wurden auch eigens für diese Arbeit konzipierte, pelletierte Mischfutter eingesetzt (sMF), die sich vor allem durch ihren niedrigen Mengenelementgehalt auszeichneten (s. Tabelle 10) und außerdem unterschiedliche Rp- und Rfa-Gehalte aufwiesen (s. Tabelle 9). Das sMF mit dem höheren Rp-Gehalt wird im Folgenden als sMF_Rp↑ bezeichnet, das mit dem niedrigeren Rp-Gehalt als sMF_Rp↓. Des Weiteren kamen verschiedene Additive (A) wie Methionin (Meth), CaCl2

und Benzoesäure (Benz) zum Einsatz, die dem sMF zugesetzt wurden, wobei es jeweils als Kontrolle auch eine Futtervariante ohne das jeweilige Additiv gab (sMF ohne A). Eine nähere Erläuterung zu den Futtervarianten erfolgt in diesem Kapitel im Unterpunkt 3.5, die genauere Charakterisierung der Futtermittel ist dem Ergebnisteil (s. Tabellen 9 und 10) zu entnehmen.

Sämtliche Herstellungsschritte wie das Mischen und Pelletieren erfolgten mit Hilfe der institutseigenen Anlagen.