N-Effizienz bei Milchkühen

Eidgenössisches Departement für Wirtschaft, Bildung und Forschung WBF

Agroscope

1. Oktober 2014

N-Effizienz bei Milchkühen

Annelies Bracher

 N-Umsatz, Definition N-Effizienz Milchkuh

 Systemgrenzen

 Variationsursachen der N-Effizienz

 Rationsmerkmale: Reg aus N-Bilanzen Einzelkühe

 Energietyp

 Vertiefung: Sommerfütterung, Weide

 Fütterungsstrategien Laktation, Herde

 Massnahmen

 Zielkonflikte

Uebersicht

N-Umsatz Milchkuh, Definition N-Effizienz

interme diär Pansen

N Input Futter-N

250-900 g/Tag N Exkretion

Kot-N + Harn-N 150-650 g/Tag

N Output Milch-N 35-240 g/Tag Output/Input-Relation

N-Effizienz = Milch-N / Futter-N (%)

Median = 27.7 % ± 8.7

Exkretion/Output-Relation N Fussabdruck

N-Effizienz = N-Exkr / ECM (g/kg)

Median = 12.3 g N/kg ECM ± 5.9 NH₃

N₂O

NO₃, NH₄⁺

N Emission

N-Effizienz: Systemgrenzen, Datengrundlage

Systemgrenzen Datengrundlage

 N-Stufe

 in/out N-Bilanzen

 Fussabdruck N-Bilanzen

 intermediär berechnet oder Stoffwechselversuche

 Biologische Einheit

 Einzelkuh N-Bilanzen, Weideversuche

 Herde -/+ Aufzucht Modellierung

 Zeitraum

 punktuell N-Bilanzen

 Laktation wiederholte N-Bilanzen, Modellierung

 Lebensleistung Modellierung

 Herdenleistung -/+ Aufzucht Modellierung

 Interpretierung

 N-Eff > 45 %  N-Mobilisierung, N-Effizienz überschätzt

 N-Eff < 15 %  massiver N-Ueberschuss, Imbalanzen, tiefe Milchleistung

Auswertung N-Bilanzen CH

Saison N* NEL

MJ/kg TS

RP g/kg TS

RP/NEL g/MJ

RNB*

g/kg TS

Fut-N g/Tag

Kot-N g/Tag

Harn-N g/Tag

Milch kg ECM

MUC*

mg/dl

N-Eff

% Milchkühe

Winter 165 6.25 148.3 24.2 24.9 399.9 144.9 109.9 23.0 22.0 30.7

Milchkühe

Sommer 206 6.61 179.0 27.6 37.6 502.2 142.0 209.7 25.8 30.9 26.9

*MUC = Milchharnstoff

0 10 20 30 40 50 60 70 80

100 120 140 160 180 200 220 240 260

mg/dl, %

RP-Gehalt der Ration g/kg TS Harn-N /N-Exkret Milch-N /Fut-N MUC Einfluss des RP-Gehaltes der Ration auf Harn-N-Anteil, Milchharnstoff und N-Effizienz (aus Diss Münger 1997)

 N-Effizienz negativ korreliert mit RP-Gehalt der Ration, Milchharnstoff, Harn-N.

 Hohe N-Effizienz minimiert emissionsrelevante N - Fraktionen (Harnstoff)

 Sommerfütterung hat Optimierungspotenzial

*N = Anzahl Beobachtungen *RNB = ruminale Proteinbilanz

0 10 20 30 40 50 60 70

100 200 300 400 500 600 700 800 900

N-Eff %

N Aufnahme g/Tag

Sommer Winter Alpweide

Geplantes Proteindefizit Startphase --> negative N- Bilanz, N-Effizienz überschätzt

0 10 20 30 40 50 60 70

80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

N-Eff %

RP g/kg TS

Sommer Winter Alpweide Reg Sommer Reg Winter

 N-Eff negativ korreliert mit RP-Gehalt der Ration

 In Meta-analysen ist RP die wichtigste Variationsursache

 opt: < 18 %, > 12 % RP ?

 Sommerrationen häufig > 18

% RP, Ausnahme Alpweiden

N-Effizienz und Rationsmerkmale: N g/Tag, RP g/kg TS

N-Effizienz und Rationsmerkmale: Protein/Energie

0 10 20 30 40 50 60 70

15 20 25 30 35 40

N-Eff %

RP/NEL g/MJ

Sommer Winter Alpweide Reg Sommer Reg Winter

0 10 20 30 40 50 60 70

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

N-Eff %

N/VOS g/kg

Sommer Winter Alpweide Reg Sommer Reg Winter

 N-Eff negativ korreliert mit RP/NEL und N/VOS der Ration

 max: 30 g RP/MJ NEL, darüber hoher N-

Überschuss

 opt: < 25 g RP/MJ NEL, < 40 g N/VOS

 Untergrenze?

maximal optimal

N-Effizienz und Rationsmerkmale: RNBch = PMN-PME

0 10 20 30 40 50 60

-350 150 650 1150 1650

N-Eff %

RNBch g/Tag

Sommer Winter Alpweide Reg Sommer

0 10 20 30 40 50 60

-30 20 70

N-Eff %

RNBch g/kg TS

Sommer Winter Alpweide Reg Sommer

 N-Eff negativ korreliert mit ruminaler Bilanz RNBch

 opt: < 600 g/Tag, < 30 g/kg TS

 Moderat negative RNB ohne Leistungseinbusse bei

genügender APD-Versorgung

Stärkereiche Ration verbessert Milchleistung

N-Effizienz und Kraftfuttertyp: Stärke Fasern

(Cantalapiedra-Hijar, 2013; Fanchone 2013; Versuche im Rahmen von RedNex)

20 22 24 26 28 30 32 34

100 120 140 160 180

N-Eff %

RP Ration g/kg TS

Stärke MS Fasern MS Stärke GS Fasern GS bedarfsdeckende

Proteinzufuhr Proteindefizit

MS = Maissilage GS = Grassilage

 Proteindefizit reduziert Milch- leistung, aber …

 Stärkereiche Rationen haben den mikrobiellen N-Fluss und die Menge an verfügbaren Aminosäuren erhöht, was die N-Effizienz verbessert.

 Bei Grassilage sind Effekte grösser als bei Maissilage

Harn-N vor allem durch N-Aufnahme beeinflusst

RP 110-123 g

RP 142-169 g

N-Effizienz bei Weide: RP = f(Ergänzungsfütterung)

0 2 4 6 8 10 12

120 140 160 180 200 220 240 260

Kraftutter kg/Tag

RP g/kg TS Ration

Van Vuuren 1993 Berzaghi 1996 Carruthers 1997 O'Mara et 1997 Jones-Endsley1997 Robania et 1998 Reis 2000 Walker 2001b Bargo 2002a Mulligan 2004 Sairanen 2006 Walker 2001a Bargo 2002b

10 15 20 25 30 35

120 140 160 180 200 220 240 260

N-Eff %

RP g/kg TS Ration

 N-Effizienz bei nur Weide häufig zwischen 15 - 20 %

 Verbesserung der N-Effizienz mit Kraftfutter

 nicht nur Kraftfutter kommt als Ergänzungsfutter in Frage

 Weites Spektrum an RP-

Gehalten von 120-260 g/kg TS in Weidegras

 Getreidebetonte Kraftfutter reduzieren den RP-Gehalt und RP/NEL der Gesamtration

Ergänzungsfutter bei Weide: Zielkonflikte

0 2 4 6 8 10 12

8 10 12 14 16 18 20

Kraftutter kg/Tag

Weideverzehr kg TS/Tag

0 2 4 6 8 10 12

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Kraftutter kg/Tag

Milch kg/Tag

 Weideverzehr geht bei

Ergänzungsfütterung zurück

 Milchleistung aus nur Weide bis 28 kg möglich

 Mit Kraftfutter steigt Milchleistung an

 Mit Ergänzungsfutter Nährstoffzufuhr in die

Weideparzelle und Betrieb

N-Effizienz bei Weide: Zucker (WSC) / RP Gras

(Keim 2011, ergänzt)

Überlagernde Einflüsse:

 Laktationsstadium

 RP-Gehalt der Ration, Kraftfuttertyp

 vOS, Verzehr

 Düngung

 Mit steigendem WSC/RP- Verhältnis im Weidegras wird die N-Effizienz verbessert

 Analoger Effekt bei Heurationen

10 15 20 25 30 35 40

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

N-Eff %

WSC/RP Raufutter

Raygras Heu a Gras INT Heu b Kf = 0

Variation Kraftfuttertyp (14.5-19 % RP, Maisanteil)

N-Effizienz und Harn-N bei zuckerreichem Raigras

(Moorby 2013, RedNex)

N-Effizienz in der zuckerreichen Variante nicht immer verbessert, aber der reduzierte Harn-N-Anteil vermindert das N-Emissionspotenzial.

Zucker in Grünfutter: Beeinflussung

Wasserlösliche Zucker (WSC) in Grünfutter (Posieux 2010)

WSC und RP in Weidegras (Posieux 2011)

bot. Zusammensetzung Schnittzeitpunkt, Saison

Gräserreicher Mischbestand, Raigras betont (GR 2-4)

Zucker Abend > Morgen Zucker Frühling > Sommer

HS+ Reinbestand, Welsches Weidelgras (Lolium multiflorum), Abendschnitt

HS- Kunstwiese Mischbestand, gräserreich, va Knaulgras (Dactylis glomerata), Morgenschnitt

Zucker Raigras > übrige Gräser

50 100 150 200 250 300 350

22.04. 29.04. 06.05. 13.05. 20.05. 27.05. 03.06.

g/kg TS

Morgen RP Abend RP Morgen WSC Abend WSC

N-Effizienz bei Vollweide gegenüber ‘Morgengras’

(Versuch Agroscope INT 2008; Kaufmann 2010)

40.5 39.9

33.3

28.7 28.6

26.0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Weide Stall Weide Stall Weide Stall

1 2 3

kg; %

N-Eff % Gras kg TS/Tag Milch kg/Tag KF kg/Tag Mai Juli September

 Frühlingsabkalbung

 Weide und Stallgras von identischer Parzelle

 Stallgras am Morgen geschnitten

Der Zugang zu Abendweide mit höheren Zuckergehalten hat die N- Effizienz der Weidegruppe gegenüber der Stallgruppe verbessert.

Fütterungsstrategie Laktation: abgestufter RP-Gehalt

N-Eff % Tag 1-150 Tag 150 - 305 Tag 1-305

g RP/kg TS

114 42.3 39.0 40.5

144 39.1 36.8 37.7

173 35.0 30.0 32.4

114/144 32.6 36.6

144/173 29.9 33.7

173/144 36.0 35.2

Erhöhung des RP-Gehaltes vermindert N-Effizienz auch bei erhöhter Leistung

Phasenfütterung

Bester Kompromiss (?) Widerspiegelt Situation von spätlaktierenden Kühen im Sommer

Fütterungsstrategie Herde: Variation Weidebesatz, Kraftfutter, Milchviehtyp, Abgangsrate (Ryan 2011)

0 20 40 60 80 100 120

HP HD NZ HP HD NZ HP HD NZ

hoher Weidebesatz KF hoch Moorepark

N Input kg/Kuh

Weide Silage Kf Aufzucht

28.5 27.8 27 30.8 29.8 28.8 28.5 28 26.9

21.4 22.7 23.4 23.4 24.6 24.9 21.4 23 23.4

10 15 20 25 30 35

HP HD NZ HP HD NZ HP HD NZ

hoher Weidebesatz KF hoch Moorepark

N-Eff %

N-Eff N-Eff+Zucht

CowNex: dynamisches Herdenmodell der INRA zur Simulation von Produktionssystemen

Fallbeispiel: Einsatz von Sojaschrot in franz. Betriebstypen (Faverdin 2013)

Auswirkung von Fütterungsmassnahmen stark abhängig vom Betriebstyp

Rationengestaltung

• Bedarfsgerechte Proteinversorgung (Aminosäuren)

• RP-Gehalt Ration

• Ruminale Bilanz (PMN-PME)

• RP/NEL Ration

• WSC/RP Raufutter

• Proteintyp im Kraftfutter: aRP

• KH-Typ im Kraftfutter: Stärke <-> Fasern

• Bioaktive Substanzen (Tannine) siehe Beitrag Grosse Brinkhaus

• Indikator: Milchharnstoff

Managemententscheide (Betriebsziele, Prioritäten)

• Phasenfütterung

• Ergänzungsfütterung Sommer

• Abkalbezeitpunkt

• Nutzungsdauer Milchkühe

• Düngung Futterbau, Nutzungsintensität

• Bot. Zusammensetzung, Zuchtsorten Gräser

• Nutzungszeitpunkt Grünfutter und Konserven

N-Effizienz: Massnahmen

120 > <180 g RP/kg TS

< 30 g/kg TS, < 600 g/Tag

bis moderat negativ falls genügend APD

19 > < 25 g RP/MJ

> 0.9 WSC/RP, Obergrenze?

Vorteil Stärke; Obergrenze?

12 > < 25 mg/dl

Tiefe Abgangsrate Frühlingsabkalbung

Abendweide

Fazit

Zielkonflikte

• N-Effizienz Milchviehherde, N-Effizienz Betrieb

• Milchleistung

• Düngung und Ertrag Futterbau

• Futterleguminosen in Fruchtfolge

• Betriebseigene Futtergrundlage

• Graslandbasierte Fütterung

• Weideverzehr

• Tierwohl

• N-Effizienz nur Teilaspekt der Ressourceneffizienz

 Optimierungspotenzial in vielen Aspekten vorhanden

 Hohe N-Effizienz um jeden Preis?