Steinhöfel, Olaf and Kuhnitzsch, Christian (2021) Untersuchungen zur Verbesserung ernährungsphysiologischer Eigenschaften von Ackerbohnen und Erbsen für Milchrinder durch kombinierte gärbiologische und thermische Behandlung (SilaToast). [Studies to improve the nutritional properties of field beans and peas for dairy cattle through combined fermentation and thermal treatments (SilaToast).] Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, D-Dresden; Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, D-Halle , Abt. 7 Landwirtschaft - Ref. 75 Tierhaltung, Tierfütterung.
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- German/Deutsch
(Abschlussbericht)
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Summary
Problemsicht: Um die Attraktivität von Erbsen und Ackerbohnen als Proteinkonzentrat in der Wiederkäuerfütterung zu steigern, sind, neben der pflanzenbaulichen Ertrags- und Ernteoptimierung, insbesondere praxisrelevante Verfahren zur Steigerung der ruminalen Beständigkeit des Leguminosenproteins und der Erbsenstärke gefragt. Mit dem Projekt SilaToast(2815EPS020) sollte geprüft werden, inwieweit sich der Futterwert von Erbsen und Ackerbohnen durch Silierung und anschließende Wärmebehandlung frühzeitig geernteter Körner sowie Ganz- bzw. Teilpflanzen erhöhen lässt, ohne nennenswerte Schädigungen wertbestimmender Nährstoffe zu provozieren. Dabei sollten insbesondere das Reifestadium, die Silierparameter sowie Temperaturführung optimiert werden. Neben einer Vielzahl von Modellstudien wurden die erfolgversprechendsten Verfahrensvarianten im Lehr- und Versuchsgut Köllitsch großtechnisch erprobt und in Fütterungsstudien an hochleistenden Milchrindern getestet.
Ergebnisse: Aufgrund signifikant geringerer Ernteverluste beim Korndrusch und einer nur marginalen Steigerung des Futterwertes bis zur Todreife, ist die Ernte der Körnerleguminosen bereits zur Teigreife der Körner (ab ca. 50 % Korn-TM) sinnvoll. Bei der anschließenden Silierung der feuchten Körner sind keine nennenswerten Nährstoffverluste aufgetreten. Die Bildung von Gärsäuren blieb unabhängig des Zusatzes homofermentative Milchsäurebakterien auf einem niedrigen Niveau. Die Kornsilagen waren über 7 Tage aerob stabil. Die Silierung der teigreifen Körner führte, entgegen der Erwartungen, nicht zu einer Proteolyse sondern zu einer Reduzierung der Proteinlöslichkeit. Eine hydrothermische Aufbereitung dieser Silagen konnte in Abhängigkeit der Behandlungsintensität (Temperatur, Behandlungsdauer, Behandlungsmenge) die ruminale Proteinbeständigkeit weiter stabilisieren und steigern. Dabei wurde jedoch deutlich, dass Temperaturen über 85°C (Korntemperatur) eine zunehmende Proteinschädigung und die Bildung von Maillardprodukte provozierten. Bei der Silierung von Ganzpflanzen und Teilpflanzen aus Erbsen und Ackerbohnen zu ausgewählten Reifestadien (Kornentwicklung, Grünreife, Teigreife, Trockenreife) konnten proteolytische Prozesse erst bei TM Gehalten TM > 50 % unterdrückt werden. Eine sich anschließende thermische Behandlung der Ganzpflanzenund Teilpflanzensilagen aus Erbsen und Ackerbohnen steigerte die ruminale Proteinbeständigkeit weiter. Die Stärkequalität sowie der Gehalt an wertbestimmenden Nährstoffen wird durch die kombinierte Behandlung sowohl der Körner als auch der Korn-Restpflanzengemische kaum beeinflusst. In Fütterungstests an hochleistenden Milchkühen konnten ohne Leistungsverlust 1,5 kg Rapsextraktionsschrot und 1 kg Futtergerste durch 3 kg TM siliert-getoastete Erbsen bzw. 5 kg Grassilage durch 4 kg technisch unbehandelte oder getrocknete Ganzpflanzensilage aus Erbsen bzw. Ackerbohne ausgetauscht werden. In allen Versuchen konnte gegenüber der Kontrolle eine Reduzierung der N-Ausscheidung registriert werden.
Fazit: Erbsen und Ackerbohnen können als teigreifes Korn oder Ganzpflanze mit über 50 % TM nach Silierung und anschließender hydrothermischer Behandlung bis maximal 100°C Guttemperatur erfolgreich und wirtschaftlich attraktiv in der Fütterung hochleistender Milchrinder eingesetzt werden.
Summary translation
Problem view: In order to increase the attractiveness of peas and field beans as a source of protein in ruminant feeding, in addition to improving yield and harvest, processes to increase the ruminal resistance to protein and starch degradation are particularly required. The SilaToast project (2815EPS020) was intended to examine the extent to which the feed value of peas and field beans can be increased by ensiling and subsequent heat treatment of early harvested grains and whole or partial plants. Important nutrients should not be damaged in the process. The stage of ripening, ensiling parameters and temperature control should be optimized in the investigation. The most successful treatments from the model studies were tried out on a large scale at the experimental station (LVG) Köllitsch and tested in feeding studies on high-performance dairy cattle.
Results: When the grain legumes were harvested at dough-ripe stage (approx. 50% grain DM) no nutrient losses occurred during the ensiling of the moist grains. The formation of fermentation acids remained at a low level regardless of the addition of homofermentative lactic acid bacteria. The grain silages were aerobically stable for 7 days. The ensiling of the dough-ripe grains led to a reduction in protein solubility compared to before ensiling. A subsequent hydrothermal treatment could further stabilize and increase the ruminal protein resistance, depending on the treatment intensity (temperature, treatment duration, treatment amount). Temperatures above 85 ° C lead to protein damage and the formation of Maillard products. When ensiling whole plants and partial plants from peas and field beans at selected stages of ripeness (grain development, green ripeness, dough ripeness, dry ripeness), proteolytic processes could only be suppressed at DM contents > 50 %. A subsequent thermal treatment of the whole plant and partial plant silages made from peas and field beans further increased the ruminal protein resistance. The starch quality and the content of nutrients, which determine the feed value, are hardly affected by the combined treatment. In feeding tests on high-yielding dairy cows, 1.5 kg of rapeseed meal and 1 kg of feed barley were exchanged for 3 kg of DM ensiled and toasted peas or 5 kg of grass silage for 4 kg of technically untreated or dried whole-plant silage made from peas or field beans without any loss of performance. In all experiments, a reduction in N excretion could be registered compared to the controls.
Conclusion: High-performance dairy cattle can successfully be fed with dough-ripe grain or whole plants of peas and field beans, which have been harvested with > 50 ° DM, ensiled and hydrothermally treated (max. product temperature of 100 °C).
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | BOEL, BOELN, BÖL, BÖLN, EPS, FKZ 15EPS020, FKZ 15EPS058, Erbse, pea, Nachhaltigkeit, sustainability, Futtermittel, animal feed, Bohne, bean |
| Agrovoc keywords: | Language Value URI German - Deutsch UNSPECIFIED UNSPECIFIED |
| Subjects: | Animal husbandry > Production systems > Dairy cattle Animal husbandry > Feeding and growth |
| Research affiliation: | Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Animals > Animal Feeding Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE - Protein Strategy Germany > Other organizations |
| Related Links: | https://www.bundesprogramm.de/ |
| Deposited By: | Geschäftsstelle Bundesprogramm Ökologischer Landbau, Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) |
| ID Code: | 42441 |
| Deposited On: | 27 Sep 2021 11:29 |
| Last Modified: | 27 Sep 2021 13:40 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Unpublished |
| Refereed: | Not peer-reviewed |
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