Projekt 33449/01

RESAFE – Pig: Ressourcen-schonender Ansatz in der Fütterung von Mastschweinen zur tiergerechten Versorgung und Reduktion von Emissionen

Projektdurchführung

Werner & Richard Hölscher GbR
Helschen 9
48488 Emsbüren

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Projekt RESAFE-Pig hatte die Zielsetzung, die herkömmliche Schweinemast in den Bereichen Umwelt, Ressourceneffizienz und Tierhaltung auf einen neuen wissenschaftlichen Stand zu setzen und somit die Stickstoffbelastung der Umwelt durch den nach wie vor zu hohen Futterverbrauch zu senken. Bisherige Fütterungskonzepte berücksichtigen nur ungenügend den unterschiedlichen Bedarf der verschiedenen Tiere innerhalb einer Gruppe. In dem Projekt sollte daher, durch die Entwicklung eines kombinierten Ansatzes aus Körperkonditionsbestimmung und automatisierter Rationsanpassung, eine optimierte Proteinversorgung, bei gleichzeitigem Einsatz regional erzeugter Grundfuttermittel, erfolgen. Hierdurch sollte zum einen eine tiergerechtere Versorgung erreicht, und zum anderen der Eintrag von Ammoniak auf ein Mindestmaß beschränkt werden. Durch Darstellung von Nährstoffbilanzen, Emissionssituation und Wirtschaftlichkeit soll die Bereitschaft der Landwirte erhöht werden, mit Hilfe dieses neuartigen Fütterungssystems eine umweltfreundliche und tiergerechtere Mastschweinehaltung zu etablieren.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenÜber einen Zeitraum von drei Jahren wurden sieben aufeinander folgende Mastdurchgänge auf einem Schweinemastbetrieb untersucht, in denen jeweils verschiedene Aspekte bzgl. Leistung, Fütterung und Umweltwirkung erfasst wurden. Nach einem Basisdurchgang wurden folgend immer zwei Durchgänge mit gleicher Variante durchgeführt. Die Tiere wurde in Großgruppen gehalten mit bis zu 980 Tieren im Stall. Mit einem Durchschnittlichen Körpergewicht von 50 kg wurden alle Tiere in vier Leistungsgruppen eingeteilt abhängig von ihrem Körpergewicht und ihrem Rückenmuskel-Rückenspeck-Verhältnisses. Dieses wurde mit Ultraschallmessungen an jedem Tier bestimmt. Mithilfe von Sortierschleusen konnte jede Leistungsgruppe einem räumlich getrennten Fressbereich zugewiesen werden und eine auf das Leistungsniveau abgestimmte Futterration erhalten. Mithilfe der Sortierschleuse wurden kontinuierlich über die gesamte Mast tierspezifische Leistungsdaten erfasst. In jeder Versuchsvariante wurden darüber hinaus 40 Tiere mittels Computertomographie untersucht, um die Ultraschallmessungen und die Daten der Sortierschleuse zu validieren. In jedem Versuchsdurchgang wurden mittels photoakustischer-infrarot Spektroskopie die Ammoniakkonzentrationen und -emissionen erfasst und bestimmt. Zusätzlich wurden Bonituren der Buchtensauberkeit durchgeführt.
In den Versuchsdurchgängen 2 und 3 wurden die Leistungsgruppen im Wechsel mit unterschiedlichen Fasergehalten in der Futterration gefüttert. Hierdurch sollte untersucht werden, wie die unterschiedlichen Leistungsgruppen auf verschiedene Fasergehalte mit ihrer Futteraufnahme und Leistung reagieren. In den Durchgängen 4 und 5 wurden die zum Fettansatz neigenden, frohwüchsigen Tiere mit einem hohen Faseranteil in der Ration (bis zu 10 % der TS) gefüttert, während die mageren Tiere keinen bis nur einen geringen Faseranteil in der Ration erhielten. In den letzten beiden Mastdurchgängen wurden die Rationen auf Basis einheimischer Futtermittel erstellt, um den Anteil importieren Sojas zu reduzieren.


Ergebnisse und Diskussion

Es konnte gezeigt werden, dass eine Unterteilung von Mastschweinen in Leistungsgruppen aufgrund bereits zu Beginn der Mast existierender Entwicklungsunterschiede, möglich und sinnvoll ist. Durch unterschiedliche Faseranteile in den Futterrationen konnte die Futteraufnahme gezielt gesteuert und „eingebremst“ werden. So konnte ein Luxuskonsum durch die Tiere verhindert und damit ein überschüssiger Eintrag von Stickstoff in die Umwelt vermindert werden. Die Ammoniakemissionen konnten durch den Einsatz des neuen Fütterungssystems signifikant (bis zu 40 %) reduziert werden, sodass ein positives Fazit hinsichtlich der Umweltwirkung gezogen werden kann. Die signifikant geringeren Ammoniakkonzentrationen im Tierbereich sind ebenfalls als positiv für das Tierwohl zu bewerten. Darüber hinaus konnte keine Verschlechterung der Buchtensauberkeit durch das untersuchte System festgestellt werden, was ebenfalls positiv in Bezug auf das Tierwohl und die Emissionssituation ist.
Durch die Vermeidung von Luxuskonsum konnten Futtermittel und damit wichtige Ressourcen eingespart werden. Der Einsatz regionaler Futtermittel reduziert den Anteil importierter Futtermittel (v.a. Soja) aus dem Ausland und trägt so ebenfalls zum Umweltschutz bei. Während der Versuche entwickelten sich zum Fettansatz neigende Tiere generell magerer und es konnte keine negative Auswirkung auf die Leistung der Tiere verzeichnet werden. So kann das System auch ökonomisch als Vorteilhaft bewertet werden. Während des Projekts wurde das optiSORT-System weiterentwickelt und die Kameratechnik der Sortierschleuse verbessert. Anhand der Ultraschall- und CT-Untersuchungen konnte die Datenerhebung durch die Schleuse validiert und optimiert werden. Nach wie vor ist eine vollautomatisierte Einteilung in die getesteten Leistungsgruppen jedoch nicht möglich. An alternativen Messmethoden, wie der infrarot Thermographie, zur Einteilung der Tiere wurde im Rahmen des Projekts geforscht und auch hier konnten wichtige Erkenntnisse gewonnen werden, an die in zukünftigen Untersuchungen angeknüpft werden kann.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Publikationen:
? Grap, Alexandra; Reckels, Bernd; Visscher, Christian; Hölscher, Richard; Büscher, Wolfgang (2019): Vergleich der Emissionssituation bei konventioneller und ressourcen-effizienter Fütterung anhand täglicher Körperkonditionsbewertung von Mastschweinen. In: 14. Tagung Bau, Technik und Umwelt in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung. Bonn, 24-26. September 2019. Tagungsband. Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) (Hg.).
Lengling, Alexandra; Reckels, Bernd; Schwennen, Cornelia; Hölscher, Richard; Waldmann, Karl-Heinz; Visscher, Christian; Büscher, Wolfgang (2020a): Validation of a New Resource-Efficient Feeding System for Fattening Pigs Using Increased Crude Fiber Concentrations in Diets: Feed Intake and Ammonia Emissions. In: Animals: an open access journal from MDPI 10 (3), S. 497. https://doi.org/10.3390/ani10030497
? Reckels, Bernd; Hölscher, Richard; Schwennen, Cornelia; Lengling, Alexandra; Stegemann, Ute; Waldmann, Karl-Heinz; Visscher, Christian (2020): Resource-Efficient Classification and Early Predictions of Carcass Composition in Fattening Pigs by Means of Ultrasound Examinations. In: Agriculture 10 (6), S. 222. https://doi.org/10.3390/agriculture10060222 .
? Lengling, Alexandra; Alfert, Antonius; Reckels, Bernd; Steinhoff-Wagner, Julia; Büscher, Wolfgang (2020b): Feasibility Study on the Use of Infrared Thermography to Classify Fattening Pigs into Feeding Groups According Their Body Composition. In: Sensors (Basel, Switzerland) 20 (18). https://doi.org/10.3390/s20185221
? Reckels, Bernd (2020): Steuerung der Futterzusammensetzung in Abhängigkeit von tatsächlicher Körpermassenzunahme, Höhe der Futteraufnahme und Ansatzverhalten bei Mastschweinen. Dissertation. Hannover: DVG. https://elib.tiho-hannover.de/receive/tiho_mods_00004571
? Lengling, Alexandra; Reckels, Bernd; Büscher, Wolfgang (2021): Impact on ammonia emissions under a resource efficient feeding concept in fattening pigs based on performance groups and crude fibre supplemented diets. In: CSBE-SCGAB Technical Conferences. 5th CIGR and AGM Quebec City 2021. 4th international Symposium on Gas Emissions and Dust from Livestock (EMILI). Quebec City, Canada, 11th – 14th May 2021. https://library.csbe-scgab.ca/all-publications/5434-impact-on-ammonia-emissions-under-a-resource-efficient-feeding-concept-in-fattening-pigs-based-on-performance-groups-and-crude-fibre-supplemented-diets
? Lengling, Alexandra (2021): Resource-efficient feeding of fattening pigs based on body composition related performance groups – Studies on technical and environmental aspects. Dissertation. Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Deutschland. https://bonndoc.ulb.uni-bonn.de/xmlui/handle/20.500.11811/9378
Web-Links:
? https://www.schweine.net/news/tiho-projekt-resafe-pig-stickstoff-minimieren.html
? https://www.susonline.de/management/tiho-stellt-resafe-pig-projekt-vor-12593941.html
? https://www.dgfz-bonn.de/presse/forschung-resafe-pig-untersucht-wie-schweine-bedar.html
? https://www.agrarheute.com/tier/schwein/40-prozent-weniger-stickstoffausscheidungen-schweinemast-583703
? https://www.topagrar.com/schwein/news/tiho-startet-projekt-zur-bedarfsgerechten-und-umweltschonende-schweinefuetterung-12589274.html
? https://www.woche-der-umwelt.de/ausstellerKonkret/1445
? https://www.youtube.com/watch?v=tBxEWymdbdY
Vorträge:
? Für die 14. Tagung Bau, Technik und Umwelt in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung (BTU-Tagung 2019), die vom 24. – 26.09.2019 in Bonn stattfand, wurde im November 2018 von Seiten des Instituts für Landtechnik das Thema „Vergleich der Emissionssituationen bei konventioneller und ressourceneffizienter Fütterung anhand täglicher Körperkonditionsbewertungen von Mastschweinen“ eingereicht. Der Vortrag wurde im September von Herrn Reckels, stellvertretend für Frau Lengling gehalten.
? Im Oktober 2019 hielt Frau Lengling auf dem 41. Förderkreis Stallklima in Raumberg-Gumpenstein einen Vortrag mit dem Thema „Qualitätssicherung bei Emissionsmessungen“ in welchem Ergebnisse der Labormessungen zu Messgenauigkeit von Messgeräten und der Möglichkeit der Messfehlerkorrektur vorgestellt wurden.
? Im Dezember 2020 wurde von Frau Lengling ein Abstract für die 5. CIGR International Conference 2020 in Quebec City, Canada, eingereicht. Die Tagung wurde zuvor vom Juni 2020 auf Mai 2021 verschoben und fand digital statt. In dem Abstract wurden die Daten der Ammoniakuntersuchungen der Durchgänge Regelalgorithmus-II und Kontrolle-IV vorgestellt. Der Beitrag wurde im Februar 2021 für einen Vortrag auf der Konferenz angenommen. Zusätzlich zu dem Vortrag wurde eine Langfassung des Beitrags eingereicht, welche im Tagungsband der Konferenz digital veröffentlicht wurde. Der Vortrag wurde am 12. Mai 2021 digital durch Frau Lengling gehalten.
Poster:
? Für das elfte „European Symposium of porcine health management (ESPHM)”, welches vom 22.05.2019 - 24.05.2019 in Utrecht stattfand, wurde ein Abstract für ein Poster mit dem Thema: ”The influence of a respiratory disease in pigs of the same age but different weights on the development of backfat thickness and M. longissimus dorsi diameter” eingereicht und angenommen. Das Poster wurde für den Kongress erstellt und von Herrn Bernd Reckels vor Ort vorgestellt.
? Im November 2019 wurde ein Abstract mit dem Titel „The use of crude fibre (Triticale-WPS) for control of daily feed intake of four different types of fattening pigs according to their body compositions” für das 12. European Symposium of Porcine Health Management in Bern (CH) eingereicht und für eine Posterpräsentation angenommen. Aufgrund der SARS-CoV2-Pandemie wurde der ursprünglich für Frühjahr 2020 geplante Kongress auf das Frühjahr 2021 verschoben. Vom 14.-16. April 2021 wurde von Frau Dr. Schwennen und Herrn Dr. Reckels im Rahmen des digitalen 12. European Symposium of Porcine Health Management ein Poster mit dem Titel „The use of crude fibre (Triticale-WPS) for control of daily feed intake of four different types of fattening pigs according to their body compositions” vorgestellt.


Fazit

Ziel des Projekts RESAFE-Pig war es ein neuartiges, ressourcenschonendes Fütterungssystem für Mastschweine unter Praxisbedingungen zu entwickeln, hinsichtlich Tierwohl, Umweltwirkung und Leistung zu untersuchen und abschließend zu bewerten. Durch die umfassenden Untersuchungen im Projekt konnte gezeigt werden, dass eine Unterteilung von Mastschweinen in körperkonditionsbasierte Leistungsgruppen im Sinne des Tier- und Umweltschutzes erstrebenswert ist. Auch ökonomisch kann das getestete Fütterungssystem Vorteile für den Landwirt bieten. Auf Grundlage der erzielten Ergebnisse, können die untersuchten Ansätze, wie erhöhter Faseranteil und der Einsatz regionaler Futtermittel folglich für die Praxis empfohlen werden. Hinsichtlich der automatisierten Einteilung der Leistungsgruppen ist jedoch noch weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf notwendig, um das System vollumfänglich in der Praxis etablieren zu können.