Heutrocknung


Nummer: 100574
Akronym: Heutrocknung
Titel (deutsch): Einfluss des Konservierungsverfahrens von Wiesenfutter auf Nährstoffverluste, Futterwert, Milchproduktion und Milchqualität
Projektstart: 01.01.2010
Projektende: 31.12.2016
AuftragnehmerIn: Lehr- und Forschungszentrum Raumberg-Gumpenstein
Projektleitung: DI Christian Fasching
Finanzierungsstellen: Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Wissenschaftszweig: LAND- U. FORSTWIRTSCHAFT, VETERINÄRMEDIZIN / Viehzucht, Tierproduktion / Tierernährung / AGRARWISSENSCHAFTEN, VETERINÄRMEDIZIN

Zielsetzung

* Energieverbrauchswerte einer modernen Entfeuchtertrocknungsanlagen mit neuester Regel- und Steuerungstechnik bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen und Trocknungsgutarten kennen
* Optimale Betriebskombinationen verschiedener Trocknungssysteme (Entfeuchtertrocknung, solare Unterdachtrocknung, Bypassluftführung) aus dem Gesichtspunkt des geringsten möglichen Energieverbrauches kennen
* Beratungsempfehlungen für die bestmögliche Beschickung von Heutrocknungsboxen unter dem Gesichtspunkte der optimalen Energieausnutzung und höchst möglichen Qualitätsheuproduktion abgeben können.
* Beratungsempfehlungen zu den optimalen Schnittlängen bei unterschiedlichen Futterstrukturarten aus der Sicht der der optimalen Energieausnutzung und höchst möglichen Qualitätsheuproduktion abgeben können
* Basisdaten für eine betriebswirtschaftliche Analyse der einzelnen Trocknungsverfahren zur Verfügung stellen können (Investitionskosten, Betriebskosten)
* Chemische und organoleptische Bewertung der Futterqualität (Nährstoffe, Fettsäurenmuster, in vitro-Verdaulichkeit, Energiedichte, Mineralstoffe, Zucker, Beta-Karotin) bei synchroner Prüfung von vier unterschiedlichen Konservierungsverfahren
* Bewertung qualitativer und mikrobiologischer Veränderungen (Aerobe mesophile Bakterien, Schimmelpilze und Hefen, sulfitreduzierende Clostridien und Listerien von Raufutter während des Konservierungs- und Lagerungsprozesses bei der Anwendung unterschiedlicher Trocknungsverfahren
* Futteraufnahme und Milchleistung von leistungsstarken Milchkühen bei Verfütterung von Heu, hergestellt durch verschiedene Trocknungsverfahren (Bodentrocknung, Kaltbelüftung, Entfeuchtertrocknung), im Vergleich zu einer Kontrollgruppe mit Grassilage (Produktionskennzahlen – Milcherzeugungswert)
* Nährstoffverdaulichkeiten der Versuchsfutter in vivo (Futterwert)
* Ruminale Abbaubarkeit der Trockenmasse und Nährstoffabbau der Versuchsfutter in situ mit pansenfistulierten Ochsen (Abbaukinetik – Futterwert)
* Protein- und Kohlenhydratfraktionen der Versuchsfutter nach dem Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS)
* Pansenphysiologische Untersuchungen mittels Pansensensor (pH-Wert, Temperatur) unter den Bedingungen des Fütterungsversuches mit Milchkühen
* Fettsäurenzusammensetzung der Milch bei Verfütterung von Heu, getrocknet mittels unterschiedlicher Verfahren
* Technologische Eigenschaften der Heumilch (Hartkäsereitauglichkeit) in Abhängigkeit der Trocknungsverfahren und der Silagemilch

Bedeutung des Projekts für die Praxis

Die vergangenen Jahre haben deutlich gezeigt, dass der Milchpreis trotz der noch vorhandenen Kontingentierung starken Schwankungen unterworfen ist und vor allem durch die geplante Marktöffnung noch stärker unter Druck geraten wird. Milchviehbetriebe die ihre Milch an Hartkäse-Molkereien liefern sind von diesen Schwankungen weitaus weniger stark betroffen. Die professionelle silofreie Milcherzeugung wird in Zukunft ihre Marktbedeutung beibehalten, wenn nicht sogar ausweiten. Im Jahr 2008 haben über 10.000 Betriebe an der ÖPUL-Maßnahme „Silageverzicht“ teilgenommen. Der Heumilchanteil an der Milchanlieferung 2008 betrug insgesamt 9 % bzw. 242.116 t. In Salzburg, Tirol und Vorarlberg lag der Anteil von Heumilch an der jeweiligen (gesamten) Anlieferung mit 31, 17 bzw. 34 % deutlich höher. Dies entspricht nahezu 100 % der angelieferten Biomilch in diesen Bundesländern. Die restlichen 37.481 t Heumilch wurden in der Steiermark und Oberösterreich angeliefert. Die § 7-Kommission hat dem BM für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft die Umsetzung besonderer Förderungen von Marketingaktivitäten für Heumilch empfohlen. Dies mit dem Hintergrund, eine Absatzförderung für Milchprodukte besonderer Qualität, die für Österreich typisch sind und eine höhere Wertschöpfung ermöglichen, zu schaffen.
„Futterqualität von Wiesen, Weiden und Feldfutterflächen ist wieder mehr wert!“ (Grüner Bericht 2009). Die Bedeutung des wirtschaftseigenen Futters rückt aufgrund der dramatischen und sprunghaften Preisentwicklungen bei Kraftfutter und Energie wieder stärker in den Vordergrund. Eine nachhaltige Verbesserung von Ertrag und Qualität des Grundfutters wird in Forschung und Beratung aktiv verfolgt. Gerade in HKT-Gebieten hat die Qualität von Heu und Grummet eine sehr große Bedeutung, da schlechte Qualitäten die tierischen Leistungen, die Tiergesundheit und vor allem die Milch- und Fleischqualität negativ beeinflussen können. Längere Schlechtwetterperioden führen durch verspätete Ernte und/oder Problemen durch Futterverschmutzung zu starken Qualitätseinbußen des Grundfutters. Österreichweit durchgeführte Silage- und Heubeprobungen haben gezeigt, dass noch Potenzial in der Grundfutterproduktion steckt.
Da es keine Systemvergleiche mit modernen Trocknungsverfahren gibt, ist dieses Projekt für die Landwirte und die landwirtschaftliche Beratung von sehr großer Bedeutung. Der Ansatz berücksichtigt nicht nur Futterqualität und Fütterung, sondern auch die Sicht des Energieverbrauches und kann somit kostenseitig in die Wirtschaftlichkeitsberechnungen einfließen. Hinsichtlich des Konservierungsprozesses ist die Erstellung von Massenbilanzen ebenso innovativ wie die prozessorientierte Verfolgung der Qualität und Futterhygiene.
Klare, nachvollziehbare und unabhängige Versuchsergebnisse sind entscheidend für eine Verbreitung einer Entfeuchtungstrocknung von Heu. Eine objektive Prüfung (und nachfolgend Vergleiche) sind unumgänglich, da bei einigen Fabrikaten in der Praxis kaum erzielbare Angaben über Verbrauch, Leistung und Betriebskosten prognostiziert werden. Beratungsunterlagen zu diesem Thema verhelfen Landwirten einerseits zu einer Verbesserung ihrer Grundfutterqualität bei bestehenden Anlagen und daraus folgend einer höheren Wertschöpfung in der Milchproduktion und andererseits zu richtigen Investitionsentscheidungen für ihre Betriebsentwicklung bei Neuanschaffungen und -bauten von Belüftungsanlagen.

Abschlussbericht


Kurzfassung (deutsch)

Einfluss des Konservierungsverfahrens von Wiesenfutter auf Nährstoffverluste, Futterwert, Milchproduktion und Milchqualität Auf Grund von Qualitäts- und Förderprogrammen besteht das Grundfutter von mittlerweile mehr als 8.000 österreichischen Milchviehbetrieben ausschließlich aus Heu. In einem dreijährigen Forschungsprojekt wurde daher der Einfluss unterschiedlicher Konservierungverfahren des Wiesenfutters auf Konservierungsverluste, Futterwert, Milcherzeugung und Milchqualität sowie Kosten in einem interdisziplinären Forschungsansatz untersucht. Der Focus der Untersuchung lag auf verschiedenen Verfahren der Heutrocknung (Bodentrocknung, Kaltbelüftung, Entfeuchtertrocknung), die mit der Silierung als Kontrolle verglichen wurden (Abkürzung BT, KB, ET, SI). Das Futter stammte von einer homogenen Dauerwiese im Alpenraum (Irdning, Steiermark, 700 m NN) und wurde bei Vier-Schnittnutzung für alle Konservierungverfahren zum gleichen Zeitpunkt geerntet. Technische Kennzahlen zu den verschiedenen Heutrocknungsverfahren: Bei der ET-Anlage (16 kW Anschlussleistung), die mit moderner Steuerungs- und Regeltechnik ausgestattet war, wurde eine Luftentfeuchter-Anlage mit einer solaren Unterdachabsaugungs-Anlage mit 410 m² Kollektorfläche kombiniert. Die Stockgrundfläche betrug 96 m² und die Stockhöhe 6 m. Der Ventilator mit 22 kW Anschlussleistung lieferte max. 55.000 m³/h. Die KB-Variante wurde in einer 71 m² großen Heubox mit 3,9 m Boxenhöhe und einem Ventilator mit 5,5 kW Anschlusswert durchgeführt. Die Einfuhrfeuchten lagen bei der KB-Variante bei ca. 25 % und bei der solarunterstützten ET-Variante bei ca. 35 %. Am Feld unterschieden sich die Verfahren durch unterschiedliche Feldliegezeiten, Bearbeitungsgänge sowie Bröckel- und Rechverluste. Die Feldliegezeiten schwankten zwischen den Schnitten am stärksten – von 2 Stunden (SI, 2. Schnitt) bis 72 Stunden (BT, 4. Schnitt). Hinsichtlich der Bearbeitungsgänge unterschieden sich die Varianten vor allem in der Anzahl notwendiger Zettvorgänge. Die Bröckelverluste zwischen den Varianten BT und ET unterschieden sich durchschnittlich um 157 kg TM/ha und Schnitt. Vergleicht man die Varianten SI und ET, ergibt sich eine Differenz von 45 kg TM/Schnitt zugunsten der SI-Variante. Die Unterdachtrocknungs-Dauer betrug sowohl beim KB- als auch beim ET-Verfahren deutlich unter 72 Stunden. Hohe Entfeuchterleistungen der Wärmepumpe (60 l/h) konnten nur bei reduziertem Volumenstrom der ET-Anlage (Luftgeschwindigkeit am Kondensator <2,5 m/sec) erzielt werden. Das KB-Verfahren lieferte aufgrund optimaler Abstimmung von Ventilator, Boxengröße und Einlagerungsmengen sehr gute Ergebnisse. Bei den Stromverbrauchsmessungen wurden teilweise deutlich höhere Energieverbrauchswerte gemessen als laut Firmen angegeben. Die günstigsten Werte wurden bei der KB-Variante erreicht (22 bis 167 kWh/t Heu). Bei Energiekosten von 18 Cent/kWh Strom ergab das im Mittel 1,5 Cent/kg Heu für die KB-Variante und 3,1 Cent/kg Heu für die ET-Variante. Die Fixkosten betrugen in einer Modellkalkulation für die ET-Variante durchschnittlich 4,6 Cent/kg Heu, für die KB-Variante ca. 1,2 Cent/kg Heu. In dieser Kalkulation sind keine Ernte-, Gebäude- und Ein- und Auslagerungskosten eingerechnet. Berücksichtigt man in der Modellkalkulation auch die Gebäudekosten sowie die Kosten für die Ein- und Auslagerung des Futters und stellt diese „Differenzkosten“ jenen der Silagewirtschaft gegenüber, so ergeben sich für die ET-Variante 19 Cent, die KB-Variante 15 Cent und für die SI-Variante 10 Cent/kg Heuäquivalente. Um den Anforderungen hoher Grundfutterleistung auf Heubetrieben gerecht zu werden, bedarf es einer leis-tungsfähigen und weitestgehend witterungsunabhängigen (Nachtbetrieb, Schlechtwetter) Trocknungstechnik. Die höheren Kosten müssen über höhere Produktpreise und Flächenprämien abgegolten werden. Die BT-Variante ist jedenfalls nur in den Sommermonaten Juni und August ohne nennenswertes Verlustrisiko möglich und keinesfalls für reine Heubetriebe als alleinige Konservierungsform geeignet. Untersuchungen zur Grundfutterqualität und zum Gehalt an Proteinfraktionen: Die Ergebnisse der chemischen und organoleptischen Untersuchungen zeigten, dass die Heubelüftungsverfahren qualitative Vorteile, insbesondere bei Rohprotein, β-Carotin, der Verdaulichkeit der OM und der Energiekonzentration (ME und NEL) sowie bei den sensorischen Parametern Geruch, Farbe und Staubigkeit gegenüber der Bodentrocknung von Heu brachten. Unter den Bedingungen der insgesamt 11 Einzelversuche schnitt die Luftentfeuchtertrocknung in 5 Fällen besser ab als die Kaltbelüftung und in 9 Fällen besser als die Bodentrocknung. Technische Störungen wirkten sich bei Luftentfeuchtertrocknung in 4 Fällen negativ auf die Heuqualität aus. Während der Lagerung kam es in allen Trocknungsvarianten zu nicht unerheblichen Qualitätsverlusten an β-Carotin, Verdaulichkeit und Energiekonzentration, wobei die Einbußen bei der Variante Bodentrocknung höher waren als bei Kaltbelüftung oder Luftentfeuchtertrocknung. Das hohe Leistungsniveau heutiger Milchkühe stellt auch hohe Anforderungen an deren Proteinversorgung. Eine Protein-Differenzierung hinsichtlich Abbaubarkeit und Abbaugeschwindigkeit im Pansen ist die Voraussetzung, die Futtermittel hinsichtlich ihres Proteinwertes richtig einzuschätzen. Das Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) unterscheidet fünf Protein-Fraktionen (A = NPN, B1 = lösliches, rasch abbaubares Protein, B2 = mittelschnell abbaubares Protein, B3 = langsam abbaubares Protein, C = nicht verfügbares Protein, an die Zellwand gebunden). Da der Abbau von Rohprotein in Futtermitteln auch von der Konservierung und der technischen Verarbeitung beeinflusst wird, wurden im Projekt „Heutrocknung“ auch die Effekte der Konservierungsverfahren auf die Proteinfraktionen nach dem CNCPS untersucht. Die Silierung wirkte sich stärker auf die Zusammensetzung der Proteinfraktionen aus als die Heukonservierung. Grassilage enthielt mehr verwertbare Stickstoffverbindungen (124 g/kg TM) als die einzelnen Heuvarianten (106 bis 111 g/kg TM). In der Erntephase kam es zwischen Mähen und Einfuhr zu merklichen Verlusten an leicht löslichen NPN-Verbindungen. Die drei Verfahren der Heutrocknung unterschieden sich in den einzelnen Proteinfraktionen nicht signifikant voneinander, d.h. bodengetrocknetes Heu wies die gleichen Proteinfraktionen auf wie kaltbelüftetes oder entfeuchtetes Heu. Während der Lagerung der Futterkonserven traten nur geringfügige Veränderungen der Proteinfraktionen in den einzelnen Heutrocknungsverfahren auf, während bei Grassilage deutliche Differenzen zum Erntegut zu verzeichnen waren. Untersuchungen zum Futterwert: Alle Schnitte und Konservierungverfahren wurden nach gängigen Methoden auf ihren Gehalt an Rohnährstoffen, Gerüstaubstanzen und Mineralstoffen untersucht und die Verdaulichkeit in vitro (Enzymlöslichkeit) analysiert. Von einer Mischung der vier Aufwüchse eines Konservierungverfahrens und Jahres (entsprechend dem Trockenmasse-Ertrag) wurde auch die Verdaulichkeit in vivo (mit Hammeln) entsprechend den Leitlinien der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie bestimmt. Die Silage wies den höchsten Gehalt an Rohprotein auf (134, 134, 142, 156 g XP/kg TM in BT, KB, ET und SI). In den für den Futterwert entscheidenden Kriterien (Rohfaser und Gerüstsubstanzen; XF und NDF) sind in der Variante ‘Entfeuchtertrocknung‘ die günstigsten Werte zu finden (250, 254, 234, 262 g XF bzw. 483, 486, 459, 478 g NDF/kg), was für die geringsten Bröckelverluste dieses Verfahrens innerhalb der Heuvarianten spricht. Die höheren Gehalte an Rohprotein, Gerüstsubstanzen und auch Mineralstoffen in der Silage sprechen dafür, dass von den Gärmikroben im Silierprozess leicht verfügbare Kohlenhydrate verbraucht werden und sich die anderen Inhaltstoffe (Nähr- und Mineralstoffe) relativ anreichern. Bröckelverluste können infolge des gerin-geren Gehaltes an Trockenmasse bei den Silagen nicht der Grund für diese Nährstoffverschiebung sein. Diese Prozesse stimmen mit den Ergebnissen der in vivo-Verdauungsversuche gut überein. Die Verdaulichkeit der organischen Masse betrug 67.7, 70.1, 69.9, 68.7 % in BT, KB, ET und SI. Gegenüber der Bodentrocknung verbesserte sich die Verdaulichkeit in der Kaltbelüftung bzw. in der Entfeuchtertrocknung um 2,4 bzw. 2,2 Prozentpunkte, während die Silage gegenüber dem Bodenheu um nur 1,0 Prozentpunkte besser ausstieg. Dies entspricht einer Energiekonzentration der konservierten Wiesenfutter von 5.5, 5.8, 5.7 und 5.7 MJ NEL/kg TM. Insgesamt sind diese Unterschiede zwischen den Konservierungsverfahren als gering zu bezeichnen und sie zeigen, dass in allen Verfahren auf hohem Niveau und mit großer Sorgfalt gearbeitet wurde. Es muss allerdings betont werden, dass das Verfahren der Bodentrocknung (und zum Teil auch der Kaltbelüftung) einem höheren Wetterrisiko ausgesetzt ist als die Entfeuchtertrocknung und die Silierung, was wichtige Argumente für diese Verfahren darstellen.   Untersuchungen zur Milcherzeugung: Das Versuchsdesign im Fütterungsversuch mit Milchkühen folgte einem Lateinischen Quadrat mit 4 Gruppen und 4 Perioden in vierfacher Wiederholung (n = 16 Tiere). Das Grundfutter wurde ad libitum vorgelegt und bestand ausschließlich aus dem Versuchsfutter. Die Kraftfutterzuteilung erfolgte leistungsbezogen und lag im Mittel bei 20 % der TM-Aufnahme. Die Ergebnisse zeigen, dass Nährstoffgehalt, Futteraufnahme und Milchleistung vom Konservierungsverfahren signifikant beeinflusst werden. Die Grassilage-Gruppe wies die niedrigste Aufnahme an Grundfutter, Kraftfutter und Gesamtfutter sowie an Energie auf. Die Kaltbelüftungs- und Entfeuchtertrocknungs-Gruppe unterschieden sich nicht in diese Kriterien und wiesen die höchsten Aufnahmen auf, wogegen in der Bodenheu-Gruppe geringere Aufnahmen ermittelt wurden (19.3, 19.7, 19.7, 18.4 kg TM in BT, KB, ET und SI). Wie auch frühere Untersuchungen in Frankreich gezeigt haben, lässt sich die geringere Futteraufnahme von Silage einerseits mit der Tatsache erklären, dass beim Gärprozess – vor allem bei nicht optimalen Silierbedingungen – Amine und Ammoniak entstehen, welche die Futteraufnahme reduzieren. Auch der Gehalt an organischen Säuren kann verzehrsvermindernd wirken. Weiters reichert sich durch die Vergärung der Gehalt an Gerüstsubstanzen gegenüber dem Ausgangsmaterial an, weil die Gärmikroben gerade die leicht verfügbaren Kohlenhydrate als Nährsubstrat verwenden. Und schließlich verändert sich die physikalische Struktur von Gärfutter durch Häckseln, Verdichten und Fermentation. Diese Unterschiede in der Futter- und Energieaufnahme spiegeln sich auch in der Milchleistung und im Gehalt an Milchinhaltsstoffen wider (23.6, 24.0, 24.4, 23.1 kg ECM in BT, KB, ET und SI). Die höhere Versorgung an Energie und nutzbarem Eiweiß führt zu höheren Milcheiweißgehalten in den Heuvarianten mit Belüftung (KB, ET), während der Gehalt an Milchfett in der Silage-Gruppe signifikant höher war. Im theoretisch errechneten Milcherzeugungswert der Ration (Aufnahme an NEL minus Erhaltungsbedarf) treten die Unterschiede noch deutlicher hervor, da Milchkühe besonders bei kürzerer Versuchsdauer Unter- bzw. Überversorgung durch Mobiliation bzw. Retention zu kompensieren versuchen. Im Vergleich zur Silierung und Bodentrocknung kann mit der Unterdachtrocknung von Wiesenfutter eine höhere Nährstoffkonzentration, eine höhere Grundfutteraufnahme und höhere Milchleistung und geringeres Wetterrisiko erwartet werden. Inwieweit der Mehraufwand dieser Verfahren gerechtfertigt ist, hängt von der einzelbetrieblichen Situation ab und muss nach betriebswirtschaftlichen Kriterien genau beurteilt werden. Untersuchungen zur Milchqualität: Die Fettsäuren in der Milch haben eine ernährungsphysiologische und gesundheitliche Bedeutung und sind auch dazu geeignet, den Wert der grünlandbasierten Milchproduktion hervorzuheben. Studien, die das Fettsäuremuster von aus Heu bzw. aus Grassilage produzierter Milch vergleichen, gibt es – auch international – bisher nur in sehr begrenztem Umfang. Zwischen den drei Heutrocknungsverfahren (BT, KB, ET) zeigten sich im Fettsäuremuster der Milch keine statistisch signifikanten Unterschiede. Die aus Grassilage produzierte Milch unterschied sich jedoch in bestimmten Fettsäuren signifikant von der Heu-Milch. Es waren jedoch in den drei untersuchten Erntejahren nicht immer die gleichen Fettsäuren betroffen. In der Gesamtauswertung unterschied sich die Grassilage-Milch im Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFA) von der Heu-Milch. Die Grassilage-Milch hatte mit durchschnittlichen Omega-3 Fettsäure-Gehalten von 0,9 g/100 g FAME signifikant niedrigere Gehalte als die Milch der drei Heutrocknungsvarianten (1,0 bis 1,1 g). Mit einem Durchschnittsgehalt von 1,7 g Omega-6-Fettsäure unterschied sich die Grassilage-Milch signifikant von der Heu-Milch aus Bodentrocknung und Entfeuchtertrocknung (jeweils 1,8 g). Grassilage- und Heu-Milch unterschieden sich nicht im Gehalt an gesättigten und einfach ungesättigten Fettsäuren. Wenngleich die numerischen Unterschiede im Milch-Fettsäuren-Muster zwischen Heu- und Grassilage-Milch klein sind, sind sie auf alle Fälle von hohem wissenschaftlichen Wert. Das Fettsäure-Muster der Milch wird jedoch von zahlreichen anderen Faktoren beeinflusst (z.B. botanische Zusammensetzung und Vegetationsstadium von Grünland, Kraftfutteranteil der Ration, Tierfaktoren, Umweltfaktoren etc.). Zur Differenzierung der Heu-Milch von Milch, die aus grassilagebasierter Milchproduktion stammt, sind die Unterschiede zwischen den Konservierungsverfahren zu gering.

Berichtsdokumente/Anlagen


logo Einfluss des Konservierungsverfahrens von Wiesenfutter auf Nährstoffverluste, Futterwert, Milchproduktion und Milchqualität (2322.95 kB)
BerichtsautorInnen: Projektleitung: Univ.-Doz. Dr. Leonhard Gruber
Projektmitarbeiter:
Dipl.-Ing. Christian Fasching
Dipl.-Ing. Alfred Pöllinger
Ing. Reinhard Resch
Dr. Margit Velik

Publikationen durch ProjektleiterIn


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