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Umweltwirkung und Rinderzucht: Methan und CO.

Züchterische Möglichkeiten, eine Analyse von
Dr. Christa Egger-Danner, ZuchtData

Umweltwirkung und Rinderzucht: Methan und CO.

Über das Projekt D4Dairy wurden bereits erfolgreich Schnittstellen zwischen dem Futtermittellabor Rosenau in NÖ und dem Online-Rationsberechner eingerichtet. Das Foto zeigt die Firma Wasserbauer, die ebenfalls Forschungspartner im D4Dairy-Konsortium ist.

 

Die Emissionen aus der Rinderhaltung stehen in der öffentlichen Diskussion. Die Rinderwirtschaft ist Betroffene aber auch Verursacherin des Klimawandels und steht dabei im zentralen Spannungsfeld zwischen Sicherung der Ernährung und der Ökosysteme bei Erhalt einer nachhaltigen und wettbewerbsfähigen landwirtschaftlichen Produktion.

Ein Ansatz der Reduktion ist direkt über Methanemissionen aus der enterogenen Fermentation im Zuge der Verdauungsprozesse der Rinder. Ein weiterer Weg ist die Einsparung von Ressourcen durch Effizienz und Nachhaltigkeit in der Produktion.

Anforderungen an Merkmale für züchterische Verbesserungen

Züchterisch kann langfristig, nachhaltig und kumulativ die Umweltwirkung der Rinderwirtschaft reduziert werden. Daher ist es wichtig, diese Maßnahmen sehr genau zu planen und auch die möglichen Nebenwirkungen sorgfältig zu analysieren. Züchterische Maßnahmen werden in der Praxis nur umgesetzt werden, wenn diese auch im Einklang mit der Wirtschaftlichkeit stehen. Merkmale müssen zuverlässig und möglichst kostengünstig zu erfassen sein.

Umweltwirkung und Rinderzucht: Methan und CO.

An der HBLFA Raumberg-Gumpenstein werden zwei Respirationskammern betrieben, mit welchen gasförmige Ausscheidungen (Methan und Kohlendioxid) von Kühen gemessen werden können. Da die Methanemissionen von Wiederkäuern im Zusammenhang mit dem Klimawandel stark diskutiert werden, forschen die MitarbeiterInnen der HBLFA Raumberg-Gumpenstein daran, wie diese reduziert werden können. Bisherige Erfahrungen aus internationalen Studien zeigen, dass Methanemissionen sowohl durch die Fütterung als auch durch züchterische Maßnahmen beeinflusst werden können. Daher wird derzeit untersucht, welchen Einfluss der Genotyp von Kühen und die Fütterungsstrategie (unterschiedlich hohe Kraftfutteranteile) auf die Methanemissionen von Milchkühen hat.

 

Merkmale zur Reduktion von
Methanemissionen

Das direkte Merkmal zur Reduktion von Methanemissionen sind Daten zu Methanemissionen. Diese Merkmale werden definiert als Methanproduktion in Liter oder Gramm pro Tag, pro Tier oder pro Produkteinheit. Die Erblichkeit für das direkte Merkmal Methanemission beim Rind liegt im Bereich von 10-40% d.h. sie ist erblich. Die Voraussetzung dafür sind aber zuverlässige und aufwändige Erhebungen dieser Informationen. Der „GoldStandard“ sind Messungen in Respirationskammern, wobei daraus für die Zucht aufgrund der Kosten keine relevanten Mengen an Daten generiert werden können. Diese Informationen sind aber sehr wertvoll und wichtig um z.B. indirekte Schätzer wie MethaMIR (Dehareng et al. 2017) abzuleiten. Dabei kann aus dem Infrarotspektrum der Milch, wie es auch für die Abschätzung des Ketoserisikos bereits in der Routine verwendet wird, ein Schätzer für Methanemissionen generiert werden.

Ein weiterer Weg um zu Informationen zu den Methanemissionen zu kommen, ist die Messung von Methanemissionen von Tieren auf Versuchsstationen oder Vertragsherden mit Methoden wie SF6-Tracertechnik. Eine andere Methode sind sogenannte „Sniffer“, die in Automatischen Melksystemen oder bei Transponderfütterung installiert werden. In Kombination mit der Genotypisierung der Tiere arbeiten verschiedene Länder am Aufbau einer genomischen Zuchtwertschätzung für diese direkten Merkmale. Dabei wird die Erhebung der Methanemissionen meist auch mit Erhebungen zur Futtereffizienz kombiniert.

Ein weiterer Ansatz zur direkten Bearbeitung von Methanemissionen ist der Fokus auf das Mikrobiom. Studien zeigen, dass der Anteil und Typ der methanproduzierenden Mikroben stark von der Genetik beeinflusst ist. Wesentlich ist aber, dass eine einseitige Veränderung im Organismus der Tiere keine negativen anderen Auswirkungen auf die Gesundheit und Leistungsfähigkeit hat. Aktuell sind diese Erkenntnisse für die Zucht in der Praxis noch nicht nutzbar.

Umweltwirkung und Rinderzucht: Methan und CO.

Das Sammeln von Daten aus den verschiedensten Bereichen und deren Verknüpfung trägt dazu bei, Prozesse zu optimieren und Ressourcen zu sparen. Es gibt eine Reihe von verschiedenen Sensoren, die zB Informationen zur Wiederkauaktivität oder Steh- und Liegezeiten aufzeichnen und so wertvolle Hinweise auf Brunst, Kalbetermin oder mögliche Gesundheitsstörungen frühzeitig liefern. Das Bild zeigt das System vom D4Dairy-Partner SCR by Allflex.

 

 

Merkmale zur Verbesserung der Effizienz

Verbesserte Futtereffizienz wie z.B. eingesparte Fütterungskosten („saved feed costs“), die die Kosten für den Erhaltungsbedarf, als auch die Verdauung und die Aktivität berücksichtigen, können die Effizienz der Produktion verbessern und so indirekt die Treibhausgasemissionen reduzieren. Die Fütterungseffizienz gibt an, wie gut Kühe das Futter in Milch umwandeln können. Diese Daten können präzise in Stationen erfasst werden. Im Projekt „Efficient Cow“ wurden solche Daten auf 170 Praxisbetrieben bei 5.400 Kühen erhoben. Als bedeutend erwies sich auch die Informationen zur Mobilisierung von Körperreserven im Zusammenhang mit Futtereffizienz und Gesundheit.

Um die Produktionseffizienz umfassend zu beschreiben ist wichtig, dass neben Milch- und Fleischleistung auch Merkmale der Langlebigkeit, Gesundheit als auch der Lebendmasse und Futtereffizienz berücksichtigt werden. Der GZW bei Fleckvieh und Braunvieh wird laufend weiterentwickelt. Milch, Fleisch, Nutzungsdauer, Gesundheit und Exterieur werden in der Zucht berücksichtigt. Aktuell wird an Merkmalen für Lebendmasse, Klauengesundheit und Stoffwechsel gearbeitet. Je besser die Datengrundlage, desto zuverlässiger können die entsprechenden Merkmale züchterisch bearbeitet werden. Die aktuellen Projekte wie  Klauen-Q-Wohl, FoKUHs D4Dairy bzw. Projekte bei Partnern in der Zuchtwertschätzung arbeiten an der Erschließung von neuen Datenquellen für die züchterische Nutzung. Es besteht die Erwartung, dass Daten aus Automatisierung (z.B. Sensormessung von Wiederkauaktivität, Futteraufnahme, ..) in Zukunft für die Verbesserung der Produktionseffizienz und damit indirekt zur Verbesserung der Umweltwirkung genutzt werden können.

Merkmale zur Verbesserung der Resilienz

Die Klimaveränderungen bewirken aber auch höhere Temperaturen. Diese erzeugen Stress für die Tiere und können dadurch das Leistungspotential reduzieren. Daher ist es wichtig, dass wenn auf Reduktion von Treibhausgasemissionen gezüchtet wird, auch Merkmale der Resilienz, des Tierwohls und der Widerstandskraft in der Zucht berücksichtigt werden.

 

Umweltwirkung und Rinderzucht: Methan und CO.

Über das Herdengenotypisierungsprojekt FoKUHs werden über die gesamte Projektlaufzeit 55.000 weibliche Rinder auf über 500 Betrieben genotypisiert, mit dem Ziel, genomische Zuchtwerte für bestehende Gesundheitsmerkmale und für die Klauengesundheit zu etablieren.

 

Zu erwartende Zuchtfortschritte und Einsparungspotentiale

Eine australische Studie zeigt, dass eine Reduzierung der Methanemissionen von 4-5% in 10 Jahren durch Zucht bei Verwendung einer genomischen Zuchtwertschätzung bei Fleischrindern ohne Verlust der Produktivität möglich ist. De Haas und Veerkamp (2019) zeigten, dass bei fortsetzenden gegenwärtigen Trends am Beispiel der Niederlande sich die Methanbelastung von derzeit 16 g CH4/kg Milch in 25 Jahren um ca. 10% reduzieren lässt. Wenn aktiv darauf gezüchtet wird, kann eine Reduktion pro kg Milch um knapp 30% möglich sein (ICAR-Tagung 2019/Haas/Veerkamp). Nach einer kürzlich erschienen Studie (González-Recio et al. 2020) wird bei entsprechender Gewichtung im Zuchtziel (mit negativer Auswirkung auf die Milchleistung) bei der Milchproduktion ein Reduktionspotential von 20 % in 10 Jahren gesehen. Im Rahmen des Projektes Efficient Cow wurden von Hörtenhuber und Zollitsch (2016) die Einsparungsmöglichkeiten durch Selektion auf höhere Effizienz bei österreichischen Milchviehbetrieben in Bezug auf Treibhausgasemissionen analysiert. Mit Hilfe einer Lebenszyklusanalyse wurden verschiedene Produktionssysteme in Österreich hinsichtlich ihrer Minderungspotentiale untersucht. Das Einsparungspotential liegt bei 5-10%.

Umweltwirkung und Rinderzucht: Methan und CO.

Ab sofort ist rasches und einfaches Dokumentieren der Klauenpflege auch direkt am Smartphone möglich.

Zusammenfassung – Produktionseffizienz als Ziel

Züchterische Maßnahmen sind langsam, jedoch effektiv und verändern die Tiere nachhaltig. Es ist immer das gesamte Tier im Auge zu behalten. Bei züchterischen Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen ist daher nicht nur die direkte Reduktion der Methanemissionen aus enterogener Fermentation zu betrachten, sondern die verschiedenen Bereiche, die zur Gesundheit des Tieres, dem Wohlbefinden und der Leistungsfähigkeit beitragen. Der Begriff „Produktionseffizienz“ mit genau studierten zu erwartenden Zusammenhängen zwischen Merkmalen zur Reduktion von Emissionen, Leistung und Gesundheit und der bestmöglichen Kombination dieser Merkmale im Zuchtziel (Gesamtzuchtwert) ist die Grundlage für eine ökologisch und ökonomisch nachhaltige Rinderzucht.

Umweltwirkung und Rinderzucht: Methan und CO.

Im RDV-Portal steht ab sofort die WEB-Anwendung „Effizienz-Check“ zur Verfügung, um die zahlreichen im RDV gesammelten Daten bestmöglich für zusätzliche Auswertungen zum  Themengebiet Effizienz zu nutzen. Der Züchter erhält einen detaillierten Blick auf die Wirtschaftlichkeit der einzelnen Kuh. Das EIP-Projekt Effizienz-Check wurde unter der Schirmherrschaft der ZAR in Kooperation mit LandwirtInnen, TierärztInnen und BeraterInnen durchgeführt. 

Die RINDERZUCHT AUSTRIA forscht derzeit intensiv an indirekten Merkmalen zur Reduktion der Umweltwirkung durch Verbesserung der Produktionseffizienz.

Die Themenbereiche umfassen Stoffwechselstabilität, Klauengesundheit, Lebendmasse und Futtereffizienz, aber auch Analyse von Potentialen die durch fortschreitenden Einsatz von Technologie auf den Betrieben (Automatische Melksystemen, Tiersensoren, Fütterungssysteme,..), bessere Analysemethoden und Auswertemethoden (Single-Step-Zuchtwertschätzung, Mid-Infra-Rot-Spektren, BigData-Methoden,..) entstehen.

Sonderausgabe Klimanewsletter 3

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