Modellierung der N-Ausscheidung von Milchrindern zur Verbesserung der Nationalen Emissionsinventare und der einzelbetrieblichen Einschätzung
Projekt "MoMiNE"
Die Nutztierhaltung und insbesondere die Milchkuhhaltung ist die bedeutendste Ursache von Stickstoffüberschüssen in Deutschland. Die daraus entstehenden Ammoniakemissionen belasten Umwelt und Tiergesundheit. Die effizienteste Maßnahme zur gleichzeitigen Minderung dieser Emissionen ist die Minderung der Stickstoffaufnahme und damit -ausscheidung der Tiere durch eine hinsichtlich des Stickstoffbedarfs optimierte Ausgestaltung von Futter und Fütterung. Das Projekt „MoMiNE - Modellierung der N-Ausscheidung von Milchrindern zur Verbesserung der Nationalen Emissionsinventare und der einzelbetrieblichen Einschätzung“ untersucht Minderungspotenziale bei der Fütterung, erarbeitet Leitlinien für die Praxis und stellt eine Anrechenbarkeit dieser Minderungsmaßnahmen durch die Abbildung im Nationalen Emissionsinventar her.
Im Kontext der gemeinsamen Projektziele gliedern sich die Teilprojekte der Projektpartner wie folgt:
Der Forschungsschwerpunkt des FLI-Instituts für Tierernährung legt den Fokus auf Ernährungsphysiologie, Futtermittelkunde und Tierfütterung. Hierbei bildet die Tiergesundheit die Basis für hochwertige Lebensmittel und nachhaltige Tierhaltung. Die Optimierung der Fütterung von Milchkühen zur Reduktion von Stickstoff-Emissionen wird als Kernaspekt behandelt, denn Milchkühe gelten als Hauptverursacher von Stickstoffausscheidungen durch hohe Futteraufnahme und Leistung. Für das Projekt MoMiNE wurden Fütterungsversuche (Fütterungsstudien) zur bedarfsgerechten Rohproteinversorgung als experimentelle Studien durchgeführt. Daraus sollen Optimierungsmöglichkeiten für den betrieblichen Einsatz abgeleitet werden.
Die Arbeiten an der LFA Mecklenburg-Vorpommern gliederten sich in zwei Forschungsschwerpunkte. Als erster Schwerpunkt wurden mögliche Gesundheitseinflüsse auf den Milchharnstoffgehalt bei Milchkühen (Der Milchharnstoffgehalt im Fokus) anhand fünf verschiedener Datensätze von Milchkuhbetrieben und Versuchseinrichtungen aus allen Regionen Deutschlands von 2014-2023 ausgewertet. Hier standen die Auswirkungen der Stoffwechsel- und Eutergesundheit auf den Milchharnstoffgehalt im Fokus. Es zeigten sich steigende Milchharnstoffgehalte bei ketotischen Stoffwechsellagen (FEQ > 1,6) und sinkende Milchharnstoffgehalte bei hohen Zellzahlen und akuten Mastitiden. Als zweiter Schwerpunkt wurde die Entwicklung der Rohproteineffizienz deutscher Milchkuhbetriebe von 2005 bis 2023 zur Abschätzung der Umweltwirkungen im Zeitverlauf analysiert. Hier zeigten sich Anstiege in Milchleistung, Milcheiweißgehalten sowie der Herdengröße, während die Anzahl der Betriebe, die Milchharnstoffgehalte, Rohproteingehalte von Gras- und Maissilagen sowie die Erträge von Grassilagen abnahmen. Zudem ist die Trockenmasseaufnahme der Milchkühe angestiegen bei gleichzeitig gesunkenen Rohproteingehalten in den Rationen, was zeigt, dass die Rohproteinaufnahme weniger angestiegen ist als die Gesamtfutteraufnahme. Somit ließ sich eine Steigerung der Rohproteineffizienz feststellen.
Das Teilprojekt der LfL Bayern beschäftigte sich schwerpunktmäßig mit der Abschätzung der N-Ausscheidungen bei melkenden Kühen (Ermittlung der Harnmenge von Milchkühen). Bei gleicher Rationsgestaltung und Milchleistung zeigten hier Braunvieh-Kühe höhere Milchharnstoff- und Milcheiweißgehalte bei niedrigeren N-Ausscheidungen im Vergleich zu Kühen der Rassen Holstein und Fleckvieh. Eine Modellierung der N-Ausscheidungen melkender Kühe wurde auf Basis der Milchmenge sowie des Milchharnstoff- und Milcheiweißgehaltes getrennt für die Rassengruppen Braunvieh und Holstein/Fleckvieh vorgenommen. Das Modell zeigt, bei Anwendung auf Holstein/Fleckvieh Kühe, eine verbesserte Anpassungsgüte im Vergleich zur häufig verwendeten Schätzgleichung von Bannink und Hindle (2003).
Für die Auswertungen im Teilprojekt des Thünen Instituts wurden die bundesweit erhobenen MLP-Daten der Jahre 2005 bis 2022 ausgewertet. Hier zeigten sich ein Anstieg von Herdengröße und Milchleistung bei gleichzeitiger Reduzierung des Milchharnstoffgehaltes. Außerdem wurden rasseindividuelle Unterschiede in Milchleistung und -inhaltsstoffen identifiziert: Die höchste Milchleistung wurde bei Kühen der Rasse Holstein-Schwarzbunt ermittelt, der höchste Fett- und Eiweißgehalt bei Jersey-Kühen. Die höchsten Milchharnstoffgehalt lagen bei Braunvieh vor.
Die bisherige Berechnung der Nationalen Emissionsinventare (Thuenen: Emissionsinventare: Buchhaltung für den Klimaschutz) durch das Thünen Institut stützte sich auf Tabellenwerte zur (Rohprotein-) Fütterung von Milchkühen. Somit konnte die vollzogene Entwicklung der N-reduzierten Fütterung der letzten Jahre nicht abgebildet werden. Durch Anwendung der von Honig et al. (2024) abgeleiteten Schätzformel im Deutschen Emissionsinventar konnten für 2023 um bundesweit ca. 20 kt NH3 geringere Emissionen geschätzt werden als mit der bisherigen Schätzformel (Kalkulation der N-Emission von Milchvieh im Nationalen Emissionsinventar). Somit erhebliche Emissionsreduktion (Maßnahmen zur Emissionsminderung in der Milchviehhaltung / Ergebnistransfer in die Praxis aus dem Projekt) durch bereits in der Praxis angewendete Optimierung von Proteinfütterung, Management und weiteren Maßnahmen darstellbar.