Einer effizienteren Kuh den Weg ebnen
Milch mag dem Körper gut tun, aber der Stickstoff, der mit der Milcherzeugung einhergeht, nicht so sehr. Ein übermäßiger Einsatz von Stickstoff kann nämlich negative Auswirkungen auf die Umwelt und das Tierwohl haben. „Milchkühe sind gut darin, aus Futtermitteln, die uns nicht ernähren können, sehr nahrhafte Lebensmittel für uns zu erzeugen“, bemerkt Andreas Foskolos, außerordentlicher Professor für Tierkunde an der Universität Thessalien. „Durch die Ausscheidung von überschüssigem Stickstoff können mit ihnen aber auch negative Umweltauswirkungen einhergehen.“ Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts CowficieNcy helfen Foskolos und sein Team den Milchviehbetrieben, diesen Stickstoffüberschuss besser zu bewältigen.
Alles beginnt mit dem Zyklus
Stickstoff ist ein wesentlicher Nährstoff, der in landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzt wird und bei richtiger Verwendung ein Schlüsselfaktor für die Steigerung der Milcherzeugung sein kann. Deshalb bekommen Milchkühe regelmäßig Futtermittel, die viel Eiweiß und damit Stickstoff enthalten. Aber nicht alles, was eine Kuh frisst, wird umgesetzt. Genau wie beim Menschen wird das, was der Körper nicht benötigt, ausgeschieden. Anders als beim Menschen werden diese stickstoffhaltigen Exkremente jedoch nicht weggespült, sondern als Dünger wiederverwertet – und genau hier liegen die Probleme. „Stickstoff ist ein dynamisches Element, das seine Form in Moleküle ändert, die von Pflanzen nicht verwertet werden können“, erklärt Foskolos. „Stattdessen wandern sie in andere Umgebungen, wo sie sich anreichern und zu verunreinigter Wasserversorgung und zu Luftverschmutzung führen.“ Der Stickstoffkreislauf ist zwar gründlich erforscht, doch laut Foskolos wurde bisher wenig unternommen, um dieses Wissen in praktische Lösungen für weniger Stickstoffverschmutzung in Milchviehbetrieben umzusetzen. „Unser Ziel bestand darin, Instrumente bereitzustellen, die der Milchwirtschaft helfen können, sich auf effizientere und weniger umweltschädliche Produktionsmethoden umzustellen.“
Mathematische Modelle zugunsten eines besseres Stickstoffmanagements
Zu diesen Instrumenten gehörten vor allem zwei verbesserte mathematische Modelle, von denen eines auf einzelnen Kühen und das andere auf Herden basiert. Mit dem Ziel, den Milchviehbetrieben zu einem besseren Stickstoffmanagement zu verhelfen, wurden die Modelle in mehreren Pilotbetrieben in ganz Europa eingeführt. „In diesen Pilotbetrieben wurde das Nährstoffmanagement optimiert, was zu einer effizienteren Nutzung des Stickstoffs in der Milch und folglich zu einer geringeren Stickstoffbelastung durch die Milcherzeugung führte“, bemerkt Foskolos. Konkret zeigte der CowficieNcy-Ansatz eine deutliche Verbesserung der Milchverwendungseffizienz – von 29 % auf 34 %. Dank der Weiterentwicklung des auf Kühen basierenden Modells wurde außerdem der Status der Stickstoffnutzungseffizienz von unproduktiven Tieren bewertet. „Dadurch, dass wir Schwachstellen in der Jungviehaufzucht erkennen konnten, waren wir in der Lage, praktische Fortschritte auf Betriebsebene umzusetzen, um die Gesamteffizienz des Stickstoffeinsatzes im Betrieb zu erhöhen“, fügt Foskolos hinzu.
Akademische und nicht-akademische Gruppen vereinen
Um sicherzustellen, dass die Arbeit von der Pilotphase in die Praxis gelangt, hat das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt ein dynamisches Ausbildungsumfeld für akademisches und nicht-akademisches Personal geschaffen. „Einerseits hatte das wissenschaftliche Personal mit realen Situationen in den landwirtschaftlichen Betrieben zu tun und sammelte Erfahrungen mit Alltagsproblemen, die sich sowohl auf die landwirtschaftliche Produktivität als auch auf die Umweltauswirkungen auswirken“, fasst Foskolos zusammen. „Andererseits interagierte das nicht-akademische Personal mit den Forschenden und erhielt so Zugang zu erstklassigen Laboren, zu Fachwissen und zu Grundkompetenzen wie der mathematischen Modellierung.“ Viele der Projektergebnisse wurden zudem in führenden Fachzeitschriften veröffentlicht und auf internationalen Veranstaltungen vorgestellt. Das Forschungsteam ist gerade dabei, den Zusammenhang zwischen Aminosäurebedarf und Energieversorgung bei Milchkühen weiter zu erforschen.
Schlüsselbegriffe
CowficieNcy, landwirtschaftlicher Betrieb, Milch, Milcherzeugung, Stickstoff, Stickstoffnutzungseffizienz, Kühe, Milchviehbetriebe, Milchwirtschaft, Rinder, Dünger, mathematische Modellierung
