Worum geht es?
Mittlerweile stehen Fütterungsmaßnahmen, die den Methanausstoß reduzieren können, zur Verfügung.
Einzelfuttermittel wie Rotalgen sowie natürliche und chemische Zusatzstoffe haben Potenzial, verursachen aber auch zusätzliche Kosten.
Mit mehr Kraftfutter sinkt Methan, allerdings kommt es dann zu Zielkonflikten mit einer wiederkäuergerechten Fütterung.
Neben züchterischen Bestrebungen gibt es eine Reihe von Ansätzen...
Worum geht es?
Mittlerweile stehen Fütterungsmaßnahmen, die den Methanausstoß reduzieren können, zur Verfügung.
Einzelfuttermittel wie Rotalgen sowie natürliche und chemische Zusatzstoffe haben Potenzial, verursachen aber auch zusätzliche Kosten.
Mit mehr Kraftfutter sinkt Methan, allerdings kommt es dann zu Zielkonflikten mit einer wiederkäuergerechten Fütterung.
Neben züchterischen Bestrebungen gibt es eine Reihe von Ansätzen über die Rationsgestaltung sowie den gezielten Einsatz von Futtermitteln und Futtermittelzusatzstoffen den Methanausstoß zu verringern. Weil der Methanausstoß für das Tier einen Energieverlust darstellt, ist es auch aus Effizienzgründen wünschenswert, diesen zu verringern. Seit vielen Jahren wird dazu geforscht.
Übersicht 1 gibt einen Überblick zu aktuell diskutierten Fütterungsmaßnahmen und macht den Versuch ihr Potenzial und Grenzen aufzuzeigen. Alle Maßnahmen sollten darauf abzielen, die Methanreduktion nicht über einen Rückgang der Futteraufnahme zu erreichen. Denn eine hohe Futteraufnahme ist für die Deckung des Energie- und Nährstoffbedarfs der Kuh unerlässlich.
Den Stärke-Gehalt in der Ration erhöhen
Durch die Erhöhung des Maissilage- und des Kraftfutteranteils steigt der Gehalt an pansenabbaubarer Stärke. Kohlenhydrate werden von den Mikroorganismen im Pansen zu kurzkettigen Fettsäuren abgebaut. Als Nebenprodukt entsteht Wasserstoff. Um die Fermentation im Pansen nicht zu beeinträchtigen, wird der Wasserstoff durch Spezialisten unter den Mikroorganismen über die Methanbildung abgeführt. Beim Abbau von Stärke im Vergleich zum Abbau von Strukturkohlenhydraten (bspw. Cellulose) steigt der Anteil der Propionsäure und sinkt der Anteil der Essigsäure an den kurzkettigen Fettsäuren. In Folge des Abbaus zu Propionsäure entsteht weniger überschüssiger Wasserstoff. Damit sinkt der Methanausstoß. Die beiden Maßnahmen haben den Charme, dass sie im Betrieb ohne den Zukauf von Spezialkomponenten umgesetzt werden können.
Am Landwirtschaftlichen Zentrum Baden-Württemberg (LAZBW) wurde im Jahr 2021 untersucht, welchen Einfluss eine Erhöhung des Maissilageanteils im Grobfutter von 30 % auf 60 % in der Trockenmasse (TM) auf den Methanausstoß von Fleckviehmilchkühen hat.
Gemessen wurde der Methanausstoß über das Maul mit dem Messgerät GreenFeeder (Übersicht 2). Pro kg TM-Aufnahme reduzierte sich der Methanausstoß geringfügig um 3,7 %. Bezogen auf die Milchleistung konnte keine gesicherte Reduktion festgestellt werden. Auch der Frage des Einflusses einer Erhöhung des Kraftfutteranteils wurde am LAZBW nachgegangen. Übersicht 2 zeigt das Potenzial: Betrug der Kraftfutteranteil an der täglichen TM-Aufnahme 35 statt 25 %, so reduzierte sich der Methanausstoß pro kg TM-Aufnahme um 6,7 %. Pro kg energiekorrigierte Milchleistung wurde 5,5 % weniger Methan ausgestoßen.
Durch die Erhöhung des Kraftfutteranteils in der Ration steigt die tägliche Futteraufnahme. In Folge sinkt die Verweildauer des Futters im Pansen. Den Mikroorganismen bleibt weniger Zeit für den Abbau der langsam verdaulichen Strukturkohlenhydrate. Das ist ein weiterer Grund für die Reduktion des Methanausstoßes pro kg TM-Aufnahme bei höherem Kraftfutteranteil in der Ration. Der Erhöhung des Kraftfutteranteils in Milchviehrationen, und somit der Idee so den Methanausstoß zu reduzieren, sind aus Gründen der Pansengesundheit aber deutliche Grenzen gesetzt. Des Weiteren ist diese Maßnahme aus gesellschaftspolitischer Sicht kritisch zu hinterfragen, denn sie macht die Milchkuh zum Nahrungskonkurrenten des Menschen.
Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe nutzen
Einer Reihe an Substanzen unter den sekundären Pflanzeninhaltsstoffen wird ein Effekt auf den Methanausstoß während der Verdauung im Pansen zugeschrieben. Die Beeinflussung des Methanausstoßes findet je nach Substanz auf unterschiedliche Weise statt: Zum Beispiel beeinflussen ätherische Öle die Zusammensetzung der Mikroorganismen, bei Isoflavonen werden alternative Wasserstoffsenken diskutiert und bei kondensierten Tanninen wird ein Rückgang der Verdaulichkeit der Strukturkohlenhydrate angenommen. Milchviehrationen können auf zwei unterschiedlichen Wegen mit sekundären Pflanzeninhaltsstoffen angereichert werden.
Erstens mit Futterpflanzen, die im Betrieb angebaut werden können. Zum Beispiel ist Rotklee reich an Isoflavonen, Esparsette oder Luzerne sind tanninreiche Futterpflanzen. Der tatsächliche Gehalt an sekundären Pflanzeninhaltsstoffen in den Futterpflanzen wird von vielen Faktoren (Sorte, Erntestadium, Witterung im Anbaujahr etc.) beeinflusst und ist in aller Regel eine unbekannte Größe. Das hat den Nachteil, dass die Wirkung auf den Methanausstoß beschränkt sein kann und eine große Streuung aufweist. Weil manche sekundären Inhaltsstoffe bei zu hoher Konzentration im Futter die TM-Aufnahme der Milchkühe hemmen können, gilt es hier wachsam zu sein durch eine regelmäßige Überprüfung der TM-Aufnahme.
Zweitens können Futtermittelzusatzstoffe, die reich an sekundären Pflanzeninhaltstoffen sind, den Milchviehrationen zugesetzt werden. In der Regel basieren diese auf Pflanzenextrakten (bspw. Knoblauch, Nelke, Bitterorange). Die Hersteller der Zusatzstoffe garantieren einen definierten Gehalt der Inhaltsstoffe und geben Empfehlungen für die Dosierung in der Ration.
Sind die Zusatzstoffe zugelassen?
Grundsätzlich muss vor deren Einsatz geprüft werden, ob für den Futtermittezusatzstoff eine Zulassung durch die EU-Kommission erteilt wurde. Stand heute ist kein aktuell auf dem Markt befindlicher natürlicher Futtermittelzusatzstoff in der EU als die „Umwelt günstig beeinflussend“ (dazu zählt die Reduktion des Methanausstoßes) kategorisiert. Einige dieser Zusätze wurden bspw. nur aufgrund ihrer positiven sensorischen Eigenschaften zugelassen, werden von den Herstellern aber auch hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Methanausstoß beworben.
Zugelassener Zusatzstoff für Methanreduktion
Der einzige Futtermittelzusatzstoff, der aufgrund seiner Methan reduzierenden Wirkung von der EU-Kommission für den Einsatz in der Milchviehfütterung zugelassen wurde, ist 3-Nitrooxypropanol (3-NOP). Dieser chemische Zusatzstoff hemmt ein Enzym und damit einen Reaktionsschritt während der Methanbildung im Pansen. Die international mit 3-NOP durchgeführten Fütterungsstudien lassen eine Reduktion des Methanausstoßes pro kg TM-Aufnahme bzw. pro kg Milch um 15 bis 30 % erwarten.
Negative oder positive Effekte auf die Futteraufnahme, die Tiergesundheit oder die Milchleistung wurden nicht festgestellt. Viele Fragen sind zum jetzigen Zeitpunkt jedoch noch offen. Es gibt Hinweise, dass die Wirkung von 3-NOP je nach Rationsgestaltung (bspw. Kraftfutteranteil) unterschiedlich stark ausfällt und trotz kontinuierlicher Ergänzung unterschiedlich lange anhält. Anpassungsreaktionen des Pansenmikrobioms können nicht ausgeschlossen werden.
Bei allen Futtermittelzusatzstoffen wird ein Einsatz im Milchviehbetrieb davon abhängen, ob die damit entstehenden Mehrkosten gedeckt werden können. Sind keine positiven Effekte bei Tiergesundheit oder Leistung zu erwarten, könnte beispielsweise eine Entlohnung des Einsatzes durch die abnehmende Hand einen Anreiz schaffen. Ob der Einsatz von 3-NOP vom Verbraucher akzeptiert wird, bleibt abzuwarten.
Weiterer Forschungsbedarf
Zu vielen Ansätzen aus Übersicht 1 wurden schon zahlreiche Untersuchungen mit Milchkühen in Forschungseinrichtungen durchgeführt, bei anderen steht man erst am Beginn einer Prüfung der Wirkung auf den Methanausstoß. Dazu gehört beispielsweise der Einsatz von Biokohle. Diese wird durch Pyrolyse von Biomasse (bspw. Gehölzen) hergestellt. Erste Ergebnisse aus Milchviehfütterungsstudien mit Biokohle legen nahe, dass diese Maßnahme eher keinen Beitrag zur Methanreduktion leisten kann. Bei den Fleckviehkühen am LAZBW wirkte sich die Fütterung von Pflanzenkohle während eines achtwöchigen Zeitraums weder positiv noch negativ auf den Methanausstoß aus (Übersicht 2).
Fazit
Mittlerweile stehen mehrere Fütterungsmaßnahmen zur Verringerung des Methanausstoßes aus der Verdauung von Milchkühen zur Verfügung. Letztendlich bedarf es jedoch einer ganzheitlichen Betrachtung des THG-Ausstoßes von Milchviehbetrieben, um diese Maßnahmen hinsichtlich ihrer Klimarelevanz abschließend bewerten zu können. Hierbei ist auch der Einfluss des Futteranbaus oder der Herstellung des Zusatzstoffes auf das Klima zu berücksichtigen. Für eine breite Umsetzung der Maßnahmen auf den Betrieben sind noch zu viele Fragen ungeklärt. Und bei mancher der Maßnahmen ist aufgrund der damit verbunden Zielkonflikte eine Umsetzung gar nicht erstrebenswert. Denn die bedarfs- und wiederkäuergerechte Versorgung der Milchkuh, und ihr Besonderheit nicht für die menschliche Ernährung geeignete Biomasse in Lebensmittel zu veredeln, haben oberste Priorität.
Wie klimawirksam ist Methan?
Die Milchviehhaltung nimmt beim Klimawandel mehrere Rollen ein. Sie ist Leidtragende, weil die Auswirkungen der Klimaveränderungen deutliche Anpassungen bspw. bei der Futterplanung erfordern. Sie ist Teil der Lösung, um den Klimawandel zu begrenzen, weil Milchvieh ideal dafür geeignet ist, Grünland zu verwerten. Grünland ist eine wichtige Kohlenstoffsenke. Und zuletzt stößt die Milchviehhaltung Treibhausgase (THG) aus und trägt so ihren Teil zum Klimawandel bei. Der Sektor Landwirtschaft ist, umgerechnet in Kohlenstoffdioxid- (CO2) Äquivalente, für ca. 7 % der gesamten THG-Emissionen in Deutschland verantwortlich. Der Methanausstoß aus der Verdauung von Rindern trägt einen Anteil von etwa 41 % an den THG-Emissionen des Sektors Landwirtschaft. Bezogen auf die gesamten THG-Emissionen in Deutschland hat der Methanausstoß aus der Verdauung von Rindern damit einen Anteil von ca. 3 %. Diese Zahlen gehen aus der jährlichen Berichterstattung des Umweltbundesamts zum nationalen THG-Ausstoß hervor.
Weil für Methan bis zum Abbau zu CO2 ca. 12 Jahre angenommen werden, fällt dessen Klimawirksamkeit, je nach Länge des betrachteten Zeithorizonts, unterschiedlich aus. Je kürzer dieser gewählt wird, desto größer ist die Klimawirksamkeit von Methan im Vergleich zu CO2. Auch wenn der Gesamtbeitrag zum nationalen THG-Ausstoß begrenzt ist, ergibt sich die Frage, ob über eine Reduktion des Methanausstoßes aus der Verdauung von Rindern die Landwirtschaft kurz- bis mittelfristig zur Abschwächung der Erderwärmung beitragen kann.
Methan entsteht zwingend als Nebenprodukt beim Abbau des Futters durch die Mikroorganismen im Pansen. Das Zusammenleben mit den Mikroorganismen macht es dem Wiederkäuer möglich faserreiches Futter zu verwerten. Deshalb ist es weder erstrebenswert noch machbar den Methanausstoß vollständig zu unterbinden. Es besteht ein deutlicher Zusammenhang zwischen der täglichen Futteraufnahme und dem täglichen Methanausstoß.
Die Ammoniak- und Methan-Emissionen mit einem Güllezusatz wirksam zu senken, klingt verlockend einfach. Ist der Einsatz praxisreif?
