Mineralstoffe in der Fütterung
Mineralstoffe haben ganz unterschiedliche Auswirkungen auf Abläufe und Funktionen im tierischen Organismus. Die bedarfsgerechte Versorgung ist Voraussetzung für die Fitness Ihrer Tiere. Kennen Sie den Mineralstoffgehalt im Futter Ihrer Tiere?
Als Mineralstoffe werden lebensnotwendige Elemente definiert, welche dem Organismus über die Nahrung zugeführt werden müssen. Sie werden unterteilt in Spurenelemente und Mengenelemente. Per Definition liegen Spurenelement vor bei einer Konzentration von weniger als 50 mg/kg Körpermasse. Zu den Mengenelementen zählen: Calcium, Phosphor, Kalium, Natrium, Magnesium, Chlor, Schwefel. Zu den Spurenelementen zählen: Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, Cobalt, Jod, Molybdän, Selen.
Mineralstoffe haben im Körper die unterschiedlichsten Funktionen, stehen zum Teil in Wechselbeziehungen mit Vitaminen und sind als Bestandteile von Enzymen und Hormonen bekannt. Sowohl ein Mangel als auch eine Überversorgung können die Tiergesundheit, damit auch die Leistungsfähigkeit und die Qualität der tierischen Erzeugnisse beeinträchtigen. Oft ist das Verhältnis der Mineralstoffe zueinander relevant. So kann die Überversorgung mit einem Mineral eine Unterversorgung eines anderen zur Folge haben. Darum ist die Kenntnis der Mineralstoffgehalte in der Fütterung nicht zu unterschätzen.
Die Mengen- und Spurenelemente verändern sich im heranwachsenden Tier. Aus Versuchen (Honig et al. 2022) am Institut für Tierernährung der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) sind die Gehalte bestimmter Mengen- und Spurenelemente in heranwachsenden Fleckviehbullen untersucht worden. Tabelle 1 zeigt, warum zwischen Mengen- und Spurenelementen unterschieden wird. Darüber hinaus wird deutlich, warum die Versorgungsempfehlungen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE) an Milchleistung oder Körperzuwachs anzupassen sind. Die Versorgungsempfehlungen von Mengen- und Spurenelementen richtet sich nach Milchleistung und Körperzuwachs. Die Angaben beziehen sich auf die Leerkörpermasse, das ist die Gesamtkörpermasse ohne Inhalt des Magen-Darm-Trakts. Zur Umrechnung auf die Lebendmasse werden die Werte in Tabelle 1 mit 0,95 multipliziert.
Tabelle 2 führt die Bedarfswerte der Mengenelemente für eine Kuh mit 700kg Lebendmasse (LM) und unterschiedlicher Milchleistung auf. Beachten Sie, dass die Trockenmasseaufnahme (TM-Aufnahme) der Tiere schwankt. Im Sommer ist sie witterungsbedingt oft geringer und die Konzentrationen in der Ration müssen höher sein, um den Bedarf der Tiere zu decken.
Für Trockensteher mit 760kg LM 5 Wochen vor der Kalbung gelten die Versorgungsempfehlungen in Tabelle 3.
Alle Mengen- und Spurenelemente lassen sich mit unterschiedlichem Aufwand im Labor nachweisen bzw. untersuchen. Auf Grund ihrer zahlreichen Funktionen und Wechselwirkungen zahlt sich diese Analyse schnell aus.
Mengenelemente
Calcium (Ca):
Ca ist zu rund 99 % fest in den Knochen eingelagert. Es dient vor allem als Baustoff für Knochen und Zähne und ist Bestandteil von Gewebe und Körperflüssigkeiten. Ca ist beteiligt an der Muskelkontraktion, der Blutgerinnung sowie der Nervenfunktion. Überschüsse werden über Kot und Harn, beim Wiederkäuer fast ausschließlich über den Kot, ausgeschieden. Vorsicht: Da Ca auch ein Gegenspieler zu Magnesium, Kupfer, Mangan und Zink ist, kann eine Ca-Überversorgung zum Mangel dieser Elemente führen. Zu hohe Ca-Gehalte im Futter setzen die Aufnahme von Mangan, Zink und Selen ebenfalls herab. Bekanntlich führt eine Ca-Überversorgung in der Trockenstehzeit zu Milchfieber. Vitamin D fördert die Ca-Einlagerung in die Knochen, wodurch es im Sommer gerade bei Weidetieren zu einem höheren Bedarf kommen kann.
Phosphor (P):
P ist Baustoff von Knochen und Zähnen sowie Bestandteil der DNA und Plasmaeiweißstoffe, der Energiespeicher und -überträger sowie der Zellmembran. Phosphor steuert die Aktivität von Enzymen, reguliert den Blut-pH-Wert und hat eine Pufferwirkung im Pansen. Besteht ein Überschuss im Futter wird die Aufnahme im Darm gesenkt und vermehrt Phosphor ausgeschieden. Ein Mangel kann zum Rückgang der Futteraufnahme, verminderten Zunahmen, Fruchtbarkeitsstörungen, Knochenweiche, Knochenbrüchigkeit, Lecksucht und anderen Stoffwechselstörungen sowie verminderter Pansenfunktion führen.
Natrium (Na):
Der Großteil an Na befindet sich im extrazellulären Raum. Es ist an vielen physiologischen Abläufen im Organismus beteiligt. Dazu zählen die Druckregulation und die Speichelsekretion sowie die Regulation des Wasserhaushaltes. Außerdem dient es als Puffer für das Gleichgewicht im Säure-Basen-Haushalt und hat eine wichtige Funktion bei Muskeln und Nerven. Überschüsse werden über den Harn ausgeschieden. Bei Durchfällen wird Na in größeren Mengen über den Kot ausgeschieden. Mangelerscheinungen sind Leistungsminderungen, Lecksucht, Appetitlosigkeit, Stoffwechselstörungen, Abmagerung, Muskelkrämpfe, Störungen im Nervensystem, Fruchtbarkeitsstörungen. Ein Mangel kommt häufig durch starkes Schwitzen und Durchfälle zustande.
Magnesium (Mg):
Mg ist Baustoff für Knochen, Knorpel und Zähne. Enthalten ist es in Körperflüssigkeiten und im Gehirn. Mg ist beteiligt am Ca-P-Stoffwechsel, Bestandteil verschiedener Enzyme und für die Funktionen der Nerven und Muskeln verantwortlich. Es muss täglich mit der Nahrung zugeführt werden, da der Körper keine großen Reserven anlegen kann. Hohe Ca- oder K-Gehalte im Futter können den Bedarf an Mg erhöhen! Die Mangelsymptome sind Appetitlosigkeit, Nervosität, Muskelkrämpfe, Schwächen in der Hinterhand (Zittern der Hinterhand vor allem beim Aufstehen des Tieres, meist bei Trockenstehern ein Problem), Brunstlosigkeit, Erschlaffung der Muskulatur, Unruhe, Stresserscheinungen. Eine Besonderheit ist die Weidetetanie beim Wiederkäuer als Folge einer schlechten Verwertung des Futtermagnesiums bei gleichzeitig niedriger Mg-Zufuhr. Der Bedarf bei Kühen mit höherer Leistung steigt nicht so extrem an wie beim Calcium. Mit höherer Leistung wird die Effizienz der Mg-Verwertung besser. Für Trockensteher sollte daher immer ein Mineralfutter mit höherem Mg-Anteil verwendet werden, da die Effizienz bei „keiner“ Leistung immer schlechter ist.
Kalium (K):
K bildet eine Ausnahme! Es wird normalerweise nicht in Mineralfuttern zugesetzt, da es in sämtlichen Grundfuttermitteln reichlich vorhanden ist. Eine Ausnahme bilden Spezialfuttermittel, z.B. Elektrolytmischungen. Es kommt vorwiegend in den tierischen Zellen vor. Zu den wichtigsten Aufgaben gehört der Ionenaustausch durch die Zellwand, der durch das Zusammenwirken von K-Ionen in der Zelle und Na-Ionen extrazellulär möglich wird. Der energieaufwendige Vorgang ist Grundlage für verschiedene Adsorptions- und Übertragungsvorgänge. Darüber hinaus aktiviert K Enzyme im Protein- und Kohlenhydratstoffwechsel, ist beteiligt an der Regulierung des Elektrolythaushalts bzw. des Säuren-Basen-Gleichgewichtes und nimmt Einfluss auf Muskel– und Nervenfunktionen.
Überschüsse werden mit dem Harn ausgeschieden. Verdauungsstörungen verursachen erhebliche K-Verluste über den Kot! Vorsicht: Auch K ist ein Gegenspieler zu einigen anderen Elementen. Überhöhte K-Gaben vermindern die Absorption von Mg und Na und führen zu Funktionsstörungen von Muskulatur und Kreislauf und können Alkalosen (pH-Wert im Blut steigt auf über 7,45) verursachen.
Schwefel (S):
S bildet eine Besonderheit, da er fast vollständig in Aminosäuren (Cystein 26,7 %, Methionin 21,5 %) vorliegt. Daneben kommt er auch in Knorpeln, Horn, Haar und Federn vor. Er ist Bestandteil der Vitamine Thiamin, Biotin, Taurin und auch beteiligt an der Ca-Einlagerung. Ein Überschuss wird i.d.R. als Sulfat in Harn und Kot ausgeschieden. Es gibt keine primären, sondern nur sekundäre Mangelerscheinungen. Wenn die schwefelhaltigen Aminosäuren (v.a. Methionin) nicht ausreichend zugeführt werden, wird dies durch gestörtes Wachstum, verminderter Fruchtbarkeit, schlechtem Haarkleid, Klauenproblemen, Leber- und Nierenschäden sichtbar. Darum gewinnt die Schwefeldüngung an Bedeutung. Der S-Eintrag aus der Luft (saurer Regen) geht immer mehr zurück, da diese immer sauberer wird. Der S-Eintrag aus der Luft ist von 1990 bis heute um etwa 98% zurückgegangen.
Chlor (Cl):
Cl ist für die Regulation des osmotischen Drucks des Wasser- sowie Säure-Basen-Haushaltes verantwortlich. Es ist Hauptbestandteil der Magensäure und steuert die Aufnahme von Vitamin B12 und Eisen. Zu den Mangelerscheinungen gehören Störungen im Säure-Basen-Haushalt, reduzierte Futteraufnahme, Gewichtsverlust, Dehydration, Muskelkrämpfe und verringerte Milchproduktion. Überschüsse werden durch Harn und Schweiß ausgeschieden. Ein ausreichendes Wasserangebot ist ausschlaggebend, da das meiste Cl über Chlorid-Ionen im Tränkewasser aufgenommen wird.
Spurenelemente
Eisen (Fe):
Eisen ist Bestandteil der Farbstoffe Hämoglobin und Myoglobin (Blut- und Muskelfarbstoff) und dient dem Sauerstofftransport. Es ist Coenzym verschiedener Cytochrome und Bestandteil wichtiger Enzyme und Proteine. Für einen normalen Fe-Stoffwechsel ist Kupfer notwendig. Zink-, Kupfer-, Kobalt- und Manganüberschüsse können das Fe-Leberdepot senken. Weitere Gegenspieler sind Cadmium, Calcium, Lignin, Nickel, Phosphor, Blei, Phytat und Zucker. Stark überhöhte Fe-Gehalte (z.B. auch aus dem Tränkewasser) können zu Kupfermangel und bei Wiederkäuern zu Nachgeburtsverhaltungen führen. Dienen eigene Brunnen der Tränkewassergewinnung, sollten sie in regelmäßigen Abständen auf Fe untersucht werden. Die Fe-Aufnahme durch das Tränkewasser ist nicht zu unterschätzen! Auch Mangelerscheinungen sind nicht selten und zeigen sich mit blasser Haut, Kümmern, rauem Haarkleid, Appetitverlust, Anämie der Saugferkel und Kälber mit verminderter Krankheitsresistenz.
Zink (Zn):
Zn ist nach Eisen das Spurenelement mit der zweithöchsten Konzentration im tierischen Organismus. Es ist hauptsächlich an Enzyme gebunden und Bestandteil vieler Metalloenzymen und Hormone, die oft die Rolle des Aktivators eines Stoffwechselprozesses einnehmen. Bei Monogastriern (Schwein) wird die Zinkaufnahme aus dem Darm durch hohe Calcium- und Phytatgehalte reduziert. Auch Zn hat antagonistische Beziehungen zu Kupfer, Cadmium, Eisen, Glucosinolaten, Phosphor, Schwefel. Mangelsymptome können Parakeratose (Störungen im Verhornungsprozess), Wachstumshemmung, Haarausfall, Haut- und Klauenschäden, Fruchtbarkeitsstörungen und Abfall der Milchleistung sein.
Kupfer (Cu):
Cu ist im Organismus überwiegend an Proteine gebunden. Es erhöht die Bereitstellung von Eisen für die Hämoglobinsynthese. Es beeinflusst die Pigmentierung und Struktur von Haar und Wolle und ist für normale Ausbildung des Zentralnervensystems und des Skeletts sowie für Fruchtbarkeit und Immunsystem von Bedeutung. Besonders hohe Eisen-, Molybdän-, Sulfat- und /oder Calciumgehalte können bei normaler Cu-Versorgung zu Mangelerscheinungen führen. Diese zeigen sich durch Lecksucht, Gewichtsabnahme, reduzierter Futteraufnahme, Anämie, verminderter Reproduktion, Störungen der Knochenbildung, Depigmentierung und starke Durchfälle. Monogastrier vertragen auch höhere Kupfergaben. Wiederkäuer tolerieren nur geringe Mengen, besonders empfindlich sind Kälber, Schafe und Ziegen.
Kobalt (Co):
Co ist Hauptbestandteil von Vitamin B12 (Cobalamin) und damit am Aufbau des Blutfarbstoffes Hämoglobin beteiligt. Es ist essenziell für die Energiegewinnung im Citratzyklus der Zellen. Versuche bei Milchkühen belegen durch die Gabe von Vitamin B12 nach Kalbung eine höhere Milchleistung. Auch die Co-Gabe hatte Einfluss auf die Milchleistung. Bei hoher Zufuhr wird vermehrt Jod im Harn ausgeschieden. Wiederkäuer reagieren auf Co-Mangel besonders empfindlich, es kann sich Eisen im Körper ansammeln. Weitere Mangelerscheinungen sind fortschreitendes Kümmern, starkes Nachlassen der Fresslust, Verdauungsstörungen, Gewichtsabnahme, Anämie, raues Haarkleid und Lecksucht.
Mangan (Mn):
Mn ist beteiligt am Aufbau von Hämoglobin, Pigmentierung des Haarkleides, Knochenwachstum sowie dem Ablauf der Geschlechtsfunktionen. Die Mn-Verwertung wird durch hohe Ca- und P- Gehalte im Futter vermindert, hohe Mn-Gaben im Futter senken die Eisen- und Phosphorabsorption sowie den Magnesiumgehalt im Blutplasma. Mangelerscheinungen sind eine anormale Skelettentwicklung, verringerte Fruchtbarkeit und Störungen der Samenbildung. Extremer Mn-Mangel führt vermehrt zu Bullenkälbern.
Jod (I):
I ist Bestandteil von Schilddrüsenhormonen. Überdosierungen können zu erhöhtem Stoffwechsel und Organbelastungen, besonders bei Milchkühen, führen. Ein Mangel ruft Schilddrüsenunterfunktionen hervor, das Drüsengewebe vermehrt sich, die Schilddrüse wird größer (Kropf). Folgen sind verminderter Geschlechtstrieb, Nachlassen der Spermaqualität, Totgeburten, Haarlosigkeit und der Speckhals bei Schweinen. Mangelerscheinungen können z. B. durch Senföle aus glucosinolathaltigen Brassica-Arten (z. B. Raps) hervorgerufen werden.
Selen (Se):
Se ist Bestandteil des Enzyms Glutathionperoxidase und dient dem Zellschutz und der Immunabwehr. Es unterstützt Vitamin E bei seinen Aufgaben. Mangelsymptome sind Wachstumshemmung, Immunsuppression, Fruchtbarkeitsstörungen, vermindertes Haar- und Wollwachstum, Muskelschwund in Verbindung mit niedrigem Vitamin E-Gehalt sowie Skelett- und Herzmuskeldegeneration insbesondere bei Jungtieren (Weißmuskel- und Maulbeerherzkrankheit). Se-Mangel bei Trockenstehern kann zu lebensschwachen Kälbern sowie Saufunlust beim neugeborenen Kalb führen. Selen ist das Spurenelement, bei dem Bedarf und Toxizität am engsten beieinander liegen. Überdosierungen, z.B. durch die Verwendung verschiedener Mineralfutter, können zu Abmagerung, Haarverlust und Klauendeformationen sowie bis zum Tod führen.
Stefan Beckmann, LfL:
Kennen Sie die Mineralstoffe in Ihren Futtermitteln!
Die Mengen- und Spurenelemente stehen alle in Verbindung zueinander und beeinflussen sich gegenseitig. Eine Untersuchung der Mineralstoffe in den betriebseigenen Grobfuttern, gerade Silagen, ist daher unerlässlich! Die Kosten für diese Untersuchung sind gegenüber den möglichen Schäden am Tier und deren Behandlung sehr gering. Bedenken Sie, dass es für gewisse Gehalte an Mengen- und Spurenelementen gesetzlich festgeschriebene Höchstgrenzen gibt. Wie will man diese beachten, wenn die Mineralstoffgehalte der selbsterzeugten Futtermittel nicht bekannt sind?
Meine Empfehlung ist daher die Futtermittel immer in der Weender Analyse inklusive Mineralstoffe untersuchen zu lassen! Nach Möglichkeit schon bevor das Silo geöffnet und verfüttert wird. So vermeiden Sie Leistungsabfall und unerwartete Überraschungen. Die Mineralfutter sollten an die Gehalte in den Grobfuttern angepasst sein!
Stefan Beckmann, LfL, Institut für Tierernährung
