Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum Einfluss von Clostridiengaben bei Grassilagen mit auffällig niedrigen Reineiweißanteilen auf die Pansenfermentation (in vitro)

Irle, Annika

In the current study the effects of C. botulinum Typ C and C. perfringens Typ B in different amounts [C. botulinum and C. perfringens, 1 mL (3 x 109bacterias) and 2 mL (6 x 109bacterias)] in combination with grass silages containing different percentual true protein (TP) contents of crude protein [CP; (TP%/CP)] on fermentation parameters in bovine rumen fluid in vitro using RuSiTec (Rumen Simulation Technique) were investigated. Furthermore, a possible effect on the ruminal protozoas caused by both Clostridia strains should be clarified. One grass silage (K-01) with 50.5 TP%/CP was used as a control, the conspicuous grass silages had 39.8 RP%/CP (S-11) and 42.0 TP%/CP (S-05). In a total of eight, 28 days lasting experimental cycles the effects on fermentation parameters in bovine ruminal fluid were reviewed. Additionally the actvity of ruminal protozoas was tested and measured using light microscope by ingestion of different stains and stained yeast and amylum. Every experimental RuSiTec cycle began with an eight days lasting controlling phase [daily addition of 10.5 g hay (dry matter) and 3.4 g concentrate (18 % CP) to the fermenters]. Afterwards the hay was exchanged with grass silage (10.5 g dry matter/day) for ten days (days 9-18). The daily given amount of concentrate persisted. At the same time C. botulinum and C. perfringens were applied for five days (days 10-18), in two experiments for nine days (days 10-18). In the following phase of regeneration (ten days) the additions were the same as in the controlling phase. Samples were taken once daily before loading the RuSiTec. During addition of Clostridia the concentration of ammonia in bovine rumen fluid rose. The amount and kind of Clostridia strains were important. The addition of C. perfringens (1 mL) and C. botulinum (1 mL) combined with conspicuous grass silages led to two phases with increased concentrations of ammonia; the first between days 10 and 14, the second with lower concentrations between days 15 and 19. When C. perfringens (2 mL) combined with conspicuous grass silages was added, ammonia concentrations rose at day ten and stayed on a high level till day 19. C. botulinum (2 mL) combined with conspicuous grass silages led to a first lower increase of ammonia between days 10 and 14 and to a second higher rise between days 15 and 18. The composition of grass silage also influenced the dimension of ammonia increase: combination of conspicuous grass silages and Clostridia generally led to a higher rise of ammonia than the combination with control silage. There was only a marginal increase when Clostridia were added to control silage. Other parameters of fer-mentation, as well as the activity of protozoa, were not affected by the addition of Clostridia. Varying effects of ruminal bacteria especially proteolytic ruminal bacteria and HAB (Hyper Ammonia producing Bacteria) might be the reason for the different effects of diverse strains and amounts of Clostridia on ammonia concentrations. An alternative explanation for the increasing ammonia concentrations could be ammonia production by Clostridia strains themselves. Furthermore, a combination of both effects cannot be excluded. Except the ammonia concentrations other parameters of fermentation like pH, production of volatile fatty acids, bacterial protein, production and composition of gas and the activity of ruminal protozoa were not affected by the addition of Clostridia. In summary, the results of the present study show that Clostridium botulinum as well as Clostridium perfringens induce changes of ammonia concentrations in bovine ruminal fluid when grass silage is fed, while other parameters of fermentation stayed constant. Kind of Clostridia strain as well as amount of Clostridia affected the grade of ammonia increase. Furthermore it has been shown that grass silages with conspicuously low true protein amplify these effects.

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Clostridium botulinum Typ C und Clostridium perfringens Typ B in unterschiedlichen Zulagemengen [C. botulinum und C. perfringens, je 1 mL (3 x 109 Bakterien) und 2 mL (6 x 109 Bakterien) Zulage] in Kombination mit Grassilagen mit verschiedenen prozentualen Reineiweißanteilen am Rohprotein (RE%/Rp) auf die Pansenfermentation in vitro (Langzeitinkubations-system RuSiTec) untersucht. Auch sollte eine mögliche Beeinflussung der Pansenprotozoen durch die beiden Clostridienstämme geklärt werden. Eine Silage (K-01) mit einem Reineiweißanteil von 50,5 RE%/Rp diente als Kontrolle. Die Schadgrassilagen enthielten S-11: 39,8 % bzw.S-05: 42,0 % RE%/Rp. In insgesamt acht Versuchsdurchläufen mit 28-tägiger Versuchsdauer wurden die Auswirkungen auf Fermentationsparameter des Pansens (pH-Wert, Ammoniak, Gasproduktion und –zusammensetzung, Produktion der flüchtigen Fettsäuren) bei Zulage der drei Silagen (K-01, S-11, S-05) untersucht. Zusätzlich wurde die Aktivität der Protozoen über die Aufnahme verschiedener Farbstoffe bzw. mit verschiedenen Farbstoffen gefärbter Hefe und Stärke getestet und lichtmikroskopisch erfasst. Jeder RuSiTec-Lauf begann mit einer achttägigen Einlauf- und Kontrollphase, in der täglich 10,5 g Trockensubstanz (TS) Heu und 3,4 g Kraftfutter (18 % Rohprotein) zur Bela-dung der Fermenter eingesetzt wurden. Anschließend wurde das Heu durch Zulagen von Grassilagen (jeweils 10,5 g TS/Tag) über eine Dauer von zehn Tagen ersetzt. Die täglich zugeführte Kraftfuttermenge blieb konstant. Zusätzlich erfolgte die Zulage von C. botulinum und C. perfringens über eine Dauer von fünf (Tag 10 bis 14), bzw. von neun Tagen (Tag 10 bis 18, in zwei Läufen). In der nachfolgenden Regenera-tionsphase (zehn Tage) entsprach die Beschickung der Fermenter wieder der in der Einlauf- und Kontrollphase. Die Probenentnahme erfolgte einmal täglich vor der Beladung des Systems. Während der Clostridienzulage kam es zu einer erhöhten Ammoniakkonzentration in der Fermenterflüssigkeit. Art und Menge der eingesetzten Clostridienstämme waren hierbei von Bedeutung. Bei Zulage von C. perfringens (1 mL) und C. botulinum (1 mL) in Kombination mit den Schadgrassilagen bildeten sich zwei Phasen mit erhöhter Ammoniakkonzentration; die erste zwischen Tag 10 und 14, die zweite zwischen Tag 15 und 19. Die Zulage von C. perfringens (2 mL) in Kombination mit den beiden Schadgrassilagen führte zu einem Anstieg der Ammoniakkonzentration zwischen den Tagen 14 und 19. Die Kombination von C. botulinum (2 mL) und den Schadgrassilagen führte zwischen Tag 10 und 14 zu einem ersten weniger starken und zwischen Tag 15 bis 18 zu einem zweiten stärkeren Anstieg. Die Kombination aus Schadgrassilagen- und Clostridienzulage bewirkte eine generell höhere Ammoniakkonzentration als die Kombination mit der Kontrollsilage, bei der ein geringfügiger Anstieg lediglich während der Clostridienzulage zu beobachten war. Die Schadgrassilage S-05 bewirkte wiederum einen höheren Ammoniakanstieg als S-11. Die übrigen Fermentationsparameter, sowie die Protozoenaktivität blieben durch die Clostridienzulage unverändert. Die unterschiedlichen Wirkungen der Clostridienspezies und –mengen auf die Ammoniakkonzentration wurden auf eine unterschiedlich starke Beeinflussung der Pansenbakterien, insbesondere der proteolytischen Pansenbakterien und der HAB (Hyper Ammonia producing Bacteria) zurückgeführt. Eine alternative Erklärung für den Ammoniakanstieg könnte die Eigenproduktion durch die Clostridienstämme sein. Auch eine Kombination beider möglicher Effekte kann nicht ausgeschlossen werden. Außer auf den Parameter Ammoniakkonzentration konnten bei Messung vom pH-Wert, der Bildung flüchtiger Fettsäuren, des bakteriellen Proteingehalts, der Gasproduktion und –zusammensetzung und der Beurteilung der Aktivität der Protozoen keine Einflüsse durch die Clostridienzulage auf die Fermentation beobachtet werden. Zusammenfasend lässt sich feststellen, dass sowohl Clostridium botulinum als auch Clostridium perfringens bei den ruminalen Fermentationsparametern zu Veränderungen der Ammoniakkonzentration in der Fermenterflüssigkeit bei Grassilagefütterung führten. Hierbei beeinflusste sowohl die Spezies, als auch die Menge der Zulage das Ergebnis. Des Weiteren wurde auch gezeigt, dass Schadgrassilagen mit auffällig niedrigen Reineiweißanteilen diesen Effekt verstärkten. Andere Fermenta-tionsparameter blieben unbeeinflusst.

Vorschau

Zitieren

Zitierform:

Irle, Annika: Untersuchungen zum Einfluss von Clostridiengaben bei Grassilagen mit auffällig niedrigen Reineiweißanteilen auf die Pansenfermentation (in vitro). Hannover 2011. Tierärztliche Hochschule.

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export