Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum Einfluss unterschiedlicher Spurenelementgehalte und -quellen (anorganische bzw. organische Verbindungen) im Alleinfutter auf die Gesundheit und Leistung sowie die Spurenelementkonzentrationen in den Exkrementen und im Körper (Blut, Organe und Gewebe) von Mastputen

Gruis, Detert Daniels

Aim of the present study with fattening turkeys were was to ascertain possible influences of varying dosages and sources (inorganic / organic) of the trace elements copper, zinc, iron and manganese on the health status and performance as well as on the trace element concentration in excreta and contents in the animal. Apart from animals performance, the contents of the trace elements mentioned above in the excreta, in the blood as well as their concentration in organs and tissues (liver, kidney, muscle, aorta) were of special interest. The studies on the one hand were performed in fattening turkeys on the Research Farm in Ruthe (2 trials: D1= 2028 and D2= 3090 animals, divided in control and experimental groups), which were fed a complete diet with an usual industrial dosage of the mentioned trace elements. The diet for the control animals contained copper, zinc, iron and manganese of inorganic origin, whereas the supplemented trace elements in the diet for the experimetal group were of comparable dosages but organic origin (chelates with a methionin-hydroxy analogue, HELM AG Hamburg). The achieved concentrations of the mentioned trace elements in the diet for animals of both groups clearly exceeded established requirements (see the following table). On the other hand, some more fattening turkeys (D3= 40 and D4= 20 animals) on a small farm in Dollart (East Frisian) were fed a diet with a nearly lower content of the trace elements which was more close to the NRC requirements. In these trials also inorganic (control group) resp. organic (experimental group) trace elements were used.   In the course of the fattening period the health status and the performance, as well as the contents of trace elements in the blood and in the excreta of the differently fed animals were tested. When animals passed away, an autopsy was carried out and samples of organs and tissues were taken for determination of the trace element contents. After sacrificing the animals, analysis were made for determination of the contents of the trace elemtents in the carcass (muscle tissue / liver / kidney) resp. in tissues of special interest (aorta). Standard methods (VDLUFA – regulations) were used for analysing the energy and nutrient contents in the used diets. For determination of the trace element content in the diet, the blood and in the excretions as well as in organs and tissues atomic absorption spectroscopy was performed (Unicam solaar 969, Fa. Unicam). Registration of productivity data happened to a great extent automatically (feed intake, weight gain, feed conversion ratio). In Dollart these data were obtained by hand.   The concentration of the four trace elements in the complete diets can be declared as follows:   Tabelle 2:      Average contents of trace elements (mg/kg dm) in the diets of the fattening turkeys in the trials (D1 to D4) in comparison to requirements NRC (1994) Farm Ruthe Dollart requirement NRC 1994 Group control experimental control experimental Cu 28 38 13 14 6 – 8 Zn 92 110 47 48 40 – 70 Fe 247 230 319 306 50 – 80 Mn 106 124 62 64 50 - 60   results:   1.      An increased content of copper in the diet (9 – 60 mg / kg dm) resulted in equivalent higher copper concentrations in the excretions (values ranged between 22 to 200 mg / kg dm), which was independent from the source of copper.   2.      Increasing copper contents in the diet furthermore led to tendentiuos higher copper contents in the liver (values ranged between 16 – 23 mg / kg dm). When inorganic copper was supplemented, the contents of the element in the liver were even higher when compared to the use of copper chelates.   3.       Varying copper concentrations in the diet (9 – 60 mg / kg dm) had no significant influences on copper concentrations in the kidey tissue (mean value: 14 mg / kg DM).   4.      Only after a reduced concentration of copper in the diet a significantly higher copper content (inorganic copper in the diet: 3,6 mg / kg dm and organic copper in the diet: 5,0 mg / kg dm) could be observed in the aortic tissues when an organic copper source was used.   5.      Increasing the concentration of zinc in the diet (37 – 140 mg / kg DM) led to comparable higher concentrations of copper in the plasma (128 ® 234 µg/dl) and in the excretions (121 ® 448 mg/kg dm).   6.      An increasing content of zinc (97 mg / kg dm instead of 50 mg / kg dm) led to significantly higher zinc concentrations in the liver (100 ® 347 mg / kg DM) and in the kidney tissues (76 bis 93 mg / kg / dm). The contents were not depending on the source of copper in the diet.   7.      Even though when the iron content was already above the requirements, a further increase (230 - 325 mg/kg dm) led to a increased iron concentration in the excretions (724 bis 1200 mg/kg dm) and in the kidey tissues (151 bis 340 mg/kg dm). Here, also no influence of the kind of the iron compound (inorganic/organic) on the concentration could be observed.   8.      Along with increasing contents of manganese in the diet (59 to max. 148 mg/kg dm), higher manganese concentrations in the excretions (148 ® 470 mg/kg dm) could be measured. That was not depending on the source of the manganese supplement.   9.      Increasing manganese contents in the diet led to slightly higher manganese concentrations in the liver (8,4 ® 11,6 mg/kg dm) and significantly higher concentrations in the kidney tissue (3,8 ® 7,0 mg/kg dm), independtly from the chosen manganese compound.   10. Regarding the health status and the performance no significant variations between the control (inorganic compounds) and the experimental group (chelate) could be obeserved. Also the near to the requirements orientated supplementation in comparison to a supplementaion exceeding the requirements led to no difference in the perfomance.     According to the results of the present study a reduction of trace element contents in the diet near to the requirements (after NRC) instead of the common, the requirements exceeding trace element supplementation, does not lead to disadvantages on the health status or the performance. Nevertheless, is has to be mentioned that the reduced trace element supplementation has only been investigated under conditions (small groups in a large space), which are not established in the common turkey production. The use of organic trace element compounds at present supply level did not seem to result in a higher availability of the chelates. The impact of higher copper contents in the aorta, when the copper supplementation was in short supply, on the occurence of the aorta rupture needs further investigations.  

Ziel der vorliegenden Untersuchungen an Mastputen waren Aussagen über mögliche Einflüsse unterschiedlicher Dosierungen und Herkünfte (anorganisch / organisch) der Spurenelemente Kupfer, Zink, Eisen und Mangan auf Gesundheit und Leistung sowie auf die Konzentration in den Ausscheidungen und Gehalte im Tier. Dabei interessierten neben der Leistung insbesondere die Gehalte der o. g. vier Spurenelemente in den Exkrementen, im Blut sowie die Konzentration dieser Elemente in Organen und Geweben (Leber, Niere, Muskulatur, Aorta). Für diese Versuche standen zum Einen Mastputen auf dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe (2 Durchgänge: D1= 2028 und D2= 3090 Tiere, jeweils aufgeteilt in Kontroll- und Versuchsgruppe) zur Verfügung, in deren Alleinfutter eine praxisübliche Dosierung der o. g. Spurenelemente gewählt wurde. Hierbei erfolgte die Supplementierung mit Kupfer, Zink, Eisen und Mangan in dem Kontrollfutter über anorganische Verbindungen, während im Alleinfutter der Versuchsgruppe bei vergleichbarer Dosierung organische Spurenelemente (Chelate mit einem Methionin-Hydroxy-Analog, HELM AG Hamburg) zum Einsatz kamen. Die hierbei erreichte Konzentration der genannten vier Spurenelemente übertraf anerkannte Bedarfswerte sehr deutlich (s. folgende Tabelle). Zum anderen wurden auf einem Kleinbetrieb in Dollart (Ostfriesland) Mastputen (D3= 40 und D4= 20 Tiere) mit einer sehr viel näher am Bedarf ausgerichteten, d. h. geringeren Konzentration der o. g. Spurenelemente versorgt, wobei auch hier anorganische (Kontrollgruppe) bzw. organische Verbindungen (Versuchsgruppe) genutzt wurden. Im Verlauf der Mast wurden die Gesundheit und Leistung, die Spurenelementgehalte in den Exkrementen sowie im Blut der unterschiedlich gefütterten Tiere überprüft. Bei den im Versuch verendeten Tieren erfolgten Untersuchungen zur Todesursache sowie Entnahmen von Organ- und Gewebeproben zur Bestimmung der Spurenelementkonzentrationen. Zum Versuchsende, d.h. nach der Schlachtung wurden Untersuchungen vorgenommen, um Aussagen zum Spurenelementgehalt im Schlachtkörper (Muskulatur/Leber/Niere) bzw. in besonders interessierenden Geweben (Aorta) treffen zu können. Für die Analysen der verwendeten Alleinfutter auf den Energie- und Nährstoffgehalt kamen ausschließlich etablierte Methoden (VDLUFA - Vorschriften) zur Anwendung. Die Bestimmung der Spurenelementgehalte im Mischfutter und Blut, in den Exkrementen sowie in den Organen und Geweben erfolgten mittels der Atomabsorptionsspektrometrie (Unicam solaar 969, Fa. Unicam) nach Mikrowellenveraschung (Ausnahme: Aorta nach nasser Veraschung). Die Erfassung der Leistungsdaten erfolgte im Versuchsbetrieb weitgehend automatisiert (Futterverbrauch, Körpermassenentwicklung, Futteraufwand). In Dollart wurden diese Daten von Hand ermittelt. Die Konzentrationen der vier Spurenelemente im Alleinfutter variierte in den verschiedenen Mastphasen; über die gesamte Mast wurden im Mittel (kalkulierte Werte) die Gehalte in der folgenden Tabelle erreicht: Tabelle 1:      Mittlere Spurenelementgehalte (mg/kg TS) im Alleinfutter der Mastputen in den Durchgängen (D1 bis D4) im Vergleich zu den Bedarfswerten nach NRC (1994) Betrieb Ruthe Dollart Bedarf nach NRC 1994 Gruppe Kontrolle Versuch Kontrolle Versuch Cu 28 38 13 14 6 – 8 Zn 92 110 47 48 40 – 70 Fe 247 230 319 306 50 – 80 Mn 106 124 62 64 50 - 60   Ergebnisse:   1.      Mit Anstieg der Cu-Gehalte im Mischfutter (Variationsbreite: 9 - 60 mg/kg TS) kam es zu entsprechend höheren Cu-Konzentration in den Exkrementen (Werte von 22 bis 200 mg/kg TS), und zwar unabhängig von der Art der Cu-Zulage.   2.      Steigende Cu-Gehalte im Futter führten zu einem tendenziell höheren Cu-Gehalt in der Leber (Werte von 16 bis 23 mg/kg TS). Bei Ergänzung mit anorganischem Kupfer waren die Leberkupfergehalte sogar leicht höher als beim Einsatz des Cu-Chelates.   3.       Für die Cu-Konzentration in der Niere blieb der unterschiedliche Cu-Gehalt im Futter (Variationsbreite: 9 – 60 mg/kg TS) ohne Auswirkungen (im Mittel 14 mg/kg TS).   4.      Nur bei reduzierter Cu-Konzentration im Futter war nach Einsatz der organischen Cu-Quelle ein signifikant höherer Cu-Gehalt in der Aorta zu beobachten (Futter mit anorg. Kupfer: 3,6 mg/kg TS und org. Kupfer: 5,0 mg/kg TS).   5.      Eine Erhöhung des Zn-Gehalts im Alleinfutter (Variationsbreite: 37 bis 140 mg/kg TS) führte zu einer entsprechend höheren Zn-Konzentration im Plasma (von 128 ® 234 µg/dl) und in den Exkrementen (121 ® 448 mg/kg TS).   6.      Mit steigendem Zn-Gehalt (statt im Mittel 50 mg/kg TS ® im Mittel 97 mg/kg TS) im Futter kam es zu einer signifikant höheren Zn-Konzentration in der Leber (im Mittel 100 ® 347 mg/kg TS) und im Nierengewebe (von 76 bis 93 mg/kg/TS). Dabei waren die Gehalte unabhängig von der Art der Cu-Zulage im Futter.   7.      Eine weitere Erhöhung der ohnehin bedarfsüberschreitenden Fe-Versorgung (Variationsbreite: 230 - 325 mg/kg TS) führte zu noch höheren Fe-Konzentrationen in den Exkrementen (724 bis 1200 mg/kg TS) und im Nierengewebe (151 bis 340 mg/kg TS). Auch hier wurde kein Einfluss der Fe-Verbindung (anorganisch/organisch) auf die Konzentration festgestellt.   8.      Mit Anstieg der Mn-Gehalte im Mischfutter (Variationsbreite 59 bis max. 148 mg/kg TS) kam es zu einer entsprechend höheren Mn-Konzentration in den Exkrementen (148 ® 470 mg/kg TS), und zwar unabhängig von der Art der Mn-Zulage.   9.      Steigende Mn-Gehalte im Mischfutter führten zu tendenziell höheren Mn-Konzentrationen in der Leber (8,4 ® 11,6 mg/kg TS) und signifikant höheren Gehalten im Nierengewebe (3,8 ® 7,0 mg/kg TS), unabhängig von der gewählten Mn-Verbindung.   10. Hinsichtlich der Gesundheit und der Leistung kam es zwischen den Kontrollgruppen (anorganische Verbindungen) und den Versuchsgruppen (Chelate) zu keinen gerichteten Unterschieden. Die näher am Bedarf ausgerichtete Versorgung erbrachte ebenfalls im Vergleich zu der deutlich bedarfsüberschreitenden Versorgung keinen Unterschied in den Leistungsparametern.   Nach den vorliegenden Untersuchungen sind auch bei Reduktion der Spurenelementgehalte im Futter auf eine Versorgung nahe dem Bedarf nach NRC (1994) im Vergleich zur üblichen, d.h. bedarfsüberschreitenden Spurenelementversorgung keine Nachteile hinsichtlich der Gesundheit und Leistung zu erwarten. Hierbei darf jedoch nicht unerwähnt bleiben, dass die reduzierte Spurenelementversorgung nur unter Bedingungen (Kleingruppenhaltung mit größtem Platzangebot) geprüft wurde, die nicht der praxisüblichen Putenproduktion entsprachen. Der Einsatz organischer Spurenelementverbindungen erbrachte bei dem hier insgesamt vorliegenden Versorgungsniveau keine Hinweise auf eine höhere Verfügbarkeit der Chelate. Die bei knapper Cu-Versorgung höheren Cu-Gehalte in der Aorta nach Zusatz des Cu-Chelates bedürfen hinsichtlich ihrer Bedeutung für das Krankheitsgeschehen Aortenruptur weiterer experimenteller Arbeiten.

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Gruis, Detert Daniels: Untersuchungen zum Einfluss unterschiedlicher Spurenelementgehalte und -quellen (anorganische bzw. organische Verbindungen) im Alleinfutter auf die Gesundheit und Leistung sowie die Spurenelementkonzentrationen in den Exkrementen und im Körper (Blut, Organe und Gewebe) von Mastputen. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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