Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Fruktangehalt im Gras von Pferdeweiden während der Weidesaison 2002

Dahlhoff, Sandra

The aim of this study was to monitor the grass composition during the pasture season. In a grass-herb-legume-mixture typically occuring on horse pastures the nutrient content was determined and a distinction of the carbohydrates was carried out. Of particular interest was the fructan concentration in grass. High fructan intake is considered to induce laminitis of the horse. The different influences on the fructan concentration like season, weather and pasture management were observed in detail.   Ten horse farms (horses per farm 15 – 170) were monitored from May to November 2002 at intervals of four weeks and at defined times. The standardized sample collecting took place in every farm from always the same pasture at the same time to avoid diurnal changes in the fructan content. The current pasture conditions such as number of grazing horses and pasture management as well as ambient conditions were documented in detail for each sampling point. Furthermore the ambient data like air temperature, minimum daily soil temperature, relative dampness, degree of coverage, daily duration of sunshine and amount of rain were ordered from the German meteorological office. The freeze-dried samples were analyzed for the fructan content, the organic nutrients (crude protein, crude fat, crude fibre), the structural carbohydrates NDF (neutral detergent fibre), ADF (acid detergent fibre) and ADL (acid detergent lignin) as well as the major and trace elements. The nitrogen-free extracts, cellulose and hemicellulose were calculated.   The following results were obtained: -         The mean fructan content in grass ranged between a minimum of 18.3 g/kg dry matter (DM) in August and a maximum of 56.6 g/kg DM in May. There was a significant seasonal variation of the fructan content during the pasture season (p < 0.05) with higher values in the spring and autumn and lower in the summer months (May 56.6 ± 16.5 g/kg DM, June 38.2 ± 16.8 g/kg DM, July 30.4 ± 19.8 g/kg DM, August 18.3 ± 7.5 g/kg DM, September 31.0 ± 19.7 g/kg DM, October 42.0 ± 10.2 g/kg DM, November 41.6 ± 11.4 g/kg DM). -         Nitrogen-free extracts, crude fat and crude protein contents (% DM) were in a signifcant relation to the fructan content (y = fructan content (% DM); y = 0.1754 x NfE – 3.8335, r = 0.54, p < 0.01, N = 10; y = -1.3928 x crude fat + 7.7102, r = 0.50, p < 0.01, N = 10; y = -0.2135 x crude protein + 7.5294, r = -0.52, p < 0.01, N = 10). -         The different fractions of fibre were on average: crude fibre 22.2, NDF 45.2, ADF 25.7, ADL 3.1, cellulose 22.7 and hemicellulose 19.5 % DM. -         Considering the structural carbohydrates only a weak, positive relation between the hemicellulose (% DM) and the fructan content existed (y = fructan content (% DM); y = 0.1174 x hemizellulose + 1.3982, r = 0.24, p = 0.049, N = 10). -         The mean major and trace element contents during the pasture season were: Calcium 5.9, phosphorus 4.1, magnesium 1.9, sodium 1.0, potassium 32.9, chloride 12.1 g/kg DM and copper 9.0, zinc 41.2, iron 616.7, manganese 86.1 and selenium 0.09 mg/kg DM. Chloride, magnesium, calcium, phosphorus, potassium (g/kg DM) and copper and zinc (mg/kg DM) were significant negatively correlated with the fructan content. A particular close relationship to the fructan concentration was analyzed for the phosphorus and the potassium concentration (y = fructan content (% DM); y = -1.2427 x phosphorus + 8.8342, r = -0.44, p < 0.01, N = 10; y = -0.1158 x potassium + 7.4928, r = -0.48, p < 0.01, N = 10). -         Increasing temperatures were accompanied with decreasing fructan concentrations. A close link between the fructan concentration and the average air temperature two days before taking the grass samples (y = fructan content (% DM); y = -0.1378 x air temperature values + 5.6125, r = -0.40, p < 0.01, N = 10) as well as the mean minimum soil temperature three days before sampling day (y = fructan content (% DM); y = -0.1772 x soil temperature values + 4.8873, r = -0.45, p < 0.01, N = 10) could be verified. -         There was no significant link between the further ambient data like daily duration of sunshine, degree of coverage, relative dampness and amount of rain and the fructan concentration of grass. -         Current trimming density of the pasture and the fructan concentration revealled also no close relationship.   The pasture management factors appear to be important regarding the fructan concentrations in grass and a possible risk of the feed-induced laminitis of the horse. Taking the different pasture management factors into consideration those farms, which were characterised by an intensive fertilization and a regular grazing practices had usually noticable lower fructan concentrations in their grass. In this present study an influence of the plant type on the fructan concentration could not be observed, because the examined pastures exhibited an almost identical vegetable diversity of species.The smale differences in the botanical composition of the pastures affected the fructan concentration in grass only in very close limits. According to data of the literature the plant type plays an important role considering the fructan concentrations in grass. The fructan concentration in grass is gaining greater awareness in the aetiology of Pododermatitis diffusa aseptica in the horse. The calculated fructan intake based on the monthly analyzed fructan concentrations during the observation period is significantly lower as the quantities of fructan, which are known to cause experimentally induced laminitis in the horse. The extent of risk for the fructan caused laminitis of the horse on local pasture conditions remains open and should be in the focus of further investigations.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Zusammensetzung des Weideaufwuchses während der Weidesaison darzustellen. Dazu wurden in einem typischerweise auf Pferdeweiden vertretenem Gras-Kräuter-Leguminosengemisch die Nährstoffgehalte bestimmt und eine Differenzierung der Kohlenhydrate vorgenommen. Ein besonderes Interesse galt dabei dem Fruktangehalt im Gras. Eine hohe Fruktanaufnahme wird in Verbindung gebracht mit der Auslösung der Hufrehe des Pferdes. Die verschiedenen Einflussfaktoren auf den Fruktangehalt wie Jahreszeit, Wetter und Weidemanagement wurden eingehend betrachtet. Im Rahmen dieser Studie wurden zehn Pferdebetriebe (Anzahl Pferde pro Betrieb 15 - 170) im Münsterland von Mai bis November 2002 in einem 4-wöchigen Rhythmus zu festgelegten Zeitpunkten aufgesucht und beprobt. Die standardisierte Entnahme der Grasproben erfolgte in jedem Betrieb von stets der gleichen Weide zur jeweils gleichen Uhrzeit, um tageszeitliche Schwankungen im Fruktangehalt auszuschließen. Die aktuellen Weidebedingungen wie Besatzdichte mit Pferden und Weidezustand sowie die vor Ort herrschenden klimatischen Bedingungen wurden während jeder Probenentnahme detailliert protokolliert. Zusätzlich wurden vom Deutschen Wetterdienst stammende Daten zu Lufttemperatur, minimaler täglicher Bodentemperatur, relativer Feuchte, Bedeckungsgrad, täglicher Sonnenscheindauer und Niederschlagsmenge verwertet. In den gewonnenen Grasproben erfolgte die Bestimmung des Fruktangehaltes, der organischen Rohnährstoffe (Rohprotein, Rohfett, Rohfaser), der Gerüstsubstanzen NDF (neutral detergent fiber), ADF (acid detergent fiber), ADL (acid detergent lignin) sowie der Mengen- und Spurenelemente. Die stickstofffreien Extraktstoffe, die Zellulose und die Hemizellulose wurden regelgerecht kalkuliert.   Folgende Ergebnisse wurden erzielt: -         Die mittleren Fruktangehalte im Gras lagen zwischen minimalen 18,3 g/kg TS im August und maximalen 56,6 g/kg TS im Mai. Es war eine signifikante jahreszeitliche Variation der Fruktangehalte im Verlauf der Weidesaison erkennbar (p < 0,05), die mit höheren Werten im Frühjahr und Herbst und niedrigeren in den Sommermonaten einherging (Mai 56,6 ± 16,5 g/kg TS, Juni 38,2 ± 16,8 g/kg TS, Juli 30,4 ± 19,8 g/kg TS, August 18,3 ± 7,5 g/kg TS, September 31,0 ± 19,7 g/kg TS, Oktober 42,0 ± 10,2 g/kg TS, November 41,7 ± 11,4 g/kg TS). -         Von den untersuchten Rohnährstoffen standen die stickstofffreien Extraktstoffe, die Rohfett- und die Rohproteingehalte (% TS) in einem signifikanten Verhätnis zum Fruktangehalt (y = Fruktangehalt (% TS); y = 0,1754 x NfE – 3,8335, r = 0,54, p < 0,01, N = 10; y = -1,3928 x Rfe + 7,7102, r = -0,50, p < 0,01, N = 10; y = -0,2135 x Rp + 7,5294, r = -0,52, p < 0,01, N = 10). -         Die Gehalte der verschiedenen Faserfraktionen betrugen im Durchschnitt: Rohfaser 22,2; NDF 45,2; ADF 25,7; ADL 3,1; Zellulose 22,7 und Hemizellulose 19,5 % TS. -         Bei den Gerüstsubstanzen bestand lediglich zwischen dem Hemizellulosegehalt (% TS) und der Fruktankonzentration eine schwache, positive Beziehung (y = Fruktangehalt (% TS); y = 0,1174 x Hemizellulose + 1,3982, r = 0,24, p = 0,049, N = 10). -         Die mittleren Gehalte der Mengen- und Spurenelemente während der Weidesaison betrugen: Ca 5,9; P 4,1; Mg 1,9; Na 1,0; K 32,9; Cl 12,1 g/kg TS und Cu 9,0; Zn 41,2; Fe 616,7; Mn 86,1 und Se 0,09 mg/kg TS. Chlorid, Magnesium, Calcium, Phosphor, Kalium (g/kg TS) und Kupfer und Zink (mg/kg TS) korrelierten signifikant negativ mit dem Fruktangehalt. Eine besonders enge Beziehung zur Fruktankonzentration zeigten der Phosphor- und der Kaliumgehalt (y = Fruktangehalt (% TS); y = -1,2427 x Phosphor + 8,8342, r = -0,44, p < 0,01, N = 10; y = -0,1158 x Kalium + 7,4928, r = -0,48, p < 0,01, N = 10). -         Steigende Temperaturen gingen mit einer Abnahme des Fruktangehaltes einher. Der engste Zusammenhang bestand zwischen der Fruktankonzentration und der Lufttemperatur in den zwei Tagen vor der Entnahme der Grasproben (y = Fruktangehalt (% TS); y = -0,1378 x Lufttemperaturwerte + 5,6125, r = -0,40, p < 0,01, N = 10) sowie der minimalen Temperatur am Boden in den drei Tagen vor der Probenentnahme (y = Fruktangehalt (% TS); y = -0,1772 x Bodentemperaturwerte + 4,8873, r = -0,45, p < 0,01, N = 10). -         Die weiteren Klimadaten wie tägliche Sonnenscheindauer, Bedeckungsgrad, relative Feuchte und Niederschlagsmenge standen in keinem signifikanten Zusammenhang zu dem Fruktangehalt im Gras. -         Auch zwischen der aktuellen Besatzdichte der Weide und der Fruktankonzentration konnte keine statistisch abgesicherte Beziehung nachgewiesen werden.   Den Weidemanagementfaktoren kommt eine Bedeutung hinsichtlich der Fruktangehalte im Gras und einer möglichen Auslösung der fütterungsbedingten Hufrehe des Pferdes zu. Betriebe, die sich durch eine intensivere Düngung und Nutzung ihrer Weiden auszeichneten, fielen in der Regel durch niedrigere Fruktangehalte im Gras auf. Der Einfluss der Pflanzenart auf den Fruktangehalt konnte in der vorliegenden Arbeit aufgrund einer nahezu identischen pflanzlichen Artenvielfalt auf den untersuchten Weiden nicht deutlich gemacht werden. Die lediglich geringen Unterschiede in der botanischen Zusammensetzung der Weiden beeinflussten den Fruktangehalt im Gras nur in sehr engen Grenzen. Nach Angaben der Literatur spielt die Pflanzenart jedoch eine wichtige Rolle hinsichtlich der Fruktangehalte im Gras. Bedeutung erlangten die Fruktane im Hinblick auf die Auslösung der häufig zu Beginn der Weidesaison auftretenden, durch frisches Gras bedingten Pododermatitis diffusa aseptica des Pferdes. Die kalkulierte Fruktanaufnahme, die auf den im Beobachtungszeitraum im monatlichen Rhythmus ermittelten Fruktangehalten basiert, liegt deutlich unterhalb der Fruktanmenge, mit der experimentell eine Hufrehe des Pferdes ausgelöst werden konnte. Inwieweit unter hiesigen Weidebedingungen grundsätzlich das Risiko einer durch Fruktane bedingten Hufrehe des Pferdes besteht, bleibt offen und bedarf weiterer Untersuchungen.

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Dahlhoff, Sandra: Fruktangehalt im Gras von Pferdeweiden während der Weidesaison 2002. Hannover 2003. Tierärztliche Hochschule.

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