Welche Produktionsintensitäten in der Nutztierhaltung sind nachhaltig?
Manfred Schwerin Leibniz-Institut für Nutztierbiologie
Ringvorlesung „Nachhaltige Landnutzung und Ernährung aus verschiedenen Perspektiven“Kiel, 12. Januar 2012
3
Worüber reden wir?
Milch-kg
2000
0100020003000400050006000700080009000
1546 1889 1920 1940 1991 20071960
Physiologie (Genetik) des Tieres960 l Blut/Tag 11.920 l Blut/Tag
Fütterung des Tieres
Intermediärstoffwechsel 0,5 MJ/kg KG + Tag0,04 MJ/kg KG + Tag
~1,6 kg EW/Tag~2,0 kg Fett/Tag~2,4 kg KH/Tag
NEL-Bedarf 1) :
Futteraufnahme:
NEL-Konz.:
1) LM: 700 kg, Erhaltung: 40 MJ NEL/Tag, 3,17 MJ NEL je kg Milch
214 MJ/Tag 26 kg T/Tag8,2 MJ/kg T
~47 MJ/Tag ~10 kg T/Tag~4,7 MJ/kg T
Grundlage für die Veränderung von Leistungen ist eine veränderte Physiologie und Fütterung der Tiere!
7008.700
Entwicklung der Laktationsleistung beim Holstein Rind:
1546:
2000:
4
Es ergibt sich aus den biologischen Grundlagen des Stoffwechsels der Tiere, dass die Produktion mit ansteigender Leistung bis zu einer optimalen Intensität effizienter (weniger Ressourcen je Produkt, weniger Emissionen je Produkt) wird!
Leistung und Nachhaltigkeit
Mit steigender Leistung sinkt der Energieaufwand je Gramm Protein!
Milchleistung (%)
Gesamtbedarf
Erhaltungsbedarf
Aufwand
0
50
100
150
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
0,25
0,5
0,75
1
Leistungsbedarf
Ener
giea
ufw
and
(MJ
ME
/g e
ssba
res
Pro
tein
)
Ener
gieb
edar
f(M
J M
E/K
uh u
nd T
ag)
(GfE, 1999)
03Mit steigender Leistung sinkt die
Methan-Emission je kg Milch!M
etha
nem
issi
on
0
10
30
40
0 10 20 30 40
20
Milchmenge (kg/Tag)
(Kirchgeßner et al., 1995)
[g Methan/kg Milch]
Mit steigender Leistung sinkt die N-und P-Ausscheidung je kg Milch!
P-Au
ssch
eidu
ng
N-A
ussc
heid
ung
Milchmenge (kg/Tag)
(Flachowsky et al., 2009)
0
0,2
0,6
0,8
0 10 20 30 40
0,4
0
0,08
0,1
0,06
0,04
[g /kg Protein]
Mit steigender Milchleistung erhöht sich die Erkrankungshäufigkeit (%) von Milchrindern
0
5
10
15
20
25
30
35
6.000 8.000 10.000 12.000
Klauendefekte
kg0
5
10
15
20
25
30
6.000 8.000 10.000 12.000
Ovarzysten
kg05
10152025303540
6.000 8.000 10.000 12.000
Mastitis
kg
18
25
3439
16
21
26
32
8
13
20
27
(König, 2006)
Die Beantwortung der Frage „Welche Produktionsintensitäten in der Nutztierhaltung sind nachhaltig?“ ist nur bei systemischer Betrach-tung und unter Beachtung der konkreten Anforderungen möglich?
5
GLIEDERUNG
1. Nutztierhaltung und Nachhaltigkeit
2. Die zukünftigen Herausforderungen („main drivers“) der Nutztierhaltung
- Ernährungssicherung- Klimawandel – Vermeidung (THG) und Anpassung- Ressourcenschonung/Ressourceneffizienz- Gesellschaftliche Forderungen (Verbraucher, Bürger)
3. Prioritätensetzung und Zielkonflikte zwischen Nachhaltigkeits-kriterien
4. Fazit – der Versuch einer ganzheitlichen Nachhaltigkeits-bewertung der Nutztierhaltung
6
1. Nutztierhaltung und Nachhaltigkeit
ÖkologischeNachhaltigkeit
ÖkonomischeNachhaltigkeit
SozialeNachhaltigkeit
Nachhaltige Nutztierhaltung: - rentabel (wirtschaftliches Überleben)- ressourcen-, umwelt- und klimaschonend- tiergerecht- öffentlich akzeptiert
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
7
(Lebendmasse: 1,8 kg/Tier, Einzeleimasse: 60 g)(nach Flachowski, 2003)
Hohes Leistungsniveau – Grundlage einer
ressourcen- und umweltschonenden
Nutztierhaltung
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
8
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Eiproduktion
(Provinz Ontario, Kanada)
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
9
1951 1991
Eiproduktion, Mrd. Stück 1,284 2,15Legeleistung je Henne 160 290Futteraufwand/Ei, g 283 133Mais 218.280 t 172.020 tSojabohnen 109.140 t 86.016 t
Ertrag:Mais 3,4 t/ha 6,9 t/haSojabohnen 2,67 t/ha 2,4 t/haBenötigte Futteranbaufläche, haMais 64.200 24.930Sojabohnen 64.300 35.840Insgesamt 128.500 60.770Kotproduktion je kg Eimasse/kg 9,9 4,7
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Eiproduktion
(Provinz Ontario, Kanada)
10
1951 1991
Eiproduktion, Mrd. Stück 1,284 2,15Legeleistung je Henne 160 290Futteraufwand/Ei, g 283 133Mais 218.280 t 172.020 tSojabohnen 109.140 t 86.016 t
Ertrag:Mais 3,4 t/ha 6,9 t/haSojabohnen 2,67 t/ha 2,4 t/haBenötigte Futteranbaufläche, haMais 64.200 24.930Sojabohnen 64.300 35.840Insgesamt 128.500 60.770Kotproduktion je kg Eimasse/kg 9,9 4,7
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Eiproduktion
(Provinz Ontario, Kanada)
11
1951 1991
Eiproduktion, Mrd. Stück 1,284 2,15Legeleistung je Henne 160 290Futteraufwand/Ei, g 283 133Mais 218.280 t 172.020 tSojabohnen 109.140 t 86.016 t
Ertrag:Mais 3,4 t/ha 6,9 t/haSojabohnen 2,67 t/ha 2,4 t/haBenötigte Futteranbaufläche, haMais 64.200 24.930Sojabohnen 64.300 35.840Insgesamt 128.500 60.770Kotproduktion je kg Eimasse/kg 9,9 4,7
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Eiproduktion
(Provinz Ontario, Kanada)
12
1951 1991
Eiproduktion, Mrd. Stück 1,284 2,15Legeleistung je Henne 160 290Futteraufwand/Ei, g 283 133Mais 218.280 t 172.020 tSojabohnen 109.140 t 86.016 t
Ertrag:Mais 3,4 t/ha 6,9 t/haSojabohnen 2,67 t/ha 2,4 t/haBenötigte Futteranbaufläche, haMais 64.200 24.930Sojabohnen 64.300 35.840Insgesamt 128.500 60.770Kotproduktion je kg Eimasse/kg 9,9 4,7
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Eiproduktion
(Provinz Ontario, Kanada)
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1951 1991
Eiproduktion, Mrd. Stück 1,284 2,15Legeleistung je Henne 160 290Futteraufwand/Ei, g 283 133Mais 218.280 t 172.020 tSojabohnen 109.140 t 86.016 t
Ertrag:Mais 3,4 t/ha 6,9 t/haSojabohnen 2,67 t/ha 2,4 t/haBenötigte Futteranbaufläche, haMais 64.200 24.930Sojabohnen 64.300 35.840Insgesamt 128.500 60.770Kotproduktion je kg Eimasse/kg 9,9 4,7
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Eiproduktion
(Provinz Ontario, Kanada)
14
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Milcherzeugung
(Mecklenburg-Vorpommern, Deutschland)
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
15
Hohe Leistungen tragen zur Ressourcenschonung bei
46325251
5605 55635833 6042
63686742
71127801
8200
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Milchleistung je Kuh und Laktation in M-V [kg]
Lode, 2003
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Milcherzeugung
(Mecklenburg-Vorpommern, Deutschland)
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
16
Leistung beeinflusst wesentlich die tierische Emission
(Umwelt- u. Klimaschutz)
46325251
5605 55635833 6042
63686742
71127801
8200
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Milchleistung je Kuh und Laktation in M-V [kg]
Lode, 2003
kg N kg CH4
Leistungsniveau und Ausschei-dungen je kg essbarem Protein
(nach Flachowsky, 2003)
4600 8200[kg Milch/Kuh+Laktation]
0,9
0,5
4600 8200[kg Milch/Kuh+Laktation]
0,6
0,2
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Milcherzeugung
(Mecklenburg-Vorpommern, Deutschland)
(nach Piatkowski et al., 2010)
17
- 4.600 l Milch/Tier- 40 dt Getreide/ha- 60 dt T Grünfutter/ha
Einfluss von Leistungs- u. Ertragsniveaus auf den
Flächenbedarf
- 8.200 l Milch/Tier- 40 dt Getreide/ha- 60 dt T Grünfutter/ha
- 8.200 l Milch/Tier- 80 dt Getreide/ha- 150 dt T Grünfutter/ha
nach Flachowsky, 2003
100 % 60 % 30 %
Hohe Leistungen – Ressorcenschonend und Voraussetzung für
neue Bodennutzungsformen (erneuerbare Energien)
46325251
5605 55635833 6042
63686742
71127801
8200
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Milchleistung je Kuh und Laktation in M-V [kg]
Lode, 2003
Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
Auswirkung der Leistungssteigerung in der Milcherzeugung
(Mecklenburg-Vorpommern, Deutschland)
18
Tierische Leistung – Ressourcenbedarf(Ackerfläche) und CO2-Austräge
250 167 125 100 83
Milchleistung (kg/Jahr)4000 6000 8000 10000 12000
n Milchkühe
Remontie-
rungsrate (%)
n Mutterkühe
420
400
380
360
340
320
300
25 30 35 40 45
- 9 26 40 46
(nach Flachowsky, 2008)
- Erzeugung von 1000 t Milch und 30 t Fleisch - Nu
tztierhaltu
ng u
nd
Nach
haltigkeit
01
1200
1000
800
600
400
CO2Äq
[kg
je E
inw
ohne
r + J
ahr]
[m2
je J
ahr]
Ackerfläche
-Eine systemische Betrachtung-
19
GLIEDERUNG
1. Nutztierhaltung und Nachhaltigkeit
2. Die zukünftigen Herausforderungen („main drivers“) der Nutztierhaltung
- Ernährungssicherung- Klimawandel – Vermeidung (THG) und Anpassung- Ressourcenschonung/Ressourceneffizienz- Gesellschaftliche Anforderungen (Verbraucher, Bürger)
3. Prioritätensetzung und Zielkonflikte zwischen Nachhaltigkeits-kriterien
4. Fazit – der Versuch einer ganzheitlichen Nachhaltigkeits-bewertung der Nutztierhaltung
20
Protein tierischer Herkunft – wichtiger Bestandteil der menschlichen Ernährung
ERN
ÄH
RU
NG
SSICH
ERU
NG
02
Ernährungsphysiologische Besonderheiten tierischer Proteine im
Vergleich zu pflanzlichen Proteinen
- Höherer Gehalt und günstigere Kombination unentbehrlicher Aminosäuren,
- Bessere Körperverfügbarkeit der diätetischen Aminosäuren und weiterer Inhaltsstoffe, wie Eisen, Kalzium oder B12-Vitamin.
Empfehlungen zur Bereitstellung von Protein tierischer Herkunft
aus ernährungs-physiologischer Sicht (DGE, 2004)
Empfehlungen zur Proteinversorgung etwa 60 g/Einwohner und Tagdes Menschen
- davon etwa 1/3 Protein tierischer etwa 20 g/Einwohner und TagHerkunft 7 kg/Einwohner und Jahr
21
Protein tierischer Herkunft – wichtiger Bestandteil der menschlichen Ernährung
ERN
ÄH
RU
NG
SSICH
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NG
02
Ernährungsphysiologische Besonderheiten tierischer Proteine im
Vergleich zu pflanzlichen Proteinen
- Höherer Gehalt und günstigere Kombination unentbehrlicher Aminosäuren,
- Bessere Körperverfügbarkeit der diätetischen Aminosäuren und weiterer Inhaltsstoffe, wie Eisen, Kalzium oder B12-Vitamin.
Empfehlungen zur Bereitstellung von Protein tierischer Herkunft
aus ernährungs-physiologischer Sicht (DGE, 2004)
Empfehlungen zur Proteinversorgung etwa 60 g/Einwohner und Tagdes Menschen
- davon etwa 1/3 Protein tierischer etwa 20 g/Einwohner und TagHerkunft 7 kg/Einwohner und Jahr
100 kg Milch 3,2 kg Protein
20 kg Fleisch 3,0 kg Protein100 Eier 0,6 kg Protein
3 kg Fisch 0,4 kg Protein 7 kg Protein
Bereitstellung von Tierprodukten pro Jahr:
22
ERN
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RU
NG
SSICH
ERU
NG
02
Globale Ernährungssituation2010
1 Mrd. Menschen sind unterernährt
Problem: Lebensmittelverteilung!
Bedarf an Lebensmitteln mit spezifischen ernährungs-physiologischen Eigenschaften
Globale Ernährungssicherung - die zukünftigen Herausforderungen
1,4 Mrd. Menschen sind über- bzw.
fehlernährt
Global: mit erzeugtem ø 25 g tierischen Protein/Einwohner + Tag z. Z. Bedarf deckende Produktion
23
ERN
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NG
SSICH
ERU
NG
01
Globale Ernährungssituation2050
Globale Ernährungssicherung - die zukünftigen Herausforderungen
Die Nachfrage nach Lebensmitteln tierischer Herkunft wird sich weltweit bis zum Jahr 2050 annähernd verdoppeln (FAO, 2006).
Bevölkerungswachstum
der Erde (in Mrd.)
1975 2000 2025
4
6
8
2050
9
FAO, 2008
Nachfrage nach Protein tieri-
scher Herkunft (zu 2009 in %)
2010 2025 2050
+ 52
+ 2
+ 822050:40 g je Pers.+Tag
FAO, 2008
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00 10,50 11,00
Abhängigkeit des Fleischverzehrs vom Einkommen
Flei
schv
erze
hr
Einkommen
China
Indien
Notwendige Steigerung durch
die Leistungshöhe der Tiere
2010 2025 2050
92%
70%
~100%
FAO, 2008
24
ERN
ÄH
RU
NG
SSICH
ERU
NG
02
Globale Ernährungssicherung - die zukünftigen Herausforderungen
Länder mit mehr als 20 % der Bevölkerung mit
Unterernährung
Ca. 70 % der Welttierbestände (Tropen/Subtropen) erzeugen
25 % des essbaren Proteins tierischer Herkunft!
Minderleistungen der Nutztiere in den Tropen und Subtropen
ERN
ÄH
RU
NG
SSICH
ERU
NG
02
Trypanosomiasis(Schlafkrankheit)
Verteilung derTsetse-Fliege
Trypanosoma
- Verbreitung der Tsetse-Fliege: 10 Mio km2 (38 Länder)
- Risiko der Infektion für 60 Mio. Rinder
- 3 Mio. Rinder/Jahr sterben an der Trypanosomiasis
1. Hohe Verluste durch Krankheits-druck und Hygieneprobleme
2. Nichtausschöpfung des gene-tischen Leistungspotentials der Tiere
- Diskontinuierliche Futterversorgung der Tiere durch hohe
Futterlagerungsverluste und drastische Abnahme des
Futterwertes während Lagerung und Fütterung
25
Bevölkerungsentwicklung bis 2050 in den unterschiedlichen Regionen der Welt
2000
0,08
2050
0,068
2000
0,72
2050
0,69
20000,3
20500,45
Erde – gesamt(in Mrd.)
2000
6
2050
9
2000
0,83
2050
1,982000
3,2
2050
5,2
20000,42
2050
0,73
Jegliche Steigerung der Produktionsintensität in den Entwicklungs- und Schwellenländern trägt zur globalen Ernährungssicherung bei!
26
GLIEDERUNG
1. Nutztierhaltung und Nachhaltigkeit
2. Die zukünftigen Herausforderungen („main drivers“) der Nutztierhaltung
- Ernährungssicherung- Klimawandel – Vermeidung (THG) und Anpassung- Ressourcenschonung/Ressourceneffizienz- Gesellschaftliche Forderungen (Verbraucher, Bürger)
3. Prioritätensetzung und Zielkonflikte zwischen Nachhaltigkeits-kriterien
4. Fazit – der Versuch einer ganzheitlichen Nachhaltigkeits-bewertung der Nutztierhaltung
27
1. Regionale Wetteränderungen (: Temperatur, Niederschlag)
Temperaturänderung
in Deutschland
+1,6 °C
+2,4 °C
Niederschlagsänderung
in Deutschland
Gerstengarbe, Werner, 2005Quelle: Stock, 2008
+100 mm
-300 mm
KLIMABEDINGTE VERÄNDERUNGEN in DEUTSCHLAND UND EUROPA
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
02
28
1. Regionale Wetteränderungen (: Temperatur, Niederschlag)
2. Saisonale Wetteränderungen
KLIMABEDINGTE VERÄNDERUNGEN in DEUTSCHLAND UND EUROPA
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
02
29Gerstengarbe, Werner, 2005
Feststellungen (T):•Stärkste Temperaturer-höhungen im Herbst und Winter
•Ausweitung der Vegetationsperiode
•Änderung des Winter- und Spätfrostregimes
30
Feststellungen (N):•Ungleichverteilungen verstärken sich
•weniger im Sommer, eher mehr im Winter
•weniger Dauer-, mehr Starkregen
Gerstengarbe, Werner, 2005
31
1. Regionale Wetteränderungen (: Temperatur, Niederschlag)
2. Saisonale Wetteränderungen3. Hitzewellen und Extremwetter!
KLIMABEDINGTE VERÄNDERUNGEN in DEUTSCHLAND UND EUROPA
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
02
Juni 2007Mai 2007
Regionale Starkregen 2007
(die andere Seite des Klimawandels)
Quelle: DWD
15,000†
7,000†
4,000†
2,000† 2,000
†
18,000†1,500
†
1,000†
Hitzewelle Europa 2003(ca. 50.000 Todesfälle)
© 2007 Geo Risks Research, Munich Re
32Thomas Loster, MünchenerRück 2003
33
1. Regionale Wetteränderungen (: Temperatur, Niederschlag)
2. Saisonale Wetteränderungen
Hitzewellen und Extremwetterereignisse
Anzahl Hageltage 1985 – 2008
(Baden-Würtenberg)
34
1. Regionale Wetteränderungen (: Temperatur, Niederschlag)
2. Saisonale Wetteränderungen3. Hitzewellen und Extremwetter!
Beobachtungen Hochrechnung
2003
2040er
2060er
Tem
pera
turv
erän
deru
ngen
im V
ergl
eich
zu
1961
-90
in C
Sommertemperaturen in Europa:Was 2003 absolut extrem war, ist in den 2040er Jahren normal und eher kühl um 2060
(Quelle: Stock, 2008)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
© 2007 NatCatSERVICE, Geo Risks Research, Munich Re
US$
bn
Ökonomische Verluste (Werte 2006) Versicherungsverluste (Werte 2006)
*
Große Wetter-Katastrophen 1950 – 2006
(Quelle: Stock, 2008)
KLIMABEDINGTE VERÄNDERUNGEN in DEUTSCHLAND UND EUROPA
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
02
35
Der Klimawandel ist Wirklichkeit!
Hier der letzte Beweis: KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
02
36
1. Die Nutztierhaltung als Treibhausgasemittierer! Mitigationsstrategien sind erforderlich
Klimawandel und Nutztierhaltung
(Döhler et al., 2010)
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
02
37
0
500
1000
1500
2000
2500
0 5 10 15 20 25 30 35DM intake [g/kg BW]
Met
hane
ene
rgy
[kJ/
kg fe
ed D
M]
Trockenmasseaufnahme und Methan-Verlust-Energie bei Rindern
(Jentsch et al., 2007)
1. Die Nutztierhaltung als Treibhausgasemittierer Mitigationsstrategien sind erforderlich
100%
100%
z.B. durch Zucht auf geringere Methanemission (z.B. SF6-Tracer-Technik)
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
02
Klimawandel und Nutztierhaltung
38
02
[g]
05
101520253035
Milchku
h
Mastri
nd
Mastsc
hwein
Mastgefl
ügel
Legeh
enne
CO2-Emission je kg erzeugtem essbaren Protein[Äquiv.]
Flachowsky et al., 2009
02468
101214
Milchku
h
Mastri
nd
Mastsc
hwein
Mastgefl
ügel
Legeh
enne
CO2-Emission je kg eingesetztem Rohstoff[kg]
Flachowsky et al., 2009
Produktion von essbarem Protein tierischer Herkunft mit verschiedenen Tierarten und Rassen
Menge erzeugtes essbares Protein je Tier und Tag
0100200300400500600700800900
1000
Milchku
h
Mastrin
d
Mastsch
wein
Mastgefl
ügel
Legeh
enne
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
Klimawandel und Nutztierhaltung
39
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
021. Die Nutztierhaltung als Treibhausgasemittierer! Mitigationsstrategien sind erforderlich
2. Die Nutztierhaltung als Betroffene! Adaptationsstrategien sind erforderlich
1. Minderleistungen der Milchkühe (10 bis > 25 %) durch Hitzestress ( Erhaltungsenergie, TS-Aufnahme u. Närstoffverwertung)
(Quelle: Stock, 2008)
2. Erhöhte Gesundheitsprobleme der Tiere ( Erkrankungshäufigkeit, neu auftretende Erkrankungen bei Vektor-übertragenden Infektionen)
3. Verminderte Erträge im Futterbau, veränderte Anbaugrenzen und Pflanzenzusammensetzung ( Produktionskosten, TS-Gehalt)
‘Bluetongue’-Vektorverteilung
C. obsoletusC. pulicaris
20082007
C. imicola
Bis 1998
2006C. Griot, IVI Mittelhäusern, CH
Klimawandel und Nutztierhaltung
40
Zucht auf (Hitze)stressresistente Tiere
Mortalität nach IP-Infektion mit A.s. 104cfu
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 12 24Tag nach Infektion [d]
kum
ulat
ive
Mor
talit
ät [%
]
RF Born RF Steelhead
(KÖLLNER et al., unpublished)
Modelltier: BORN-Forelle
„Born“
41
Verschiebung von Anbaugrenzen durch Zunahme mittlerer Temperaturen (Modellrechnungen) bis 2080
Weigel (FAL) nach Parry 2005
KLIM
AW
AN
DEL u
nd
-FOLG
EN
02
42
Ertragsverluste durch kurzzeitige Temperaturerhöhung bei Weizen und Erdnüssen
Walker Institute (Osborne and Wheeler); hppt://www.rdg.ac.uk/pel/cropsandclimate/CCG-poster.pdf
Weizen Erdnuss
KLIM
AFO
LGEN
02
43
GLIEDERUNG
1. Nutztierhaltung und Nachhaltigkeit
2. Die zukünftige Herausforderungen für die Nutztierhaltung
- Sicherung der Welternährung- Klimawandel – Vermeidung (THG) und Anpassung- Ressourcenschonung/Ressourceneffizienz- Gesellschaftliche Forderungen (Verbraucher, Bürger)
3. Prioritätensetzung und Zielkonflikte zwischen Nachhaltigkeits-kriterien
4. Fazit – der Versuch einer ganzheitlichen Nachhaltigkeits-bewertung der Nutztierhaltung
44
Flächenbedarf für Tierhaltung und Pflanzenbau
Quelle: IÖW, 2008
Gesamte landwirtschaftlich genutzte Fläche in 2006: 16,9 Mio. ha
In Deutschland im Jahr 2006 (in % der LF und Mio. ha)
02
RESSO
UR
CEN
EFFIZIENZ
45
in Abhängigkeit von der Proteinquelle (Fleisch vs. Milch) und der tierischen Leistung
02
RESSO
UR
CEN
EFFIZIENZ
Flächenbedarf zur Erzeugung von Protein tierischer Herkunft (40 g/Tag)
Verhältnis zwischen Protein aus Fleisch* und Milch in %*Verhältnis Rind:Schwein:Geflügel 15:60:25 Flachowsky et al., 2009
70:30 50:50 30:70
1.000
900
800
700
600
500
400
300
[m2/Jahr]
46
Verhältnis zwischen Protein aus Fleisch* und Milch in %*Verhältnis Rind:Schwein:Geflügel 15:60:25 Flachowsky et al., 2009
70:30 50:50 30:70
1.000
900
800
700
600
500
400
300
[m2/Jahr]
15 kg Milch/Tag
30 kg Milch/Tag
in Abhängigkeit von der Proteinquelle (Fleisch vs. Milch) und der tierischen Leistung
02
RESSO
UR
CEN
EFFIZIENZ
Flächenbedarf zur Erzeugung von Protein tierischer Herkunft (40 g/Tag)
47
GLIEDERUNG
1. Nutztierhaltung und Nachhaltigkeit
2. Die zukünftige Herausforderungen für die Nutztierhaltung
- Sicherung der Welternährung- Klimawandel – Vermeidung (THG) und Anpassung- Ressourcenschonung/Ressourceneffizienz- Gesellschaftliche Forderungen (Verbraucher, Bürger)
3. Prioritätensetzung und Zielkonflikte zwischen Nachhaltigkeits-kriterien
4. Fazit – der Versuch einer ganzheitlichen Nachhaltigkeits-bewertung der Nutztierhaltung
48
02
Nutztierhaltung – gesellschaftliche Forderungen
• zwei Generationen ohne Nahrungsmangel die Versorgung mit Lebensmitteln wird als eine Selbstverständlichkeit hingenommen
Öffentliche Akzeptanz:
• veränderte gesellschaftliche Wahrnehmung der Agrarproduktion Steaks, Schnitzel, Bratwurst „wachsen“ im Supermarkt
Gesellsch
aftliche
Ford
erun
gen
49
Kinder der 1. bis 6. Klasse zeichnen „Nutztiere“
„Tierärzte ohne Grenzen“, 2001
Hannover Nairobi
84,6 %
17,4 %
50
• zwei Generationen ohne Nahrungsmangel die Versorgung mit Lebensmitteln wird als eine Selbstverständlichkeit hingenommen
• veränderte gesellschaftliche Wahrnehmung der Agrarproduktion Steaks, Schnitzel, Bratwurst „wachsen“ im Supermarkt
• hochemotionale Auseinandersetzungen zu Problemen der Produktions- und Produktsicherheit (z. B. „BSE-Krise“, „Nitrofen-Skandal“, „Dioxin-Skandal“) sowie des Tier- und Umweltschutzes (z. B. „Legehennenhaltung“, „Tiertransporte“) prägen die Meinung
Öffentliche Akzeptanz:
Nutztierhaltung – gesellschaftliche Forderungen
02
Gesellsch
aftliche
Ford
erun
gen
51
• zwei Generationen ohne Nahrungsmangel die Versorgung mit Lebensmitteln wird als eine Selbstverständlichkeit hingenommen
• veränderte gesellschaftliche Wahrnehmung der Agrarproduktion Steaks, Schnitzel, Bratwurst „wachsen“ im Supermarkt
• hochemotionale Auseinandersetzungen zu Problemen der Produktions- und Produktsicherheit (z. B. „BSE-Krise“, „Nitrofen-Skandal“, „Dioxin-Skandal“) sowie des Tier- und Umweltschutzes (z. B. „Legehennenhaltung“, „Tiertransporte“) prägen die Meinung
• Forderung der Bevölkerung und der Verbraucher in der EU, dass Nahrungs-mittel nicht nur billig, sondern auch sicher sind und unter guten Umwelt-und Tierwohlbedingungen (grundsätzliche Ablehnung großer Tierbestände als Massentierhaltung) produziert werden.
Öffentliche Akzeptanz:
Nutztierhaltung – gesellschaftliche Forderungen
02
Gesellsch
aftliche
Ford
erun
gen
52Foto: dpa
Zeitungsüberschriften:
53
GLIEDERUNG
1. Nutztierhaltung und Nachhaltigkeit
2. Die zukünftige Herausforderungen für die Nutztierhaltung
- Sicherung der Welternährung- Klimawandel – Vermeidung (THG) und Anpassung- Ressourcenschonung/Ressourceneffizienz- Gesellschaftliche Anforderungen (Verbraucher, Bürger)
3. Prioritätensetzung und Zielkonflikte zwischen Nachhaltigkeits-kriterien
4. Fazit – der Versuch einer ganzheitlichen Nachhaltigkeits-bewertung der Nutztierhaltung
54
Die Herausforderungen („main drivers“) der Nutztierhaltung in unterschiedlichen Regionen der Welt
Klimaschutz
Ressourcen-schonung
Ernährungssicherung
GesellschaftlicheForderungen
GesellschaftlicheForderungen
Ernährungssicherung
Ressourcen-schonung Klimaschutz
Unterschiedliche Prioritätensetzung in verschiedenen Regionen der Welt! Fragen: Wie beeinflussen die unterschiedlichen Prioritäten die verschiede-
nen Nachhaltigkeitskriterien? Gibt es Zielkonflikte?
03
Zielkon
flikte
55
4.000
Nahrungskonkurrenz zum Menschen
10.000
Weltweit stehen 3,3 Mrd. ha Grasland zur Verfügung, die nur von Wiederkäuern genutzt werden können.
Zielkonflikt:Ernährungssicherung und Klimarelevanz
Milchrindhaltung
03
Zielkon
flikte
56
10.0004.000
kg N
kg CH4
Ausscheidungen je kg essbarem Protein
Flachowsky, 2003
0,78
0,18
0,67
0,19
Nahrungskonkurrenz zum Menschen
Zielkonflikt:Ernährungssicherung und Klimarelevanz
03
Zielkon
flikte
57
Zielkonflikt:Umwelt- und Klimaschutz und Tiergesundheit
kg N kg CH4
Leistungsniveau und Ausschei-dungen je kg essbarem Protein
Flachowsky, 2003
4600 8200[kg Milch/Kuh+Laktation]
0,7
0,24600 8200
[kg Milch/Kuh+Laktation]
0,6
0,2
46325251
5605 55635833
60426368
67427112
78018200
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Milchleistung je Kuh und Laktation in M-V [kg]
Lode, 2003
Milchleistung und Erkrankungs-häufigkeit (%) von Milchrindern
0
5
10
15
20
25
30
35
6.000 8.000 10.000 12.000
Klauendefekte
kg05
10152025303540
6.000 8.000 10.000 12.000
Mastitis
kg
18
25
3439
16
21
26
32
(König, 2006)
03
Zielkon
flikte
58
Zielkonflikt:Klimarelevanz und tiergerechte Haltung (Weide)
03
Zielkon
flikte
Graslandsysteme Nicht-Grasland-Systeme
Direkte Effekte - erhöhte Verluste infolge gehäufterExtremwetterereignisse
- Produktivitätsverluste (Stress) infolge Temperaturerhöhung
- veränderte Wasserverfügbarkeit
-
- Geringere Produktivitätsverluste (Stress) infolge Temperaturerhöhung
- veränderte Wasserverfügbarkeit
Indirekte Effekte - verminderte Futterqualität und –menge/Mehrkosten für Zufütterung
- Verstärktes Auftreten von Infektions-erkrankungen infolge veränderter Wirt-Pathogen-Interaktion
- Vermehrtes Auftreten von Krank-heitsepidemien und Parasitenbefall
- Erhöhte Preise für Ressourcen (z.B. Futter, Wasser, Energie) und Tier-haltung (z.B. Kühlsysteme)
Direkte und indirekte Effekte des Klimawandels auf Nutztierproduktionssysteme
59
60
GLIEDERUNG
1. Nutztierhaltung und Nachhaltigkeit
2. Die zukünftige Herausforderungen für die Nutztierhaltung
- Sicherung der Welternährung- Klimawandel – Vermeidung (THG) und Anpassung- Ressourcenschonung/Ressourceneffizienz- Gesellschaftliche Anforderungen (Verbraucher, Bürger)
3. Prioritätensetzung und Zielkonflikte der Nachhaltigkeits-kriterien
4. Fazit – der Versuch einer ganzheitlichen Nachhaltigkeits-bewertung der Nutztierhaltung
61
Kriterien für eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbetrachtung
- Wirtschaftlichkeit- Ressourceneffizienz- Produktivität- Tiergesundheit- Tierbezogene Emissionen- Landnutzung bezogene Emissionen- Ressourcenschonung- Flächenkonkurrenz- Preisunabhängigkeit- Öffentliche Akzeptanz
04
FAZIT
62
Einzeltierleistungen und Klimawandel – eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbetrachtung
63
64
Die Haltung von gesunden Nutztieren, die ein hohes genetische und physiologische Leistungspotential besitzen und entsprechend ihres Potential gefüttert werden, ist nachhaltig!
04
FAZIT
Welche Produktionsintensitäten in der Nutztierhaltung sind nachhaltig?
4.306
10.2089.331
7.113
7.497
8.589
2.600
Durchschnittliche Milchleistungen des Holstein Rindes in unterschiedlichen Regionen der Welt (2011)
Nur tiergerechte Umwelt sichert Wohlbefinden und durch Ausschöpfung des genetischen Potentials die optimale Leistung
des Organismus
Haltungs-
bedarf
Verhaltens-
bedarf
Nahrungs-
bedarf
KlimaLeistungs-physiologie
6.350 lBlut/24h
4.600 8.200
11.250 lBlut/24h
65
Die Haltung von gesunden Nutztieren, die ein hohes genetisches und physiologisches Leistungspotential besitzen und entsprechend ihres Potential gefüttert werden, ist nachhaltig!
Zielkonflikte können nur durch Prioritätensetzung gelöst werden.
Eine zukunftsfähige nachhaltige Erzeugung von Lebensmitteln tierischer Herkunft erfordert ein hohes Maß an innovativer Forschung und Entwicklung.
04
FAZIT
Welche Produktionsintensitäten in der Nutztierhaltung sind nachhaltig?
Unterschiedliche Produktionsintensitäten wirken sich unter den jeweiligen Produktionsbedingungen auch unterschiedlich auf die verschiedenen Nachhaltigkeitskriterien aus.
Optimale Management-, Fütterungs- und Haltungsbedingungen sind essentiell für die Ausschöpfung des genetischen Potentials und damit für eine nachhaltige Nutztierhaltung.
Es ist verrückt, die Dinge immer gleich zu machen und dabei auf andere Ergebnisse zu hoffen.
Albert Einstein
Wir brauchen mehr Invention und Innovation
66
Forschungsbedarf Systembeurteilung von Produktionsverfahren der Nutztierhaltung (Kriterien
zur Beurteilung der Produktionsintensität, internationaler Vergleich der Produktionssysteme bezüglich Wirtschaftlichkeit, Tierschutz und Akzeptanz).
Quantifizierung der Ökobilanzen komplexer Systeme und Ausschöpfung möglicher Reduzierungspotenziale (z.B. bedarfsgerechte Fütterung) und der Auswirkungen bestimmter Reduzierungen auf die Ökobilanz.
Entwicklung von Biomarkern zur Zucht von krankheitsresistenten und robusten Nutztieren.
Optimierung der Futterqualität (züchterische Verbesserung des Futterwertes von Kulturpflanzen, optimierte Futterkonservierung, -aufbereitung und -verwertung sowie Verbesserung von Futterbewertungssystemen).
Generierung wissenschaftlich begründeter, objektiv und reproduzierbar zu messender Parameter des Wohlbefindens landwirtschaftlichen Nutztiere.
Aufklärung des Merkmalsantagonismus zwischen Milchleistung und Fruchtbarkeit.
67
Die für den Stoffwechsel verfügbare Energie wird
entsprechend einer Hierarchie der physiologischen
Bedeutung eingesetzt (Ressource Allocation Theory)
Hierarchie des Energiestoffwechsels(Wade and Jones, 2004)
1. Essentielle Prozesse: - Zellenerhaltung
- Zirkulation
- Nervenaktivität
2. Reduzierbare Prozesse: - Bewegung
- Thermoregulation
- Wachstum
3. Entbehrliche Prozesse: - Reproduktion
- Fettspeicherung
- Laktation
- Reproduktion
Merkmalsantagonismus zwischen Milchleistung
und Fruchtbarkeit – Ein Erklärungsversuch
‚Metabole Priorisierung‘
der Milchdrüse
= Schnelle, aber zeitlich begrenzte Sicherstellung einer ausreichenden Menge an Milch mit hoher physiologischer Priorität, d. h. weitgehend unabhängig von der Versorgung der Mutter mit Nährstoffen während der Laktation
68
‚Metabole Priorisierung‘ der
Milchdrüse
1. Evolutionär begründet (Fortbestand der Art): Säugung stellt den Puffer gegenüber Schwankungen der adulten Nährstoffversorgung dar; auch bei Nahrungs-
mangel Milchversorgung zu Lasten der Körperreserven des Muttertieres; sichert Überleben der Art
69
‚Metabole Priorisierung‘ der
Milchdrüse
1. Evolutionär begründet (Fortbestand der Art): Säugung stellt den Puffer gegenüber Schwankungen der adulten Nährstoffversorgung dar; auch bei Nahrungs-
mangel Milchversorgung zu Lasten der Körperreserven des Muttertieres; sichert Überleben der Art
Die züchterische Leistungssteigerung, die maßgeblich durch die Leistung der ersten 100 Tage getragen wurde,
konnte offensichtlich in vorteilhafter Weise diese evolutionär bewährten Vorgaben nutzen!
Im Gegensatz zur 100 Tage-Leistung ist die Persistenz der Laktationskurve weniger züchterisch beeinflussbar, da
evolutionär gesehen ihr Wert für das Überleben der Nachkommen mit Aufnahme fester Nahrung sinkt.
2. Diese Vorgabe der „Natur“ ist vermutlich die Ursache für den hohen selektiven Wert des Merkmals „Milchmenge“:
Tage in der Laktation0 50 100 150 200 250 300
Laktationskurveh2 = 0,4 – 0,5
h2 = 0,1 – 0,2
Laktationsleistung
Jahr1546 20071889 1920 1990
70
1. Evolutionär begründet (Fortbestand der Art):
‚Metabole Priorisierung‘ der
Milchdrüse
Säugung stellt den Puffer gegenüber Schwankungen der adulten Nährstoffversorgung dar; auch bei Nahrungs-
mangel Milchversorgung zu Lasten der Körperreserven des Muttertieres; sichert Überleben der Art
Die züchterische Leistungssteigerung, die maßgeblich durch die Leistung der ersten 100 Tage getragen wurde,
konnte in vorteilhafter Weise diese evolutionär bewährten Vorgaben nutzen!
Im Gegensatz zur 100 Tage-Leistung ist die Persistenz der Laktationskurve weniger züchterisch beeinflussbar, da
evolutionär gesehen ihr Wert für das Überleben der Nachkommen mit Aufnahme fester Nahrung sinkt.
2. Diese Vorgabe der „Natur“ ist vermutlich die Ursache für den hohen selektiven Wert des Merkmals „Milchmenge“:
„Unfruchtbarkeit“ bei fehlender oder begrenzter Nahrungsgrundlage (negative Energiebilanz) ist ein weit
verbreitet in der Natur beobachtetes Phänomen.
Mit der steil ansteigenden Laktationsleistung werden bei initial deutlich begrenzter Futteraufnahme (Energie-
defizit) der hochleistenden Tiere Körperreserven in besonders großem Umfang mobilisiert .
3. Bei einigen hochleistenden Kühen auftretende Frucht-barkeitsprobleme sind vermutlich eine weitere „Vorgabe“:
71
2 Schlussbemerkungen:1. Forschungsförderung
72
Forschung ist keine Friedhofsmauer
Die, die drinnen sind, können sowieso nicht hinaus, und die, die draußen sind, wollen nicht hinein.
Mark Twain
Man könnte viele Beispiele für unsinnige Ausgaben nennen, aber keines ist treffender als die Errichtung einer Friedhofsmauer.
2 Schlussbemerkungen:1. Forschungsförderung
73
Forschung ist keine Friedhofsmauer
„Die, die drinnen sind, können sowieso nicht hinaus, und die, die draußen sind, wollen nicht hinein.“
Mark Twain
Man könnte viele Beispiele für unsinnige Ausgaben nennen, aber keines ist treffender als die Errichtung einer Friedhofsmauer.
2 Schlussbemerkungen:1. Forschungsförderung
74
2. Mehr Mut für die Zukunft
„… unsere Zukunft droht daran zu scheitern, dass Zivilisation und Natur aus lauter Angst vor Veränderungen und neuen Lebensumständen gegeneinander ausgespielt werden.“
Alexander Hans Gusovius:
„Natur ist nicht per se gut und der Mensch nicht einfach ein Störfaktor. … Der moderne Mensch ist selber ganz genauso Natur wie alle menschliche Natur vor ihm.“
„Zeiten großen Umbruchs bedeuten immer auch große Verunsicherung. Um nicht ins Hintertreffen zu geraten, braucht es Mut, Weitsicht und viel Freude am Improvisieren.“
Danke für die Aufmerksamkeit!
Leibniz-Institut für Nutztierbiologie FBN
Wilhelm-Stahl-Allee 218196 Dummerstorf
07
KON
TAK
T
Kontakt
Prof. Dr. Manfred Schwerin
Telefon: +49 38208 68 600Telefax: +49 38208 68 602E-Mail: [email protected]: www.fbn-dummerstorf.de