Lucerne silage for high yielding dairy cows : evaluation of the nutritional value using chemical and in vivo methods

Lucerne has a high yield potential and can provide ruminants with significant amounts of energy and protein as well as having excellent structural properties. This thesis focussed on the response (dry matter intake (DMI), milk yield, milk composition and chewing activity) of high yielding dairy cows on a feeding with different combinations of forages offered as total mixed rations (TMR) with an average forage to concentrate ratio of 55:45 (dry matter (DM) basis). The forage component of the control (CON) ration was a 50:50 mixture of grass and maize silages (DM basis). The forage component of the three lucerne-based diets comprised (DM basis) either lucerne and grass silage (GL, 50:50), lucerne and maize silage (ML, 50:50) or equal proportions of grass, maize and lucerne silage (GML). A seven-phase feeding trial was conducted with a herd of 60 lactating cows. The whole herd received each diet <em>ad libitum</em> for six weeks. Diets with lucerne silage were only compared to the control diet. All diets (TMR) were formulated to contain the same utilisable crude protein at the duodenum (uCP) but differed in the energy, starch, fibre as well as physically effective NDF (peNDF) content. A digestibility study with sheep, determined a lower digestibility of lucerne silage of organic matter (OM) and energy content compared to grass and maize silage and a lower digestibility of fibre fractions (aNDFom and ADFom) compared to grass silage. DMI ranged from 20.8 kg (CON) to 22.3 kg (ML) and was increased for cows fed diets with lucerne silage (P<0.05). The lower energy density common to all the lucerne diets was only fully compensated for by higher DMI in the case of the ML diet. Despite higher feed intake the energy corrected daily milk yield (31.7 (GML) to 33.6 kg/day (CON)) was lower if cows were fed diets with lucerne silage. All lucerne diets resulted into a lower milk protein content compared to CON. The milk fat content of cows fed diet GL (highest peNDF>1.18 and lowest starch content) was higher (4.31%) compared to CON (3.92%). Chewing activity, determined with a chewing halter, and feeding behaviour using the data from the feed bins were examined with six dairy cows. The rumination and total chewing activity as well as the eating behaviour were not affected by diets. Cows fed ML showed the highest FI and longest eating time and spent 37.3% of total chewing time on eating and 62.7% on rumination and therefore spent more time in eating and less time on rumination compared to CON (p<0.05). A similar tendency (p<0.10) was observed for cows fed GL compared with CON. In conclusion, overall effect of forage type on feeding behaviour and chewing activity was small. Lucerne has the potential to improve the protein and fibre supply from domestic farmland to dairy cows if harvested at the optimal stage of maturity. Depending on harvest condition and post-harvest treatment lucerne silage is recommended as component for dairy rations. Maize silage is able to compensate for the lower energy content of lucerne silage and is thus well suited as a further ration component.

<strong>Luzernesilage für hochleistende Milchkühe - Bestimmung des Futterwertes mit Hilfe labor- und tierbasierter Methoden</strong><br /> Die Luzerne kann eine sehr ertragreiche Futterpflanze sein und einen wichtigen Beitrag zur Energie-, Protein-, sowie Strukturversorgung in der Wiederkäuerernährung leisten. In dieser Studie wurde der Einfluss unterschiedlicher Grobfutterkombinationen, die als Gesamtmischration (total mixed ration, TMR) mit einem Verhältnis von Grobfutter zu Kraftfutter von 55:45 (auf Trockenmasse (DM)-Basis) angeboten wurde, auf die Trockenmasseaufnahme (DMI), die Milchleistung und Milchzusammensetzung sowie die Kauaktivität untersucht. Die Grobfutterkomponenten der Kontrollration (CON) bestanden zu je 50% aus Gras- und Maissilage (auf DM-Basis). Die Grobfutterkomponenten der Rationen mit Luzerne setzten sich auf DM-Basis entweder aus je 50% Gras- und Luzernesilage (GL), Mais- und Luzernesilage (ML) oder zu gleichen Anteilen aus Gras-, Mais- und Luzernesilage (GML) zusammen. Es wurde ein Fütterungsversuch mit sieben Phasen und einer Herde von 60 laktierenden Kühen durchgeführt. Dabei erhielt die gesamte Herde jede Ration zur <em>ad libitum</em>-Aufnahme über einen Zeitraum von sechs Wochen. Rationen mit Luzernesilage wurden nur mit der Kontrollration verglichen. Alle Versuchsrationen waren so konzipiert, dass das nutzbare Rohprotein am Duodenum (uCP) ähnlich war, sich aber hinsichtlich ihrer Gehalte an Nettoenergie, Stärke, Faser und physikalisch effektiver Faser (peNDF) unterschieden. In einer Verdaulichkeitsstudie am Hammel wurde eine geringere Verdaulichkeit der organischen Masse und ein geringerer Gehalt an umsetzbarer Energie im Vergleich zu Gras- und Maissilage bestimmt, sowie gegenüber Grassilage auch eine geringere Verdaulichkeit der Faserfraktionen. Die mittlere tägliche DMI variierte zwischen 20,8 kg (CON) und 22,3 kg (ML) und zeigte sich bei den Kühen signifikant erhöht, die mit Luzernesilage in der Ration gefüttert wurden (p<0,05). Alle Rationen mit Luzerne wiesen eine geringere Energiedichte auf, die nur in der Kombination ML durch die höhere DMI kompensiert werden konnte. Trotz der höheren Futteraufnahme war der energiekorrigierte Milchertrag (31,7 (GML) bis 33,6 kg/Tag (CON)) niedriger, wenn Kühe mit Luzerne gefüttert wurden. Alle Luzernerationen führten im Vergleich zur CON zu einer Abnahme des Milchproteingehaltes. Der Milchfettgehalt lag bei Fütterung mit GL (höchster peNDF- und niedrigster Stärkegehalt) am höchsten (4,31%) im Vergleich zur CON (3,92%). Die Kauaktivität wurde mit einem Kauhalfter an sechs Kühen je Rationsvariante bestimmt und das Fressverhalten über die Futterwiegetröge erfasst. Das Wiederkauen und die Kauaktivität sowie das Futteraufnahmeverhalten unterschied sich auf Grund der Versuchsrationen nicht. Die Fütterung mit Mais- und Luzernesilage führte zur höchsten Futteraufnahme und längsten Fresszeit. Die Kauzeit teile sich in 37,3% Fresszeit und 62,7% Wiederkauzeit auf. Damit war im Vergleich zur Kontrolle die anteilige Fresszeit signifikant erhöht und im Gegenzug die Wiederkauzeit vermindert. Eine ähnliche Tendenz (p<0,1) wurde auch für die Fütterung mit GL bestimmt. Insgesamt ist jedoch der Einfluss der Grobfutterkombinationen auf das Fressverhalten und die Kauaktivität gering. Luzerne besitzt das Potential, die Protein- und Faserversorgung ‚vom heimischen Acker‘ für Milchkühe aufzuwerten, wenn sie im optimalen Vegetationsstadium geerntet wird. In Anhängigkeit von den Ernte- und Konservierungsbedingungen kann Luzernesilage als Rationskomponente für Milchkühe empfohlen werden. Maissilage kann den geringeren Energiegehalt der Luzerne ausgleichen und ist damit gut als weiterer Rationsbestandteil geeignet.