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„LemnaProtein“ Entwicklung eines standardisierten Produktionsprozesses von Wasserlinsen als alternatives Eiweißfuttermittel aus heimischer Erzeugung : Abschlussbericht

  • Die intensive Tierhaltung im Nordwesten Deutschlands führt zu deutlichen Nährstoffüberschüssen in Form von Gülle und daraus folgend zu unerwünschten Nährstoffeinträgen in nichtagrarische Ökosysteme. Diese können beispielsweise zur Eutrophierung von Oberflächengewässern oder zur Verunreinigung des Grundwassers mit Nitrat führen. Derzeit werden für die Nutztierhaltung deutschlandweit Proteinfuttermittel, hauptsächlich in Form von Sojaextraktionsschrot, in einer Größenordnung von ca. 4,5 Mio. t pro Jahr aus Nord- und Südamerika importiert. Ziel des LemnaProtein-Projektes war die Entwicklung eines standardisierten, rezirkulierenden Kultivierungsverfahrens für Wasserlinsen, in welches die Gülledünnphase als alternative Nährstoffquelle integriert werden sollte. Dabei sollte ein Produktionsprozess zur Erzeugung qualitativ hochwertiger und standardisierter Proteinträger für die Tierernährung anhand verschiedener Umweltparameter definiert und Nährstoffkreisläufe geschlossen werden. In dem 3,5- jährigen Projekt wurden hierzu verschiedene Versuche in den Bereichen Pflanzenwissenschaften und Tierernährung durchgeführt. Zunächst erfolgte eine Identifikation geeigneter Wasserlinsenarten unter Berücksichtigung der ernährungsphysiologischen Anforderungen landwirtschaftlicher Nutztiere. Daran anschließend wurde der Einfluss verschiedener Umweltfaktoren auf die Pflanzenperformance von L. minor und W. hyalina untersucht. Der Rohproteingehalt ließ sich vor allem durch die Nährlösung und insbesondere durch ein verändertes Nitrat-Ammonium-Verhältnis beeinflussen. Die Nährlösung hatte ebenfalls einen starken Einfluss auf die Wachstumsdynamik ebenso wie die Lichtintensität. Bei den Einflussfaktoren Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und Lichtqualität konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse dienten der Entwicklung und Optimierung eines standardisierten hydroponischen Kultursystems mit einer Produktionsfläche von 25,2 m². Der Versuch zum Einsatz der Gülledünnphase hat eine mögliche Erhöhung des Rohproteingehaltes gezeigt. Es besteht aber noch weiterer Forschungs- und Optimierungsbedarf zum standardisierten Einsatz bei der Kultivierung von Wasserlinsen. In den Versuchen zur qualitätsorientierten Trocknung von Wasserlinsen konnte dargestellt werden, dass zuvor erzeugte Qualitäten durch den Trocknungsprozess erheblich beeinflusst werden können. So zeigte sich ein Einfluss der Vortrocknungsverfahren auf die Trockenmasse- und Rohproteinausbeute. Zudem bewirkten hohe Trocknungstemperaturen eine signifikante Reduktion des Gehalts an fermentlösbarem Rohprotein. Der Einsatz unterschiedlicher Wasserlinsenchargen in der Fütterung von Masthähnchen ergab signifikante Unterschiede zwischen den Fütterungsgruppen sowohl in den Parametern Tageszunahmen, Futteraufnahme und Futterverwertung als auch in den Verdauungswerten. Die 2 standardisierte ileale Verdaulichkeit des Rohproteins variierte zwischen 40,2 und 83,7 %, wobei die höchsten Verdauungskoeffizienten für das Rohprotein und die Aminosäuren bei Tieren ermittelt wurden, die mit Lemna obscura (35,5 % Rohprotein) gefüttert wurden. Die Masthähnchen dieser Fütterungsvariante zeigten bei einem Anteil von 25 % in der Ration auch die besten tierischen Leistungen. Des Weiteren konnten Differenzen der Fütterungsgruppen hinsichtlich der Phosphorverdaulichkeit festgestellt werden. Im Rahmen der laboranalytischen Untersuchung wurden für alle Wasserlinsenproben geringe Gehalte an Phytat (2,9 – 7,8 % des Gesamtphosphorgehaltes) ermittelt. Die Werte liegen damit deutlich unter den Gehalten anderer pflanzlicher Futterkomponenten und deuten an, dass Wasserlinsen eine interessante Rationskomponente in P-reduzierten Futtermischungen für Masthähnchen darstellen können. Der Einsatz von Wasserlinsen in der Fütterung landwirtschaftlicher Nutztiere kann somit zukünftig einen Beitrag für eine nachhaltige und ressourcenschonende Tierhaltung leisten. Weiterer Forschungsbedarf betrifft die Prozessoptimierung und Automatisierung, um die erforderlichen Wasserlinsenmengen kultivieren zu können, sowie die Integration der Gülledünnphase in die entwickelte Kultivierungsweise von Wasserlinsen. Zudem sind Untersuchungen mit standardisierten Produkten zur Etablierung praxisgerechter Fütterungskonzepte erforderlich.

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Metadaten
Author:Finn PetersenORCiD, Johannes DemannORCiD, Dina Restemeyer, Anne Radermacher-Bücker, Hans-Werner OlfsORCiD, Andreas UlbrichORCiD, Heiner Westendarp
Title (German):„LemnaProtein“ Entwicklung eines standardisierten Produktionsprozesses von Wasserlinsen als alternatives Eiweißfuttermittel aus heimischer Erzeugung : Abschlussbericht
URN:urn:nbn:de:bsz:959-opus-60123
Document Type:Report
Language:German
Year of Completion:2022
Release Date:2024/05/23
Page Number:X, 82
Faculties:Fakultät AuL
DDC classes:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 630 Landwirtschaft, Veterinärmedizin
Review Status:Veröffentlichte Fassung/Verlagsversion