Bedeutung des Ballastes als Nahrungsfaktor Die

dargestellt

anhand von Untersuchungenam wachsendenSchwein Von der

Eidgenössischen Technischen zur

Hochschule in Zürich

Erlangung

der Würde eines Doktors der Technischen Wissenschaften

genehmigte PROMOTIONSARBEIT vorgelegt

von

SIGMUND GOLDSTEIN, dipl. ing. agr. von

Zürich

Referent: Herr Prof. Dr. E. Crasemann Korreferent: Herr Prof. Dr. H. Lörtscher

1950

Juris-Verlag, Zürich

V. Der

Zusammenfassung

Ballast,

als welchen man die unverdauliche organische Sub¬ Nahrung bezeichnet, und dessen Hauptbestandteil in pflanzlichen Nahrungs- und Futtermitteln aus Rohfaser besteht, ist ernährungsphysiologisch nicht wertlos, sondern hauptsächlich in¬ folge seiner die Darmperistaltik anregenden Wirkung ein für die Gesundheit von Mensch und Tier und für den Erfolg der tierischen Produktion unentbehrlicher Nahrungsbestandteil. Da diese Erkennt¬ stanz

der

nis seit noch nicht allzulangerZeit durchzudringen vermochte, exi¬ stieren nur wenige, den Einfluss des Ballastes betreffende, experi¬ mentell gesicherte Daten, insbesondere solche, die den Einfluss des Ballastes auf die tierische Produktionkennzeichnen. Hauptsächlich fehlen Angaben über optimale Ballastverhältnisse, denn sowohl zu niedrige als auch zu hohe Ballastkonzentrationen beeinträchtigen die tierische Leistung. Die vorliegende Arbeit will einen Beitrag zur Abklärung des Ballastproblems leisten; sie befasst sich mit der Be¬ deutung des Ballastes bei der Ernährung des wachsenden Mast¬ schweines und wird ergänzt durch Literaturangaben über die er¬ nährungsphysiologische Bedeutung des Ballastes bei Mensch und Tier. Der Untersuchung wurde folgende Problemstellung zugrunde¬

gelegt:

Wie beeinflusst beim wachsenden Mastschwein unter möglichster aller übrigen Nahrungs- und Haltungsfaktoren und bei im übrigen optimaler Ernährung ein zunehmender Ballastgehalt des Futters den in der Aufnahme an Trockensubsanz, Ballast, ver¬ daulichem Gesamtnährstoff und Stärkeeinheiten zum Ausdruck zu bringenden Futterverzehr? Wie werden unter den vorgenannten Bedingungen die Lebend¬ gewichtszunahmen und die Futterverwertung beeinflusst? Welche

Konstanthaltung

Ballastfütterungkann, mal

angesprochen

gemessen werden?

Welches ist der Einfluso auf die

an

der

steigender Ballastaufnahmen

Durchgangsgeschwindigkeit

Verdauungstrakt,

Futterverwertung, als opti¬

der Futtermittel durch den

auf die Verdaulichkeit der in den Rationen enthaltenen Nähr¬

stoffe,

137

auf die Schlachtausbeute und die Schlachtqualitätund auf die Länge und das Fassungsvermögender einzelnen Teile des Magendarmtraktus?

Als Versuchstiere dienten 20

naheverwandte, ausgeglichene Edelschweine, die, Gruppen zu je vier Tieren eingeteilt, von einem Durchschnittsgewicht von 33,9 (32,5 35,9) kg bis 109,3 (98,7—114,1) kg gemästet wurden. Die Tiere wurden nach folgen¬ dem Plan gefüttert: in fünf

—

Gruppe

Verabreichung

eines Misch¬

futters zum freien

bestehend

Verzehr,

aus

Zuteilung in annähernd gleicher Zusammensetzung und Menge

Eiweisskonzentrat, Mineral

1

100 % Kartoffelmehl

2

90 % Kartoffelmehl

10

»

3

80 % Kartoffelmehl 20

% Sägemehl

»

70

% Kartoffelmehl

»

60 % Kartoffelmehl

»

4 5

% Sägemehl

30 % 40

Sägemehl

% Sägemehl

stoff-, Vitamin- und Grün¬

futterzulagen

Dieser Fütterungsplan ermöglichte es, die Wirkung eines stufen¬ weisen Uebergangesvon einem extrem ballastarmen (Gruppe 1) bis zu einem extrem ballastreichen Futter (Gruppe 5) zu studieren. Die wichtigsten Ergebnisse unserer Untersuchungen lassen sich wie folgt zusammenfassen: I. DIE ERGEBNISSE DES FÜTTERUNGSVERSUCHES

Nährstoffverzehr in Abhängigkeit Ballastgehalt der Trockensubstanz

1. Der Futter- und

a)

vom

Der Trockensubstanzverzehr zeigte mit zunehmen¬ dem Ballastgehalt der Trockensubstanz einen logarithmisch ver¬ laufenden Anstieg (S. 38—41).

138

b)

Der Ballastverzehr stieg proportional mit dem Ballast¬ gehalt der Trockensubstanz (S. 41—42).

c) Der in verdaulichem Gesamtnährstoff und in Stärkeeinheiten ausgedrückte Nährstoffverzehr mit steigendem Ballastgehalt der Trockensubstanz eine schwach rückläufige Tendenz, die sich als nahezu gesichert er¬ wies. Ueber einen weiten Bereich des Ballastgehaltes (8—29 % der Trockensubstanz) konnte er praktisch als nahezu gleichbleibend bewertet werden. Nur bei extrem starker Ballast-

zeigte

zufütterung (36 % der Trockensubstanz) erfuhr er eine deut¬ liche Senkung (S. 42—44). Aus diesem und aus dem Ergebnis

der Literaturauswertung ziehen wir die Schlussfolgerung,dass das Bestreben des tierischen Organismus, seinen Bedarf an verdau¬ lichen Nährstoffen zu decken, d. h. sich in einen Zustand der Nährstoffsättigung zu versetzen, für die Grösse seines Futterverzehrs entscheidend ist. Diesem Bestreben gegenüber bleibt der Einfluss der auf die blosse Füllung des Magen-Darmtraktus sich beziehenden mechanischen- bzw. Ballast¬ sättigung zunächst im Hintergrund, um als limitierender Faktor des Futterverzehrs erst dann in den Vordergrund zu tre¬ ten, wenn der Ballastgehalt des Futters ein extrem hoher wird

(S. 44—52).

2.

Lebendgewichtszuwachsund Futterverwertung in Abhängigkeit Ballastgehalt der Trockensubstanz und vom Stärkewertverzehr

vom

a) Auf Grund der vorgenommenen Auswertung dürfen wir den

Schluss ziehen, dass Zuwachsleistung und Futterverwertung unserer Versuchstiere in erster Linie als Funktion des Nährstoff-(Stärkewert)-Verzehrsaufgefasst werden müssen. Von einer unmittelbaren Beeinflussung des Lebendge¬ wichtszuwachses und der Futterverwertung durch die Ballast¬ konzentration kann erst in zweiter Linie gesprochen werden. Die Hauptwirkung des Ballastes auf die Zuwachsleistung war eine mittelbare, indem zwischen Nährstoff- bzw. Stärkewertverzehr und

Ballastgehalt

der

Futtertrockensubstanz eine entgegengesetzt

gerichtete Tendenz bestand (S. 64—67, 80).

139

b) Im Einklang mit der

Theorie betreffend die Abhängig¬ der Futterwirkung Futtermenge, liess sich die Be¬ ziehung zwischen Zuwachs und Stärkewertverzehr durch eine nahezu gesicherte logarithmische Regressionsgleichung beschrei¬ ben S. 64—67). Die auf die Zuwachsleistung und auf die Futterverwertung sich beziehenden Zusammenhänge konnten anhand einer auf breiter Basis vorgenommenen statistischen Auswertung von Versuchs¬ ergebnissen der Literatur weitgehend bestätigt werden (S. 71 bis keit der

c)

neueren von

78, 79).

Gesagten bezeichnen wir als optima¬ len Ballastgehalt einer Ration denjenigen, der bezüglich Zuwachs und Futterverwertung einen optimalen Nähr¬

d) Auf Grund des

zuvor

stoff- bzw. Stärkewertverzehr gewährleistet. Die¬ ser optimale Stärkewertverzehr dürfte sich im Durchschnitt der üblichen Schnellmast zwischen 1,5 und 1,8 Stärke¬ einheiten pro Tier und Tag bewegen S. 68 / 69,

77/78, 80). e) Der Ballastgehalt des Futters, der einen sowohl bezüglich Zu¬

Futterverwertung optimalen Nährstoff- bzw. Stärke¬ wertverzehr ermöglicht, schwankt innerhalb einer verhältnismäs¬ sig breiten Zone. Die Grenzwertedieser Zone können auf Grund unseres eigenen Versuches mit ungefähr 15 und 30 % Ballast (bezogen auf die Trockensubstanz) angegeben werden, während sich aus den statistisch verarbeitetenVersuchsdaten der Literatur Grenzwerte von annähernd 10 und 20 % berechnen Hessen. Es darf angenommen werden, dass die Variabilität des Ballastopti¬ mums in hohem Masse von der Struktur der Nahrung beeinflusst wird (S. 58—63). Eine direkte Beeinflussung von Zuwachsleistung und Futter¬ verwertung durch die Ballastkonzentration(Beeinträchtigung der Verdauungstätigkeit bei niedriger Ballastkonzentration zufolge mangelhafter Darmperistaltik,Erhöhung des für die Kauarbeit und den Transport der Nahrung durch den Verdauungstrakt nö¬ tigen Energieaufwandes bei hoher Ballastkonzentration)scheint beim Schwein bei einigermassen normaler Fütte¬ rung von eher sekundärer Bedeutung zu sein. Gestaltet sich dagegen die Fütterung in bezug auf die Ballastkonzentration wachs wie

f)

140

so muss auch beim Schwein mit einer ins Gewicht fal¬ direkten Einflussnahme des Ballastes auf Zuwachs und lenden, Futterverwertung gerechnet werden. Anhand unseres Versuches und anhand der Literatur wird gezeigt, dass ausgesprochene

extrem,

Ballastextreme den Fütterungserfolg nicht nur mittelbar, d. h. durch Beeinflussung der NährStoff aufnähme, sondern auch un¬ mittelbar, d. h. durch Beeinflussung der Verdauungstätigkeit und

g)

des Gesundheitszustandes beeinträchtigen (S. 69—70, 83—87). Es wird die Literatur über die Bedeutung des Ballastes für die

Aufrechterhaltung Tier behandelt

einer normalen

(S. 83—93).

Verdauung

bei Mensch und

IL DIE ERGEBNISSE DER DURCHGANGS- UND VERDAU¬ UNGSVERSUCHE SOWIE DER AUSSCHLACHTUNG UND DER MESSUNGEN AM MAGENDARMTRAKTUS 1. Die Durchgangsgeschwindigkeit der Futtermittel durch den Verdauungsrakt wuchs mit steigendem Ballastgehalt der Trockensubstanz, welches Ergebnis sich in Uebereinstimmung mit den Angaben der Literatur befindet (S. 94—96). 2. Die Erhöhung des Sägemehlanteils im Gesamtfutter drückte die

der organischen Substanz Extraktstoffe in geringfügigem Grade und der stickstofffreien herab. Deutlicher trat diese Verdauungsdepression bei der stick¬ stoffhaltigen Substanz und besonders auffällig bei der Rohasche hervor. Eine eindeutige Beeinflussung der Verdaulichkeit des Rohfettes und der Rohfaser durch steigende Sägemehlzusätze war nicht festzustellen (S. 97—103). Anhand der Literatur wer¬ den die Ursachen diskutiert, welche den Einfluss einer ballastbzw. rohfaserreichen Fütterung auf die Ausnützung der Nah¬ rungsbestandteileerklären lassen (S. 109—116). 3. Die Schlachtausbeute sowie die Schlachtqualität erwiesen sich als vom Ballastgehalt des Futters unabhängig

Verdauungskoeffizienten

(S. 116/117).

steigendem Ballastgehalt

des Futters erfuhr die gesamte eine zunehmende Verkürzung, welche sich haupt¬ Darmlänge sächlich am Dünndarm auswirkte (S. 124).

4. Mit

141

Das durch Füllung mit Wasser bei einem Wasserdruck von 25 cm gemessene Fassungsvermögen des gesamten Ma¬ gendarmtraktes stand in keinem Zusammenhang mit der

Ballastfütterung (S. 123/124). Infolge steigender Sägemehlaufnahmen erhöhten sich ziemlich regelmässig die prozentualen Anteile des Dickdarm- und Blinddarmvolumens am Gesamtvolumen des Magendannkanals auf Kosten des Dünndarmanteils. Der Anteil des Magenvolumens am Gesamtvolumen war vom Sägemehlanteil des Futters unab¬ hängig (S. 124/125). Eine Einflussnahme des Ballastes auf die Ausbildung der Mus¬ keldicke der

(S. 126).

Darmwände

war

nicht festzustellen

Unsere die Länge und das Volumenbetreffenden Messergebnisse werden durch die Angaben der Literatur im grossen und ganzen

bestätigt (S. 127—131).

142