Psychoaktiver Inhaltsstoff Δ9-Tetrahydrocannabinol tritt in die Milch über

Aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten erfährt Nutzhanf derzeit eine regelrechte Renaissance. Nutzhanf-Sorten enthalten nur geringe Mengen an psychoaktiven (berauschenden) Cannabinoiden, zu denen vor allem das Δ9-Tetrahydrocannabinol (Δ9-THC) gehört. Ein Forscherteam unter Leitung des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) untersuchte nun, welche Folgen das Verfüttern von Nutzhanf-Silage an Milchkühe haben kann. Silage ist durch Vergären haltbar gemachtes Futter. Ergebnis der im Fachblatt „Nature Food“ veröffentlichten Studie: War eine vergleichsweise hohe Konzentration an Cannabinoiden in der Nutzhanf-Silage enthalten, kam es bei den Tieren zu Verhaltensänderungen und gesundheitlichen Beeinträchtigungen. So verlangsamten sich Atmung und Herzschlag. Die Kühe wurden schläfrig, bewegungsunsicher, fraßen weniger und gaben weniger Milch. „Unsere Untersuchung zeigt außerdem, dass selbst ein geringer Zusatz an Nutzhanf-Silage zur Tagesration für Milchkühe dazu führt, dass Cannabinoide, darunter auch das Δ9-THC, in der Milch nachgewiesen werden können“, sagt BfR-Futtermittelexperte Dr. Robert Pieper, einer der Studienautoren. „Die Beeinträchtigungen der Tiergesundheit sind offenbar durch die Cannabinoid-Konzentration in der Silage bedingt, die ihrerseits von vielen Faktoren abhängt.“

Die Anfänge der Studie liegen schon mehr als zehn Jahre zurück. Damals hatte es Hinweise in der EU gegeben, dass in verfüttertem Nutzhanf enthaltene Cannabinoide in die Kuhmilch übergehen können, belastbare Daten dazu lagen jedoch nicht vor. Um die Wissenslücken zu schließen, begann das BfR bereits 2016 mit entsprechenden Untersuchungen. Die nun veröffentlichte Studie erfolgte an zehn Milchkühen. Gemessen wurde der Cannabinoid-Gehalt in Milch, Blutplasma und Kot. Außerdem wurden die Körperfunktionen wie Puls und Atmung überprüft und das Verhalten der Tiere beobachtet.

Zunächst erhielten die Kühe in der Tagesration bis zu 920 Gramm Nutzhanf-Silage aus ganzen Pflanzen mit sehr niedriger Cannabinoid-Konzentration. Das hatte keine messbaren gesundheitlichen Folgen. Dann bekamen die Tiere zwischen 840 und 1680 Gramm cannabinoidreichere Nutzhanf-Silage, die aus Blättern, Blüten und Samen hergestellt worden war. Der Gehalt an psychoaktivem Δ9-THC in dieser Silage lag mit ca. 0.12 % noch immer unter dem zulässigen Höchstgehalt für Nutzhanf von 0.2 %. Daraufhin änderte sich das Verhalten der Tiere deutlich. Vom zweiten Tag an fraßen die Kühe weniger und gaben zudem weniger Milch. Die Atemfrequenz und die Herzschlagrate nahmen ab. Zudem kam es zu verstärktem Speicheln, Zungenspiel und einer Rötung der Nickhaut im Auge.

Kurz nach Beginn der Fütterung mit dem Nutzhanf waren gesundheitlich bedeutsame Mengen an Δ9-THC und anderen Cannabinoiden in der Milch nachweisbar. Bei Verzehr von Milch und Milchprodukten mit einem Δ9-THC-Gehalt in dieser Größenordnung kann beim Menschen die akute Referenzdosis (ARfD) von 0,001 Milligramm THC pro Kilogramm Körpergewicht deutlich überschritten werden. Besonders ausgeprägt wäre die Überschreitung bei Kindern. Die ARfD gibt die geschätzte maximale Aufnahmemenge an THC an, die im Verlauf eines Tages ohne erkennbares Gesundheitsrisiko aufgenommen werden kann.

Die wissenschaftliche Studie war zur Untersuchung der Frage angelegt, in welchem Umfang es bei Verfütterung von Nutzhanf grundsätzlich zu einem Übergang in die Kuhmilch kommen kann. Ein hoher Δ9-THC-Gehalt in Kuhmilch ist in Deutschland aufgrund der gesetzlichen Rahmenbedingungen nach dem derzeitigen Stand des Wissens nicht zu erwarten.

Quelle: BfR

Im Forschungsprojekt iCurS vom Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik der FH Bielefeld soll mittels intelligenter Licht- und Lüftungsanlagen das Stallklima für Tiere optimiert werden. Neben der FH sind auch ATS Elektronik GmbH, das Versuchs- und Bildungszentrum Landwirtschaft Haus Düsse und DeLaval International AB am Projekt beteiligt.

Zunächst wirken die Ställe des Versuchs- und Bildungszentrums Landwirtschaft (VBZL) Haus Düsse wie andere Viehbetriebe in der Region. Erst auf den zweiten Blick wird deutlich: Die Ställe der etwa 130 Kühe werden genutzt, um die angehenden Landwirte auszubilden und um fortschrittliche Technik praxisnah zu testen. Sprinkleranlagen, die nur dort Wasser abgeben, wo sich Kühe aufhalten, eine Kuh-Toilette aus den Niederlanden, eine multivariable Leuchte in orange und blau: Hier wird ausgebildet und praxisnah getestet, denn Haus Düsse ist Partner im Forschungsprojekt „iCurS“. Gemeinsam mit dem Institut ITES der Fachhochschule (FH) Bielefeld, ATS Elektronik GmbH und DeLaval International AB wird hier an einem intelligenten Licht- und Lüftungssystem gearbeitet. Ziel des Projekts ist, ein bedarfsorientiertes Stallklima für Mensch und Tier zu schaffen.

Fokus des Projekts iCurS: das Wohl der Tiere
„Das Besondere an iCurS: Der Fokus liegt ganz klar auf dem Wohl der Tiere. „Wir wollen ein besseres Stallklima schaffen, damit es den Tieren so gut wie möglich geht. Die Milchleistung der Tiere spielt dabei keine Rolle“, betont der stellvertretende Projektleiter Michael Bentler vom Forschungsinstitut ITES der FH Bielefeld. Damit kommt das Projekt auch einem gesellschaftlichen Wandel nach, der deutlich zu erkennen ist: Immer mehr Menschen achten beim Kauf von Milch- und Fleischprodukten auf eine artgerechte Haltung der Tiere, viele ernähren sich mittlerweile vegetarisch oder vegan.

Erster Schritt: Welche Daten sind relevant für ein gesundes Stallklima?
„Die Idee des Forschungsprojektes entstand im Laufe des vorherigen Projekts I_LED_Milchvieh‘“, weiß der wissenschaftliche Mitarbeiter Christoph Döpke. Dabei ging es um eine tiergerechte Beleuchtung in Milchviehställen. Dieser Ansatz wurde im Projekt iCurS aufgegriffen und weiterentwickelt. Zu Beginn des Projekts stand somit die Frage, welche Daten im Milchviehstall relevant sind für ein gesundes Stallklima. Es galt, diese Daten zunächst zu erfassen und in einem zweiten Schritt darauf zu reagieren.

Bisheriges Problem: Die unterschiedlichen Systeme sind nicht miteinander verknüpft
Aber welche Daten sind das genau? Neben Schadgaswerten wie Ammoniak oder Methan soll das intelligente Licht- und Lüftungssystem auch die Temperatur im Stall regulieren und Lichtanlagen steuern, indem die entsprechenden Sensoren die Umgebungsparameter aufnehmen. So kann das Stallklima vom Landwirt gesteuert werden. Bentler erklärt: „Mittlerweile gibt es viele technische Anlagen in Milchviehställen, wie zum Beispiel Kühlsysteme oder Melkroboter. Das Problem ist jedoch häufig, dass die unterschiedlichen Systeme nicht miteinander kommunizieren. Wir wollen eine intelligente Systemeinheit schaffen, die auf verschiedene Situationen im Stall reagieren kann.“ So können mithilfe des entwickelten Systems beispielsweise Ventilatoren eingeschaltet werden, wenn ein Schadgaswert wie Ammoniak zu hoch ist, um die Gase aus dem Stall zu schaffen.

Gebündelt und übersichtlich: App soll Steuerung des Systems ermöglichen
Der Clou: Das Ganze soll perspektivisch mittels einer App funktionieren, die dem oder der Landwirtin die Umgebungsparameter aufzeigt. Mithilfe der App können dann auch die Ventilatoren, Sprinkler- und Sprühnebelanlagen zur Kühlung der Tiere im Sommer und die Gewebeplanen an den Traufseiten der Ställe, die sogenannten Curtains, gesteuert werden. Diese dienen zur Seitenlüftung und können, je nach Bedarf, ganz oder nur teilweise geöffnet werden, um die Temperatur im Stall zu senken.

Klassische Konditionierung: FH ist für Lichttechnik verantwortlich
Neben den klimatischen Bedingungen ist auch die Lichtsteuerung Teil des Projekts. Dafür verantwortlich sind Michael Bentler und Christoph Döpke, deren Expertise in der Lichttechnik und Mechatronik liegt. Derzeit läuft ein Versuch zur Konditionierung von Kälbern: Mittels einer multivariablen Leuchte, die sowohl blau als auch orange leuchten kann, sollen die Tiere zu einem Gang zum Futtertrog aufgefordert werden. Durch die wiederholte Verknüpfung von Licht und Futtergabe sollen die Tiere lernen, auf das Licht in der entsprechenden Farbe zu reagieren. Später könnte der Landwirt die Kühe so beispielsweise in zwei Gruppen aufteilen, wenn sie von der Weide geholt werden.

Motivation des FH-Teams: Bezug zu Tieren und Verbindung von Theorie und Praxis
Die beiden FH-Forscher haben neben ihrem fachlichen Interesse auch ein ganz persönliches für das Projekt. „Ich bin ländlich aufgewachsen und hatte dadurch immer einen starken Bezug zu Tieren“, erklärt Bentler. „Im Studium habe ich mich dann vor allem für Lichttechnik interessiert und hier meinen Schwerpunkt gelegt. Das Projekt verknüpft nun beide Interessen miteinander. Auch für die Lehre ist das Projekt sehr wertvoll – zum Beispiel konnte ein Student im Rahmen seiner Bachelorarbeit eine spezielle Leuchte für iCurS entwickeln, die multifunktional einsetzbar ist.“ Auch Döpke lobt den Ansatz des Projekts: „Mich motiviert vor allem, dass das Forschungsprojekt dazu beiträgt, das Wohl der Tiere zu verbessern. Außerdem können wir im Projekt Theorie und Praxis miteinander verbinden.“

Aktuell befindet sich das Projektteam in den letzten Zügen der Entwicklungsphase. Viele Prototypen wie die Bluetooth-Boxen, die intelligente Leuchte, die Ventilatoren und die Curtain-Steuerung sind auf Haus Düsse bereits im Einsatz. Der nächste Schritt: Die Verknüpfung der einzelnen Systeme und die Zusammenführung in der App.

Quelle: Fachhochschule Bielefeld

„Warum verlassen Kühe die auf Weiden gehalten werden die Herde und gebären ihre Kälber abseits der Gruppe?“, fragte Dr. Matthias Link und gab gleich die Antwort: „Um sie vor den Krankheitserregern der älteren Tiere zu schützen“, bis das Kolostrum seine Wirkung entfaltet hat. Und wie zahlreich Bakterien und Viren sind, die auf ein Kalb „warten“, führte der Rinderspezialist aus Varrel in seinem Vortrag anlässlich der „Bioland und Biokreis Fleischrinder- und Mutterkuhtagung 2022“ eindrucksvoll aus.

Durchfall
In den allerersten Lebenstagen droht Kälbern Durchfall, sowohl ernährungsbedingte als auch durch Parasiten und Infektionen hervorgerufene Varianten. Ernährungsbedingter Durchfall kann z. B. seine Ursache in unerkanntem Milchmangel haben oder auch in einer Überversorgung mit Milch, wenn Kälber von hochleistenden Kühen zu viel auf einmal saugen und der Labmagen überläuft. Zu niedrige Temperatur der Milch macht (vor allem Tränkekälber) krank, wie auch die Konzentration (Wasserzusatz). Später kann auch die Weidequalität – junge Neuaussaat oder kleegrasreiche Weide – zum Problem werden.

Parasiten drohen schon nach wenigen Tagen: ab dem 3. bis 5. Lebenstag Cryptosporidien, Kokzidien in der 3. bis 8. Lebenswoche, die beide zu starkem Durchfall und schnellem Verfall führen können. Im 2. Lebensmonat sind es dann Würmer die Durchfall, Fressunlust und Abmagerung verursachen können.

Schließlich gibt es infektiöse Durchfälle, aus gelöst von E. coli (1. bis 4. Lebenstag,), Rota/Corona-Viren (4. bis 6. Lebenstag), Clostridien (2. Lebenswoche und älter) die alle zu schnellem Verfall des Kalbs führen können. Salmonellen schließlich greifen ab der 2. Lebenswoche an und verursachen oft blutige und schwere Verläufe.

Nach einer Kotprobenuntersuchung stehen folgende Maßnahmen zur Behandlung zur Verfügung:

* Tränkeplan/Flüssigkeitsersatz – 3 x Milch- und 2 x Elektrolytmahlzeit
* Tränkezusätze (Huminsäure, Tonerde, EM)
* Infusionstherapie
* Mutterblutübertragung
* Wärmezufuhr
* Antibiose
* Entwurmung, Kokzidiostatika

In einer Mutterkuhhaltung ist die Behandlung oft schwierig, da Mutterkälber häufig die zusätzliche Tränke ablehnen. Hier sind dann eher Infusionen Mittel der Wahl. Auf jeden Fall jedoch ist schnelles Handeln gefordert.

Lungenerkrankungen
Lungenkrankheiten treten bei Kälbern häufig als Gruppenerkrankung auf. Zu den Ursachen zählen: Viren (BRSV, Influenza, IBR, BVD), Bakterien (Pasteurellen, Mannheimien u. a.) sowie Lungenwürmer.

Husten, Fieber, Appetitlosigkeit und Schwäche sind die üblichen Symptome; Nasentupfer- und Kotprobe Diagnosemittel der Wahl. Bei der Behandlung stehen Kreislaufstärkung und Wärmezufuhr an erster Stelle, Antibiose, Notimpfung, Entwurmung folgen.

Nabel- und Gelenksentzündungen
Schutzinfektionen und offene Wunden sind Ursachen bei Entzündungen von Nabel und Gelenken (wobei über den Blutstrom Erreger vom Nabel auch in die Gelenke gelangen können). Trocknet der Nabel nicht schnell genug ab oder wird er vom Muttertier zu stark beleckt, ist eine Infektion oft die Folge. Nach Geburtshilfe – so der erfahrene Tierarzt – sollte man das kalb mit dem Rücken zur Mutter legen, damit sie nur diesen beleckt.

Symptomatisch sind Fieber, ein harter, geschwollener und schmerzempfindlicher Nabel. Schmerzhafte, geschwollene und heiße Gelenke. Zur Behandlung gehören Bewegungseinschränkung, Einreibungen, Antibiose und Schmerzlinderung.

Vorsorge
Die Gesundheitsvorsorge fürs Kalb beginnt bei der Mutter. Sie sollte weder zu fett noch zu mager sein und optimal mit Energie und Eiweiß versorgt. Minerale und Spurenelement (P, Na, Se, Cu, Zn) gehören ebenso dazu wie Vitamin E und Carotin. Auf der Weide fehlen Spurenelemente. Deswegen wandern Wildrinder nicht nur viel, sondern gerne auch mal in den Wald, um dort Laub zu fressen. Infektionen sollte das werdende Muttertier natürlich nicht haben und auch parasitenfrei sein.

Abkalbe-Hygiene ist auch bei Weidehaltung ein sensibles Thema. Die Kühe sollten nicht allzu verschmutzt sein und stressfrei gebären können.

In den ersten 2-6 Lebensstunden sollte jedes Kalb 2-4 Liter Kolostrum aufnehmen. Am besten von der der gesunden Mutter oder aus der Kolostrum-Reserve. Sollte überhaupt keine Kuh aus einer Mutterkuhherde melkbar sein, tut es zur Not auch Biestmilch vom nachbarlichen Milchviehbetrieb.

Bei der Weidehygiene spielen Besatzdichte, Weidepflege und Wechselweide mit Zwischennutzung die Hauptrollen. Im Stall die Einstreupflege, stabile Gruppen und ein Kälberschlupf, sowie Luftqualität, geringe Temperaturschwankungen und Vermeidung von Zugluft.

Impfungen
Die Impfprophylaxe erstreckt sich auf Mutterschutzimpfung gegen Durchfall und Schluckimpfung der neugeborenen Kälber. Gegen Rindergrippe empfiehlt sich eine Kombinationsimpfung – vor allem wenn Kälber gehandelt werden sollen. Mittelfristig sollten auch in der Mutterkuhhaltung Impfungen zum Standard werden, empfiehlt Dr. Matthias Link – auch im Dienst der Antibiotika-Minimierung.

Die Kühe und das Klima – historische Daten offenbaren Überraschendes

Zwei Wissenschaftler des Forschungsinstituts für Nutztierbiologie Dummerstorf (FBN) haben den Methanausstoß von landwirtschaftlichen Nutztieren am Ende des 19. Jahrhunderts mit heutigen Werten verglichen. Das Ergebnis überraschte: Seit 2003 sind die Methanemissionen geringer als 1892. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift „Science of The Total Environment“ veröffentlicht.

Methan ist als Treibhausgas für die Erderwärmung mitverantwortlich. Ein Großteil der Emissionen entstehen durch den Menschen, dabei entfällt ein erheblicher Anteil auf die Landwirtschaft und besonders die Nutztierhaltung. Deutschland verfolgt in seinem Klimaschutzgesetz das Ziel, bis 2045 Treibhausgasneutralität zu erreichen. Dafür müssen die Emissionen aller Bereiche bis 2030 um 65 Prozent gegenüber 1990 reduziert werden. Die Methanemissionen, die im Zuge der Verdauung durch Nutztiere entstehen, müssten bis 2030 demnach auf 853.000 Tonnen (2020: 927.000 Tonnen) gesenkt werden.

Methanemissionen von Nutztieren gestern und heute
Während wir heute die aktuellen Methanemissionen von Nutztieren recht genau kennen, wissen wir relativ wenig über Situation im 19. Jahrhundert, wo der Beginn der Erderwärmung bereits nachweisbar ist. Das haben Dr. Björn Kuhla und Dr. Gunther Viereck vom FBN zum Anlass genommen, zu schauen, ob es möglich ist, eine datenbasierte Aussage über die Methanemissionen von Nutztieren im Deutschen Kaiserreich zu treffen und sie mit heutigen Werten vergleichbar zu machen.

„Wir haben die Daten der deutschlandweiten Viehzählungen der Jahre 1872, 1883 und 1892 ausgewertet. Aus den Körpergewichten konnten wir die Futteraufnahme berechnen. In anderen Quellen fanden wir Angaben zur Fütterung und zur Fleisch- und Milchproduktion im 19. Jahrhundert. Mit diesen Informationen war die Berechnung des Methanausstoßes mit Hilfe von standardisierten Schätzgleichungen möglich. Dabei wurden auch die territorialen Veränderungen seit der Gründung des Deutschen Kaiserreichs 1871 berücksichtigt“, erläuterte Kuhla. „Dabei haben wir erstaunt festgestellt, dass die Methanemissionen aus der Verdauung von Nutztieren in Deutschland seit dem Jahre 2003 geringer sind als im Jahr 1892. Unsere Studie zeigt, dass die von der Bundesregierung angestrebten Klimaziele im Nutztierbereich in greifbarer Nähe sind.“

Die jährlichen Methanemissionen aus der Viehhaltung betrugen 1883 898.000 Tonnen und 1892 ganze 1.060.000 Tonnen. Das Emissionsziel von 853.000 Tonnen für 2030 liegt damit 207.000 Tonnen unter dem Emissionsniveau von 1892. Seit 2003 stoßen die Viehbestände in Deutschland im Vergleich zu 1892 sogar weniger Methan aus als 1892. Von 1990 bis 2021 gingen die Methanemissionen aus der Verdauung von Nutztieren um 390.000 Tonnen auf 930.000 Tonnen zurück.

Einen Grund dafür sehen die beiden Forscher in der starken Abnahme der Tierzahlen bei Rindern, Schafen und Ziegen. Obwohl die Bevölkerung auf dem heutigen Gebiet Deutschlands mit damals ca. 34 Millionen Menschen in den letzten 130 Jahren auf 84 Millionen deutlich gewachsen ist, konnte ihre Versorgung dank der höheren Leistung der Tiere und einer hohen Effizienz in der Tierhaltung mit einer geringeren Anzahl an Tieren gewährleistet werden, was mit einem Rückgang der Methanemissionen einherging.

So wurden im Jahr 1892 insgesamt 12,45 Millionen „Kühe und sonstige Rinder“, 8,93 Millionen Schafe, 2,53 Millionen Ziegen und 2,33 Millionen Pferde statistisch erfasst. In Deutschland werden derzeit 11 Millionen Rinder, 1,5 Millionen Schafe, 140.000 Ziegen und 1,3 Millionen Pferde gehalten (Quelle: bmel-statistik.de und AWA-Analyse).

Wie können die Emissionsziele in Deutschland erreicht werden?
Lösungsansätze für eine weitere erfolgreiche Senkung der Methanemissionen sehen die Forschenden am FBN vor allem in der Schweinehaltung. Zwar produzieren Schweine relativ wenig Methan, andererseits wird jedes fünfte Schwein in Deutschland nicht für die Ernährung der Bevölkerung gebraucht. Eine Reduzierung der Bestände um 20 Prozent würde 5.000 Tonnen Methan pro Jahr sparen. Hinzu kämen Einsparungen von mehreren tausend Tonnen Kohlendioxid – ebenfalls ein schädliches Treibhausgas – im Zusammenhang mit dem Import von Sojafutter. Da Soja auch für die menschliche Ernährung geeignet ist, würde ein verringerter Einsatz als Futtermittel die Konkurrenz zwischen Trog und Teller verkleinern.

Auch bei den Rindern gibt es Möglichkeiten, die Methanemissionen zu verringern. Der Selbstversorgungsgrad mit Milch beträgt in Deutschland 112 Prozent. Eine Reduzierung der Bestände würde weder die Ernährungssicherheit gefährden noch Ernährungsgewohnheiten in Frage stellen. Auch die Fütterung mit regional verfügbarer Biomasse, die für die menschliche Ernährung nicht geeignet ist, würde Emissionen durch den wegfallenden Futterimport reduzieren, ohne dabei in Nahrungskonkurrenz zum Menschen zu stehen.

Und die internationale Perspektive?
„Wir beobachten in Afrika, Asien und Südamerika einen starken Anstieg der Bevölkerungszahlen und parallel dazu der Nutztierbestände und ihrer Methanemissionen“, so Kuhla. „Gleichzeitig weisen Kühe, Schafe und Ziegen in diesen Regionen die geringste Effektivität bei der Produktion von Nahrungsmitteln auf. Durch eine Verbesserung der Effizienz ließen sich auch in diesen Regionen die Tierzahlen und die Emissionen reduzieren und die regionale Versorgung mit Nahrungsmitteln tierischer Herkunft gewährleisten.“

Originalpublikation
Science of The Total Environment B. Kuhla, G. Viereck (2022) Enteric methane emission factors, total emissions and intensities from Germany’s livestock in the late 19th century: A comparison with the today’s emission rates and intensities, Science of The Total Environment 848, 157754

Quelle: Forschungsinstitut für Nutztierbiologie (FBN)