Gehacktes Stroh und Kaffeeschalen beeinflussen die chemische Zusammensetzung der Einstreu sowie die Leistung und den Fußballenzustand von Masthühnern

Mar 30, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 6600 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Einstreumaterial ist ein entscheidender Umweltfaktor für Hühner. Kaffeeschalen sind Abfälle aus der Industrie, die wiederverwendet werden könnten. Ziel der Studie war es, die chemische Zusammensetzung verschiedener Einstreuarten zu analysieren und deren Einfluss auf die Leistungsmerkmale von Masthühnern und das Auftreten von Fußballendermatitis (FPD) zu bewerten. In der Studie wurden Ross 308-Broiler verwendet. Die Vögel wurden in drei Gruppen eingeteilt (216 Hühner, 72 pro Gruppe). Gruppe 1 wurde auf gehäckseltem Stroh (S) gehalten. Gruppe 2 wurde auf Kaffeeschalen (CHs) gehalten, und die dritte Gruppe (PB) wurde auf Pelletbetten aus S und CHs im Verhältnis 1:1 gehalten. Der Gehalt an Trockenmasse (TM), Rohfaser (CF), Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K) und der pH-Wert der Einstreu wurden analysiert. Die Produktionsergebnisse wurden während der 42-tägigen Aufzucht untersucht. Die FPD wurde anhand einer Punkteskala bewertet. Die Gewebezusammensetzung der Schlachtkörper sowie die qualitativen physikalisch-chemischen Eigenschaften des Fleisches (pH-Wert, Farbe, Wasserhaltevermögen, Tropfverlust) und die Knochenbruchfestigkeit wurden analysiert. Stroh hatte einen höheren CF-Gehalt. Insgesamt wurde der höchste N-Gehalt in CHs festgestellt. Der P-Gehalt war in der S-Gruppe niedriger und K war in der CHs-Gruppe am höchsten, gefolgt von S und PB. Der pH-Wert der Einstreu war in der CHs-Gruppe niedriger, in der PB-Gruppe höher und in der S-Einstreu am höchsten. Der Trockenmassegehalt nahm innerhalb der Tage der Aufzucht ab. Es wurde eine signifikante Wechselwirkung zwischen der Art der Einstreu und den Aufzuchttagen auf die Zusammensetzung der Einstreu (Mist) nachgewiesen. An den Tagen 1–14 verschlechterte sich die FCR in der PB-Gruppe im Vergleich zur S-Gruppe. Das Vorkommen von FPD war in der PB-Gruppe signifikant geringer als in den anderen. In der PB-Gruppe hatten Hühner einen höheren Schlachtertrag als in der S-Gruppe und ein geringeres Gewicht und einen geringeren Leberanteil als in der CHs-Gruppe. Das Gewicht und der Anteil an Bauchfett waren in der Gruppe, die auf S gehalten wurde, höher als auf CHs. Daraus lässt sich schließen, dass Kaffeeschalen als Bestandteil von Pellets einen positiven Effekt auf die Reduzierung der FPD bei Hühnern und deren Schlachtleistung hatten und die Einstreu mit Nährstoffen anreicherten, die zusammen mit Geflügelmist ein guter Dünger für landwirtschaftliche Böden nach der Aufzucht sein könnten. Es kann empfohlen werden, pelletierte Einstreu zu verwenden.

Die Geflügelproduktion ist ein sich dynamisch entwickelnder Tierhaltungssektor, der vor vielen Herausforderungen steht. Erstens ist es entscheidend, effektive quantitative und qualitative Ergebnisse zu erzielen. Bei der Produktion von Masthühnern wird immer mehr auf deren Wohlergehen geachtet1. Im Hinblick auf das Wohlergehen ist Fußballendermatitis (FPD) ein erhebliches Problem im Produktionsmanagement2. Die Kontaktdermatitis (Pododermatitis) des Hühnerfußballens ist eine Erkrankung, die durch dynamisches Wachstum in kurzer Zeit und mangelhafte Einstreuqualität begünstigt wird3. Laut Kuter et al.4 hängt die erhöhte Inzidenz von FPD-Schweregraden auch mit anderen Faktoren wie Hitzestress zusammen. Es wirkte sich negativ auf die Wachstumsleistung der Hühner und die Qualität der Einstreu aus.

Die Einstreu schützt die Hühner während der Aufzucht vor hoher Feuchtigkeit oder niedriger Bodentemperatur und sollte in der Lage sein, giftige Verbindungen und Ausscheidungsfraktionen aufzunehmen5,6. Die chemische Zusammensetzung der Einstreu kann ihre physikalischen Eigenschaften beeinflussen, z. B. die Aufnahme und Abgabe von Feuchtigkeit. Auch der Ballaststoffgehalt ist wichtig. Die Fasern können die spezifische Absorptionsfläche der Bettwäsche regulieren. Einstreu kann auch die Zusammensetzung, das Wachstum und den Gesundheitszustand der Darmmikrobiota von Hühnern beeinflussen7. Nach einigen Wochen der Aufzucht wird die Einstreu mit Hühnermist bedeckt, der die Entwicklung von Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Viren und Parasiten) fördert, da er für sie ein guter Nährstoff ist8. Der hohe Feuchtigkeitsgehalt des Materials kann auch die Anreicherung von Ammoniak (und Stickstoff) erhöhen, was mit dem Stoffwechsel von Mikroorganismen zusammenhängt und das Wohlergehen und die Produktivität der Vögel beeinträchtigen würde9. Durch den ständigen Kontakt mit der nassen Bettwäsche werden die Fußballen beschädigt.

Anschließend wird die Epidermis des Fußballens einer Keratolyse unterzogen. Es führt zu nekrotischen Läsionen (oberflächlich und tiefer auf der Plantaroberfläche der Fußballen und Zehen), zu Geschwüren und schließlich zu FPD10. Es verringert das Wohlbefinden der Vögel und beeinträchtigt ihre Funktion, einschließlich der Bewegung und der Futter- und Wasseraufnahme11. Hühnerfüße mit FPD-Symptomen führen zu finanziellen Verlusten, geringerer Leistung und einer schlechteren Schlachtkörperqualität12,13.

Die Studie zur chemischen Zusammensetzung von Einstreu aus verschiedenen Haltungssystemen ergab, dass Einstreu mit einem hohen Anteil an Nährstoffen (wie Stickstoff, Phosphor und Kalium) besser für die Verwendung auf landwirtschaftlichen Böden als Düngemittel geeignet ist14.

Um die oben genannten Probleme zu vermeiden, sollte ein geeignetes Bettungsmaterial gewählt werden. In Polen wird häufig geschnittenes Getreidestroh (Roggen oder Weizen) oder pelletiertes Material verwendet. Eine hohe Feuchtigkeitsaufnahme zeichnet die pelletierte Einstreu aus. Es ist steril (aufgrund der Herstellung bei hohem Druck und hoher Temperatur)15. Es wurde eine positive Wirkung von pelletierter Einstreu festgestellt16. Die zitierten Autoren zeigten bessere Eigenschaften von Pellets als gehäckseltes Stroh und Papierschnitzel. Der FCR von Vögeln, die auf pelletiertem Stroh gehalten wurden, wurde verbessert und es wurde eine geringere Inzidenz von Fußballenläsionen festgestellt. In verschiedenen Ländern (z. B. Brasilien) werden verschiedene Einstreumaterialien verwendet, darunter Kaffeeschalen (CHs). Es bezieht sich auf lokale Möglichkeiten und eine hochentwickelte Kaffeeindustrie17. Kaffee ist eines der am weitesten verbreiteten Produkte. Die Produktion wächst und auch in Polen entstehen lokale Kaffeeröster. Die in den Schalen enthaltenen Verbindungen zeichnen sich durch ihre antimikrobielle und entzündungshemmende Wirkung sowie zytotoxische und schützende Eigenschaften für das Nervensystem aus. Flavonoide haben positive Auswirkungen auf wesentliche Zellfunktionen18.

CHs, kostspielige Abfälle in der Entsorgung, gefährden die Umwelt und könnten wiederverwendet werden. CHs enthalten viele Nährstoffe, darunter Elemente, die wertvolle Düngemittel für Pflanzenkulturen nach der Hühneraufzucht (mit Mist) sein können19,20. Die rationelle Bewirtschaftung von Abfällen aus der Kaffeeproduktion und anderen Agrar- und Lebensmittelindustrien, einschließlich Geflügelmist, ermöglicht Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung. Der Versuch, unterschiedliche Abfallarten zu nutzen, hängt von deren Stabilität, Produktionsmenge und Umweltauswirkungen ab. Die Literatur weist auf weniger Einsatzmöglichkeiten von CHs als Futtermittelzusatz hin. Es besteht auch die Möglichkeit, Abfälle als Einstreu oder in der Energiewirtschaft (Methanproduktion) zu nutzen21,22,23,24,25.

Die Kaffeeverarbeitung gilt als Wachstumsbranche. Darüber hinaus sind detaillierte Untersuchungen erforderlich, die sich auf Produzenten, Wirtschaft, Menschen und Umwelt auswirken26. Die Literatur zur Verwendung von CHs als Einstreu- oder Pelletkomponente ist begrenzt. Die getestete Hypothese lautet daher wie folgt: Verschiedene Arten von Einstreumaterialien, darunter gehäckseltes Weizenstroh und Kaffeeschalen, beeinflussen die chemische Zusammensetzung der Einstreu während der Aufzucht von Masthühnern, ihre Leistungsmerkmale und das Auftreten von Fußballenläsionen.

Ziel der Studie war es, die chemische Zusammensetzung des Einstreumaterials, einschließlich gehäckseltem Weizenstroh, Rohkaffeeschalen und einer Mischung beider Materialien (50:50) in Form von Pellets, zu analysieren und zu vergleichen sowie die Leistungsmerkmale zu bewerten. Fleischqualität und FPD bei Masthühnern.

Das Experiment folgte den geltenden Vorschriften zum Schutz von Tieren, die für wissenschaftliche oder pädagogische Zwecke verwendet werden. Die Studie und die Methoden wurden nach Einholung der Stellungnahme des Tierschutzteams der Abteilung und der Genehmigung der Versuchseinheit der Wissenschaftlich-Technischen Universität Bydgoszcz (Nr. 2/2022) durchgeführt. Die Ethikkommission der Universität für Wissenschaft und Technologie Bydgoszcz genehmigte die in dieser Studie vorgestellten Versuchsprotokolle.

In der Studie wurden eintägige Ross 308-Masthühner verwendet. Die Aufzucht dauerte 42 Tage. Die Vögel wurden in 3 gleich große Gruppen eingeteilt. Jede Gruppe wurde in 6 Ställen mit 12 Vögeln gehalten (216 Hühner; 72 pro Gruppe). Die Viehdichte betrug max. 33 kg/1 m2. Jeder Stall war 1,4 m2 groß (1 m2 – nutzbare Fläche; 0,4 m2 für Geräte vorgesehen). Die Randomisierung der Anordnung der Buchten wurde beibehalten. Die erste Gruppe lag auf gehäckselter Weizenstroheinstreu (S) mit ca. 5–7 cm Einstreutiefe. Die zweite Gruppe bestand aus rohen Kaffeeschalen (CHs) mit einer Einstreutiefe von ca. 5 cm. Die dritte Gruppe erhielt pelletierte Einstreu (PB). Die Tiefe der Pelletbettung betrug etwa 1 cm. In jedem Stall wurden 5 kg Pellets verwendet. Das Pellet bestand zu 50 % aus gehäckseltem Weizenstroh und zu 50 % aus CHs. Die CHs stammten von einer örtlichen Kaffeerösterei (Woiwodschaft Kujawien-Pommern, Polen). Es handelte sich um Postproduktionsabfall. Die Pelletherstellung erfolgte gemäß dem zum Patent angemeldeten Verfahren Nr. S.44383. Es wurde der Granulator RTH-150 (Pelleto, Poznań, Polen) verwendet.

Die Hühner wurden in einem Gebäude gehalten, in dem die Temperatur am ersten Tag 30 °C betrug und in der letzten Aufzuchtwoche auf 20 °C gesenkt wurde. Den Hühnern wurde 4 Wochen lang eine zusätzliche Wärmequelle mit einer um > 2 °C höheren Temperatur als im Gebäude zur Verfügung gestellt. Die Luftfeuchtigkeit betrug ca. –60 %. Das Gebäude wurde 24 Stunden vor der Aufzucht vorbereitet (Heizung, Einstreu). Das Beleuchtungsprogramm umfasste 18 Stunden Licht und 6 Stunden Dunkelheit. In den ersten und letzten 3 Tagen der Aufzucht wurde die Beleuchtungszeit auf 23 Stunden erhöht. Die Hühner hatten Zugang zu frischem Wasser und Futter (ad libitum). In jedem Gehege befanden sich eine glockenförmige Tränke und ein Futterspender an den Wänden des Geheges. Das Futter wurde von einem Futtermittelunternehmen gekauft. Das Futter war gemäß den Ernährungsstandards für Broilerhühner27 ausgewogen. Es wurden drei Fütterungsphasen berücksichtigt: Starterfutter vom 1. bis 14. Tag, Züchterfutter vom 15. bis 35. Tag und Endfutter vom 36. bis 42. Tag der Aufzucht. Die Fütterung basierte auf kommerziellen Futtermitteln, sodass die Standards den Empfehlungen des Unternehmens entsprachen.

Während der Aufzucht wurden Einstreuproben in sterilen Netzbeuteln gesammelt. Material aus der Mitte des Geheges, in der Nähe seiner Wand und dem Futter- und Tränkeraum wurde in einem Beutel gesammelt (2 Beutel pro Gehege). Das Einstreumaterial wurde an den Tagen 1 (frisch), 14, 35 und 42 (Futterwechsel und Schlachtung) gesammelt. Frisch entnommene Proben wurden bis zum Beginn der Laboranalyse eingefroren. Die Analysen wurden nach den Methoden der Polnischen Standards des Polnischen Komitees für Normung (https://www.pkn.pl/) durchgeführt. Der Trockenmassegehalt wurde nach der Methode PN-ISO 6496:2002 (gravimetrische Methode und Vortrocknung des Materials) bestimmt. Der Mittelwert des Vortrocknungsfaktors betrug 1 (1. Tag, frische Einstreu), 0,710 (14. Tag), 0,341 (35. Tag) und 0,440 (42. Tag). Anhand dieses Faktors wurde der Trockenmassegehalt berechnet. Der Rohfasergehalt wurde mit der gravimetrischen Methode PN-ISO 6965:2002 bestimmt. Der Stickstoffgehalt im Einstreumaterial wurde mit der Kjeldahl-Methode (PN-EN ISO 6492:2005) analysiert. Phosphor wurde durch die photometrische Methode (Verordnung (EG) Nr. 152/2009 der Kommission vom 27. Januar 2009, Anhang IIIP) und Kalium durch spektrophotometrische Atomabsorption (ASA, PN-EN ISO 6869:2002) bestimmt. Der pH-Wert im Einstreumaterial wurde mittels Potentiometrie gemessen. Für jedes Merkmal wurden innerhalb der Gruppe 12 Wiederholungen durchgeführt (6 Buchten mit 2 Wiederholungen).

Die Hühner wurden am ersten Tag der Aufzucht und dann am Tag des Futterwechsels (14. und 35. Tag) gewogen. Das letzte Wiegen der Vögel erfolgte vor der Schlachtung am 42. Tag. Basierend auf dem Körpergewicht (BW) wurde die Körpergewichtszunahme ((BWG=endgültiges \; Körpergewicht; Anfangsgewicht; Körpergewicht (g))) berechnet. Die Wachstumsrate (%) wurde anhand der Formel berechnet: \(GR= \frac{(endgültiges \; Körper \; Gewicht \left(g\right) - anfängliches \; Körper \; Gewicht (g))}{0,5 (Anfangs-\;Körper-\;Gewicht (g) + End-\;Körper-\;Gewicht (g))}\times 100\).

Die tägliche Futteraufnahme (FI) wurde durch Wiegen des Futters und der Reste überwacht. Basierend auf den Daten beträgt die durchschnittliche tägliche Gewichtszunahme \((ADBWG=\frac{BWG (g)}{Tage})\, die durchschnittliche tägliche Futteraufnahme \((ADFI= \frac{FI (g)}{Tage }\)) sowie das Futterverwertungsverhältnis pro kg Körpergewichtszunahme \((FCR= \frac{FI \left(kg\right)}{BWG \left(kg\right)})\) berechnet . Während der Aufzucht wurden Todesfälle erfasst und die Lebensfähigkeit der Vögel in Gruppen berechnet (%). Es wurden Produktionseffizienzindikatoren berechnet, darunter der Europäische Produktionseffizienzfaktor (\(EPEF=\frac{Lebensfähigkeit \left(\%\right)\times BW(kg)}{age(days)\times FCR(\frac{kg \; Futter}{kg \; Zuwachs})}\times 100)\) und Europäischer Broiler-Index \(\left( {EBI = \frac{{Lebensfähigkeit\left( \% \right) \times ADG\left( {\frac {{\frac{{\text{g}}}{Küken}}}{Tag}} \right)}}{{FCR\left( {\frac{{{\text{kg}}\;Futter}} {{{\text{kg}}\;Gewinn}}} \right) \times 10}}} \right)\). Die Methoden und Berechnungen wurden gemäß den Beschreibungen von Biesek et al.28 durchgeführt.

Nach der Aufzucht wurde der Zustand der Fußballen der Hühner beurteilt. Die Methode basierte auf dem Welfare Quality Project (basierend auf Fotografien von Welfare Quality, 2009, Butterworth, A. von der University of Bristol, North Somerset, UK), beschrieben von Rushen et al.29. Die Bewertungsskala reichte von 0 bis 4. Eine Bewertung von 0 bedeutete keine sichtbaren Hautveränderungen und eine Bewertung von 1 und 2 bedeutete minimale Hautveränderungen (Hyperpigmentierung, leichte Keratolyse des Fußballens, wobei auf einer Skala von 1 genau richtig war). Ein Wert von 3 und 4 bedeutete eine schwere Pododermatitis (Erosionen, Geschwüre, keratolytische Veränderungen, Verfärbungen, wobei sich auf einer Skala von 4 die Veränderungen auf dem Fußballen und den Zehen überlappen). Eine Person führte eine Beurteilung durch, um die erzielten Ergebnisse zu standardisieren.

Am 42. Tag wurden die Hühner gewogen und aus jedem Stall wurden zwei Hühner ausgewählt, deren Körpergewicht dem Durchschnitt innerhalb des Stalls entsprach. Vor der Schlachtung hatten die Vögel nur begrenzten Zugang zu Futter (8-stündiges Fasten). Die Schlachtung wurde durchgeführt. Die Kadaver wurden in Wasser bei 65 °C (10 s) gebrüht. Die Federn wurden mit einem automatischen Rupfer entfernt. Den Füßen wurde das Sprunggelenk abgeschnitten und die Kadaver ausgeweidet. Herz, Leber und Muskelmagen wurden zur weiteren Analyse getrennt. Zur Kühlung wurden die Schlachtkörper für 24 Stunden bei 4 °C in einen Kühlschrank gestellt.

Kadaver und Innereien wurden gewogen (Radwag, Radom, Polen). Die Präparation erfolgte nach der Methode von Ziołecki und Doruchowski30. Der Hals (ohne Haut), der Brustmuskel (M. pectoralis Major und Minor), die Beinmuskulatur (Trommelstock und Oberschenkel), die Haut mit Unterhautfett (mit Halshaut), das Bauchfett, die Flügel mit Haut und die Kadaverreste (Rumpf u Beinknochen) wurden geschnitten. Alle Elemente wurden gewichtet. Der Schlachtertrag wurde berechnet \(\left( {Schlacht\;Ertrag\left( \% \right) = \frac{{Schlachtkörper\;Gewicht\;\left( {\text{g}} \right)\;oder\ ;Elemente\;\left( {\text{g}} \right)}}{{Lebend\;Körper\;Gewicht\left( {\text{g}} \right)\;oder\;Kadaver\;Gewicht \;\left( {\text{g}} \right)\;}} \times 100\% } \right)\).

Der pH-Wert des Muskelgewebes (im Brustmuskel) wurde nach 24 Stunden mit einem pH-Meter mit einer Dolchelektrode (Elmetron, Zabrze, Polen) gemessen. Zur Analyse der physikalisch-chemischen Eigenschaften wurden Brustmuskeln (Pectoralis großer und kleiner Brustmuskel) und Beinmuskeln (dick und unterschenkelförmig, ohne Knochen) herangezogen. Zu Forschungszwecken wurden auch die Knochen des rechten Beins (Tibia und Femur) gesammelt. Die Farbe der rechten Brust- und Beinmuskulatur (außen) wurde nach der CIE Lab-Methode31 gemessen. Es wurden die Werte L*-Helligkeit, a*-Rotheit und b*-Gelbheit bestimmt. Die rechten Brustmuskeln wurden gewogen und in Netzbeutel gelegt, außerdem wurden Tropfverlustmessungen durchgeführt32. Der prozentuale Wasserverlust wurde berechnet. Die linken Muskeln wurden in einem Fleischwolf (Hendi, Poznań, Polen) zur Analyse der Wasserhaltekapazität (WHC) nach der Methode von Grau und Hamm33 zerkleinert.

Die Beinknochen wurden gewogen (rechts) und die Bruchfestigkeit wurde mit einem Instron 3345 (Instron, Buckinghamshire, UK) mit Bluehill 3-Software gemessen. Es wurde die maximale Kraft gemessen, die erforderlich war, um den Schienbein-/Femurknochen zu brechen (N). Es wurden eine Instron-Biegevorrichtung mit einem 10-mm-Amboss und einer Geschwindigkeit von 250 mm/min verwendet. Die relative Knochenbruchfestigkeit (N/g) wurde berechnet. Jedes Merkmal wurde in 12 Wiederholungen pro Gruppe analysiert.

Die erhaltenen Daten wurden im Programm Statistica 13.3 verarbeitet. (TIBCO, Statsoft, Krakau, Polen). Für jedes Merkmal der abhängigen Variablen wurde der Mittelwert in der Gruppe (S, CHs, PB) berechnet. Der Standardfehler des Mittelwerts (SEM) wurde berechnet. Im ersten Schritt wurden die Datenverteilung (Kolmogorov-Smirnov-Test) und die Probenhomogenität (Levene-Test) überprüft. Statistisch signifikante Unterschiede wurden mithilfe einer einseitigen Varianzanalyse überprüft. Es wurde ein Post-hoc-Test (Tukey) durchgeführt. Drei Gruppen wurden miteinander verglichen. Für die Produktionsergebnisse wurden sechs Wiederholungen und für die Einstreueigenschaften und die Fleischqualität zwölf Wiederholungen verwendet. Die Fußballenbewertung jedes Vogels wurde als Prozentsatz pro Gehege berechnet, sodass die 6 Wiederholungen pro Gruppe verwendet wurden. Die Signifikanz der Unterschiede zwischen den Gruppen wurde bei einem P-Wert < 0,05 angenommen. Für die chemische Zusammensetzung und den pH-Wert des Einstreumaterials wurde eine Interaktionsanalyse (zweiseitiges Varianzanalyseverfahren) durchgeführt (Einstreumaterial × Aufzuchttag, 3 Einstreumaterialien × 4 Aufzuchttage: 12 Gruppen).

Das Experiment wurde gemäß den geltenden Vorschriften zur Verwendung von Tieren in der Wissenschaft (Richtlinie Nr. 2010/63/EU, ARRIVE-Richtlinien) durchgeführt. Die Studie und die Methoden wurden nach Einholung der Stellungnahme des Tierschutzteams der Abteilung und der Genehmigung der Versuchseinheit der Wissenschaftlich-Technischen Universität Bydgoszcz (Nr. 2/2022) durchgeführt.

Tabelle 1 zeigt Daten zur chemischen Zusammensetzung und zum pH-Wert von Einstreu aus gehäckseltem Weizenstroh, rohen Kaffeeschalen und Pellets aus beiden Materialien im Verhältnis 50:50, abhängig vom Aufzuchttag. Der Rohfasergehalt (CF) war je nach Art der Einstreu deutlich unterschiedlich, in absteigender Reihenfolge: S > PB > CHs. Kaffeeschalen hatten einen deutlich höheren Stickstoffgehalt (N) als die anderen Gruppen. Gruppe S wies den niedrigsten N-Gehalt auf, auch im Vergleich zur Gruppe PB. Andererseits war der Phosphorgehalt (P) in der Gruppe S deutlich niedriger als in den Gruppen CHs und PB. Der Kaliumgehalt (K) unterschied sich deutlich zwischen allen Gruppen, in der Reihenfolge PB < S < CHs. Im Vergleich zu den anderen Gruppen zeichnete sich die Stroheinstreu (S) durch den höchsten pH-Wert (nahe alkalisch) aus. Die CHs-Gruppe hatte den niedrigsten pH-Wert als die S- und PB-Gruppen (P < 0,001).

Bei der Analyse der Einstreueigenschaften bezüglich der Aufzuchttage wurde am ersten Tag ein signifikant höherer Trockenmassegehalt (TM) festgestellt, der in den nächsten Tagen abnahm (P < 0,001). Andere Merkmale unterschieden sich stark signifikant (P < 0,001). Der CF-Gehalt nahm mit den Aufzuchttagen 1 > 14 > 35 > 42 sukzessive ab. Im Gegenzug nahm der Gehalt an N, P und K zu (Tag 1 < 14 < 35 < 42). Am 35. Tag der Aufzucht war der pH-Wert deutlich niedriger als an den anderen Tagen.

Unter Berücksichtigung des Einflusses beider Faktoren, also Liege- und Aufzuchttage, wurden signifikante Unterschiede (Interaktion) zwischen den Gruppen festgestellt (P < 0,001). Der höchste DM-Gehalt wurde in allen Gruppen am 1. Aufzuchttag und der niedrigste in der PB-Gruppe am 35. Tag festgestellt. Allerdings war der DM unter Berücksichtigung der Interaktion in allen Gruppen am 35. und 42. Tag am niedrigsten (P < 0,001). Der CF-Gehalt in der Gruppe, die am ersten Tag auf gehäckseltem Weizenstroh (S) gehalten wurde, war signifikant am höchsten und am niedrigsten in der Gruppe CHs am Tag 14, in den Gruppen S und CHs am Tag 35 und in allen Gruppen (S, CHs, PB). ) am Tag 42. Bei der Analyse des N-Gehalts wurde der höchste Gehalt in der CHs-Gruppe an den Tagen 35 und 42 festgestellt und der niedrigste in den Gruppen PB am Tag 1 und S am Tag 14. Der P-Gehalt war am höchsten in der CHs-Gruppe Tag 42, quantitativ ähnlich in den Gruppen S und PB am Tag 42 und am niedrigsten in den Gruppen S und CHs am Tag 1. Der höchste K-Gehalt war wiederum in den Gruppen CHs (Tag 42), S (Tag 35) und CHs zu verzeichnen (Tag 14) und PB und S (Tag 42) nacheinander. Der signifikant niedrigste P-Gehalt wurde in Gruppe PB am 1. Tag gemessen. Beim Vergleich der signifikant höchsten und niedrigsten pH-Werte wurden diese Unterschiede zwischen Gruppe S am 42. Tag (7,11) und CHs am 35. Tag (5,40) festgestellt.

Bei der Analyse der Produktionsergebnisse von Masthühnern wurde in der Gruppe PB ein statistisch signifikant höherer FCR in der ersten Fütterungsphase (Tage 1–14) festgestellt als in der Gruppe S (P = 0,027). In anderen Merkmalen wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Die Hühner zeigten eine ausgewogene Wachstumsleistung (Tabelle 2).

Es wurden signifikante Veränderungen im Zustand der Fußsohlen von Masthühnern in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Einstreu festgestellt (Tabelle 3). In der Gruppe der auf PB gehaltenen Hühner wurde nachgewiesen, dass 52,40 % keine Hautläsionen an den Fußballen aufwiesen. Andererseits hatten deutlich weniger Vögel in der CHs-Gruppe einen Wert von 0 (18,33 %), und in der S-Gruppe wurde ein noch niedrigerer Parameter angezeigt (5,68 %). Die Unterschiede waren statistisch signifikant (P = 0,005). In der Gruppe der Hühner, die auf Stroheinstreu gehalten wurden (S), wurde der höchste Prozentsatz (45,08 % der Gruppe) an Vögeln mit Hautläsionen an den Fußballen, bewertet auf einer Skala von 2, im Vergleich zur Gruppe PB, in der der Prozentsatz von Vögel mit einem Wert von 2 betrugen 5,32 % (P = 0,005). In den übrigen Punkten konnte die positive Wirkung von Pellets quantitativ nachgewiesen werden. Im Vergleich zu den anderen Gruppen gab es in der Gruppe PB keine Veränderungen auf der 3- und 4-Punkte-Ebene.

Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse bezüglich der Gewebezusammensetzung des Broiler-Hühnerschlachtkörpers und der Schlachtausbeute. In Gruppe PB wurde eine deutlich höhere Schlachtleistung (Schlachtkörper und Schlachtkörper mit Innereien) als in Gruppe S (P = 0,015 bzw. 0,021) nachgewiesen. Gleichzeitig waren das Gewicht und die Schlachtkörper vor der Schlachtung in allen Gruppen ähnlich (P > 0,05). In der CHs-Gruppe wurden ein höheres Lebergewicht und ein höherer Prozentsatz im Schlachtkörper gefunden als in der PB-Gruppe (P = 0,041). Das Bauchfettgewicht und sein Anteil am Schlachtkörper waren in der Gruppe, die auf gehäckseltem Weizenstroh (S) gehalten wurde, signifikant höher als in der Gruppe, die auf Kaffeeschalen (CHs) gehalten wurde (P = 0,019 bzw. 0,010). Es wurden keine signifikanten Unterschiede in anderen Schlachtkörpermerkmalen festgestellt (P > 0,05).

Bei der Analyse der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Brust- und Beinmuskulatur (Tabelle 5) wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen festgestellt. Auch die Bruchfestigkeit der Tibia- und Femurknochen war in allen Gruppen ähnlich (P > 0,05).

Unsere Untersuchungen zeigten den Einfluss der Art des Einstreumaterials und der Aufzuchtdauer auf die chemische Zusammensetzung der Einstreu. Die Eigenschaften der pelletierten Einstreu lagen im Mittelbereich zwischen gehacktem Weizenstroh und Kaffeeschalen, da das Pellet aus beiden Materialien bestand. Eine Studie von Potapov et al.34 befasste sich mit der Reduzierung der Feuchtigkeit aus Geflügelabfällen, also gebrauchter Einstreu. Die Autoren stellten fest, dass die Luftfeuchtigkeit der verschiedenen Einstreu unterschiedlich war. Die chemische Zusammensetzung der Einstreu hing auch von der Hühnerart und dem Haltungssystem ab. Omeira et al.14 zeigten, dass die Einstreu im Intensivsystem im Vergleich zum Freilandsystem durch einen höheren N- und P-Gehalt und einen niedrigeren K-Gehalt gekennzeichnet war. Gülle mit hohem Elementgehalt wäre eine vorteilhafte Lösung für den Einsatz in landwirtschaftlichen Böden. Auch die Verwendung von rohem CH zeigte am Ende der Aufzuchtperiode einen deutlich höheren Gehalt an N, P und K.

Souza et al.35 untersuchten die Qualität von Sägemehl und Kaffeeschaleneinstreu mit verschiedenen chemischen Zusätzen (Superphosphat, Gips, Kalk). Ähnlich wie bei unserer Untersuchung enthielten Kaffeeschalen einen höheren Anteil an N. Daher ist das vorgeschlagene Einstreumaterial als Dünger nach der Aufzucht vorteilhaft. Es sollte jedoch erwähnt werden, dass sich der N-Gehalt mit der Lagerung der Einstreu ändert36. In unserer Untersuchung nahm der N-Gehalt in der gehäckselten Weizenstroheinstreu bis zum 14. Tag der Aufzucht ab und stieg dann an. Dies kann darauf hindeuten, dass die frische Einstreu N verloren hat und ihr Gehalt aufgrund der Vermischung der Einstreu mit Mist und Futter- oder Federresten zugenommen hat36.

Der alkalische pH-Wert der getesteten Einstreumaterialien zeigte ihr Potenzial für den Einsatz als Düngemittel37. Die Autoren untersuchten die Möglichkeit, Pflanzenkohle als Zusatz zur Kompostierung von Geflügelmist zu verwenden. Der Mist wurde mit Pflanzenkohle, CHs und Sägemehl vermischt. Die Autoren zeigten einen viel niedrigeren pH-Wert des Roh-CH (4,81) als in unserer Studie (5,58). Dies kann mit der Lagerung oder der verarbeiteten Kaffeesorte zusammenhängen. Es wurde auch festgestellt, dass CHs aufgrund des Vorhandenseins leicht löslicher Kohlenhydrate dazu führen, dass Gülle schneller abgebaut wird. Unsere Forschung zeigte auch einen geringeren Ballaststoffgehalt in CHs, in denen lösliche Kohlenhydrate enthalten sind. Dias et al.37 fanden heraus, dass CHs in Einstreu/Mist die mikrobielle Aktivität des Materials unterstützen können. Es ist bei der Kompostierung unerlässlich. Dalolio et al.38 berichteten in einer Literaturrecherche, dass die Möglichkeit der Verwendung von Kaffeeschalen-Geflügeleinstreu als Energiequelle analysiert wurde. Die Studie zur Optimierung des Mischungsverhältnisses von Substraten für die nasse Alaninvergärung ausgewählter organischer Abfallströme für Produktionsbiogasanlagen zeigte, dass sich die Erhöhung der CH-Konzentration in der Hühnereinstreu positiv auf die Nährstoffe des Fermenters auswirkte. Das C/N-Verhältnis (Kohlenstoff zu Stickstoff) und die Ligninkonzentration wurden verbessert. Es kann die Verdaulichkeit des Substrats beeinträchtigen39. Die in unserer Forschung festgestellten signifikanten Veränderungen der Einstreu-TM innerhalb der Tage der Aufzucht könnten vom ausgeschiedenen Hühnermist und der Wassermenge abhängen40.

In unserer Studie war der FCR in Gruppe PB in der ersten Aufzuchtphase (Tage 1–14) höher als in Gruppe S. Die FCR- und FI-Parameter können mit der Aufrechterhaltung einer konstanten Körpertemperatur zusammenhängen41. Kheravii et al.16 verglichen die Wirkung verschiedener Einstreu (Reishülsen, Holzspäne, Pellets, Stroh, gehäckseltes Stroh und Papierschnitzel) auf die Wachstumsleistung von Broilern. Die Autoren stellten fest, dass nur in der ersten Aufzuchtperiode (1–10 Tage) der FCR beeinträchtigt war, was mit unseren Ergebnissen übereinstimmt. Dies könnte auf die Einstreubedingungen und den Verzehr durch die Hühner in der frühen Aufzuchtphase zurückzuführen sein. Nach 2 Wochen wurde die Einstreu immer schmutziger und kompakter. Stroh bildete in den ersten Tagen eine zusammenhängende Bodenschicht und beeinflusste das Wohlbefinden der Vögel (Bodentemperatur). Die Pelletstruktur kann es den Vögeln erschweren, die Anfangstemperatur aufrechtzuerhalten. Um die Körpertemperatur konstant zu halten, hätte der Futterverbrauch erhöht werden können. Es kann auch mit der Einstreutiefe zusammenhängen. Eine Bestätigung hierzu konnte in der Literatur allerdings noch nicht gefunden werden.

Bilgili et al.12 untersuchten die Wirkung verschiedener Einstreu (Kiefernspäne, Kiefernrinde, Kiefernspäne, Mörtelsand, gemahlene Hartholzpaletten, gehäckseltes Stroh, gemahlener Türfüller und Baumwoll-Entkörnungsmüll) auf das Vorhandensein von FPD. Es wurde ein Zusammenhang zwischen der Trockenmasse der Einstreu und dem Zustand der Hühnerfüße festgestellt. Nasse Einstreu ist einer der Hauptfaktoren für FPD bei Hühnern13. Die Autoren wiesen auf die Folgen hinsichtlich der Bildung von Sprunggelenks- und Brustverbrennungen und der Verringerung des Vogelschutzes oder einer sogar weniger effektiven Produktion hin. Unsere Untersuchungen ergaben, dass die FPD-Inzidenz in der PB-Gruppe am niedrigsten war, dann auf der CH-Einstreu und am höchsten auf dem gehäckselten Weizenstroh. Außerdem gab es am Tag 42 einen Trend, dass PB quantitativ die höchste Trockenmasse aufwies (43,27 %), gefolgt von CHs (42,27 %) und S (38,87 %).

Die Auswirkungen von Torfmoos und Weizenstroh wurden ebenfalls untersucht42. Den Beschreibungen der Autoren zufolge war Stroh hinsichtlich der FPD ungünstiger. Zu ähnlichen Schlussfolgerungen gelangten Farghly et al.43 beim Vergleich von Weizenstroh mit alternativen Materialien (Kleestroh, Maisstengelchips, Zuckerrohrchips, gehackte Palmenstacheln und Maiskolbenschalen). Eine geringere FPD-Inzidenz bei Broilern, die auf Pellets gehalten wurden, wurde auch von Kheravii et al.16 berichtet. Die andere Untersuchung untersuchte Stroh von Standardqualität, Stroh von geringer Qualität, Holzspäne, Sägemehl und Ernterückstände44. Es wurde festgestellt, dass das Einstreumaterial den Fußballenzustand bei Masthühnern erheblich beeinflusste. FPD könnte durch die chemische Reaktion der Ammoniakverbrennung in der Einstreu beeinflusst worden sein, die mit der Einstreufeuchtigkeit zusammenhängt6. Rohe CHs und Pellets absorbieren das ausgeschiedene N besser und stabilisieren es. Der Vorteil der Verwendung von CHs kann sich auch auf die geringere Präsenz von Salmonella spp. auswirken. oder E. coli45, verglichen mit Holzspänen. Somit haben CHs potenziell positive Auswirkungen auf den Gesundheitszustand von Vögeln.

In ähnlicher Weise untersuchten Zikic et al.46 die Wirkung von gehäckselter und ungehäckselter Weizenstroheinstreu auf das Vorhandensein von FPD. Die Autoren zeigten, dass die FPD-Inzidenz bei Hühnern, die auf gehackter Einstreu gehalten wurden, geringer war. Dies wurde durch die Qualität der Einstreu und geringere Ammoniakemissionen beeinflusst. Der Zusammenhang zwischen dem Auftreten von FPD und der Bettung betraf auch die Dicke des Materials und die Polstereigenschaften. Geeignete Einstreueigenschaften verbessern die Leistung der Hühnerproduktion. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Partikelgröße des Einstreumaterials eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von FPD spielt [46,47]. Unsere Untersuchungen legen daher nahe, dass die geringere Inzidenz von FPD bei Hühnern, die mit CHs, insbesondere Pellets, gehalten werden, auch auf ihre Größe im Vergleich zu mit Weizenhäckselstroh gehaltenen Hühnern zurückzuführen ist.

In der Gruppe mit roher CHs-Einstreu wurde ein höheres Lebergewicht und dessen Anteil am Schlachtkörper festgestellt. Ebenso waren das Gewicht und der Anteil an Bauchfett bei Hühnern auf gehäckseltem Weizenstroh höher als in der CHs-Gruppe. Farghly et al.43 fanden heraus, dass Einstreumaterial das Bauchfett, die Unterschenkel und den Muskelmagenanteil beeinflusst. Der Zusammenhang eines höheren Muskelmagengewichts mit der Einstreuaufnahme und deren Art wurde diskutiert. In unserer Studie hatten Vögel aufgrund des Verzehrs von CH-Einstreu möglicherweise ein höheres Lebergewicht. CHs enthalten geringe Mengen an Tanninen und Koffein. Webb und Fontenot48 zeigten einen Zusammenhang zwischen der Leberfunktion bei Masthühnern (Anreicherung von Arsen und Kupfer) und der Einstreuaufnahme der Vögel.

Es kann auch davon ausgegangen werden, dass die Unterschiede im Bauchfettanteil in unserer Studie mit dem Verhalten der Vögel und ihrer Aktivität (Bewegung) zusammenhängen. Die Hühner verbringen möglicherweise mehr Zeit auf dem gehäckselten Stroh. Es wurde mehr Bauchfett im Körper abgelagert. Toghyani et al.49 untersuchten das Verhalten von Hühnern in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Einstreu (Sand, Holzspäne, Papier und Reishülsen). Die Autoren fanden heraus, dass die Aktivität bei Hühnern, die Reishülsen erhielten, höher war. In der Produktion ist die Ablagerung von Bauchfett bei Hühnern problematisch, da beim Ausnehmen Fett verloren gehen kann, was sich auf die Schlachtkörperausbeute auswirkt50. Costa et al.51 gaben an, dass Vögel, die auf Holzspänen gehalten wurden (im Vergleich zu Reisstroh), einen höheren Anteil an Bauchfett aufwiesen und dass sich die Unterschiede nicht auf den Schlachtertrag auswirkten. In unserer Untersuchung konnte trotz der Unterschiede zwischen den Gruppen kein Zusammenhang zwischen der Schlachtkörperausbeute und dem Bauchfettanteil beobachtet werden.

Es hätte eine Wirtschaftsstudie durchgeführt werden müssen. Das gehäckselte Weizenstrohmaterial stammte jedoch aus landwirtschaftlichen Betrieben und die CHs wurden kostenlos als Abfall bezogen. Die einzigen Kosten könnten sich auf den Strom und den Arbeitsaufwand bei der Herstellung von Pellets mit unserer Pelletmaschine beziehen. Kheravii et al.16 untersuchten das Potenzial von pelletiertem Weizenstroh als alternatives Einstreumaterial für Broiler. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass pelletierte Einstreu potenzielle Vorteile bietet, die hohen Kosten der Pelletierung jedoch als unwirtschaftlich für die Produktion angesehen werden könnten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von rohem CH als Einstreu oder als Komponente zur Herstellung von Pellets im Verhältnis 50:50 mit gehäckseltem Weizenstroh die Produktionsergebnisse von Masthühnern nicht negativ beeinflusste. Die Einstreu von CH führte zu einem geringeren Anteil an Bauchfett im Schlachtkörper. Dabei sollten die Bodentemperatur und die Dicke der Unterlage berücksichtigt werden. Es wurde gezeigt, dass die positive Wirkung von CHs, insbesondere von Pellets, zu einem höheren Schlachtertrag und einer Verringerung der FPD führt, was für das Wohlergehen und den Gesundheitszustand der Vögel von entscheidender Bedeutung ist. Aufgrund der reichhaltigen Nährstoffzusammensetzung (erhöhtes Vorhandensein von N, P und K) von CHs und Geflügelmist besteht die Möglichkeit, Abfälle aus der Kaffeeproduktion als Dünger für landwirtschaftliche Böden wiederzuverwenden.

Die im Rahmen der aktuellen Studie analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich. Bei Fragen stehen Ihnen die Autoren gerne zur Verfügung.

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Die Forschung wurde im Rahmen einer von der Fakultät für Tierzucht und Biologie finanzierten wissenschaftlichen Forschung (BN-WHiBZ-1/2022) durchgeführt. Die Autoren danken dem Labor für chemische Forschung und instrumentelle Analysen und dem Team der Abteilung für Tierzucht und Ernährung für die technische Unterstützung bei den Laboranalysen. Die Forschung wurde mit einem Zuschuss durchgeführt. Gleichzeitig handelt es sich um eine Fortsetzung der Pilotstudie im Rahmen des Projekts Nr. 2021/05/X/NZ9/00820 (Nationales Wissenschaftszentrum, Polen). Im oben genannten Projekt wurden Pellets hergestellt, die durch eine Patentanmeldung (Nr. P.44383) abgedeckt waren.

Abteilung für Tierzucht und Ernährung, Fakultät für Tierzucht und Biologie, PBS Bydgoszcz University of Science and Technology, Mazowiecka 28, 85-084, Bydgoszcz, Polen

Jakub Biesek, Miroslaw Banaszak, Małgorzata Grabowicz und Sebastian Wlaźlak

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Alle Autoren beteiligten sich an dem beschriebenen Experiment. JB – Forschungskonzept, JB, SW, MB – Arbeitskontrolle bei der Hühneraufzucht und Fleischqualitätsanalysen; JB, MG – Analysen der chemischen Zusammensetzung von Bettwaren; JB – statistische Analysen; JB, SW – Verfassen des Manuskripts; JB, MB, MG – Überarbeitung des Manuskripts. Alle Autoren beteiligten sich an der endgültigen Fassung des Manuskripts und genehmigten diese.

Korrespondenz mit Jakub Biesek.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Biesek, J., Banaszak, M., Grabowicz, M. et al. Gehacktes Stroh und Kaffeeschalen beeinflussen die chemische Zusammensetzung der Einstreu sowie die Leistung und den Fußballenzustand von Masthühnern. Sci Rep 13, 6600 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33859-9

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Eingegangen: 14. Januar 2023

Angenommen: 20. April 2023

Veröffentlicht: 23. April 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33859-9

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