Bis 2050 wird die Weltbevölkerung um 35 % zunehmen, die Agrarfläche je Kopf der Bevölkerung verringert sich um 14 %, d.h. die Nahrungsmittelproduktion muss in diesem Zeitraum um 60 % steigen. Um 9 Milliarden Menschen ausreichend und gesund ernähren zu können und dabei unseren Planeten ökologisch bewohnbar zu erhalten, fordert der Club of Rom in seinem letzten Bericht (Earth of All, 2022) eine „Ernährungskehrtwende“, eine Minimierung aller Emissionen und drastische Einschränkung von Pestiziden und Mineraldünger. Eine regenerative Landwirtschaft muss global die Ernährungssicherheit gewährleisten und eine nachhaltige Intensivierung muss den Rückgang der zur Verfügung stehenden Fläche kompensieren.

Sinn und Zweck der Erzeugung von Nahrungsmitteln tierischer Herkunft ist die Erzeugung von Eiweiß für die menschliche Ernährung mit hoher biologischer Wertigkeit bzw. optimaler Aminosäurezusammensetzung. Als Nebenprodukt wird naturgemäß Fett erzeugt, das verschiedenen Verwendungen zugeführt wird. Der geringe Anteil tierischer Stärke (Glykogen), der anfällt, hat für die menschliche Ernährung praktisch keine Bedeutung.

In Übereinstimmung mit den genannten Forderungen sind bestimmte nährstoffökonomische Kriterien neben dem Tierwohl bei der Beurteilung der verschiedenen Nutzungsformen von außerordentlicher Bedeutung.

Es sind

1. der Veredelungseffekt, d.h. aus wieviel Futterprotein wird wieviel essbares Protein erzeugt (Verwertung des gefütterten Proteins),
2. der ökologische Fußabdruck als CO2-Äquivalent („footprint“), d.h. wieviel Kohlendioxid, Methan und Lachgas werden in die Umwelt abgegeben (Emissionen),
3. wie hoch ist der Anteil an „absolutem Tierfutter“, d.h. wieviel der verfütterten Komponenten sind nicht vom Menschen direkt essbar und nur über das Tier zu veredeln.

Eine Übersicht zu diesen Kriterien zeigt die Tabelle 1.

Tab. 1: Nährstoffökonomische Kennzahlen verschiedener Produktionsrichtungen

*Carbon Footprint= Summe der Treibhausgas (THG) - Emissionen in kg CO2-Äquivalent (CO2eq)
                                  CH4 x 28; N2O x 300 (IPCC 2006)
Quellen: Schürch, A.,1964; Menke, K.-H., 1967; Nehring, K., 1972; Phillips, R.W., 1972; Smith, A.J., 1979; Pfeffer, E.,1980; Hoffmann, M., Legel, S. 1984; Flachowsky, E., 2001; Flachowsky, G., Meyer, U. 2008; Flachowsky, G., Dänicke, S., Lebzien, P; Meyer, U.; Brade, W.2010; DGFZ-Projektgruppe "Klimarelevanz in der Nutztierhaltung" 2011; Windisch, 2023

Die Verwertung von Futterprotein ist bei den Rindern höher als bei allen anderen Produktionsrichtungen, bei über 6000 kg Milch / Kuh und Jahr werden über 30 % des gefütterten Proteins im essbaren Protein wiedergefunden, mit steigender Leistung kann die Verwertung bis 45 % ansteigen. Bei der Produktion von Schweine- und Geflügelfleisch, sowie von Hühnereiern liegt die Verwertung des Proteins zwischen 5 und 20 %.

Nachteilig ist der „Fußabdruck“ durch die Methanbildung bei den Rindern, der gegenüber den anderen Produktionsrichtungen ein Vielfaches beträgt. Mit steigender Milchleistung nimmt er je kg erzeugtes Protein ab. Inzwischen sind eine Reihe von Maßnahmen bekannt, mit denen die Methanemissionen gesenkt werden können. Im IPCC-Bericht „Climate Change 2021“ wird außerdem festgestellt, dass der Einfluss des konstanten Methanausstoßes auf das Klima um das Drei bis Vierfache überschätzt worden ist. Das ist darauf zurückzuführen, dass das ausgeschiedene Methan durch einen Oxidationsprozess in einem etwa zehnjährigen Kreislauf wieder abgebaut wird.

Im Hinblick auf den Anteil an absolutem Tierfutter in den Rationen zeigen die Rinder im Vergleich mit der Schweine- und Geflügelhaltung, dass die Produktion mit Rindern den höchsten Anteil „absolutes Tierfutter“ aufweist, d.h.  Milch und Fleisch in hohem Maß mit Futtermitteln erzeugt werden kann, die nicht vom Menschen verwertet werden können. Während für die Erzeugung von Schweine- und Geflügelfleisch 85 – 95 % des eingesetzten Futters auch direkt als Nahrungsmittel vom Menschen verwendet werden kann, sind bei der Produktion mit Rindern über 2/3 des Futters nur durch Rinder zu verwerten. Selbst bei hohen Milchleistungen werden noch über 60 % des Futters verwendet, das Menschen nicht verzehren können, d.h. weniger als 40 % sind die für hohe Leistungen notwendigen Konzentrate in Form von Getreide und Eiweißfuttermitteln.

Die dargelegten Zahlen belegen die langjährigen weltweiten Erfahrungen, dass Rinder eine ganz wichtige Stellung für die Ernährungssicherheit der Menschheit einnehmen.

In der Jahrtausende währenden Evolution sind Wiederkäuer (dazu gehören neben den Rindern auch Schafe, Ziegen, Hirsche, Rehe, Giraffen, Antilopen u.a.) darauf „eingerichtet“, grobe faserreiche Futtermittel mit Hilfe eines angepassten Mikrobioms in den Vormägen (Bakterien, Protozoen u.a.) verwerten zu können. Das Bakterienenzym Zellulase ist in der Lage, die Zellulose zu spalten, die freigesetzten Glukosemoleküle werden zu flüchtigen Fettsäuren vergoren, die nach Resorption wichtige Funktionen im Körper ausüben. Es ist die in der Natur einzige Gelegenheit, wo Zellulose verwertet werden kann.

Die zweite große Leistung der Wiederkäuer besteht darin, dass sie mit Hilfe der Bakterien aus Nicht-Protein-Stickstoffverbindungen (NPN) hochwertiges Bakterienprotein bilden können, das dann im Dünndarm resorbiert zur Aminosäureversorgung des Tieres dient. Zu einem großen Anteil kann der Proteinbedarf der Rinder mit Stickstoffverbindungen gedeckt werden, die vom Menschen nicht verwertet werden können. 

Es ist aus ökologischer, nährstoffökonomischer und schließlich aus Sicht der menschlichen Ernährung die dringende Forderung, Milch und Rindfleisch vorwiegend mit Futtermitteln zu erzeugen, die nicht direkt vom Menschen als Nahrungsmittel verwendet werden können, d.h. mit „absolutem Tierfutter“ zu füttern. Das erfordert in vielen Regionen auf der Erde, besonders für Europa und Nordamerika, eine „Ernährungswende“, die die ökologischen Erfordernisse mit dem verpflichtenden Beitrag zur Nahrungssicherheit aller Menschen auf der Erde verbindet. 

Für die praktische Fütterung bedeutet das, Milch und Rindfleisch vorwiegend aus Grobfutter und den bei der pflanzlichen Erzeugung anfallenden Nebenprodukten bei minimiertem Konzentrataufwand zu produzieren (siehe dazu auch „Grünfutter in der Milchviehfütterung-Risiko oder Chance“ Sächsischer Futtertag 2023; „Mehr Grünfutter in die Rationen für Milchkühe“ agrarheute Rind 2023, Heft 1).

Von der Landfläche der Erde sind 66 %, d.h. 3,1 Milliarden ha, Gras- und Grünlandflächen (siehe Tabelle 2). Da ist es nicht verwunderlich, dass das klassische Rinderfutter seit der Domestikation vor 10.000 Jahren Gras ist. Die Nutzung der riesigen Grasflächen auf der Erde für die menschliche Ernährung ist ohne Wiederkäuer undenkbar. Auch unter unseren Bedingungen wird die Forderung deutlich, Konzentrate für die menschliche Ernährung freizusetzen, auf Importe aus Ländern zu verzichten, die auf abgewaldeten Flächen erzeugt werden, sowie bewährte Erfahrungen zum Grobfuttereinsatz mit modernen Verfahren zu verbinden. 

Tab. 2: Gras- und Grünland – wichtige Quelle der Welternährung

*   Wasserfläche: 36,1 Md. ha = 71 %
** 1 % Obst, Wein u.a. Dauerkulturen
Quellen: FAO-Statistik 2022; Statistisches Bundesamt 2022;

Die optimale Ausschöpfung des Leistungspotentials der Milchkühe wird in vielen Teilen der Erde durch die Zufütterung von Konzentraten realisiert. Insbesondere durch Getreide/-produkte und Leguminosen/-produkte in Ergänzung zur Grobfutterration werden hohe Milchleistungen erreicht. Bei Konzentratanteilen in den Rationen, die durchaus 50 % und mehr betragen, werden bei einigen genetischen Herkünften schon Jahresleistungen von 20.000 kg Milch /Kuh und Jahr angesteuert. An der Tatsache, dass weltweit 2/3 der Getreideernte an Tiere verfüttert wird, hat auch die Rinderhaltung ihren Anteil.

Die Futteraufnahme der Milchkuh steigt mit steigender Leistung, aber der Energiebedarf steigt in stärkerem Maß und so wird die Energiekonzentration durch steigende Mengen an Konzentraten angepasst. Die Mindestmenge an Grobfutter wird durch die Anforderung an die Strukturwirksamkeit festgelegt. Die steigenden Konzentratmengen führen dazu, dass mit zunehmender Leistung immer weniger Grobfutter aufgenommen wird („Verdrängungswert“) und der Konzentratanteil der Rationstrockensubstanz durchaus 40 - 45 % betragen kann. Die Zusammenhänge zeigt die Tabelle 3.  

Tab. 3: Futteraufnahme aus Grob- und Konzentratfutter bei unterschiedlicher Milchleistung (DLG, 2023)

Quelle: DLG - Informationen 01 / 2023 (modifiziert)

Eine Senkung des Konzentratanteils in der Ration wird erreicht durch hohe Energie- bzw. Rohproteingehalte im Grobfutter. Entsprechend der Forderung, alle erzeugten pflanzlichen Produkte durch die Rinder zu verwerten, kann es auch notwendig sein, die Milchleistung an die Situation anzupassen. Auch das wird aus der o.g. Tabelle deutlich. Mit einer Grobfutterration, die 5,8 – 6,2 MJ je kg TS enthält, und in der der Konzentratanteil 20 % beträgt, können 30 kg Milch produziert werden. Die aus der Sicht der Ernährungssicherheit notwendige Senkung des Kontratanteils und die vordergründige Nutzung von Grobfutter und Futtermitteln, die nicht für die menschliche Ernährung in Frage kommen, wird nicht mit der höchsten Milchleistung verbunden sein. Hier ist es notwendig, die ökonomischen Rahmenbedingungen anzupassen, um dem Landwirt das Einkommen zu sichern.

In einer Rationskalkulation (Tabelle 4) soll gezeigt werden, wie hoch das „Milchpotential“ von Grünfutter ist, das hier als alleiniges Grobfutter verwendet wurde.

Tab. 4: Rationen mit Grünfutter* bei Milchkühen

*Futterwertkennzahlen für Weidelgras
**begrenzt mit 3.500 g Rohfaser bzw. 3.800 g Saure Detergenzienfaser (ADF) je Tier und Tag

In Abhängigkeit vom Trockensubstanz- und Fasergehalt liegt die Aufnahme zwischen 45 und 75 kg Grünfutter bzw.12 und 16 kg Trockenmasse je Tier und Tag und wird durch den Fasergehalt begrenzt. Bei einem niedrigen Futterwert (5,8 MJ NEL und 140 g Rohprotein) können nach der Energieaufnahme gerade 10 Liter Milch (ECM) produziert werden, nach der Rohproteinaufnahme etwas über 13 Liter. Erst bei einem Energiegehalt über 6,5 MJ NEL werden Leistungen von etwa 20 Liter mit dem Grünfutter als Alleinfutter erreicht. Bei einer Zulage von 3 kg Getreide können über 25 Liter erzeugt werden.

Hier wird noch einmal deutlich, dass die richtige Nutzungszeitspanne für einen effektiven Grünfuttereinsatz, und das gilt ebenso beim Silageeinsatz, entscheidend ist. Bei einer Forderung nach hohem Grünfuttereinsatz und minimiertem Konzentrateinsatz wird ökonomisch immer die Leistungshöhe der begrenzende Faktor sein.

Um dem Anliegen der Fragestellung gerecht zu werden, wurden die Probleme anhand des Grünfutters dargestellt. Es aber herausgestellt werden, dass die Forderung nach Nutzung aller erzeugten pflanzlichen Produkte auch unter dem Gesichtspunkt der zur Verfügung stehenden und immer knapper werden Agrarflächen gesehen werden muss. Besonders durch den starken Flächenrückgang durch Autobahnen, Wohn- und Industriebebauung, Windräder, Solaranlagen u.a. gehen auch in Deutschland nahezu über 50 ha Ackerfläche je Tag verloren (Destatis, 2021). 

Es wäre müßig, alle „absoluten Tierfutter“ aufzuführen. Eine Vielzahl sind traditionelle Futtermittel, andere ergeben sich aus neuen „Entdeckungen“, auch im Zusammenhang mit dem Klimawandel.

Grobfutter: alle Grünfutterarten (Gräser und Leguminosen) als Frischfutter, als Silagen und  in getrockneter Form (Heu, Trockengrünfutter), Stroh und Spreu, Maissilage und Ganzpflanzensilage (GPS), Hirsegrünfutter, Zuckerrübenblätter,

Nebenprodukte der pflanzlichen Produktion: Kleie, Spelzen, Schalen, Maisspindel, Backreste, Extraktionsrückstände, Zuckerrübenprsschnitzel,,Obst- und Gemüsetrester, Pülpen, Schlempen.                                                                                                                                                                                                                                                                                  

Es soll auch bemerkt werden, dass bei einer veganen Ernährung je kg essbares pflanzliches Nahrungsmittel vier kg Nebenprodukte anfallen (Windisch, 2021), die nur von Wiederkäuern verwertet und so in Nahrungsmittel umgewandelt werden können. Die Welternährungslage erfordert, dass alles gewachsene Material möglichst „veredelt“ wird.

Die vorangegangenen Ausführungen haben gezeigt, dass in der derzeitigen Rinderfütterung erhebliche Mengen an Futtermitteln besonders zur Erzielung hoher Leistungen aufgewendet werden, die nahrungstauglich sind. Es wurden Wege gezeigt, diesen Anteil zu reduzieren, um den notwendigen Beitrag zur globalen Nahrungssicherheit zu leisten.

Von verschiedenen Wissenschaftlern wurden in den zurückliegenden Jahren Bewertungsmöglichkeiten entwickelt, um zu berechnen, wieviel pflanzliche Futtermittel für die Erzeugung tierischer Produkte aufgewendet werden, die vom Menschen essbar sind (potentielle Nahrungsmittel).

Die Kennzahl wird als „human edible feed conversion efficiency“ (= heFCE) bezeichnet (Nahrungsmittel Konvertierungs-Effizienz). Sie zeigt an, wieviel pflanzliche Futtermittel für die Erzeugung tierischer Nahrungsmittel aufgewendet werden, die direkt als Nahrungsmittel für die menschliche Ernährung genutzt werden können.

Die Kennzahl kann auf die Energie oder das Protein, aber auch auf die Ackerfläche bezogen werden. Sie kann für einzelne Produktionsabschnitte und auch ganze Betriebe angewendet werden. 

Auf das Protein bezogen gilt:

Der Zielwert soll über 1 betragen. Ein Wert über 1 bedeutet, dass mehr essbares Protein erzeugt als verfüttert wird und ist deshalb positiv. Ein Wert unter 1 bedeutet, dass mehr essbares Protein verfüttert als erzeugt wird, was negativ zu beurteilen ist (Richardt, 2023). Für die einzelnen Futtermittel sind die Nahrungs-Konkurrenzfaktoren tabelliert. In der Tabelle 5 wird das Prinzip am Beispiel des Proteins dargestellt (Richardt, W. und Tina Hake, 2023). Aus 831 g Milchprotein zu 546 g Protein aus dem potentiellen Nahrungsmittel Getreide ergibt sich ein heFCE-Wert von 1,52, d.h., dass 52 % mehr essbares Protein erzeugt werden als verfüttert wird.

Tab. 5: Berechnung der Effizienz der Konvertierung von potentiellen Nahrungsmitteln
Beispiel: Protein, Milcherzeugung (mod. Richardt, Hake, 2023)

Nahrungsmittel-Konkurrenzfaktoren (Protein):
Grünfutter, Heu, Trockengrünfutter: 0 
Maissilage: 0,29

Stand: Februar 2024

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