Der Einfluss der Fütterungsintensität auf das Wachstum von Ziegenlämmern. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Auswirkungen einer Milchrestriktion während der laktogenen Aufzucht von Ziegenlämmern sowie Mechanismen des kompensatorischen Wachstums nach dem Absetzen der Tiere zu untersuchen. Im Literaturteil werden das kompensatorische Wachstum, die Einflussfaktoren welche die Kompensationseffekte bestimmen, mögliche Ursachen sowie die Auswirkungen auf das Tier beschrieben. Der eigenen Untersuchung liegen die Daten aus zwei Fütterungsversuchen mit insgesamt 58 Ziegenlämmern der Rasse Bunte Deutsche Edelziege im Alter von 7 bis 165 Tagen zu Grunde. In einem 2 x 2 faktoriellen Versuchsansatz wurden zunächst die Auswirkung einer Milchrestriktion um 40 % und eine anschließende zeitweilige Futterrestriktion um 40 % auf die Lebendmasse-entwicklung, die Futteraufnahme, Futteraufwand die Entwicklung der Inneren Organe sowie die Körperzusammensetzung der Lämmer untersucht. Die Ergebnisse sind im Hinblick auf mögliche Ursachen der Kompensationseffekte diskutiert. / The influence of different feed levels on the growth performance of goat lambs. This study investigated the effect of a milk restriction of preweaned lambs as well as the effects of compensatory growth after weaning. The literature part gives a overview of factors, which effect compensatory growth rates as well as reasons for the compensation of a waight deficite. The present study was carried out in 2 feeding experiments with 58 goat lambs (Bunte deutsche Edelziege) during the age of 7 to 165 days. The experiment investigated the influence of a restriction of milk (40 %) on prewaened lambs. After weaning the effect of a food restriction (40 %) on growth performance, food intake, food converting rate, development of internal organs and body composition of goat lambs was investigated. The results and possible reasons for the compensation effect are discussed.

Mit Ökobilanzen werden Umwelteigenschaften von Produkten und Dienstleistungen analysiert und zunehmend bei der Bewertung von Milchproduktionssystemen eingesetzt. Um konsistente Berichterstattung und Vergleichbarkeit von produktbezogenen Treibhausgasemissionen im Milchsektor zu gewährleisten hat die International Dairy Federation (IDF) Berechnungsgrundlagen publiziert. Allerdings werden die Effekte von Variabilität betrieblicher Kennzahlen und Unsicherheit von Emissionsfaktoren unzureichend betrachtet. Diese Arbeit hat es zum Ziel diese Lücke zu schließen. In der ersten Studie wurden verschiedene Definitions- und Berechnungsmöglichkeiten des Referenzflusses und der funktionellen Einheit für die Klimabilanz von Milchproduktion verglichen. Eine hohe Bandbreite an möglichen Ergebnissen – bei gleichen Eingangsdaten – ermöglicht eine große Ergebnisunsicherheit. Die Voraussetzungen für zeitliche Repräsentativität wurden in der zweiten Studie untersucht. Über 6 aufeinanderfolgende Jahre wurde auf einem ökologischen Milchviehbetrieb in Norddeutschland die Klimabilanz mit einem detaillierten Stoffflussmodel analysiert. Dabei zeigte es sich, dass für den untersuchten Betrieb mindestens 4 aufeinanderfolgende Jahre untersucht werden müssen um belastbare Ergebnisse zu erzielen. Die dritte Studie befasst sich mit der Forderung mindestens ein Stufe 2 Verfahren der Methodik des IPCC zu verwenden. Mit Daten von 20 norwegischen Milchviehbetrieben wurde die Unsicherheit der Klimabilanz auf Basis von Tier 1 Berechnungen bei bodenbürtigen Emissionen mit dem FARM Modell ermittelt. Von allen 190 direkten Vergleichen von zwei Betrieben miteinander waren 78 % signifikant unterschiedlich Aus den drei Studien wird geschlossen, dass die existierenden Regeln zur Erstellung von Klimabilanzen von Milchproduktion teilweise zu unpräzise und teilweise zu streng sind, und damit sowohl Erstellung als auch Interpretation von betrieblichen Klimabilanzen in der Milchproduktion erschwert werden. / Life cycle assessment (LCA) analyses the environmental performance of products and services and has become increasingly important also for the environmental assessment of dairy systems. In order to create consistent results for communication, declaration and comparison, the International Dairy Federation (IDF) provides a guideline for the calculation of product-related greenhouse gas (GHG) emissions in the dairy sector. However, the effects of farm data variability and emission factor uncertainty on the comparability of GHG assessments on the farming level are seldom considered. This thesis aims to fill this gap. In the first study, different settings in the definition of energy corrected milk (ECM) and the reference flows were compared in a calculation example based on average farming data. A high bandwidth of the carbon footprint result indicated a severe uncertainty when calculation procedures are not well documented. The second case study examined the production data from six consecutive milk years in an organic dairy farm in northern Germany and its effect on the estimation of product-related GHG emissions. It was shown that data from at least four years is needed to provide reliable results for that farm. The third study dealt with the demand of the IDF guidelines to use at least Tier 2 in the methodology of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Using data from 20 Norwegian dairy farms, the uncertainty of the carbon footprint using Tier 1 of the IPCC guidelines within the FARM model was assessed. From all 190 direct comparisons of two farms in the study, 78 % of the comparisons were significantly different with a relative difference of 8.7 % being enough to establish significance of the difference. From the three studies it was concluded that existing rules may partly not be precise enough to allow for comparison of farms or farming systems, or partly too strict and thereby hindering the execution of carbon footprint studies.

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Einleitung Der intensive Einsatz von Pflanzenschutzmitteln in der konventionellen Landwirtschaft kann zum Eintrag von Rückständen in die Nahrungskette führen. Milchliefernde Rinder nehmen Pflanzenschutzmittelrückstände mit dem Futter auf, die durch aktive Sekretion in die Milch eine Gefährdung für sensible Bevölkerungsgruppen, wie Kinder, verursachen könnten. Die in nationalen Rückstandskontrollen untersuchten Milchproben unterschreiten zwar in der Regel die gesetzlich festgelegten Höchstgrenzen (Maximum Residue Level, MRL), jedoch kann eine andauernde Belastung mit Pflanzenschutzmitteln die Entstehung chronischer Erkrankungen, wie Morbus Parkinson und Kinderleukämie, fördern. Im Rindereuter stellt der ATP-binding cassette Transporter der Subfamilie G2 (ABCG2) den wichtigsten Transportweg für Fremdstoffe in die Milch dar. Mit seinem breiten Substratspektrum ist der bovine ABCG2-Transporter (bABCG2) in der Lage, unterschiedliche Substrate in die Kuhmilch zu transportieren. Jedoch ist bislang unklar, ob auch Pflanzenschutzmittel bABCG2-vermittelt in die Milch sezerniert werden können und ob die gleichzeitige Aufnahme mehrerer Rückstände die bABCG2-Effluxaktivität beeinflusst. Ziele der Untersuchungen Ziel dieser Arbeit war die Identifikation von Pflanzenschutzmitteln als mögliche Substrate des bovinen Effluxtransporters. Weiterhin wurde untersucht, ob zwischen zwei Wirkstoffen synergistische oder antagonistische Effekte am bABCG2-Transporter auftreten. Material und Methoden Es wurden 14 häufig in der konventionellen Landwirtschaft eingesetzte Pflanzenschutzmittel in 0,1-, 1- und 10-facher MRL-Konzentration, in Bezug auf essbare Gewebe von Rindern, untersucht. Weiterhin wurden sechs Kombinationen aus jeweils zwei Wirkstoffen ausgewählt. Im WST-1 (Water Soluble Tetrazolium 1) Assay wurden MDCKII-bABCG2-Zellen in aufsteigender Konzentration mit den Pflanzenschutzmitteln inkubiert (72 h) und die Zellvitalität ermittelt. Nach Inkubation der MDCKII-bABCG2- und MDCKII-Mock-Zellen mit den ausgewählten Pflanzenschutzmitteln oder den Kombinationen (4 h) wurde der Hoechst 33342-Akkumulationsassay durchgeführt. Dabei führt eine Interaktion des Pflanzenschutzmittels mit dem bABCG2-Transporter zu einer intrazellulären Anreicherung des Hoechst 33342-Farbstoffes. Für die Identifikation signifikanter Unterschiede wurden jeweils mindestens zwölf Monolayer auf Normalverteilung (Shapiro-Wilk-Test) überprüft und eine Einweg-Varianzanalyse mit Holm-Šidák post hoc Test (p ≤ 0,05) durchgeführt. Ergebnisse Nachdem eine Beeinträchtigung der Zellvitalität durch die ausgewählten Pflanzenschutzmittel in 0,1- bis 10-facher MRL-Konzentration ausgeschlossen wurde, konnte im Hoechst 33342-Assay für Chlorpyrifos-methyl und Tebuconazol ab 0,1-facher MRL-Konzentration eine signifikante Zunahme der intrazellulären Hoechst 33342-Gehalte im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle nachgewiesen werden. Für Diflufenican, Glyphosat, Methiocarb, Prochloraz, Rimsulfuron sowie Thiacloprid konnte in 1- und 10-facher MRL-Konzentration und für Iprodion sowie Ioxynil in 10-facher MRL-Konzentration eine signifikant erhöhte Hoechst 33342-Anreicherung detektiert werden. Darüber hinaus führte eine gleichzeitige Applikation von Methiocarb und Chlorpyrifos-methyl in 1-facher MRL-Konzentration, sowie von Glyphosat und Rimsulfuron in 10-facher MRL-Konzentration zu einer synergistischen Steigerung der Farbstoffakkumulation. Schlussfolgerung Es konnte festgestellt werden, dass das MDCKII-Zellmodell in Kombination mit dem Hoechst 33342-Assay eine valide Methode darstellt, um Wechselwirkungen einzelner und kombinierter Pflanzenschutzmittel zu detektieren. Insgesamt konnten unterhalb gesetzlich festgelegter MRL-Werte acht Pflanzenschutzmittel als potentielle bABCG2-Substrate identifiziert, sowie additive Effekte von Wirkstoffkombinationen nachgewiesen werden. Durch die Aufnahme von Pflanzenschutzmitteln mit dem Futter könnten diese aktiv in die Milch sezerniert werden und somit eine Gefahr für den Verbraucher darstellen:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 4 2.1 Überblick über Membrantransporter 4 2.2 ABCG2-Effluxtransporter 5 2.2.1 Überblick 5 2.2.2 Struktur 6 2.2.3 ABCG2-Transportmechanismus 8 2.2.4 Spezifität der ABCG2-Substrate und Inhibitoren 9 2.2.5 Gewebeexpression 11 2.2.6 Bedeutung 12 2.2.7 Regulation der ABCG2-Transportaktivität 14 2.3 Fremdstoffsekretion der bovinen Milchdrüse 16 2.3.1 Funktionelle Anatomie 16 2.3.2 Transportmechanismen 16 2.3.3 Fremdstofftransporter 17 2.3.4 Bedeutung des ABCG2-Transporters 19 2.4 Pestizide 20 2.4.1 Überblick 20 2.4.2 Einsatz von Pflanzenschutzmitteln 21 2.4.3 Rechtliche Regelungen 21 2.4.4 MRL-Wert-Festsetzung von Pestiziden 22 2.4.5 Exposition des Verbrauchers 23 2.4.6 Gesundheitliche Risiken 24 2.4.7 Pestizide als endokrine Disruptoren 25 2.4.8 Mehrfachrückstände 26 2.4.9 Risikobewertung von Mehrfachrückständen 27 2.5 Problemstellung und Zielsetzung 29 3 Material und Methoden 30 3.1 Material 30 3.1.1 Pestizide 30 3.1.2 Chemikalien 32 3.1.3 Kit 32 3.1.4 Puffer und Lösungen 32 3.1.5 Zellkultur 33 3.1.6 Geräte 34 3.2 Methoden 35 3.2.1 Allgemeine zellbiologische Methoden 35 3.2.1.1 Kultivierung 35 3.2.1.2 Passagieren 35 3.2.1.3 Bestimmung der Zellzahl 35 3.2.1.4 Kryokonservierung 36 3.2.2 Bestimmung der Zellvitalität mittels WST-1 Zytotoxizitätstest 36 3.2.3 Quantitative Proteinbestimmung mittels BCA-Assay 38 3.2.4 Ermittlung von Interaktionen am bABCG2-Transporter 38 3.2.4.1 Aussaat und Vorbehandlung 39 3.2.4.2 Durchführung des Hoechst 33342-Assays 40 3.2.5 Detektion von Pestizidwechselwirkungen am bABCG2-Transporter 41 3.3 Statistik 42 4 Ergebnisse 43 4.1 Auswahl der Pestizide und ihrer Konzentrationen 43 4.2 Auswahl der Pestizidkombinationen 46 4.3 Einfluss der Pestizide auf die Zellvitalität 48 4.4 Interaktionen von Pestiziden am bABCG2-Transporter 53 4.5 Pestizidwechselwirkungen am bABCG2-Transporter 56 5 Diskussion 60 5.1 Zellmodell 60 5.2 Zellvitalitätsstudien in MDCKII-bABCG2-Zellen 61 5.3 Pestizide als potentielle bABCG2-Substrate 64 5.4 Wechselwirkungen von Pestiziden am bABCG2-Transporter 75 5.5 Risiken potentieller bABCG2-Substrate 79 6 Zusammenfassung 80 7 Summary 82 8 Literaturverzeichnis 84 9 Anhang 106 10 Danksagung 111

Der vorliegende Bericht schafft die erforderliche Datengrundlage für ökonomische Bewertungen der alternativen Milcherzeugung, -verarbeitung und -vermarktung. Er unterteilt sich in einen ökonomischen und einen analytischen Teil. Im ersten Teil wird die Herstellung von Heumilch, Weidemilch und Bio-Milch als alternative Produktionsweisen ökonomisch bewertet, die Produktionskosten von Trinkmilch, Joghurt und Hartkäse ermittelt sowie die Direktvermarktung und Vermarktung über den regionalen LEH ökonomisch betrachtet. Als Datengrundlage diente hierzu die Erhebung der Produktionskosten auf sächsischen Milchbetrieben. Redaktionsschluss: 30.11.2022

Sogar eine vegetarische Ernährung führt durch den Konsum von Milchprodukten zum Schlachten der nicht mehr produktiven oder ausselektierten Milchkühe sowie der männlichen Nachkommen. Eine Rinderhaltung ohne Schlachtung (ROS) wäre (für Lakto-Vegetarier) hier ein Ausweg. Es wurden narrative und semi-strukturierte Interviews mit Tierhaltern der 5 hier dargestellten Fallbeispiele mit qualitativen Methoden der interpretativen Sozialforschung (Grounded Theory, Biographieforschung und sequentielle Feinanalyse) erhoben und untersucht. Die 5 Fallbeispiele wurden anhand biographischer Entwicklungen, ihrer Ethik und ihrem Tierhaltungssystem sowie anhand ihrer Konventionen verglichen. Der Fallvergleich ergab 5 Grundsätze des Care-Systems einer ROS: 1. Universal, 2. Bedingungslos, 3. Das ganze Leben betreffend - „a lifetime of Care“, 4. Familisierend, 5. Präventiv. Das Agrar-System der Fallbeispiele wurde in drei Betriebsstile differenziert: Reine Sanctuaries (Lebens-/Gnadenhof), Landwirtschaftliche Sanctuaries und Vegetarische Rinderhaltung/Milcherzeugung. Das Care- und das Agrar-System ergeben zusammen ein Agrar-Care-System. Kernelemente des Agrar-Systems der 4 hier untersuchten europäischen Betriebe sind u.a. ein hohes durchschnittliches Abgangsalter der Kühe von 12,5 Jahren und der Ochsen von 10 Jahren, stabile Herden, insg. vielfältige Dungnutzung, eine weitgehend muttergebundene Kälberaufzucht und partielle Ochsenanspannung. Bei dem dritten Fallbeispiel beträgt die Dauer der Laktationen durchschnittlich 2,8 Jahre und es werden dabei 9.055 kg pro Laktation ermolken. Bei Kühen mit sehr langen Laktationen sinken vom ca. 4.-6. Jahr die Leistungen nicht mehr und sind persistent. Die Milchkühe sind für 3,4 Jahre (als Mittel der beiden melkenden Betriebe) „in Rente". Der kostendeckende Milcherlös liegt bei ca. 2,95 bis 3,05 EUR pro kg Milch. Eine gemolkene Kuh trägt dabei die Kosten von 0,63 Kühen „in Rente" sowie von 1,48 Ochsen. Milch und Dung wären hier Beiprodukte des Tierlebens. / Even a vegetarian nutrition, through consumption of milk products, leads to the slaughtering of dairy cows that are no longer productive or have been sorted out, and of their male offspring. A cattle husbandry without slaughtering (here ‘CWS’) could be a solution (for lacto-vegetarians). Narrative and semi-structured interviews with the heads of animal husbandry in a total of five cases have been carried out and reviewed using qualitative methods of interpretive social research (Grounded Theory, biography research and detailed sequential analysis). In a case comparison, the five cases have been compared to each other in terms of their biographical developments, their ethics and their animal husbandry systems and also in terms of their conventions. The following five principles for a care system in CWS were derived: Universality, Unconditionality, A lifetime of care, Familialisation and Prevention. The agri-system of the case studies has been differentiated into three styles of farming: Pure sanctuary, agricultural sanctuary and vegetarian cattle husbandry. The combination of the agri- and care-system becomes the agri-care-system. Core elements of the agricultural system of CWS and of the 4 European farms are: a high average dying age which is 12.5 years for cows and 10 years for oxen, novel dung products, mostly rearing calves with the dam and on some farms the use of oxen for traction. In regard to the third case study, the average duration of lactation is 2.8 years, generating about 9,055 kg milk per lactation cycle. The dairy cows "retire" for a period of 3.4 years as a mean of the two milking case studies. In cows with very long lactation cycles, the milk yield, instead of decreasing from the 4th to the 6th year, rather seems to be constant during this period. The cost-covering milk revenue would be about 2,95 up to 3,05 EUR per kg. Each milked cow carries the cost of ca. 0,63 "retired" cows and 1,48 oxen. Milk and dung are the by-product of the animal life.