Energie

Die veraltete Einheit für diese physikalische Größe der „Energie“ ist die Kalorie (Abkürzung: cal, bzw. kal), die heutige das Joule (Abkürzung: J). Nur bei Lebensmitteln darf noch zusätzlich zu Joule die alte Einheit Kilokalorie (Abkürzung: kcal) verwendet werden. Der Vorsatz k steht für Kilo = 1.000, während M für Mega = 1.000.000 steht. Mit diesen Vorsätzen werden sehr große/lange Zahlen mit vielen Stellen vermieden. 1 Kilokalorie bedeutet demnach 1.000 Kalorien.  Umrechnung verschiedener Einheiten: 1cal = 4,1868 J 1kcal = 4186,8 J = 4,1868k J = 0,0042M J 1J = 0,2390 cal 1kJ = 239,0057 cal = 239,0057 kcal 1MJ = 239 005,7361 cal = 239,0057 kcal  Die Energie eines Futters resultiert vorrangig aus den darin enthaltenen Kohlenhydraten, Fetten und zum Teil aus Proteinen. Grundsätzlich werden die Bruttoenergie GE (gross energy), die Verdauliche Energie DE (digestible energy) und die Umsetzbare Energie ME (metabolizable energy) in der Tierernährung betrachtet. Die Verdauliche Energie wird für das Pferd und das Kaninchen genutzt, die umsetzbare Energie für Wiederkäuer, Schweine und Geflügel, denn bei diesen Tierarten spielen noch Energieverluste wie Gase durch die Gärtätigkeit im Pansen des Rindes oder das Legen von Eiern bei Hühnern eine größere Rolle. Beim Pferd und Kaninchen führt lediglich der Kot zu nennenswerten Energieverlusten. Zusätzlich treten Energieverluste durch Leistungen wie z. B. in der Säugephase auf, die entsprechend berücksichtigt werden müssen.   Der Energiebedarf ist von der Körperoberfläche eines Tieres abhängig, da die Wärmeabgabe eines Körpers einen wesentlichen Einfluss auf den Energieverbrauch hat. Da mit zunehmender Größe das Volumen mit der dritten Potenz, die Fläche aber nur mit der zweiten Potenz zunimmt, bleibt sie dem Volumen bei zunehmender Größe gewissermaßen zurück. Ausgedrückt wird das in der Berechnung der erforderlichen Energie für einen Organismus durch die „Metabolische Körpermasse“, indem das Gewicht mit 0,75 potenziert wird.    Beispiel: benötigt z. B. ein Tier mit einer Körpermasse von 1 kg 0,44 MJ verdauliche Energie pro Tag, so braucht ein Tier mit doppelter Körpermasse nicht die doppelte Energiemenge von 0,88 MJ, sondern 0,44 MJ x 2 kg0,75 = 0,74 MJ.   Jede Tierart hat ihren speziellen, situationsbedingten Energiebedarf. Für Kaninchen sind das die folgenden (aus (Kamphues, et al., 2004) und (Fekete, 1993)):  Energiebedarf für die Erhaltung: ≈ 440-550 kJ DE/kg KM0,75  Energiebedarf während der Laktation: ≈ 3 x Erhaltungsbedarf Diagramm: Erhaltungsbedarf an Verdaulicher Energie DE/kg Körpermasse für Kaninchen  In der Tierhaltung wird mit dem „Erhaltungsbedarf“ jener bezeichnet, der für die Produktion von Körperwärme und die Verdauungsvorgänge benötigt wird. Dieser ist natürlich in der Laktationsphase der Häsin, also der Zeit des Säugens von Jungtieren, wesentlich höher und wird häufig unterschätzt. Die Folge sind unterernährte Jungtiere mit einem schlechten Start ins Leben und eine Häsin, die von ihrer Substanz zehren muss. Ein weiterer, wesentlicher Abschnitt im Leben eines Kaninchens mit besonderen Nährstoff- und Energieanforderungen ist die Phase des Wachstums.  Werden alle Tiere mit arttypischer Nahrung, also frischen Gräsern, Kräutern, Laub und Samen ernährt, wird es in aller Regel damit keine Probleme geben. Diese können erst dann auftreten, wenn die Nahrung zum Beispiel überwiegend aus Fertigfuttern wie Pellets besteht. Vor allem in der Zeit der Umstellung von flüssiger (Milch) auf feste Nahrung kann es auf Grund der fehlenden Struktur und spezieller Fasern dieser Futtermittel zu massiven Störungen in der Verdauung kommen. Erklärbar ist das durch die hohen Mengen, die Jungtiere normalerweise fressen und die Umstellung der Darmflora in dieser Zeit. Neben der Ernährung bilden aber noch weitere Faktoren wie Stress z. B. durch Absetzen von der Mutter zwischen der 4. und 12. Lebenswoche ein Risiko, was zu Krankheiten führen kann. Normalerweise fressen Kaninchen „auf Energie“. Das heißt, sie nehmen von einem Futter mit allen benötigten Nährstoffen so viel auf, wie sie für die Deckung ihres Bedarfes brauchen. Diese natürliche Regulierung kann aber durch eine Reihe von Faktoren außer Kraft gesetzt werden. So funktioniert sie z. B. nur, wenn das Futter 9,0-9,5 MJ/kg TS oder mehr enthält. Ist der Energiegehalt geringer, wird die Aufnahme durch den physikalischen Faktor der Füllung des Magen/Darm-Traktes reguliert und begrenzt (Gidenne, et al., 2010). Der Bedarf kann sich erhöhen, wenn besondere Bedingungen herrschen wie z. B. ein Winter mit sehr niedrigen Temperaturen. In diesem Fall muss schon allein für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur mehr Energie aufgenommen werden. Um den Bedarf an verdaulicher Energie zu decken, sind die zu fressenden Mengen auf Grund des entsprechenden Wassergehaltes des Futters natürlich sehr unterschiedlich.   Beispiel: ein Kaninchen mit einem Gewicht von 2,5 kg hat einen Energiebedarf von ca. 0,98 MJ DE/Tag. Um diesen Bedarf zu decken, müsste es von dem jeweils frischen Futter jeweils entweder 127 g Pellets, 257 g Heu, 628 g Löwenzahn, 864 g Möhren oder 1138 g Gras fressen.  Ein Beispiel aus der Praxis: (Wolf, et al., 1999) untersuchten die Futteraufnahme von Zwergkaninchen. Geprüft wurden die Aufnahmemengen von jeweils Pellets, Mischfutter aus nativen Komponenten sowie „Grünfutter“, dessen Zusammensetzung aus Weiß-/Grün- und Blumenkohlblättern aber eher als „suboptimal“ bezeichnet werden kann. Es diente laut Aussage der Autoren entsprechend auch nur der „Simulation“ der Grünfutteraufnahme. Die Grünfutterration wurde mit Ergänzungspellets verfüttert, von denen ca. 15 g/Tier/Tag gefressen wurden. Die Tiere wogen zu Beginn der Versuche 800-900 g. Bei vielen Tieren, die Pellets und Mischfutter fraßen, waren deutliche Verfettungserscheinungen festzustellen, die u. a. auf die ad libitum-Fütterung zurückzuführen waren. Bei den Tieren, die mit Grünfutter und Ergänzungspellets ernährt wurden, fehlten diese nahezu vollständig.    Diagramm: Verdauliche Energie DE MJ/kg TM verschiedener Futtermittel* für die Erhaltung, berechnet und aus Kamphues, et al., 2004; grüne Linie = Empfehlung nach Lebas, et al., 1997   *In diesem Diagramm bedeuten: Gemüse = Mittelwert aus Futterrüben, Salatgurke, Möhren, Sellerie, Kohlrabi Kräuter = Mittelwert aus Ackersaudistel, Süßlupine, Bärenklau, Schafgarbe, Luzerne v. d. Blüte, Löwenzahn, Giersch,    Rotklee, Petersilie Gras, Wiese = Mittelwert aus Gras, Wiese Heu = Mittelwert aus Obstgartengras (spärlich und üppig), Wiesenheu (gering, mittelgut; sehr gut), Timothy-Heu  Eine weitere, interessante Quelle in diesem Zusammenhang bildet die 12. Auflage des erstmals im Jahr 1899 erschienenen Buches der „Praktischen Kaninchenzucht“ von (Starke, 1939). Dort wurde u.a. die Fütterung einer Häsin beschrieben, die bis zur 8. Woche 7 Jungtiere säugte. Sie erhielt in den ersten vier Wochen der Säugezeit 100 g Heu, 150 g Grünfutter, 50 g einer „speziellen Mischung“ sowie 25 g Sojaschrot (= 325 g Futter). Ab der fünften bis zur 8. Säugewoche erhielt sie 150 g Heu, 100 g Grünfutter, 200 g Kartoffeln, 100 g der speziellen Mischung sowie 50 g Sojaschrot (= 600 g Futter). Die „spezielle Mischung“ setzte sich zusammen aus „44 Teilen Haferschrot, 44 Teilen Zuckerschnitzeln, 10 Teilen Soja-Vitaschrot und 2 Teilen Kalksteinmehl und Viehsalz“. Zu Beginn der Säugezeit wog die Häsin 3 kg und am Tag des Absetzens der Jungtiere nach 8 Wochen Säugezeit 3,35 kg. Das heißt, dass die Häsin trotz des nährstoffraubenden Säugens ihrer 7 Jungtiere in dieser Zeit sogar zugenommen hatte. Eine andere Häsin mit drei Jungtieren, gleicher Fütterung und Säugezeit wog zu Beginn 3,94 kg und nach dem Säugen 4,14 kg. Die Aufzucht der Jungtiere erfolgte also ohne industriell hergestellte Pellets, obwohl die Muttertiere deutlich schwerer als Wildkaninchen waren.   Die Verdauliche Energie DE wird für Pferde und Heimtiere wie Kaninchen benutzt. Man kann sie aus den Rohnährstoffgehalten eines Futtermittels rechnerisch schätzen, die in der Deklaration angegeben werden. Die Formel für die Berechnung nach (GfE, 2014) lautet:  DE MJ/kg TS = -3,54 + (0,0209 x g Rp + 0,0420 x g Rfe + 0,0001 x g Rfa + 0,0185 x g NfE)  Da die Stickstofffreien Extraktstoffe (NfE) nicht deklariert werden, muss dieser Wert erst rechnerisch ermittelt werden:   NfE = Trockensubstanz - (Rp + Rfe + Rfa + Ra)  Beispiel: ein Mischfutter wird vom Hersteller folgendermaßen deklariert: Rohprotein Rp = 13,2% Rohfett Rfe = 4,2% Rohfaser = 11,0% Rohasche = 5,5%  Daraus ergeben sie für die Stickstofffreien Extraktstoffe: NfE = TS - (Rp + Rfe + Rfa + Ra) = 90% - (13,2% + 4,2% + 11,0% + 5,5%) = 56,1%.  Da der Wert in MJ pro kg Futtertrockensubstanz (also 1000 g) errechnet werden soll, müssen die Prozentangaben der Rohnährstoffe, die sich auf 100% beziehen, jeweils mit 10 multipliziert werden. Die Formel lautet dann also:  DE = -3,54 + (0,0209 x 132 g) + (0,0420 x 42 g) + (0,0001 x 110 g) + (0,0185 x 561 g) = -3,54 + 2,7588 + 1,764 + 0,11 + 10,3785 = 11,47 MJ/kg TS   Bei dem Wert „-3,54“ handelt es sich um eine Konstante, also einen festen Wert. Möchte man die Energie für die Frischesubstanz wissen, muss er noch umgerechnet werden. Trockenfutter enthalten ungefähr 10% Feuchtigkeit (Wasser) bzw. 90% Trockensubstanz.  DE = 11,4713 x 0,9 = 10,32 MJ/kg uS  Der Hersteller dieses Futters gibt den Energiegehalt des Beispiels mit 10 MJ/kg an. Das heißt, er wurde entweder berechnet oder es liegt eine gute Übereinstimmung vor, wenn er in einem Ausnutzungsversuch ermittelt wurde. 
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