Nutztiere und Kreislaufwirtschaft: Kreisläufe schließen für nachhaltige Ernährungssysteme

Unser Ernährungssystem so umzugestalten, dass es die Interessen heutiger und zukünftiger Generationen schützt, ist ohne die Kreislaufwirtschaft schwer denkbar. Nutztiere spielen dabei eine Schlüsselrolle, wie einzelne Akteure der Branche immer wieder betonen.

 

Effizienz: Der Grundstein nachhaltiger Tierproduktion

Wir rufen uns noch einmal in Erinnerung: Erst massive Produktivitätssteigerungen in der Landwirtschaft im letzten Jahrhundert ermöglichten ein Bevölkerungswachstum, das uns heute an die Grenzen der planetaren Belastbarkeit gebracht hat. Die Viehwirtschaft trägt maßgeblich zur Deckung des Ernährungsbedarfs einer wachsenden Weltbevölkerung durch einen Prozess bei, der als Veredelung bekannt ist – die Umwandlung von pflanzlicher Biomasse in hochverdauliche Lebensmittel für den Menschen. Veredlung deshalb, weil tierische Nahrungsmittel natürlicherweise eine höhere Nährstoffverfügbarkeit für den Menschen aufweisen als Pflanzliche. Dabei ist vor allem das Aminosäuremuster des tierischen Proteins, aber auch die Bereitstellung essenzieller Vitamine (z.B. B-Vitamine) hervorzuheben.

Von 1950 bis heute konzentrierte sich die Tierproduktion auf Effizienzverbesserungen. Dadurch konnte der Ressourcenverbrauch pro Einheit tierischer Lebensmittel drastisch reduziert werden. So hat sich beispielsweise die Futtereffizienz deutlich erhöht, weil es heute weit weniger Futter für die Erzeugung tierischer Lebensmittel braucht. Und das trägt zur Versorgungssicherheit und dem Ausbau der Nachhaltigkeit in der Tierhaltung bei.

 

Nahrungskonkurrenz

Diese hocheffiziente Umwandlung hat jedoch eine Kehrseite: Nahrungskonkurrenz. Diese entsteht, wenn Futterbestandteile, die auch für den menschlichen Verzehr geeignet wären, in der Tierernährung verwendet werden. Das Konzept des human-essbaren Anteils (hef) wird zur Bewertung herangezogen:

• • hef = 0: Für den Menschen ungenießbare Biomasse (z. B. Gras, Heu).

• • hef ≤ 1: Auch für den Menschen geeignete Biomasse (z. B. Sojabohnen: 0,92, Getreide: 0,80)

Laut Mottet et al. (2017) erfordert die Produktion von 1 kg entbeintem Fleisch 2,8 kg human-essbares Futter für Wiederkäuer und 3,2 kg für Monogastrier (Schweine, Geflügel).

Während Geflügel- und Schweinesysteme mit Effizienz glänzen, werden sie für ihre Abhängigkeit von hef-reichen Zutaten kritisiert. Im Gegensatz dazu nutzen Wiederkäuer hef-arme Biomasse aufgrund ihres einzigartigen Verdauungssystems, das es ihnen ermöglicht, faseriges Pflanzenmaterial in Lebensmittel umzuwandeln. Dies geschieht im Pansen, dem ersten von drei Vormägen, wo Mikroorganismen schwer verdauliche Pflanzenbestandteile abbauen und Nährstoffe erzeugen, die vom Tier verwertbar sind. Diese Nährstoffe werden dann vom Tier in eine für den Menschen relevante Leistung, wie Milchproduktion oder Fleischansatz, umgewandelt.

 

Die Methan-Debatte

Die einzigartige Fähigkeit von Wiederkäuern, minderwertige Biomasse zu verarbeiten, geht auf Kosten höherer Methanemissionen im Vergleich zu monogastrischen Arten, was zum weithin publizierten Begriff „Klima-Killer-Kuh“ geführt hat.

Methan als Treibhausgas hat ein Global Warming Potential, das 30-mal höher ist als das von Kohlendioxid (CO₂). Im Gegensatz zu CO₂ ist die atmosphärische Lebensdauer von Methan jedoch deutlich kürzer, etwa 12 Jahre, bevor es durch chemische Zwischenprozesse auf natürliche Weise in CO₂ umgewandelt wird. CO₂ hingegen verfügt über keine chemischen Selbstreinigungsmechanismen in der Atmosphäre, kann aber durch natürliche Prozesse wie Pflanzenwachstum, Gesteinsverwitterung und Kalkablagerung gebunden werden.

Die pflanzliche Lebensmittelproduktion erzeugt unweigerlich 63–86 % schwer verdaulicher Biomasse, wie Stängel, Wurzeln und Blätter. Wiederkäuer dienen als ideale Verwerter dieser Koppelprodukte, wie Stroh, in wertvolle Nährstoffe. Darüber hinaus sind weite Gebiete weltweit aufgrund geografischer Beschränkungen nicht für den Ackerbau geeignet, können aber als Dauergrünland (Weide, Heuwerbung) genutzt werden. In solchen Regionen können Wiederkäuer wichtige Ökosystemleistungen erbringen: Ihre Ausscheidungen fördern die Bodenbiodiversität, den Humusaufbau und die CO₂-Sequestrierung, während ihre Beweidung, bei verantwortungsvoller Bewirtschaftung, die Bodenstruktur und -qualität verbessert. Ein prominentes Beispiel ist der Einsatz von Schafen zur Deichpflege.

Es ist wichtig zu beachten, dass ausschließlich weidebasierte Systeme weniger effizient erscheinen mögen als intensive Haltungssysteme, wenn sie ausschließlich nach Futtereinsatz oder CO₂-Äquivalenten pro Einheit Tierprodukt bewertet werden. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die kurzfristigen Klimaauswirkungen von Methan. Eine ganzheitliche Bewertung, die breitere Faktoren Ökosystemleistungen, Regionalität und Tiergerechtheit einbezieht, zeigt jedoch, dass eine pauschale Abschaffung von Wiederkäuern nicht gerechtfertigt ist. Stattdessen sollte ihre Rolle in ausbalancierten Ernährungssystemen darauf abzielen, ihre einzigartigen Fähigkeiten zu nutzen und gleichzeitig ihren ökologischen Fußabdruck zu minimieren.

 

Kreislaufwirtschaft: Tiere in nachhaltige Ernährungssysteme integrieren

Das Ziel ist es, Tiere in ein wirklich zirkuläres Lebensmittelsystem zu integrieren und über enge Effizienzüberlegungen hinauszugehen. Die Abfallhierarchie, wie sie im EU-Recht (Abfallrahmenrichtlinie – Richtlinie 2008/98/EG) festgelegt ist, umfasst die folgenden Verwertungsstufen:

 

In dieser Hierarchie stehen Milchkühe und Deichschafe – die als „Recycler“ fungieren – über Biogasanlagen (Verwerter) und sollten bei der Gestaltung nachhaltiger Ernährungssysteme nicht übersehen werden. Ihre Methanemissionen müssen mit den von ihnen erbrachten Ökosystemleistungen verrechnet werden. Gleichzeitig sollte der Einsatz von Kraftfutter aus kritischen Ressourcen mit hohem hef, erhöhten CO₂-Äquivalenten und negativen Biodiversitätsfolgen minimiert werden. Futterkonzentrate könnten primär in gesundheitskritischen Perioden, wie dem Abkalben oder Spitzenproduktionsphasen, eingesetzt werden.

Derzeit besteht die europäische Viehfuttermittel laut dem Europäischen Verband der Futtermittelhersteller (FEFAC) aus etwa:

• • 61 % Grünfutter (hef = 0)

• • 16 % Hofeigenes Futter (hef undefiniert)

• • 23 % Mischfutter

Das Mischfutter selbst setzt sich aus etwa 30–44 % Nebenprodukten der Lebensmittelproduktion, 50 % Getreide und 1 % heimischen Hülsenfrüchten zusammen (Daten von FEFAC, DVT & BLE).

Und solange noch Ackerflächen existieren, die ausschließlich dem Anbau von Futtermitteln dienen, liegt es in der Verantwortung der Tierernährungswissenschaftler, weitere Strategien für die Zirkularität zu entwickeln.

 

Bestandsaufnahme: Errungenschaften in der Tierernährung im Sinne der Kreislaufwirtschaft

Seit Mitte des 20. Jahrhunderts wurden bemerkenswerte Fortschritte in Fütterungsstrategien und Innovationen in der Tierernährung entwickelt und umgesetzt. Diese Errungenschaften verdeutlichen die erheblichen Schritte, die zur Integration von Prinzipien der Kreislaufwirtschaft gemacht wurden:

 

Erhöhte Effizienz durch Züchtung und Ernährung

Durch die Integration von selektiver Züchtung und präziser Ernährung konnte der Futteraufwand pro Kilogramm tierischen Produkts deutlich reduziert werden:

• • Rinder: Effizienzsteigerungen von 15–30 %

• • Schweine: 30–40 %

• • Geflügel: 45–60 %

Diese Verbesserungen wurden durch sorgfältig angepasste Phasenfütterung und nährstoffspezifische Rationen erzielt. In den letzten Jahren haben Innovationen wie Trinkwasserzusätze und Boli (speziell entwickelte Tabletten, die über längere Zeiträume essentielle Nährstoffe oder Medikamente abgeben) die Effizienz weiter optimiert.

 

EU-weite Zulassung von Nebenprodukten als Futtermittel

EU-weite Zulassung zahlreicher Nebenprodukte der Lebensmittelherstellung als Einzelfuttermittel (EU 68/2013), darunter

• • Nebenprodukte aus der Obst- und Gemüseverarbeitung

• • Milchprodukte und Derivate

• • Schlachtnebenprodukte von Landtieren

• • Fischmehl aus Beifang und aquatischen Nebenprodukten

• • Reste aus der Back-, Süßwaren- und Getreideindustrie

• • Produkte aus der Gewürz-, Würz- und Saucenproduktion

• • Und viele mehr, wodurch die Futtermittelvielfalt erweitert und Abfall in der Lebensmittelproduktion reduziert wird.

Insbesondere Nebenprodukte aus der Obst- und Gemüseverarbeitung sowie aus Kräutern und Gewürzen können dazu beitragen, den Medikamenteneinsatz in der Tierhaltung zu reduzieren. Viele dieser pflanzlichen Substanzen, die sich bereits in der traditionellen Kräuterheilkunde bewährt haben, werden heute gezielt eingesetzt, um die Tiergesundheit auf natürliche Weise zu unterstützen.

 

Biotechnologische Durchbrüche: Enzyme

Synthetische Enzyme sind Errungenschaft aus der Biotechnologie. Sie machen schwer verdauliche Nährstoffe für Nutztiere verfügbar und ermöglichen so den Einsatz von Koppel- & Nebenprodukten:

• • Xylanasen und ß-Glucanasen verbessern den Abbau von Nicht-Stärke-Polysacchariden und erhöhen die verfügbare Energie sowie die Nährstoffzugänglichkeit

• • Phytasen erschließen pflanzlich gebundenen Phosphor und reduzieren die Abhängigkeit von endlichen anorganischen Phosphorressourcen

• • Proteasen verbessern die Proteinabsorption, weil sie Proteine in Aminosäuren abbauen und so die Futtereffizienz maximieren.

 

Synthetische Aminosäuren

Jedes Protein besteht aus Aminosäuren und hat ein eigenes Muster. Die Verwendung von synthetischen Aminosäuren ermöglicht eine stetige Minimierung der Proteingehalte im Nutztierfutter, ohne die Tierleistung zu beeinträchtigen. Diese Fütterungsstrategie trägt bei zu:

• • geringeren Emissionen aus der Tierproduktion &

• • reduziertem Antibiotikaeinsatz durch bessere Nährstoffbilanzierung.

 

Insektenproteine

Seit 2017 für die Aquakultur und seit 2021 für Geflügel und Schweine zugelassen, bieten Insektenproteine eine nachhaltige Alternative zu traditionellen Proteinquellen wie Soja und Fischmehl. Insektenbasierte Futtermittel liefern einen hohen Proteingehalt mit günstigen Aminosäureprofilen. Herausforderungen wie hohe Produktionskosten, begrenzte Kapazitäten, strenge EU-Vorschriften und die Akzeptanz der Verbraucher bleiben jedoch Hürden. Wichtig ist, dass Insekten in der EU als Nutztiere eingestuft werden, weshalb die Fütterung von Lebensmittelabfällen an sie verboten ist und Futtermittelqualitäten erforderlich sind.

 

Notwendigkeiten: Abfall & Innovationen

Lebensmittelabfälle im Überfluss

Innerhalb der EU muss die Bekämpfung von Lebensmittelabfällen zu einer Priorität werden. Jedes Jahr erzeugen Privathaushalte über 59 Millionen Tonnen Lebensmittelabfälle – durchschnittlich 132 kg pro Person, was einem Marktwert von rund 132 Milliarden Euro entspricht.

Als erste Gegenmaßnahme wäre eine Reduzierung des Überkonsums durch staatlich geförderte Verbraucheraufklärung wünschenswert – zum Beispiel durch Schulen, öffentlich-rechtliche Rundfunkanstalten und Kampagnen in öffentlichen Räumen. Die EU hat sich verpflichtet, das Ziel 12.3 der Nachhaltigkeitsziele zu erreichen: die Halbierung der Pro-Kopf-Lebensmittelabfälle im Einzelhandel und auf Verbraucherebene bis 2030.

Solche Abfälle könnten zu einem wertvollen Input in der Tierernährung werden, vorausgesetzt, es gelänge, Pathogene (insbesondere Bovine Spongiforme Enzephalopathie, Afrikanische Schweinepest, Maul- und Klauenseuche und Vogelgrippe) sowie Verunreinigungen wie Schwermetalle, Mikroplastik und PFAS zu eliminieren.

Derzeit untersucht die Wageningen University & Research, inwieweit Insekten wie die schwarze Soldatenfliege und der Mehlwurm solche Abfälle sicher verarbeiten könnten. Erste Ergebnisse deuten auf ein extrem geringes Risiko der Prionenübertragung auf Schweine oder Geflügel hin. Die Studien zeigen jedoch auch erhebliche Einschränkungen bei Haushaltsabfällen auf, während gewerbliche Lebensmittelabfälle als sicher für Insektenfutter eingestuft werden.

Technologien wie die Präzisionsfermentation eröffnen weitere Möglichkeiten: Sie ermöglichen die Produktion von hochreinen, maßgeschneiderten Futterkomponenten aus abfallbasierten Rohstoffen. Diese Methode umgeht direkte biologische Risiken, indem neue, definierte Endprodukte geschaffen werden. Solche Produkte fallen jedoch unter die Kategorie „neuartige Futtermittel“, die eine vollständige Sicherheitsbewertung erfordern, unabhängig von der Sicherheit der zugrundeliegenden Prozesse.

Andere diskutierte Technologien umfassen die überkritische Wassergasifizierung und die Pyrolyse, die hauptsächlich auf die Energierückgewinnung aus Lebensmittelabfällen abzielen. Einige Produkte – wie Biokohle aus der Pyrolyse – zeigen vielversprechende Eigenschaften als funktionelle Futterzusatzstoffe, die die Toxinbindungsfähigkeit und die Tiergesundheit verbessern und somit indirekt zur Kreislaufwirtschaft beitragen.

 

Innovation braucht Regulierungseffizienz

Dennoch bleiben regulatorische Hürden ein Engpass. Obwohl sie die Lebensmittel- und Futtermittelsicherheit in der EU gewährleisten, werden die derzeitigen Rahmenbedingungen weithin als überreguliert angesehen, was Innovationshemmnisse schafft. Als Reaktion darauf fordern Akteure der Agrar- und Lebensmittelindustrie derzeit in einem offenen Brief:

• • eine Überarbeitung des EU-Regulierungsrahmens, insbesondere der Transparenzverordnung, um administrative Lasten zu reduzieren, Innovationen zu fördern und die EU für Investitionen attraktiver zu machen

• • vereinfachte Risiko- und Leitlinienbewertungen, einschließlich einer transparenteren Einbindung von Stakeholdern, verbesserter Interaktion mit Antragstellern und praktischer Expertise in den EFSA-Gremien

• • einen stärkeren Vorstoß für neuartige Bewertungsansätze, einschließlich wesentlicher, konsistenter Datenanforderungen und der Priorisierung von tierversuchsfreien Methoden (NAMs) im Bewertungsprozess

 

Wo anfangen?

In der praktischen Tierernährung kann der hef-Wert bereits zur Optimierung von Rationen angewendet werden, um eine minimale Futterkonkurrenz zu gewährleisten und Labels wie: „Dieser Liter Milch wurde ohne Nahrungskonkurenz produziert“ für die Vermarktung nutzen zu können.

Ähnlich können regional bezogene oder hofnahe Futtermittel – wenn sie sorgfältig formuliert werden, um den Nährstoffbedarf zu decken – dazu beitragen, tierische Produkte für ein Niedrig-CO₂ Label zu qualifizieren. Neben ihren Klimavorteilen fördern regionale Wertschöpfungsketten die Unabhängigkeit von volatilen globalen Märkten. Und das ganz ohne negative Umweltauswirkungen, wie den Verlust an Biodiversität durch intensiven Futterpflanzenanbau, zu externalisieren.

Da die Transparenzerwartungen, insbesondere bei den Verbrauchern, steigen, werden Indikatoren wie hef, das CO₂-Reduktionspotenzial und die Beiträge zu Ökosystemleistungen voraussichtlich zu starken Verkaufsargumenten für tierische Produkte werden.

 

Fazit: Kreisläufe schließen – mit innovativer Tierhaltung

Die Tierhaltung hat das Potenzial, eine Schlüsselrolle in einem zirkulären Ernährungssystem einzunehmen, das ökologische Grenzen respektiert und gleichzeitig die Versorgungssicherheit stärkt. Durch die Nutzung von Restströmen, die Optimierung von Futterformulierungen mithilfe des hef-Werts und den Einsatz modernster Technologien wie Präzisionsfermentation und Insektenprotein kann die Effizienz gesteigert und Umweltauswirkungen erheblich reduziert werden.

Manche mögen argumentieren, dass Innovationen unweigerlich die Kosten tierischer Produkte erhöhen werden. Aber ist nicht jeder bedeutende Durchbruch mit einem anfänglichen Preis verbunden gewesen – bevor er zum neuen Standard wurde?

Und zweitens: Sind die Lebensmittelpreise wirklich zu hoch – oder haben wir in Zeiten des Überfluss die Perspektive verloren? Dies werden wir in unserem nächsten Blog genauer beleuchten.

Wir müssen jetzt handeln. Es ist Zeit, greifbare, zukunftsfähige Lösungen voranzubringen, die nachhaltige Tierhaltung in widerstandsfähige, regenerative Ernährungssysteme einbindet.

Bei The Feed Rethinkery laden wir Sie ein, Teil dieser Transformation zu sein – durch Innovation, Zusammenarbeit und den gemeinsamen Wissensaustausch. Folgen Sie uns, beteiligen Sie sich am Dialog und helfen Sie mit, die Kreislaufwirtschaft von morgen zu gestalten – vom Futter über den Acker bis darüber hinaus.

 

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