Einfluss von Lignocellulose auf die zootechnische Leistung sowie verdauungsphysiologische und mikrobiologische Parameter bei langsam wachsenden männlichen Hühnern einer Kreuzungspopulation aus White Leghorn und New Hampshire

Abstract

Der Einsatz diätetischer Lignocellulose bei Geflügel wurde bisher nur in wenigen Studien und mit uneinheitlichen Auswirkungen auf die Tierleistung, die Nährstoffverdaulichkeiten und die Zusammensetzung der intestinalen Mikrobiota beschrieben. Ziel dieser Studie war es, den Einfluss einer höheren Dosierung von diätetischer Lignocellulose in isoenergetisch und isonitrogen gestalteten Diäten auf zootechnische, verdauungsphysiologische und mikrobiologische Parameter zu untersuchen. Dafür wurden 59 männliche Hühner einer langsam wachenden Kreuzungspopulation (WL77 – White Leghorn und NHI – New Hampshire) in drei Versuchsgruppen aufgeteilt und über einen Zeitraum von acht Wochen mit einem Futter mit 0,8, 5 und 10 % supplementierter Lignocellulose (ARBOCEL® RC Fine) gefüttert. Der Fütterungsversuch unterteilte sich dabei in eine 5-wöchige Adaptations- und eine 23-tägige Versuchsphase. Futter und Wasser standen durchgehend ad libitum zur Verfügung. Zootechnische Parameter wurden wöchentlich erhoben und die Digestaproben aus Ileum und Zäkum in der 13. LW entnommen. Zusätzlich wurden über die letzten 12 Tage des Versuchszeitraums täglich Exkremente gesammelt. Die daraus ermittelten Daten umfassten die Bestimmung der scheinbaren präzäkalen Verdaulichkeit des Rohproteins, der scheinbaren gesamten Verdaulichkeit des Rohfetts und der organischen Masse, die TS-Gehalte der Exkremente und die Analysen der bakteriellen Metaboliten sowie die Zusammensetzung und metabolische Aktivität ausgewählter Bakterien-Cluster. Die statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte mittels einfaktorieller Varianzanalyse oder dem Kruskal-Wallis-Test. Ein Einfluss der eingesetzten Diäten auf die Leistung der Tiere konnte nicht festgestellt werden. So zeigten sich weder bei der Lebendmasse, der Lebendmassezunahme, dem Futterverbrauch noch beim Futteraufwand Veränderungen zwischen den Versuchsgruppen. Die scheinbare präzäkale Verdaulichkeit des Rohproteins reduzierte sich deutlich bei 10 % supplementierter Lignocellulose gegenüber der Versuchsgruppe mit 0,8 und 5 %. Die Werte der scheinbaren Gesamtverdaulichkeit des Rohfetts zeigten keine Veränderungen bei steigendem Gehalt von Lignocellulose in der Ration. Deutliche Unterschiede zwischen allen drei Versuchsgruppen wurden jedoch bei der scheinbaren gesamten Verdaulichkeit der organischen Masse dokumentiert. Diese sank bei höheren Zulagen von Lignocellulose im Futter. Es konnten keine Gruppenunterschiede zwischen den TS-Gehalten der Exkremente festgestellt werden. Ein Vergleich der bakteriellen Stoffwechselmetaboliten in der Digesta des Zäkums zeigte eine Abnahme der ermittelten Konzentrationen bei steigendem Gehalt von diätetischer Lignocellulose. Die deutlichsten Konzentrationsveränderungen ließen sich dabei in der Versuchsgruppe mit 10 % Lignocellulose beobachten. Signifikante Auswirkungen auf die Zusammensetzung und metabolische Aktivität der bakteriellen Mikrobiota konnten bei der Quantifizierung des Escherichia/Hafnia/Shigella-Clusters ermittelt werden. Mit zunehmender Konzentration von Lignocellulose sanken die gemessenen Zellzahlen in der Zäkumdigesta. Die ebenfalls gesunkenen Werte der ermittelten rRNA-Kopien beschrieben einen gerichteten Trend und deuteten dabei zusätzlich auf eine verringerte Stoffwechselaktivität hin. Schlussfolgernd zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Studie, dass höhere Konzentrationen von Lignocellulose die scheinbare präzäkale Verdaulichkeit von Protein, die mikrobiellen Stoffwechselmetaboliten in der Digesta und die Zusammensetzung und Aktivität des bakteriellen Mikrobioms beeinflussen können. Lignocellulose könnte zudem einen Einfluss auf potenzielle Krankheitserreger im Darm haben, welcher in weiteren Studien untersucht werden sollte.

The use of dietary lignocellulose in poultry has been described in only few studies and with inconsistent effects on animal performance, nutrient digestibility and the composition of the intestinal microbiota. The aim of this study was to investigate the influence of higher dosages of dietary lignocellulose in isoenergetically and isonitrogenically designed diets on zootechnical, digestive and microbiological parameters. For this purpose, 59 male chickens of a slow-growing poultry cross-breeding population (WL77 - White Leghorn and NHI - New Hampshire) were divided into three experimental groups and were fed a diet containing 0.8, 5 and 10 % lignocellulose (ARBOCEL® RC Fine) over a period of eight weeks. The feeding trial was divided into a 5-week adaptation phase and a 23-day trial phase. Feed and water were continuously available ad libitum. Zootechnical parameters were recorded weekly and digesta samples from ileum and caecum were taken in the 13th week. Additionally, excrements were collected daily over the last 12 days of the experimental period. The resulting data included not only the determination of the apparent precaecal digestibility of crude protein and the apparent total digestibility of crude fat and organic matter, but also analyses of bacterial metabolites and the composition and metabolic activity of selected bacterial clusters. Statistical evaluation of the results was performed by means of single factor analysis of variance or the Kruskal-Wallis test. An influence of the diets used on the performance of the animals could not be determined. Neither the live mass, live mass gain, feed consumption nor feed expenditure showed changes between the experimental groups. The apparent precaecal digestibility of the crude protein was significantly decreased with 10 % supplemented lignocellulose compared to the experimental group with 0.8 and 5 %. The values of the apparent total digestibility of crude fat showed no changes with increasing contents of lignocellulose in the ration. Significant differences between all three experimental groups were documented in the apparent total digestibility of the organic mass. This parameter decreased with increasing supplements of lignocellulose in the diet. There were no group differences between dry matter contents of the excrements observed. A comparison of the bacterial metabolites in the caecal digesta showed a decrease of the analysed concentrations with increasing content of dietary lignocellulose. The most significant changes in concentration were observed in the experimental group with 10 % lignocellulose. Significant effects on the composition and metabolic activity of the bacterial microbiota were detected in the quantification of the Escherichia/Hafnia/Shigella cluster. With increasing concentration of lignocellulose the measured cell numbers in the caecal digesta decreased. The also decreased values of the determined rRNA copies described a directed trend and additionally indicated a reduced metabolic activity. In conclusion, the results of the present study show that higher concentrations of lignocellulose can influence the apparent precaecal digestibility of protein, the microbial metabolites in the digesta and the composition and activity of the bacterial microbiome. In addition, lignocellulose could have an impact on potential pathogens in the intestine, which should be investigated in further studies.