Mineralstoffe in der Fütterung – Funktion, Bedarf, Wirkung
Mineralstoffe sind für langlebige und leistungsstarke Kühe ein essenzieller Bestandteil der Fütterung. Die optimale Versorgung sichert die Stoffwechselstabilität, Eutergesundheit, Klauengesundheit und Leistungsfähigkeit der Tiere. Gedeckt wird dieser Bedarf über das Zusammenspiel aus Grundfutter, Kraftfutter und gezielter Mineralfutterergänzung. Entscheidend ist dabei nicht nur die Menge, sondern die bedarfsgerechte Versorgung basierend auf der Futtermittelgrundlage des Betriebes. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die wichtigsten Mengen- und Spurenelemente, ihre Funktionen im Tier sowie die Folgen einer Unter- und Überversorgung und die entsprechenden Versorgungsempfehlungen.
Mineralstoffe sind lebensnotwendige anorganische Nährstoffe, die Kühe nicht selbst bilden können. Das heißt, sie müssen vollständig über das Futter aufgenommen werden. Mineralstoffe werden in Mengenelemente und Spurenelemente unterteilt. Mengenelemente werden von Kühen täglich im Grammbereich benötigt, während der Bedarf an Spurenelementen im Milligrammbereich liegt.
Der Bedarf der Milchkuh an einem Mineralstoff setzt sich aus der benötigten Nährstoffmenge für die Leistung der Milchproduktion, der Körpermassezunahme, unvermeidlicher Verluste und der Trächtigkeit zusammen. Die Verwertung des Mineralstoffs gibt an, wie gut der Mineralstoff ins Blut aufgenommen wird. In diesem Zusammenhang spielt auch das Verhältnis der Mineralstoffe untereinander eine große Rolle. Manche Mineralstoffe beeinflussen die Aufnahmefähigkeit von anderen Mineralstoffen negativ. Dies nennt man Antagonismus. Zum Beispiel hemmt Kalium die Aufnahme von Magnesium und Schwefel die Aufnahme von Kupfer. Die Notwendigkeit mineralischer Ergänzung fällt je nach Element und Futtermittelgrundlage des Betriebes unterschiedlich aus. Wichtig ist hierbei, dass Untersuchungen der betriebseigenen Grundfuttermittel vorliegen, da die Mineralstoffgehalte stark schwanken können.
Der Bedarf an Mengenelementen für eine laktierende Milchkuh in der zweiten Laktation ist in Tabelle 1 dargestellt. Dies sind die Werte nach der neuen Versorgungsempfehlung für Milchkühe (GfE, 2023). Die Werte sind in g je Kilogramm Trockenmasse angegeben und beziehen sich auf die jeweils angegebene Trockenmasseaufnahme. Die Milchleistung und die Futteraufnahme sind entscheidend für die bei der Rationsplanung zu berücksichtigenden Konzentrationen der Mineralstoffe. In der Regel gilt, dass mit steigender Milchleistung der Bedarf der Kuh und somit die Bedarfskonzentrationen der Mineralstoffe in der Ration ansteigen. In der ersten Laktation ist die Futteraufnahme der Tiere geringer, aus diesem Grund sind die Bedarfskonzentrationen im Futter um ca. 10-15% höher anzusetzen. Tabelle 2 zeigt die Versorgungsempfehlung für Spurenelemente pro Kilogramm Trockenmasse. Diese haben sich mit der GfE, 2023 nicht verändert.
Tabelle 1: Versorgungsempfehlung für Mengenelementen bei Milchkühen, nach DLG (01/2025) und Hoffmann (2024)
| Milchleistung (kg) | Futteraufnahme (kg TM je Tag) Ab 60. Laktationstag | Calcium (Ca) | Phosphor (P) | Natrium (Na) | Magnesium (Mg) | Kalium (K) | Chlor (Cl) | Schwefel (S) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Angaben gelten nur in Verbindung mit der angegebenen Futteraufnahme | Gehaltswerte in g/kg TM | |||||||
| 10 | 12,5 – 13,5 | 3,9 | 2,2 | 1,4 | 1,5 | 12 | 3,2 | 1,6 |
| 20 | 18,0 – 18,5 | 4,7 | 2,5 | 1,5 | 1,6 | 13 | 3,8 | 1,8 |
| 30 | 21,0 – 21,5 | 5,4 | 2,9 | 1,6 | 1,8 | 13 | 4,2 | 1,8 |
| 40 | 24,0 – 25,0 | 5,9 | 3,1 | 1,7 | 1,9 | 13 | 4,3 | 2,0 |
| 50 | 27,5 – 28,0 | 6,3 | 3,3 | 1,8 | 2,0 | 14 | 4,5 | 2,0 |
| Holstein Kuh: 700 kg KM, 4% Fett, 3,4% Protein, 4,8% Laktose; ohne Trächtigkeit, ab 2. Laktation | ||||||||
Tabelle 2: Versorgungsempfehlungen für Spurenelemente bei Milchkühen, nach GfE (2023)
| Element | Spurenelementgehalte in mg /kg TM |
|---|---|
| Eisen (Fe) | 50 |
| Zink (Zn) | 50 |
| Kupfer (Cu) | 10 |
| Kobalt (Co) | 0,2 |
| Mangan (Mn) | 50 |
| Jod (J) | 0,5 |
| Selen (Se) | 0,2 |
Neben einer Unterversorgung ist auch eine Überversorgung mit Spuren- und Mengenelementen zu vermeiden. Die Überversorgung ist insbesondere im Zusammenhang mit antagonistischen Wechselwirkungen zwischen Mineralstoffen von Bedeutung. Eine Überversorgung mit einem Mineralstoff kann die Verfügbarkeit eines anderen negativ beeinträchtigen und dadurch trotz ausreichender Gehalte in der Ration zu einer Mangelversorgung führen.
Mengenelemente im Überblick
Die relevanten Mengenelemente sind Calcium (Ca), Phosphor (P), Magnesium (Mg), Kalium (K), Natrium (Na), Chlor (Cl) und Schwefel (S). Jeder Mineralstoff hat eigene Funktionen bzw. Aufgaben im Körper und individuelle Symptome bei Über- bzw. Unterversorgung. Die Übersicht der Mengenelemente ist in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3: Übersicht über die Mengenelemente, nach Gruber Tabelle (2024)
| Element | Funktion | Symptome bei Mangelerscheinung | Symptome bei Überversorgung |
|---|---|---|---|
| Calcium (Ca) | Knochenbildung, Zahnbildung, Blutgerinnung, Muskelkontraktion, Reizleitung | Langsames Wachstum, verminderte Milchleistung, Milchfieber, ungenügende Knochenbildung | Harnsteinbildung, Antagonist zu K, Mg, Cu, Mn, Zn, (Fe nur bei Kälbern relevant) Trockensteher: Gefahr von Milchfieber |
| Phosphor (P) | Bestandteil von Erbmaterial, Knochenbildung, Zahnbildung, Energiestoffwechsel, Enzymbestandteil | Brüchige Knochen, verminderte Pansenfunktion, verminderte Fresslust, langsames Wachstum, verminderte Fruchtbarkeit | Ca-Mangel, Harnsteine, Antagonist zu Cu und Mn, Gewässerbelastung |
| Natrium (Na) | Muskelkontraktion, Nervenleitung, Wasserhaushalt, Säuren-Basen-Haushalt | Lecksucht, verminderte Fresslust, Leistungsminderung, Fruchtbarkeitsstörungen | Raues Haarkleid, Durchfall, verminderte Fresslust, erhöhte Wasseraufnahme |
| Kalium (K) | Enzymbestandteil, Muskelfunktion, Nervenfunktion, Säuren-Basen Gleichgewicht, Wasserhaushalt | Bei bedarfsgerechtem Grobfutteranteil ist genügend Kalium enthalten | Erhöhte Wasseraufnahme, Antagonist zu Mg, Na, Zn Trockensteher: Gefahr von Milchfieber |
| Magnesium (Mg) | Knochenaufbau, Enzymbestandteil, Nerven- und Muskelfunktion | Nervosität, Muskelkrämpfe, reduzierte Futteraufnahme, verminderte Fruchtbarkeit | Selten |
| Schwefel (S) | Aminosäuren Bestandteil (Cystein, Methionin), Pansenmikrobensynthese, Säuren-Basen Gleichgewicht, Haarkleid, Horn | Mangel an Schwefel-haltigen Aminosäuren (eher selten) | Antagonist zu Cu, Se |
| Chlor (Cl) | Säuren-Basen Gleichgewicht, Wasserhaushalt, Salzsäurebildung im Labmagen | Lecksucht, verminderte Fresslust | Raues Haarkleid, Durchfall, verminderte Fresslust, erhöhte Wasseraufnahme |
Calcium ist zu 99 % im Knochen eingelagert und dient vor allem als Baustoff für Knochen und Zähne. Darüber hinaus ist Calcium für die Reizleitung und die Muskelkontraktion relevant. Die Begrenzung der Calciumversorgung vor der Kalbung ist besonders wichtig, um das Risiko von Milchfieber zu senken.
Phosphor ist ebenfalls Baustoff für Knochen und Zähne sowie wichtiger Bestandteil der DNA und der Eiweißstoffe im Blutplasma. Als Energiespeicher und Energieträger ist Phosphor zudem zentral am Energiestoffwechsel beteiligt. Phosphor ist im Speichel enthalten und hat eine Pufferwirkung im Pansen. Eine unzureichende Phosphorversorgung wirkt sich häufig zuerst auf die Fruchtbarkeit aus und kann zu verzögerter oder ausbleibender Brunst führen. Eine Überversorgung mit Phosphor in der Trockenstehzeit erhöht das Risiko von Milchfieber.
Natrium regelt in Kombination mit Kalium den Wasserhaushalt und ist zuständig für die Regulation des osmotischen Drucks sowie der Speichelsekretion. Zudem wirkt Natrium als Puffer im Säure-Basen-Haushalt und übernimmt wichtige Funktionen bei Nerven und Muskeln. Gerade bei Hitzestress und hoher Wasseraufnahme steigt der Natriumbedarf an, da über Schweiß und Speichel mehr davon verloren geht.
Kalium wird in der Regel nicht in Mineralfuttermitteln zugesetzt, da es in ausreichender Menge in den Grundfuttermitteln vorhanden ist. Es ist wichtig für den Ionenaustausch über die Zellmembran, dient als Enzymbestandteil und ist an Nerven- und Muskelfunktionen beteiligt. In der Praxis relevant wird Kalium vor allem wegen des Antagonismus zu Magnesium.
Magnesium ist Baustoff für Knochen, Bestandteil verschiedener Enzyme und für Nerven- und Muskelfunktionen verantwortlich. Zudem ist Magnesium am Ca-P-Stoffwechsel beteiligt. Hohe Calcium- und Kaliumgehalte können den Magnesiumbedarf erhöhen. Da der Körper kaum Reserven anlegen kann, muss Magnesium täglich mit der Nahrung zugeführt werden. Besonders im zeitigen Frühjahr auf kaliumreichen Weiden ist daher auf eine gezielte Magnesiumversorgung zu achten, um einer Weidetetanie vorzubeugen.
Schwefel liegt fast vollständig in Form von Aminosäuren (Cystein und Methionin) vor. Daneben kommt Schwefel in Horn und Haar vor. Es ist Bestandteil der Vitamine Thiamin und Biotin und der Hormone Insulin und Oxytocin. Da Schwefel auch für die mikrobielle Proteinsynthese im Pansen benötigt wird, wirkt sich eine gute Versorgung indirekt auf die Futterverwertung aus.
Chlor ist für die Regulation des osmotischen Drucks im Wasser- sowie Säure-Basen-Haushalt verantwortlich. Es ist Hauptbestandteil der Magensäure und steuert die Aufnahme von Vitamin B12 und Eisen. Ein Chlormangel kann sich über eine gestörte Magensäurebildung negativ auf Futteraufnahme und Verdauung auswirken.
Spurenelemente im Überblick
Die für die praktische Fütterung relevanten Spurenelemente sind Eisen (Fe), Zink (Zn), Kupfer (Cu), Kobalt (Co), Mangan (Mn), Jod (J) und Selen (Se). Die Übersicht der Spurenelemente ist in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4: Übersicht über die Spurenelemente, nach Gruber Tabelle (2024)
| Element | Bestandteil/ Einfluss auf / Funktion | Mangelerscheinung | Überversorgung |
|---|---|---|---|
| Eisen (Fe) | Blutbestandteil, Sauerstofftransport, Enzymbestandteil | Blutarmut, Infektionsanfälligkeit | Antoganist zu Cu, Mn, Zn, Co |
| Zink (Zn) | Enzymbestandteil, Wundheilung, Hautbildung, Regulation oxidativer Stress | Immunschwäche, verringerte Milchleistung, Haut- und Klauen- probleme, erhöhte Zellzahlen | Antagonist zu Mg, Cu, (Fe nur bei Kälbern relevant), S, P |
| Kupfer (Cu) | Enzymbestandteil, Immunabwehr, Ausbildung von Blutgefäßen, Regulation oxidativer Stress, | Durchfall, verminderte Fresslust, Haarkleid, Klauen, Fruchtbarkeitsstörungen, Lecksucht | Antagonist zu S, Fe, Ca, Fressunlust, Hautveränderungen |
| Kobalt (Co) | Vitamin B12-Bestandteil, Hämoglobinbildung | Verminderte Fesslust, Leistungsabfall, Abmagerung | Verminderte Fresslust, Leistungsabfall, Abmagerung |
| Mangan (Mn) | Enzymbestandteil, Wachstum, Knochenbildung, Fruchtbarkeit, Hämoglobinbildung | Fruchtbarkeitsstörungen, Beeinträchtigung der Skelettentwicklung, Klauen | Antagonist zu Cu |
| Jod (J) | Schilddrüsenfunktion | Fruchtbarkeitsstörungen | Atembeschwerden, Wachstumsstörungen, erhöhter Stoffwechsel |
| Selen (Se) | Enzymbestandteil, Regulation oxidativer Stress | Fruchtbarkeitsstörungen, Nachgeburtsverhalten, erhöhte Milchzellzahl, Infektanfälligkeit | Abmagerung, Leberschäden, Speichelfluss, Klauenhorndefekte, Kronsaumentzündungen |
Eisen ist Bestandteil der Blutfarbstoffs Hämoglobin und dient dem Sauerstofftransport. Es ist zudem Bestandteil von Enzymen und Proteinen, für einen normalen Eisenstoffwechsel ist Kupfer notwendig. Trotzdem können stark erhöhte Eisengehalte zu Kupfermangel führen und damit Nachgeburtsverhalten begünstigen. Eisen ist außerdem ein Antagonist zu Mangan, Kobalt und Zink. Die Eisenversorgung wird oft bereits durch erdige Anhaftungen an den Silagen oder durch das Tränkewasser gedeckt. Hier empfehlen sich betriebsindividuelle Silageanalysen und gegebenenfalls Tränkewasseranalysen, vor allem bei hofeigenen Brunnen.
Zink ist überwiegend an Enzyme gebunden und an zahlreichen Stoffwechselprozessen beteiligt, zum Beispiel der Wundheilung, dem Immunsystem und dem Schutz gegen reaktive Sauerstoffspezies (oxidativer Stress). Zink steht in antagonistischer Beziehung zu Magnesium, Kupfer, Schwefel und Phosphor, ein antagonistischer Effekt zu Eisen ist vor allem bei Kälbern zu beachten. Mangelerscheinungen können Haarausfall und ein Rückgang der Milchleistung sein. In der Praxis zeigt sich ein Zinkmangel oft zuerst an Klauen- und Hautproblemen sowie an erhöhten Zellzahlen in der Milch.
Kupfer ist Bestandteil zahlreicher Enzyme und an vielen physiologischen Prozessen beteiligt, zum Beispiel der Ausbildung neuer Blutgefäßstrukturen, dem Schutz gegen reaktive Sauerstoffspezies und der Produktion von Botenstoffen für die Reizleitung im Nervensystem. Aufgrund der Antagonismen mit Eisen, Schwefel und Calcium kann es trotz normaler Kupferversorgung zu Mangelerscheinungen kommen. Eine Überversorgung mit Kupfer sollte bei Wiederkäuern vermieden werden, da Kupfer in der Leber gespeichert wird. Dies kann zu Leberschäden führen.
Cobalt ist der Ausgangsstoff für die Vitamin B12 Synthese im Pansen und ist damit essenziell für die Energiegewinnung im Citratzyklus der Zellen.
Mangan ist am Aufbau von Hämoglobin und am Knochenwachstum beteiligt und beeinflusst die Fruchtbarkeit sowie den Schutz gegen reaktive Sauerstoffspezies. Die Mangan-Verwertung wird durch hohe Ca- und P-Gehalte vermindert.
Jod ist Bestandteil der Schilddrüsenhormone. Eine Überdosierung kann zu einem erhöhten Stoffwechsel und zu Organbelastungen führen, ein Mangel zu einer Schilddrüsenunterfunktion, die sich auf die Fruchtbarkeit auswirkt.
Selen ist Bestandteil des Enzyms Glutathionperoxidase und dient dem Zellschutz und der Immunabwehr, es unterstützt das Vitamin E bei dessen Aufgaben. Eine Unterversorgung mit Selen kann zu Fruchtbarkeitsstörungen und bei Trockenstehern zu lebensschwachen Kälbern führen.
Überprüfung der Mineralstoffversorgung
Die Grundlage für die Beurteilung der Mineralstoffversorgung bildet eine möglichst präzise Rationsberechnung. Hierfür sollten alle eingesetzten Futtermittel mit ihren tatsächlichen Inhaltsstoffen berücksichtigt werden. Insbesondere die Analyseergebnisse der betriebseigenen Grundfuttermittel sollten in die Rationsberechnung einfließen. Ob die berechnete Ration der tatsächlich vorgelegten Ration entspricht, lässt sich durch eine labortechnische Analyse der Mischration überprüfen.
Um die Bedarfsdeckung am Tier zu überprüfen, kann eine Blutprobe von einer Stichprobe der Tiere entnommen werden. Hierbei ist zu beachten, dass Blut kein Speichermedium, sondern ein Transportmedium darstellt. Für die Einschätzung der langfristigen Versorgungslage ist dies nur bedingt geeignet.
Eine Deckhaarprobe von mindestens 30 Monate alten Tieren ist besser geeignet, um die langfristige Versorgungslage einschätzen zu können. Die Probe sollte nicht zum Fellwechsel gezogen werden, da es zu diesem Zeitpunkt zu einer Ansammlung von Stoffwechselprodukten und Spurenelementen im absterbenden Haar kommt.
