Umstätter, Christina: Tier-Technik-Beziehung bei der automatischen Milchgewinnung

Humboldt-Universität zu Berlin


Dissertation
Tier-Technik-Beziehung bei der automatischen Milchgewinnung

zur Erlangung des akademischen Grades

Doktor Rerum Agriculturum

(Dr. rer.agr.)

vorgelegt der

Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät

von Dipl-Ing. agr Christina Umstätter,
geb. am 06.08.1973 in Berlin

Präsident der Humboldt-Universität zu Berlin:

Prof. Dr. Jürgen Mlynek

Dekan der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät:

Prof. Dr. Uwe Jens Nagel

Gutachter:
1. Prof. Dr. Otto Kaufmann
2. Prof. Dr. Reiner Brunsch

eingereicht: 08. April 2002

Datum der Promotion: 04. Juni 2002


Seiten: [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121]

Inhaltsverzeichnis

TitelseiteTier-Technik-Beziehung bei der automatischen Milchgewinnung
1 Einleitung
2 Erkenntnisstand
2.1Tier-Technik-Beziehung
2.2Tier
2.2.1Verhalten
2.2.1.1Motivation
2.2.1.2Lernen
2.2.1.3Tiergerechtheit
2.3Technik
2.3.1Entwicklung und Stand der Technik
2.3.2Prozesskontrolle
2.3.2.1Leitfähigkeit
2.3.2.2Herzfrequenz
3 Material und Methode
3.1Material
3.1.1Betriebe
3.1.2Versuche
3.2Methode
3.2.1Milchflussmessung
3.2.2Formel für die Zulassung der Kühe zum Melken
3.2.3Herzfrequenzmessung
3.2.4Statistische Analyse
4 Ergebnisse
4.1Melkparameter
4.2Milchparameter
4.2.1Milchinhaltsstoffe
4.2.2Leitfähigkeit
4.3Verhaltensparameter
4.3.1Besuchsfrequenzen beim Melken
4.3.2Herzfrequenzmessungen
5 Diskussion
5.1Melk- und Milchparameter in der Prozesskontrolle
5.2Verhaltensparameter beim AMS
5.2.1Besuchsfrequenzen beim Melken
5.2.2Herzfrequenzmessungen
5.3Tiergerechtheit
6 Schlussfolgerungen
7 Zusammenfassung
Bibliographie Literaturverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis
Danksagung
Selbständigkeitserklärung
Lebenslauf

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Übersicht über heute gebräuchliche Sensoren
Tab. 2: Angestrebte Melkfrequenz unter Berücksichtigung der Leistungsparameter Milchmenge (MM) und Laktationstag (LT).
Tab. 3: Angestrebte Melkfrequenz unter Berücksichtigung der Leistungsparameter Milchmenge (MM) und Laktationstag (LT) in Betrieb 1.
Tab. 4: Übersicht über die Versuche und die genuzten Auswertungsprogramme.
Tab. 5: Länge und Häufigkeit der Blindmelkzeiten (n = 266).
Tab. 6: Häufigkeit des Blindmelkens für die vier Euterviertel.
Tab. 7: Statistische Werte der analysierten viertelbezogenen Parameter.
Tab. 8: Vergleich der beiden Melkzeiten morgens-abends.
Tab. 9: Korrelationen für alle gemessenen Merkmale.
Tab. 10: Die Struktur der Werte von Abbildung 39.

Abbildungsverzeichnis

Abb.1: Allgemeines Modell der Information und Kommunikation.
Abb. 2: Bisherige Kommunikationsrichtung zwischen Maschine und Tier.
Abb. 3: Mit Hilfe moderner Sensorik kann nun auch die Kommunikationsrichtung vom Tier in Richtung Maschine laufen.
Abb. 4: Schema eines kybernetischen Systems in der technisierten Tierhaltung.
Abb. 5: Die rückgekoppelten Kommunikationsrichtungen bei Aktion und Reaktion im Sinne Tinbergens.
Abb. 6: Die Signalrichtung bei der Motivation von außen erfolgt von der Technik in Richtung Tier über eine zeitliche Verzögerung des Lernvorgangs.
Abb. 7: Lernkurve nach C.E. Noble (1957) für ein Versuch-und-Irrtum Lernsystem, mit 2; 4; 6; 10; 14; 50 und 100-Felderauswahl.
Abb. 8: Zunahme der Wahrscheinlichkeit korrekter Antworten pro N Versuche, entsprechend der Werte in Abb. 7.
Abb. 9: Einbau der vier LactoCorder am AMS.
Abb. 10: Melkdauer aller Euterviertel.
Abb. 11: Milchflusskurven eines vorderen (1351) und eines hinteren (1353) Euterviertels der Kuh Nr. 135, als Beispiel für eine unterschiedlich lange Milchabgabe innerhalb eines Gemelks.
Abb. 12: Milchflusskurven eines vorderen (151) und eines hinteren (153) Euterviertels der Kuh Nr. 15, im Vergleich zur Abb. 11 mit einem anderen charakteristischen Verlauf.
Abb. 13: Häufigkeitsverteilung der Zwischenmelkzeit.
Abb. 14: Scatterplot mit Milchfettgehalt im Verhältnis zur Dauer des Hauptgemelks.
Abb. 15: Verteilung der Fettwerte für jedes Euterviertel (lv = links vorne; lh = links hinten; rh = rechts hinten; rv = rechts vorne).
Abb. 16: Verteilung der Laktosewerte für jedes Euterviertel (lv = links vorne; lh = links hinten; rh = rechts hinten; rv = rechts vorne).
Abb. 17: Verteilung der Proteinwerte für jedes einzelne Euterviertel (lv = links vorne; lh = links hinten; rh = rechts hinten; rv = rechts vorne).
Abb. 18: Die Verteilung der Laktationstage in Bezug zu den gesammelten Proben.
Abb. 19: Die Verteilung der Laktationstage für Milchproben mit kleiner gleich 3,3 % Protein und für Proben mit mehr als 3,3 % Protein.
Abb. 20: Die Verteilung des Harnstoffgehaltes für die verschiedenen Euterviertel.
Abb. 21: Die Adaptation des Harnstoffgehaltes nach geänderter Futterration.
Abb. 22: Verteilung der Somatischen Zellen für jedes Euterviertel.
Abb. 23: Das gleiche Diagramm wie in Abbildung 22, mit etwas breiterer Klasseneinteilung.
Abb. 24: Die Leitfähigkeitsentwicklung der vier Viertel, wobei eines davon erkrankt ist. Dazu wurden die Trendlinien eingezeichnet.
Abb. 25: Leitfähigkeitswerte von elf erkrankten Kühen. Die Werte wurden drei Tage vor MST-Diagnose und nachfolgend ausgewertet, mit der dazugehörigen Regressionsgerade.
Abb. 26: Die Anzahl der vorangegangenen Melkungen M verhält sich linear zu den Werten des Sicherheitsfaktors K, bei gleichbleibenden Ausgangsbedingungen.
Abb. 27: Die Anzahl vorangegangener Melkungen M in Abhängigkeit von den Parametern: MØ24hKuh und A.
Abb. 28: Vergleich zwischen der angestrebten Anzahl und der tatsächlich realisierten Anzahl von Gemelken beim freien Kuhverkehr in Betrieb 1.
Abb. 29: Vergleich zwischen der angestrebten Anzahl und der tatsächlich realisierten Anzahl von Gemelken beim freien Kuhverkehr in Betrieb 2.
Abb. 30: Vergleich zwischen der angestrebten und der tatsächlich realisierten Anzahl von Gemelken beim geregelten Kuhverkehr in Betrieb 2.
Abb. 31: Verteilung der Häufigkeit der Melkungen am AMS im Versuchsbetrieb 1.
Abb. 32: Verteilung der Häufigkeit der Melkungen am AMS des Versuchsbetriebes 2 mit freiem Kuhverkehr.
Abb. 33: Verteilung der Häufigkeit der Melkungen am AMS des Versuchsbetriebes 2 mit geregeltem Kuhverkehr.
Abb. 34: Melkungen der Kuh Nr. 25 nachdem diese regelmäßig zur Melkbox geführt werden musste.
Abb. 35: Melkungen der Kuh Nr. 289, nachdem diese 5 Wochen lang regelmäßig zur Melkbox geführt werden musste.
Abb. 36: Melkungen der Kuh Nr. 325, nachdem diese 20 Tage lang regelmäßig zur Melkbox geführt werden musste.
Abb. 37: Melkungen der Kuh Nr. 484, die nach einem plötzlichen Abfall der Milchleistung an die Melkbox geführt werden musste.
Abb. 38: Melkungen der Kuh Nr. 114, die nach einen Monat vor Ende des Versuchszeitraumes ein verändertes Verhalten zeigt und daher an die Melkbox geführt werden musste.
Abb. 39: Die Ablehnungen in der Melkbox sind in Prozent zu allen Besuchen pro Tier berechnet und in Klassen eingeteilt worden.
Abb. 40: Verteilung der Herzfrequenz von n = 64.233 Werten, die annähernd normalverteilt sind.
Abb. 41: Verteilung der Herzfrequenz während des Fressens. n = 7.853 Werte mit klaren Abweichungen von einer typischen Glockenkurve.
Abb. 42: Zeitreihen von Herzfrequenzen der 57 untersuchten Kühen über eine Zeit von fast 1,5 Stunden.
Abb. 43: Periodogramm, berechnet aus den Werten von Abbildung 41. Aus den zwei signifikante Peaks (Pfeile) können die Perioden 12,9 Minuten (höherer Peak) und 7,4 Minuten (niedrigerer Peak) berechnet werden.
Abb. 44: Anpassung der Herzfrequenz nach dem Beginn des, durch den angefeuchteten Gurt induzierten, Stresses.
Abb. 45: Herzfrequenzmessungen bei einer Gruppe mit freiem Kuhverkehr (schwarz, obere Kurve) und einer mit geregeltem Kuhverkehr (grau, untere Kurve). Der Beginn des Melkens ist durch die Minute 0 gekennzeichnet.
Abb. 46: Ansteigende Herzfrequenz bei einer Gruppe mit freiem Kuhverkehr (schwarz, obere Kurve) und einer mit geregeltem Kuhverkehr (grau, untere Kurve) vor und während des Fressens.
Abb. 47: Die drei Kurven zeigen die mittlere Herzfrequenz pro Minute für die Kühe in der Rohrmelkanlage (Kreise, oben), für den freien Kuhverkehr (Quadrate, Mitte) und den geregelten Kuhverkehr (Dreiecke, unten).
Abb. 48: Individuelle und mittlere Lernkurven von Zwergziegen nach Franz, H. und Reichart, H. (1999), darunter die berechnete Form nach C.E. Noble. (1957).

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Tue Sep 17 11:51:36 2002