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2  Kenntnisstand

2.1 Qualität und Prozessqualität als Modelle

In der Literatur werden unterschiedliche Ansatzpunkte und Erklärungsversuche für die Begriffe Qualität und Prozessqualität diskutiert. Dabei wird zwischen theorie-, form- und praxisbezogenen Sichtweisen unterschieden.

Auf die Frage, ob der Begriff Qualität als objektive oder subjektive Größe zu verstehen sei, geht DÖGL (1986) ein. Würde man den Begriff aus objektiver Sichtweise betrachten, so wäre er die Summe intersubjektiver Übereinstimmungen hinsichtlich geforderter Eigenschaften und damit absolut und wertfrei. Bei subjektiver Betrachtungsweise würde die Eignung hinsichtlich eines bestimmten Verwendungszweckes im Vordergrund stehen.

Qualität aus formal technischer Sicht ist „die Gesamtheit der Merkmale und Merkmalswerte eines Produktes oder einer Dienstleistung bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen“ (DIN ISO 8402-1, 1992).

Qualitätsauffassung aus praxisorientierter Sicht steht mit der konkreten Anwendbarkeit des Begriffes im Betrieb in direkter Verbindung. Ziel hierbei ist es, dem Begriff einfache und messbare Merkmale zuzuordnen.

Abbildung 2:Entwicklungstendenzen in der Qualitätspolitik

Quelle: Becker, 2000, S.56

Nach Angaben des BMVEL1 (2003) wird die Prozessqualität in der Landwirtschaft hauptsächlich durch die Art und Auswirkungen des Anbaus, einschließlich spezieller [Seite 18↓]Produktions- und Verarbeitungsverfahren, der Tierhaltung sowie durch die Beachtung des Tierschutzes, des Umweltschutzes und der Nachhaltigkeit bestimmt. Solche Eigenschaften sind in der Regel nicht unmittelbar am Produkt nachweisbar, sie können jedoch produktionsbedingt dokumentiert und kontrolliert werden. Ansätze zur Prozessqualität lassen sich zum Teil aus gesellschaftlichen Veränderungen bzw. unterschiedlichen Interessen einzelner Akteure heraus ableiten (vgl. Abb. 2).

Parameter, die Einfluss auf Prozesse ausüben, sind dynamischer Natur und nicht statisch bzw. isoliert zu betrachten. Aus diesem Grund ist es notwendig, Prozessparametern eine gewisse Toleranz zuzugestehen (SCHWEITZER und BAUMGARTNER 1992). Dies gilt in besonderem Maße für die landwirtschaftliche Produktion. Agrarische Systeme besitzen durch die Integration von ökologischen Systemen eine Eigendynamik und sind zudem von zahlreichen zufälligen Einflüssen (z.B. Witterung) abhängig. Eine Beeinflussung besteht durch die Verfügbarkeit an Ressourcen und Produktionstechnologien. Weiterhin haben agrarische Systeme nicht nur Produktionsfunktionen, sondern sie sind Lebensraum für Mensch, Flora und Fauna.

2.2 Prozessqualität bei der Milchgewinnung

Der in den vergangenen Jahren stark gestiegene Anspruch des Konsumenten an landwirtschaftliche Produkte und der damit einhergehende Wertewandel in der Gesellschaft machen es notwendig, die Qualität der Erzeugung landwirtschaftlicher Produkte besser zu dokumentieren und nach außen zu demonstrieren. Dies wiederum macht es notwendig, landwirtschaftliche Prozesse nicht nur ergebnisorientiert zu bewerten, sondern ein hohes Maß an Prozessqualität zu realisieren. GEIDEL (2002) beschreibt die Melktechnik, die biotechnischen Parameter (einschließlich der Melkroutine), die Melkhygiene sowie das Prozessergebnis als wesentliche Parameter der Prozessqualität in der Milcherzeugung.

Die das Verfahren der Milcherzeugung beeinflussenden Faktoren Klima/Mikroklima, Schall sowie der Verschmutzungsgrad und Keimdruck sind Ausdruck von Prozessqualität. Die Milchgewinnung mit AMS stellt sich als ein dynamisches System dar. In diesem dynamischen System unterliegen die bereits erwähnten Parameter Veränderungen. Ziel hoher Prozessqualität ist es daher, diese Faktoren in für das Tier tole[Seite 19↓]rierbaren Grenzen zu halten. Diese Anpassung wiederum kann zu Qualitätsverbesserungen des Primärproduktes Milch und damit zu verbessertem Verbraucherschutz beitragen.

HOPSTER et al. (2002) sehen in unserer liberalisierten Gesellschaft ein großes öffentliches Interesse in Bezug auf die Auswirkungen des Einsatzes von AMS auf die Tiergerechtheit bei der Milcherzeugung. Sie verglichen in diesem Zusammenhang die Auswirkungen von automatischem und konventionellem Melken auf Parameter der Physiologie und des Tierverhaltens. Aus diesem öffentlichen Interesse heraus lässt sich die Notwendigkeit ableiten, die Produktionsumwelt und damit die Prozessqualität bei der Gewinnung von Milch weiter zu verbessern.

2.3 Automatisches Melken und Automatische Melksysteme (AMS)

Die Möglichkeit, Kühe automatisch melken zu können, stellt die jüngste Innovation auf dem Gebiet der Melktechnik dar. Ausgehend von der Idee, alle den Melkvorgang betreffenden Arbeitsschritte zu automatisieren, wurde vor ca. 20 Jahren eine Vielzahl an Forschungsarbeiten vorangetrieben (ORDOLFF 1984; RABOLD 1986; ROSSING 1990; ARTMANN 1994). Erwartungen an den Einsatz von AMS waren:

Vor ca. 15 Jahren wurden die ersten AMS praxisreif und auch außerhalb von Versuchsbetrieben eingesetzt (WESSELINK 1992). Im Jahr 2001 waren schätzungsweise 1200 dieser Systeme weltweit im Einsatz (de KONING et al. 2002), Tendenz steigend. Der größte Teil dieser AMS wird in Betrieben in Westeuropa bzw. Skandinavien betrieben. Momentan stehen dem Landwirt zwei AMS-Typen verschiedener Hersteller zur Verfügung.


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Einboxenanlagen sind kompakte Einheiten, die haltungsnah in die Stalleinheit integrierbar sind und von keiner separaten Bauhülle umschlossen sein müssen (s. Anhang 8.1). Sie sind direkter Bestandteil der Haltungsumwelt. Die Kapazitätsgrenzen liegen nach unterschiedlichen Herstellerangaben zwischen 50 und 65 Kühen pro Melkbox. In der landwirtschaftlichen Praxis werden diese Tierzahlen aus unterschiedlichen Gründen nur selten erreicht.

Mehrboxenanlagen bestehen aus zwei bis vier hintereinander liegenden Melkboxen, deren Melkzeuge alle mit Hilfe eines fahrbaren Roboterarms an die Kuh gebracht werden. Aufgrund der räumlichen Abmaße werden Mehrboxenanlagen oftmals in die bereits vorhandene Bauhülle des alten Melkstandes integriert (s. Anhang 8.1). Bei Stallneubauten ist es notwendig, den Melkstand durch ein Melkhaus vom Haltungsraum zu separieren. Die Kapazität pro System liegt je nach Boxenanzahl zwischen 80 und 170 Kühen.

Die Variationen zwischen den unterschiedlichen Herstellern bezüglich des Tierdurchsatzes fallen sowohl für Einboxenanlagen als auch für Mehrboxenanlagen gering aus. Für die Euterreinigung und das Ansetzen der Melkbecher an das Euter werden von den Herstellern verschiedene Technologien angewendet. Die grundlegende Funktionsweise der einzelnen AMS-Typen und Fabrikate beschreibt VEAUTHIER (1999).

Dem Landwirt stehen zur Erlangung einer zufrieden stellenden Besuchsfrequenz der Kühe am AMS verschiedene Optionen hinsichtlich des Tierverkehrs zu Verfügung. Beim freien Kuhverkehr steht jeder Kuh zu jeder Zeit die Möglichkeit offen, die Melkbox zu besuchen. Alle anderen Funktionsbereiche wie Fress- oder Liegeplätze sind ebenfalls ohne Restriktion erreichbar. Der geregelte Kuhverkehr zeichnet sich dadurch aus, dass die Kühe zum Erreichen des Futtertisches das AMS bzw. eine Selektionseinrichtung passieren müssen und bei vorhandenem Melkanspruch auch gemolken werden. Die Möglichkeit der Kombination beider Varianten ist beim semigeregelten Kuhverkehr gegeben. Die Entscheidung für eine dieser Varianten hängt neben den baulichen Gegebenheiten des Stalles von einer Vielzahl von Faktoren ab (z.B. verwendeter AMS-Typ, Fütterungsregime, durchschnittliches Alter der Herde).

Die unterschiedlichen Motivationen von Landwirten zur Umstellung auf [Seite 21↓]automatisches Melken beschreiben KOWALEWSKY et al. (1999) und WIRTZ et al. (2003). Bei den Gründen zum Kauf eines AMS wird die Einsparung von Arbeitszeit bzw. Arbeitskraft als Hauptgrund angeführt. Gründe wie die Verbesserung der Eutergesundheit der Herde bzw. die Steigerung der Milchleistung rangieren auf den hinteren Plätzen.

Wurden AMS aufgrund schnell verfügbarer Beurteilungsgrundlagen in der ersten Phase nach ihrer Praxiseinführung vorwiegend ökonomisch beurteilt (STOCKINGER und WEISS 1997; BERGES 1999), so wurde mit der Zunahme an Erkenntnissen auch das Tierverhalten mit in die Betrachtung einbezogen (STEFANOWSKA et al. 1999; WENZEL 2001 a; WENZEL 2001 b; HESSEL et al. 2002).

Die Auswirkungen des Einsatzes von AMS auf Parameter der Milchqualität sind bekannt und in einer Vielzahl von Veröffentlichungen beschrieben. RASMUSSEN et al. (2002) stellten bei der Betrachtung von 98 dänischen Betrieben, die von konventionellen Melksystemen auf AMS umstellten, hinsichtlich der Milchqualität Verschlechterungen bezüglich des Bakteriengehaltes der Tankmilch, des somatischen Zellgehaltes und des Gefrierpunktes fest.

Zu ähnlichen Ergebnissen kommen KNAPPSTEIN et al. (2002) bei der Untersuchung zweier Betriebe mit AMS. In ihren Untersuchungen stellen die Autoren neben den unruhigen Verläufen des Zellgehalts der Tankmilch auch Grenzwertüberschreitungen des Keimgehaltes fest. Diese Überschreitungen werden mit den im Untersuchungszeitraum aufgetretenen technischen Problemen begründet. Weiterhin konnte entgegen der Erwartung einer Verbesserung der Eutergesundheit eine Verschlechterung der Situation in den untersuchten Herden festgestellt werden.

Auf Probleme des AMS bei der Erkennung von Eutergesundheitsstörungen weist KÖHLER (2002) hin. Die Entwicklung eines intelligenten Systems auf Basis der Fuzzy Logic, welches mehrere unscharfe Prozessparameter miteinander verknüpft, wird in seiner Arbeit beschrieben. PALLAS und WENDT (2001) erachten die momentan angewendete Praxis der Leitfähigkeitsmessung der Milch zur Gesundheitskontrolle der Euter als unzureichend, da durch die Alarmmeldungen nur ein geringer Prozentsatz an objektiv erkrankten Kühen zu finden ist.


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2.3.1  Milchqualität und Melken

Die Qualität von Milch wird, wie aus Abbildung 3 hervorgeht, durch den Gehalt an Nähr- und Wirkstoffen bestimmt. Einfluss auf die Milchqualität haben ebenfalls der Gesundheitszustand des Euters jeder einzelnen Kuh und die Umweltbedingungen unter denen die Milch ermolken wurde.

Abbildung 3:Schematische Darstellung von Nähr- und Wirkstoffen in der Milch

Quelle: eigene Zusammenstellung

Für die Gütebewertung von Milch sind die Parameter Keimgehalt der Milch pro ml, Zellzahl der Milch pro ml, Gehalt an Hemmstoffen sowie der Gefrierpunkt der Milch entscheidend. Die Zellzahl der Milch ist als Maßstab für die Eutergesundheit anzusehen. Ein erhöhter Zellgehalt kann als Indikator für Mastitiden gesehen werden. Erhöhte Zellzahlen in der Milch können jedoch auch aus dem Alter der Kuh, ihrem Laktationsstadium bzw. aus der kurz zurückliegenden Geburt eines Kalbes resultieren. Eutererkrankungen sind in ihrer ökonomischen Bedeutung führende Schadensfaktoren der Milchproduktion. Die ökonomischen Schäden einer Euterentzündung werden von WENDT et al. (1998) beschrieben und von der DGV2 (2002) mit durchschnittlich 100 bis 200 Euro pro Kuh und Jahr beziffert. Der subklinischen Mastitis kommt dabei ein größeres Schadenspotenzial zu als den klinischen Verlaufsformen. Eine akute Euterentzündung zeichnet sich durch kurzfristiges Auftreten, typische örtliche Symptome sowie funktionelle Beeinträchtigungen und Störungen des Allgemeinbefindens aus (WENDT et al. 1998). Die gleichen Autoren sehen die Ursachen für Eutererkrankungen sowohl in [Seite 23↓]der belebten als auch in der unbelebten Umwelt des Tieres begründet. Eine Auflistung von mikrobiellen Kontaminationsquellen und deren Keimeintrag wird in Tabelle 1 dargestellt. Demnach ist die Milch im Euter noch nahezu keimfrei. Der größte Keimeintrag kann durch ungenügend saubere Milchgerätschaften in einer Größenordnung von 105-106 Keimen pro ml erfolgen.

Tabelle 1:Mikrobielle Kontaminationsquellen von Rohmilch und deren Keimeintrag

Ort

Möglicher Eintrag Keimzahl/ml

Euterzisterne

praktisch keimfrei

Strichkanal (Anfangsgemelk)

102-103

Luftkeime

102-103

Verunreinigung beim Melken

103-104

Euterinfektion

104-105

Milchgerätschaften

105-106

Quelle: Internet, Institut für tierärztliche Nahrungsmittelkunde, Universität Gießen

Nicht erregerbedingte Ursachen liegen im Bereich mechanischer, chemischer, toxischer und thermischer Einwirkungen auf die Milchdrüse. Etwa 200 verschiedene Erreger konnten bei Mastitiden nachgewiesen werden. Dabei handelt es sich zum Großteil um Bakterien; aber auch Pilze, Hefen, Algen und Viren treten als Erreger auf. Eine Auflistung der Erreger wird in Tabelle 2 gegeben. So ist zu erkennen, dass neben Störungen des Allgemeinbefindens auch das Gangsystem und das Drüsengewebe geschädigt werden.

WOLLRAB (1989) klassifiziert mögliche Eutergesundheitsstörungen und beschreibt die Folgen dieser Störungen zusammenfassend als eine durch Schädigung bzw. Ausfall des milchbildenden Gewebes sowie Einhaltung von Sperrfristen für die Milchanlieferung bedingte Milchminderleistung.

Negative Auswirkungen von Eutererkrankungen werden gesehen in:


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Tabelle 2:Auswahl an Erregern von Eutergesundheitsstörungen

 

Schädigungen

Erreger

Haut

Gang-

system

Drüsen-

gewebe

Interstitium

Lympk-

knoten

Allgemein-

befinden

Bakterien

Streptokokken

Staphylokokken

Escherichia coli

Pseudomonas

Mykobakterien

Nocardien

Antinomyces

pyogenes

Chlamydien

Mykoplasmen

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(+)

+

+

+

+

+

+

+

Pilze

Hefen

Aspergillus

+

+

 

+

+

   

Algen

Prototheken

 

+

+

+

 

(+)

Viren

MKS

IBR/IPV

Pocken

Papillomatose

+

+

+

 

+

+

  

+

+

Quelle: nach Wendt et al. 1998

Mangelhafte hygienische Bedingungen während des Melkens sind eine potenzielle Quelle für Eutergesundheitsstörungen. Diese Aussage gilt für konventionelle Melkanlagen in gleichem Maße wie für AMS. Um zu verhindern, dass Keime einzelner Tiere auf die gesamte Herde übergreifen, ist es deshalb notwendig, die Oberfläche der Melkanlage in hygienisch einwandfreiem Zustand zu halten (vgl. Tab. 1 und 2).


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2.3.2  Milchhygienerecht

Bei unzureichender Einhaltung bzw. Ausführung von Hygienemaßnahmen in der Milchgewinnung besteht die Gefahr der Verschlechterung der Milchqualität. Ein weiteres Problem ist in der Übertragung von pathogenen Keimen von Kuh zu Kuh infolge mangelnder Hygiene zu sehen.

AMS sind in dieser Hinsicht kritisch zu betrachten. Auf der einen Seite wird dem Landwirt ein Melksystem bereitgestellt, das weitestgehend ohne menschliche Unterstützung auskommt. Auf der anderen Seite bleibt es dem Anwender von AMS selbst überlassen, über die Art und Weise sowie den Zeitpunkt der Reinigung der Oberfläche des Systems zu entscheiden.

Hygienevorschriften für die Gewinnung und Vermarktung von Rohmilch, wärmebehandelter Milch und Erzeugnissen auf Milchbasis liegen auf europäischer Ebene mit der Richtlinie 92/46/EWG vom 16. Juni 1992 vor. Die Umsetzung dieser Richtlinie gewährleistet in Deutschland die Milchverordnung vom 24. April 1995 mit ihrer Neufassung vom 20. Juli 2000.

2.3.3 Stress auslösende Faktoren

Aussagen über den Begriff Stress und seine auslösenden Faktoren werden in zahlreichen Veröffentlichungen getroffen (JENSEN 1995; DOBSON und SMITH 2000; HEIDENREICH 2002 a; KEISTER et al. 2002; RUSHEN et al. 2001; WEST et al. 2003).

Von BORELL (2000) beschreibt Stress als einen Zustand, bei dem der Organismus durch externe und interne Stimuli übermäßig beansprucht wird und ein breites Spektrum von individuellen Reaktionen hervorruft. Externe Stimuli können demnach z.B. Hitze, Kälte, Lärm, Infektionen bzw. Verletzungen sein. Der gleiche Autor weist auf die Schwierigkeit der Beurteilung von chronischen Belastungssituationen hin. Reaktionen von Individuen auf Belastungen hängen zudem von genetischen Faktoren und früheren Erfahrungen ab.

Die Frage, ob automatisches Melken Kühe stärker belastet, als beispielsweise das Melken im Melkstand, wird in der Literatur unterschiedlich beantwortet. HOPSTER et [Seite 26↓]al. (2002) kamen nach Blutuntersuchungen zu dem Schluss, dass Kühe, die durch AMS gemolken werden, keinen erhöhten Stress auslösenden Situationen ausgesetzt sind als Kühe, die mit konventioneller Melktechnik gemolken werden. Weiterhin konnten keine Veränderungen hinsichtlich des Tierverhaltens in den beiden verschiedenen Melksystemen beobachtet werden. Zu einer ähnlichen Einschätzung kommt UMSTÄTTER (2002). Anhand von Herzfrequenzmessungen kommt die Autorin zu dem Schluss, dass das Melken im AMS als leichter Stressor beurteilt werden kann. Der Stress des Melkens ist in seiner Wirkung sehr gering, da die Kühe eine hohe Motivation zum Besuch der Melkbox aufgrund des Kraftfutterangebots haben.

BERGLUND et al. (2002) untersuchten somatische Zellzahlen, sowie die Rötung und den Trocknungszustand der Zitzenspitze an Kühen, die automatisch gemolken wurden und an Kühen in einem konventionellen Melkstand. Signifikant positive Ergebnisse wurden für alle Untersuchungsschwerpunkte für das automatische Melken erzielt. WENZEL et al. (1999) wiesen anhand ethologischer und physiologischer Indikatoren nach, dass Kühe beim Melken mit AMS stärkeren Belastungen ausgesetzt sind als beim zweimaligen Melken in einem konventionellen Melkstand.

Von besonderer Wichtigkeit beim Melken ist die Vermeidung starker Schwankungen in der Behandlung der Tiere vor Melkbeginn und während des Milchentzuges. Kühe reagieren auf rohe Behandlung durch den Menschen mit verminderten Milchleistungen, größeren Restmilchmengen, erhöhter Herzfrequenz und unruhigem Stehen im Melkstand (HEMSWORTH et al. 2000; RUSHEN et al. 1999; WAIBLINGER et al. 2002). Ein Vorteil automatischer Melksystemen könnte darin gesehen werden, dass diese Schwankungen minimiert werden und bei gegebener Funktionsfähigkeit der Anlage diese Einflüsse auf das Melken unterbleiben.

2.4 Stallklima und Produktionsumwelt

2.4.1 Begriffsabgrenzung

Der Begriff Stallklima wird in der Literatur sehr unterschiedlich diskutiert. Eine Reihe von Autoren hält den Begriff Stallklima für unzureichend oder irreführend bei der [Seite 27↓]Bewertung der qualitativen Eigenschaften der Haltungsumwelt von Nutztieren, da oft die Stalllufttemperatur im Zentrum der Betrachtungen steht.

BRUNSCH (1999) verwendet den Terminus Stallluftqualität in Anlehnung an den in der Humanklimatisierung verwendeten Begriff Raumluftqualität, um damit den komplexen Charakter der Stallluft besser zu beschreiben. Der Begriff des Stallwetters wird von HILLIGER (1990) aufgrund der ständig und kurzfristig auftretenden Veränderungen in der Stallluft dem Begriff Stallklima vorgezogen.

Unter Zugrundelegung einer ganzheitlichen Betrachtungsweise aller Parameter, die die Qualität der Stallluft beeinflussen, sollte der etablierte Begriff Stallklima auch weiterhin seine Berechtigung haben.

2.4.2 Allgemeine Parameter

Das Stallklima setzt sich aus abiotischen (physikalischer, chemischer sowie witterungsabhängiger Zustand der Stallatmosphäre) und biotischen Parametern (Tierart, Alter, Gewicht, Leistung) zusammen.

Von BORELL (1999) führt aus, dass der Begriff des Wohlbefindens eines Tieres nicht direkt über naturwissenschaftliche Methoden messbar sei und deshalb auf andere Indikatoren wie Verhalten, Gesundheit, Leistung, Physiologie, Kondition und Hygiene zurückgegriffen werden muss.

Die überwiegende Zahl von Tieren in der Landwirtschaft wird in Europa in Ställen gehalten. Außenklimaställe, oft konzipiert als Offenfrontställe mit freier Lüftung, bestimmen das Bild in der Milchviehhaltung. Sie bieten Milchkühen gute Haltungsbedingungen hinsichtlich Temperatur, Luftfeuchte und Umgebungsgasen. Probleme bei dieser Art der Tierunterbringung werden partiell in den Sommermonaten aufgrund hoher Temperaturen und der daraus resultierenden geringen Möglichkeit der Wärmeabgabe durch die Kühe gesehen. Trotz der Anpassungen des Stallbaus an die Bedürfnisse von Tieren bestehen zum Teil erhebliche Unterschiede zwischen dem Außenklima und dem Klima im Inneren des Stalles bezüglich der Parameter Temperatur, rel. Luftfeuchte, Umgebungsgase (Atmung, Umsetzungsprozesse der Exkremente), Staubgehalt der Luft (Futter, Hautpartikel, Einstreu, getrockneter Kot), Licht, Luftbewegung, Geräuschpegel.

BOCKISCH et al. (1999) weisen auf die vorhandenen Wechselbeziehungen zwischen den technischen Indikatoren des Stallklimas wie Luftfeuchte, Lufttemperatur, [Seite 28↓]Staub- bzw. Schadgasbelastung, Lichtintensität und der Wärmedämmung in der Rinderhaltung hin (vgl. Tab. 3).

Tabelle 3:Technische Indikatoren des Stallklimas und deren Auswirkung auf die Tiere

Kriterium

Erklärung und Erklärungsgehalt

Luftfeuchte und -temperatur

Luftfeuchte und -temperatur haben einen erheblichen Einfluss auf das Infektionspotenzial und das Fruchtbarkeitsgeschehen. Die Einschätzung der tatsächlichen Verhältnisse erfordert allerdings kontinuierliche Messungen in relevanten Zeitabständen.

Staubbelastung und Schad­gase

Stäube wirken sowohl als Fremdpartikel als auch als Träger von Keimen belastend auf die Atmungsorgane der Nutztiere. Dies trifft in gleicher Weise für Schadgase zu. Sie können durch raumlufttechnische Anlagen beeinflusst werden.

Lichtintensität und -dauer sowie UV-Strahlung

Fruchtbarkeit, Stoffwechselaktivitäten und tierische Leistungen werden in hohem Maße von der Lichtintensität und -dauer sowie der UV-Strahlung beeinflusst.

Wärmedämmung

Durch eine geeignete Wärmedämmung der raumumschließenden Bauteile können z.B. zu hohe Stalltemperaturen vermieden werden.

Quelle: BOCKISCH, 1999

KLICHE et al. (1978) entwickelten ein theoretisches Modell (Vielfaktorensystem) für die Herausbildung einer realen lufthygienischen Gegebenheit, welches durch ein dynamisches Gleichgewicht aller in der Stallluft anzutreffenden Komponenten charakterisiert ist. Dieses Gleichgewicht bildet sich zwischen der Produktion der Gase in den Quellen, ihrer Abgabe bzw. Diffusion und Desorption aus diesen an die Luft, den chemischen und chemisch-physikalischen Reaktionen in der Luft und ihrer Entfernung mit der Stallluft zwischen Stallraum und atmosphärischer Luft.

Die Stallluft und ihre Analytik fanden aufgrund ihrer komplexen Auswirkungen auf Tiergesundheit, Wohlbefinden und Leistung von landwirtschaftlich genutzten Tieren in der Vergangenheit in zahlreichen Veröffentlichungen Beachtung (BUSSE 1990; BRUNSCH et. al. 1992; WOLF und MARTEN 2002).

Andere die Haltungsumwelt beeinflussende Faktoren wie beispielsweise der Lärmpegel sind in der Literatur selten zu finden und werden teilweise sehr unterschiedlich diskutiert.


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2.4.3  Richtlinien und Normen

Die aktuell gültigen Normen und Richtlinien fasst BRUNSCH (1999) zusammen. Demnach finden folgende Schriften hinsichtlich der Gestaltung der klimatischen Bedingungen in Tierställen Anwendung.

Die Problematik der Anwendung der DIN 18910 (1992) besteht darin, dass es sich in diesem Fall nicht um eine Lüftungsnorm handelt, sondern um eine Baunorm zum Wärmeschutz geschlossener Stallanlagen.

Angaben zur Regulierung von Temperatur und Luftfeuchte in Melkständen werden durch das AEL Merkblatt 5 (1990) gemacht. Diese Regulierungen beziehen sich wiederum vornehmlich auf den Schutz von Material und Einrichtungsgegenständen und im Weiteren auf die Bedürfnisse des arbeitenden Personals.

2.4.4 Stallluft

2.4.4.1 Temperatur und Luftfeuchte

Als die am häufigsten und einfachsten zu erfassenden Komponenten des Stallklimas zählen die Temperatur und die Luftfeuchte der Stallluft. Durch die Temperatur der Umgebung wird maßgeblich die Thermoregulation von warmblütigen Tieren beeinflusst. Dabei wird zwischen einem Bereich der thermischen Neutralität und an ihn angrenzende Bereiche, die entweder als „zu kalt“ oder „zu warm“ beschrieben werden können, unterschieden (vgl. Abb. 4). Die Tierart, das Alter der Tiere, das Fütte[Seite 30↓]rungsniveau und das Haltungssystem beeinflussen die Ausprägung der thermoneutralen Zone. Da die Wärmebedürfnisse von neugeborenen Tieren höher liegen als bei ausgewachsenen, liegt auch deren thermoneutrale Zone höher und umfasst oftmals nur wenige Grad.

Abbildung 4:Darstellung der Zonen der thermischen Neutralität sowie der kritischen Zonen

Quelle: BIANCA, 1968; in: Hilliger H.G. (Hrsg.): Stallgebäude, Stallluft und Lüftung, S.16

Rinder sind temperaturtolerant, wobei niedrigere Temperaturen aufgrund ihrer Adaptationsmechanismen besser toleriert werden als höhere Temperaturen (SAMBRAUS et al. 2002). Die thermoneutrale Zone liegt im Bereich zwischen 4 und 15°C mit Schwankungsbreiten von -15 bis 5°C und 20 bis 23°C (BRUCE 1986; KRAMER et al. 1999). Die Wärmebildung der Tiere wird durch ihr Alter, ihre Lebendmasse und ihre Leistung bestimmt. Nach JENTSCH et al. (2001) beträgt die Wärmeabgabe einer Hochleistungskuh bei 30 Liter Milchleistung bis zu 55 MJ/ Tag bzw. 15 kWh/ Tag. Die negativen Effekte von zu hohen Temperaturen (30°C bei 50% rel. Luftfeuchte relativ zu 15°C und 70% rel. Luftfeuchte) auf die Milchleistung und die Energieaufnahme von frisch laktierenden Kühen zeigen NAUHEIMER und WENIGER (1986). Die optimale Luftfeuchte für Rinder liegt bezogen auf den Haltungsbereich zwischen 60 und [Seite 31↓]80 Prozent (BRUNSCH et al. 1996). Für die rel. Luftfeuchte und die Temperatur ist ergänzend hinzuzufügen, dass in Außenklimaställen die Werte im Stallinneren sich dem Umgebungsgeschehen weitestgehend angleichen. Deshalb sollten vor allem beim Auftreten von Extremsituationen wie im Hochsommer zusätzliche Regulationseinrichtungen (z.B. Ventilatoren) eingesetzt werden. Möglichkeiten eines optimierten Einsatzes von Lüftern im Stall zeigt HEIDENREICH (2002 b) auf.

2.4.4.2 Komponenten der Stallluft

Hauptbestandteile trockener, atmosphärischer Luft sind nach HEYER (1972) Stickstoff (78,08%), Sauerstoff (20,95%), Kohlendioxid (0,03%), Argon (0,93%) sowie andere Edelgase (0,01%).

Die von den Tieren im Stall eingeatmete Luft setzt sich aus der Außenluft (über die Lüftung in den Stall gelangend) und Stoffen wie Mikroorganismen, Staub und Gasen zusammen. Von den mehr als 136 Gasen, welche in der Stallluft nachgewiesen werden konnten (HARTUNG 1988), kommt Ammoniak und Kohlendioxid die größte Bedeutung zu. Sie gelten gemeinhin als „Indikatorgase“ für die Qualität des jeweiligen Lüftungssystems. HARTUNG und PHILLIPS (1994) machen die von den Tieren abgegebenen Exkremente als den größten Faktor für gasförmige Emissionen der Tierhaltung aus (vgl. Abb. 5). Von 23 dieser 136 Gase liegen quantitative Erhebungen in der Stallluft vor. Die Mengenangaben weisen jedoch große Schwankungsbreiten auf.

HILLIGER (1990) hält den Begriff Schadgas für irreführend, da es nicht möglich ist, Stoffe in schädlich und unschädlich zu unterteilen. Der Autor geht weiterhin davon aus, dass Schädigungen stets mit bestimmten Konzentrationen und Einwirkzeiten verbunden sind und immer mehrere Faktoren zusammenwirken. Den gleichen Standpunkt vertritt OLDENBURG (2002), der den Begriff Schadgas eher im Bereich der Bauphysik angesiedelt sieht, da zum Beispiel Kohlendioxid oder Wasserdampf normalerweise keine direkten Schäden bei Mensch und Tier verursachen und nur unsachgemäßes Abführen dieser Stoffe aus dem Stall zu Schäden am Gebäude führen kann. Eine Einteilung von Schadgasen und Geruchsstoffen in ökologisch relevante, belästigungs- und genehmigungsrelevante Emissionen wird von demselben [Seite 32↓]Autor vorgenommen. Der Begriff der Luftverunreinigung wird von NEUMÜLLER (1987) als Anwesenheit von unerwünschten Stoffen definiert und zwar in Konzentrationen, die geeignet sind, einen messbaren Effekt auf Mensch, Tier, Vegetation oder die unbelebte Welt auszuüben.

Abbildung 5:Ursprünge der Gase in der Stallluft,

Quelle: HARTUNG und PHILLIPS (1994), verändert

Ammoniak entsteht bei der enzymatischen und mikrobiellen Umsetzung von Stickstoffverbindungen in Kot und Harn und ist aus der Literatur durch seine reizende Wirkung auf den Respirationsapparat von Tieren bekannt (KALISCH und SCHUH 1979). Die Geschwindigkeit der Umsetzungsprozesse von Ammoniak sowie deren Beeinflussung werden von einer Reihe wissenschaftlicher Arbeiten beschrieben (z.B. HARTUNG 2001; TRUNK 1995). Die Produktion von Ammoniak ist immer im Zusammenhang mit der Belegungsdichte eines Stalles und der Größe der verschmutzten Fläche zu sehen. Durch über längere Zeit eingeatmete hohe Konzentrationen von Ammoniak kommt es zur Schwächung der Widerstandskraft und zum Auftreten von Sekundärinfektionen (vgl. Tab 4, S. 34). Ammoniakemissionen aus der Tierhaltung nehmen bei steigender Temperatur der Zuluft zu (OLDENBURG 2002). Trotz [Seite 33↓]der Tatsache, dass Ammoniak leichter als Luft ist, sind in Bodennähe zumeist höhere Konzentrationen festzustellen als beispielsweise unter der Stalldecke. Dies ist laut Information 800.106.01 (2002) des Bundesamtes für Veterinärwesen der Schweizauf die Verdünnung der Stallluft mit der Außenluft und der Thermik zurückzuführen.

Kohlendioxid ist als Stoffwechselprodukt der Atmung von Tieren in allen Ställen zu finden. Geringe Kohlendioxidmengen stammen aus der Zersetzung von Kot, Harn und Futterresten. Erhöhte Konzentrationen von Kohlendioxid im Stall weisen auf eine unzureichende Lüftung hin. Die Höhe der Kohlendioxidonzentration im Stall wird vom Alter der Tiere, ihrer Leistung und der Anzahl der Tiere sowie deren Aktivität bestimmt. Die höchsten Kohlendioxidkonzentrationen lassen sich nach MOTHES (1977) sowohl am Stallfußboden als auch an der Stalldecke finden. Der Autor begründet dies mit dem Lösungsvermögen von Kohlendioxid in Wasser bei unterschiedlichen Temperaturen. Unterschiedliche Kohlendioxidkonzentrationen im Tagesverlauf sind nach Angaben des Autors auf erhöhte Stoffwechselleistungen nach Fresszeiten zurückzuführen.

Methan und Kohlendioxid entstehen bei Wiederkäuern aus Umsetzungsprozessen im Pansen sowie in Dick- und Blinddärmen von Geflügel, Schweinen und Pferden. Bereits vier Wochen nach der Geburt beginnen Kälber fütterungsbedingt mit der Ausscheidung von Methan über den Ruktus (ANDERSON et al. 1987). Nach Literaturauswertungen durch HARTUNG und MONTENY (2000) sind im Bereich der Milchviehhaltung je nach Aufstallungsform, Milchleistung, Futterzusammensetzung, Art des Bodenbelags und der Entmistungsform mit Methanemissionen zwischen 120-390 g je GV und Tag zu rechnen, wobei die höchsten Emissionen im Anschluss an die Fütterung auftreten. Variationen in der Methanproduktion hängen nach Angaben von JOHNSON und JOHNSON (1995) von der Höhe der Futteraufnahme, der Art der aufgenommenen Kohlenhydrate, der Futteraufbereitung, der Fettzugabe zum Futter sowie der Mikrobenflora im Pansen des Tieres ab.


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Tabelle 4:Ausgewählte Stallluftkomponenten und ihre Wirkung auf den tierischen Organismus

Parameter

Wirkung auf das Tier

Ammoniak

  • ab 21 mg/m³ Schleimhautreizung, respiratorische Symptome
  • ab 35 mg/m³ Infektionsrate erhöht
  • ab 49 mg/m³ Keratokonjunktivitis beim Geflügel
  • um 212 mg/m³ sofortige Schleimhautreizung, Krampfneigung
  • um 28384 mg/m³ (4 Vol %) akut tödlich

Methan

  • Einatmung von 527957 mg/m³ (79 Vol %) bei 21 Vol % Sauerstoff ohne Störung bei Tieren

Kohlendi­oxid

  • ab 55014 mg/m³ (3 Vol %) Atembeschleunigung
  • ab 73352 (4 Vol %) Schläfrigkeit
  • um 110028 mg/m³ (6 Vol %) erschwerte, asphyktische Atmung
  • um 146704 mg/m³ (8 Vol %) Bewusstlosigkeit
  • um 366760 mg/m³ (20 Vol %) Tod

Quelle: HARTUNG (1988), umgerechnet in mg/m³ nach BRUNSCH (1999)

2.4.5 Ausgewählte Parameter der Akustik

Eine Luftdruckveränderung am Ort des Schallauftritts wird gemeinhin als Schall definiert. Ist dieser Schall für das Ohr des Individuums wahrnehmbar, wird von Hörschall gesprochen. Die im Bereich des Hörschalls feststellbaren Druckänderungen sind sehr gering und bereits Änderungen im µbar-Bereich reichen bei einem Normaldruck von 1013 mbar aus, Reizungen des menschlichen Ohres auszulösen. OLDENBURG (2002 a) bezeichnet Schall als mechanische Schwingungen der materiellen Teilchen in einem elastischen Medium, wobei Schwingungen in festen Körpern als Körperschall und Schwingungen in der Luft als Luftschall bezeichnet werden. Plötzlich einsetzender Schall hoher Stärke (z.B. Explosion) wird von THURM (1990) als besonders gefährlich angesehen, da er die zeitgebundenen Adaptationsmechanismen außer Kraft setzt.

Lärm ist nach HEUWIESER (1982) keine Größe, die exakt technisch oder physikalisch definierbar ist. Der Autor fasst Lärm als die Summe zahlreicher Faktoren zusammen, die neben physikalischen auch physiologische, psychologische und soziologische Komponenten aufweisen. Das Bundesimmissionsschutzgesetz besagt, dass [Seite 35↓]Menschen sowie Tiere vor Lärm zu schützen sind. Zur Beurteilung von durch Lärm bedingten Schäden muss zwischen lokalen Schäden am Hörorgan (aurale Schäden) und den Wirkungen auf den gesamten Organismus (extraaurale Schäden) unterschieden werden (SCHRIEVER 1985).

Die in der Einheit Hertz angegebene Druckänderung pro Sekunde wird als Frequenz des Schalls bezeichnet (TESTO o.J.). Hohe Töne zeichnen sich durch hohe Frequenzen, niedrige Töne durch niedrige Frequenzen aus.

Die DIN 1320 unterscheidet je nach Frequenz folgende Schallformen:

Die Unterschiede zwischen den Begriffen Ton, Klang und Geräusch beschreibt OLDENBURG (2002 a) (vgl. Abb. 6). Töne entstehen bei der sinusförmigen Schwingung eines festen Körpers. Reine Töne zeichnen sich dadurch aus, dass sie nur eine Frequenz besitzen.

Abbildung 6:Graphische Darstellung der Unterschiede von Schwingungen bei Tönen, Klängen und Geräuschen SCHRAMEK, 1999, in: Methling, W. und J. Unshelm (Hrsg.): Umwelt- und tiergerechte Haltung von Nutz-, Heim- und Begleittieren, 2002, S. 34

pL: atmosphärischer Druck

pA: Amplitude

p: effektiver Druck= 0,71pA

f: Frequenz


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Im Alltag erlebt man Schall als die Summe verschiedener Töne. Sind mehrere hörbare Töne gegeben, so erhält man einen Klang, vorausgesetzt die Schwingungszahlen der einzelnen Töne stehen im ganzzahligen („harmonisch“) Verhältnis zueinander. Bei nicht aufeinander abgestimmten Schwingungen einzelner Töne entsteht ein Geräusch.

Das Ohr besitzt aufgrund seiner Anpassungen an die Umwelt die Fähigkeit, unterschiedlich empfindlich auf verschiedene Frequenzen zu reagieren (vgl. Abb. 7).

Abbildung 7: Kurven gleicher Lautstärke

Quelle: TESTO, Einführung in die Schallmesstechnik

Die in Abbildung 7 dargestellten Kurven gleicher Lautstärke zeigen, dass beispielsweise bei einer Frequenz von 1 kHz der Pegel von 70 dB gleich laut ist wie bei 50 Hz ein Pegel von 88 dB. Schall, welcher kürzer als eine Sekunde ist (impulsartiger Schall), wird vom Ohr weniger stark wahrgenommen als permanenter Schall.

Der Dynamikumfang des menschlichen Ohres liegt bei 1 :300.000. Das heißt, dass das leiseste, für den Menschen noch hörbare Geräusch Luftdruckschwankungen von 20 µPa erzeugt und das lauteste, ohne Schmerzen wahrnehmbare Geräusch Druckschwankungen von 63 Pa entspricht (TESTO o.J.).

Zur besseren Darstellung großer Dynamikbereiche werden in der Physik logarithmische Skalenwerte verwendet. Die Einheit Dezibel ist keine absolute Einheit und ba[Seite 37↓]siert auf dem Verhältnis einer beliebigen, gemessenen Größe zu einem vereinbarten Bezugspegel. Als allgemeine Formel zur Berechnung des Schalldruckpegels gilt:

P= gemessener Schalldruck
P(ref)= Referenzwert (20 µPa)

Der logarithmische Aufbau der Dezibelskala legt zur Addition mehrerer Geräuschquellen folgende Formel zugrunde:

L

dB Pegel

L1

dB- Pegel der ersten Geräuschquelle

L2

dB- Pegel der zweiten Geräuschquelle

Ln

dB- Pegel der n-ten Geräuschquelle

2.4.5.1 Funktionsprinzip von Schallpegelmessern

Der schematische Aufbau eines Schallpegelmessers ist in Abbildung 8 dargestellt. Nach Angaben eines Herstellers solcher Schallpegelmesser gehen die Schallwellen nach dem Empfang durch das Mikrofon folgenden Weg.

Abbildung 8:Schematischer Aufbau eines Schallpegelmessers,

Quelle :TESTO, Einführung in die Schallmesstechnik


[Seite 38↓]

Vom Mikrofon empfangene Schallwellen werden über einen Vorverstärker auf einen Bewertungsfilter gegeben. Der Bewertungsfilter ist verantwortlich dafür, dass das Gerät Schallwellen so misst, wie es das menschliche Ohr empfindet. Ein weiterer Verstärker leitet das Signal zum Effektivwertdetektor. Dieser ermittelt aus dem anliegenden Wechselstromsignal den Effektivwert, welcher auf dem Display des Gerätes abzulesen ist. Durch den Einsatz elektrischer Filter ist es möglich, die Empfindlichkeit von Messgeräten an das Empfinden des menschlichen Ohres anzupassen (vgl. Abb. 9). Die Bewertungen werden in dB (A), (B), (C) oder (D) vorgenommen, wobei der mit „A“ bewertete Schallpegel als Maßstab der Zulässigkeit von Schallpegeln benutzt wird. Die „A“-Bewertung ist diejenige Kurve, die nach empirischen Erhebungen mit den Lautstärkeempfindungen des Menschen am besten übereinstimmt und deshalb international am gebräuchlichsten ist.

Abbildung 9:Schallbewertungskurven sowie Kurven gleicher Lautstärke
EICHHORN 1999, in: Methling, W. und J. Unshelm (Hrsg.): Umwelt- und tiergerechte Haltung von Nutz-, Heim- und Begleittieren

DIETZE (1998) führt über die weiteren Bewertungsmöglichkeiten folgendes aus: „Die „B“-Bewertung wird benötigt, wenn mit früheren DIN-phon-Werten verglichen werden soll oder um die Lästigkeit tieffrequenter Geräusche, wie Kraftfahrzeuginnengeräusche, die mit der A-Bewertung zu gering beurteilt würden, zu bestimmen. Die „C“-Bewertung wird oft für die Bewertung von Impulsen verwendet, die Maximalpegel über 120 dB erreichen“.


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2.4.5.2  Schallbewertung und Immissionsrichtwerte

Die Bewertung von Schall in der Tierhaltung aus wissenschaftlicher und praktischer Sicht ist noch immer lückenhaft. Gründe dafür sind zum einen in der noch ungeklärten Wirkung von Schall auf das Verhalten der verschiedenen Spezies zu sehen. Zum anderen ist das Wissen über die Hörbereiche von Tieren noch ungenügend. Aus dieser Tatsache heraus werden bei der Beurteilung von Schall in der Tierhaltung Richtlinien aus dem Humanbereich angewendet. In der TA Lärm (1998) sind Immissionsrichtwerte für Immissionsorte außerhalb von Gebäuden festgeschrieben (vgl. Tab. 5).

Tabelle 5:Immissionsrichtwerte für außerhalb von Gebäuden liegende Immissionsorte

Gebietscharakter

Beurteilungspegel in dB (A)

 

Tag, 6-22 Uhr

Nacht, 22-6 Uhr

Industriegebiete

70

55

Gewerbegebiete

70

40

Kerngebiete, Dorfgebiete, Mischgebiete

65

50

Allgemeine Wohngebiete, Kleinsiedlungsgebiete

50

35

Reine Wohngebiete

60

45

Kurgebiete, Krankenhäuser, Pflegeanstalten

45

35

Quelle: TA Lärm, 1998

Eine Einteilung wird in Tages- und Nachtwerte vorgenommen, wobei die Tageswerte zwischen 10-15 dB (A) über den Nachtwerten liegen. Ergänzende Richtwerte sind z.B. in der Sportanlagenlärmschutzverordnung, der Verkehrslärmschutzverordnung, der VDI- Richtlinie 2058 (1985) und der DIN 18005 „Schallschutz im Städtebau“ (1977) zu finden. Die Arbeitsstättenverordnung trifft Aussagen über Höchstwerte von Lärmereignissen am Arbeitsplatz des Menschen. Dass bereits bei dauerhafter Lärmeinwirkung über 45 dB(A) negative Auswirkungen auf das Wohlbefinden des Menschen auftreten, zeigt Abbildung 9. So können bereits ab Lautstärken von 40 dB(A) Belastungen des Organismus wie Schlafstörungen oder Kommunikationsstörungen auftreten. Lärmimmissionen von über 110 dB(A) schädigen das Gehör schon bei kurzfristiger Einwirkung.


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Abbildung 10:Lärmquellen und deren Schallpegel dB (A) sowie mögliche Auswirkungen

Quelle: UMWELTATLAS, BERLIN 2002

2.4.5.3 Hörvermögen von Nutztieren

Die Hörbereiche unserer landwirtschaftlich genutzten Tiere sind aufgrund anatomischer Gegebenheiten unterschiedlich ausgeprägt, wie in Tabelle 6 dargestellt. PHILLIPS (1993) gibt an, dass der Bereich von hörbaren Frequenzen für den Menschen eingeschränkter ist als bei Rindern. Der Punkt, an dem ein Geräusch mit der geringsten Amplitude wahrgenommen werden kann, tritt beim Menschen zwischen 1-4 kHz und beim Rind bei 8 kHz auf. Die Intensitätsschwelle ist hier mit ungefähr 26 dB (A) am tiefsten. Unter und über 8 kHz ist ein Anstieg der Hörschwelle festzustellen.


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Tabelle 6:Hörbereich verschiedener Nutztiere und des Menschen, ermittelt durch Audiogramme

Tierart

Frequenzbereich untere Grenze, Hz

Frequenzbereich obere Grenze, kHz

Frequenzbereich bestes Hören, kHz

Pferd

55

33,5

2

Rind

23

37,0

8

Schaf

125

42,0

10

Ziege

78

37,0

2

Schwein

42

40,5

8

Kaninchen

96

49,0

4

Mensch

31

17,6

4

Quelle: HEFFNER (1998)

Derselbe Autor stellt weiterhin fest, dass hochfrequente Geräusche, wie sie von Aggregaten im Melkstand erzeugt werden, Rinder beunruhigen können, während die gleichen Geräusche vom Melkpersonal nicht wahrgenommen werden. Menschen sind in der Lage, Geräuschquellen in einem Winkel von bis zu 1˚ zu lokalisieren. Rinder lokalisieren Geräuschquellen in einem Winkel von bis zu 30˚.

2.4.5.4 Schall und seine Auswirkungen auf das Tier

Starker oder permanenter Lärm wirkt als Stressor negativ auf das Wohlbefinden der Tiere (WAYNERT et al. 1999; SCHÄFFER et al. 2001). Ausführungen für die Tierart Schwein werden dazu im REPORT OF THE SCIENTIFIC COMITEE (1997) gemacht. Dabei ist zwischen Schall zu unterscheiden der zu Zwecken der Kommunikation von den Tieren selbst stammt und Schall, welcher von den im Stall befindlichen Ausrüstungsgegenständen herrührt. Dies betrifft in erster Linie Lüftungsanlagen sowie Fütterungseinrichtungen (STEPHAN 1991).

Das Wissen über die Effekte von Lärm auf das Verhalten von Nutztieren ist noch ungenügend. Sind für den Menschen Normen für maximale Lärmeinwirkungen in allen Bereichen des täglichen Lebens vorhanden, so fehlen ähnliche Bestimmungen für den Bereich landwirtschaftlicher Nutztiere. Dies ist besonders vor dem Hintergrund [Seite 42↓]problematisch, dass von den Tieren hohe Leistungen abverlangt werden, aber sich das Tier, anders als der im Stallbereich arbeitende Mensch, 24 Stunden im Stall aufhält und somit den Lärmbeeinträchtigungen rund um die Uhr ausgesetzt ist.

Lärmempfindungen sind subjektiver Natur und somit von Individuum zu Individuum und dessen Gesamtkonstitution unterschiedlich. Überschreitet die Einwirkung von Lärm auf ein Individuum jedoch bestimmte Grenzwerte an Zeit und Intensität, kann es zu gesundheitlichen Schädigungen mit zum Teil irreversiblen Folgen kommen. Von HEUWIESER (1982) und STEPHAN (1991) wird Lärm als die physikalische Größe Schall und deren physiologische, psychologische, ethologische und soziologische Einwirkung auf biologische Körper beschrieben, die körperliche, seelische und soziale Komponenten ansprechen kann. Dass laute Geräusche von Tieren als störend empfunden und deren Entstehungsorte gemieden werden, wiesen MC ADIE et al. (1993) an Hennen nach. HEFNER (1998) ist jedoch der Meinung, dass dies nicht zwangsläufig so ist und dass es von der Gewöhnung des Tieres an das jeweilige Geräusch bzw. der jeweiligen „Geschichte“ des Tieres abhängig ist.

Die aus Stress resultierenden Auswirkungen auf die Leistungen und das Wohlbefinden von landwirtschaftlich genutzten Tieren sind ebenso vielschichtig wie deren Ursachen. Sowohl hohe Stallbelegungen als auch das jeweils installierte Lüftungssystem nehmen Einfluss auf den Geräusch- bzw. Lärmpegel. Weiterhin tragen unverkleidete Stallinneneinrichtungen dazu bei, den Lärmpegel im Stall negativ zu beeinflussen. ALGERS et al. (1978 a) zeigen in einer Literaturstudie die negativen Auswirkungen von anhaltendem Lärm auf die gesamte Physiologie von Nutztieren.

Besondere Aufmerksamkeit wurde in zahlreichen Untersuchungen den Auswirkungen von Fluglärm auf die Tiergesundheit zuteil. Zu erwähnen sind in diesem Zusammenhang die Arbeiten von GRANACHER (1985) sowie SCHRIEVER (1975). Ein direkter Zusammenhang zwischen Aborten beim Rind aufgrund von Lärmbeeinträchtigungen konnte durch HEUWIESER (1982) sowie BEYER (1983) nicht nachgewiesen werden. Zu Ähnlichen Ergebnissen gelangten KRÜGER (1982) und ERATH (1984) bei der Untersuchung des Einflusses von Fluglärm auf die Trächtigkeit von Stuten. Auf die summierende Wirkung von unterschiedlichen Reizen in heutigen Haltungssystemen weisen verschiedene Autoren hin. So genannte „Crowding Effekte“ beeinflussen auch den in diesen Anlagen arbeitenden Menschen. Lärm wird als Umweltfaktor und chronische Belastungsform zur Beurteilung von Haltungssystemen heran[Seite 43↓]gezogen. HEUWIESER (1982) kommt nach der Sichtung verschiedener Untersuchungen anderer Autoren zu keinem einheitlichen Ergebnis bezüglich der Auswirkungen von Lärm auf die Milchleistung von Kühen.

ALGERS und JENSEN (1985) fanden bei kontinuierlichem Ventilatorenlärm von 85 dB (A) negative Wirkungen auf die Stimulationszeit von Ferkeln auf das mütterliche Gesäuge. Die gleichen Autoren beschreiben 1991 die negative Auswirkung von hohen Lärmpegeln auf die Milchleistung von Sauen. SPENSLEY und HARTUNG (1994) weisen auf erhöhte Herzfrequenzen und aktiviertes Abwehrverhalten von Schweinen bei der Einwirkung von plötzlichem und hohem Lärm sowie hohen Frequenzen hin.

Schwierigkeiten bei der Bewertung von Lärm aufgrund unterschiedlicher Empfindungen des einzelnen Individuums und der Ermittlung der Emmissionsquelle des Lärms sehen MEHLHORN und SCHEIDLER (1973). Dabei muss zwischen vom Tier erzeugten Geräuschen, die der Verhaltensäußerung dienen sowie maschinell bedingten Geräuschen unterschieden werden. WOLF und MARTEN (2002) gehen von einem Gewöhnungseffekt bei Rindern an große Lärmbelastungen aus. Sie konnten bei Höchstwerten von 100 dB (A), die während der Futtervorlage durch den Mischwagen hervorgerufen wurden, keine negativen Auswirkungen auf das Tierverhalten beobachten.

2.4.6 Stallkeimflora

Der Haltungsbereich landwirtschaftlich genutzter Tiere ist in seiner Gesamtheit als ein künstlich geschaffenes System zu verstehen, in dem der Keimgehalt einen wichtigen Bestandteil darstellt. In der Milchviehhaltung gelangen durch die Vektoren Luft, Tier und Mensch Bestandteile der Keimflora in den Melkstand. Die Keimflora kann somit als Bestandteil der Prozessqualität Einfluss auf die Kühe und die Milch nehmen. DODD et al. (1966) sehen in der Melkanlage einen wichtigen Vektor für die Übertragung von Keimen auf das Euter.

Unter dem Begriff „Stallkeimflora“ definiert MEHLHORN (1985) den biologischen, mit geeigneten Nährmedien und Kultivierungsmethoden vermehrungsfähigen Anteil des in der Stallluft vorhandenen Aerosols sowie der auf den Stalloberflächen lagernden [Seite 44↓]Staub- bzw. Kotpartikel und Flüssigkeit. Der Autor führt weiterhin aus, dass die Stallkeimflora nicht nur Quelle und Ergebnis der Besiedlungsflora ist, sondern zugleich Erregerreservoire und Übertragungsweg, indem, von wenigen Ausnahmen abgesehen, die Infektionserreger zumindest kurzzeitig Bestandteil der Stallkeimflora sind. Dieser Problemkreis schließt die Überlebensbedingungen für Krankheitserreger sowie die mikroökologischen Beziehungen im Stallmilieu (Tier, Mensch, Staub, Kot, Harn, Gülle, Futtermittel etc.) ein.

Die Stallkeimflora wird von MEHLHORN (1985) in drei Existensformen unterschieden:

Für das Niveau der Keimkonzentrationen in der Stallluft sind nach Angaben des gleichen Autors folgende Faktoren von entscheidender Bedeutung:


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PEARSON und SHARPLES (1995) zitiert in SEEDORF und HARTUNG (2002) sehen das Futter als wesentlichste Quelle von Stallstaub, mit einem Anteil von 80 bis 90 % am Schwebstaub. Weitere Quellen stellen die Einstreu (55-68 %) und die Tiere selbst (bis 12 %) dar. Einen Anteil von zwei bis acht Prozent am Gesamtstaub nehmen nach HARTUNG (1986) die Fäkalien ein.

Mastitiden sind durch verschiedene Erreger hervorgerufene Eutererkrankungen. Dabei können die Erreger in zwei Kategorien eingeteilt werden, den kuhassoziierten sowie den umweltassoziierten Erregern. Zur ersten Gruppe sind Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysagalactiae, sowie Staphylococcus aureus zu zählen. Ihr Hauptreservoir ist die Milchdrüse. Sie zählen zu den wichtigsten Mastitiserregern weltweit. Das Spektrum der krankhaften Veränderungen reicht von subklinischen über akute bis hin zu chronischen Entzündungen des Euters. Zur zweiten Gruppe gehören die coliformen Keime, Enterocokken, Streptococcus uberis sowie Schimmelpilze und Hefen. Sie sind in der Haltungsumwelt der Tiere permanent vertreten und werden durch den direkten Kontakt mit der Umwelt übertragen.

BERNER und SCHALLER (1986) untersuchten in drei Milchviehställen (zwei Anbindeställe, ein Fressliegeboxenlaufstall) den auf und unter den Liegematten befindlichen Schmutz bakteriologisch. Mittels Schmutzsammelproben (SSP)3 konnten folgende Mittelwerte ermittelt werden (vgl. Tab. 7).

Tabelle 7:Gesamtzahl der KBE von den Mattenoberseiten in drei Ställen (Mittelwerte, log KBE /g),

 

vordere Hälfte

hintere Hälfte

Stall A (Anbindestall)

Stall B (Anbindestall)

Stall C (Laufstall)

8,026 (± 0,898)

8,854 (± 0,741)

9,739 (± 0690)

8,218 (± 0,645)

8,850 (± 0,713)

9.392 (± 0,442)

Quelle: BERNER und SCHALLER (1986)


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In den Proben wurden neben coliformen Keimen und Streptokokken (Sc. uberis) auch Staphylokokken (Sta. aureus) nachgewiesen. Die Autoren gehen aufgrund ihrer Ergebnisse davon aus, dass Liegematten in Milchviehställen kein hygienisches Risiko darstellen.

2.4.6.1 Erfassung von Keimen

Keime aus der Stallluft und von Oberflächen lassen sich mithilfe verschiedener Methoden erfassen. Eine Zusammenstellung der unterschiedlichen Methoden liefert MEHLHORN (1985) in Tabelle 8.

Tabelle 8:Keimsammelmethoden aus der Stallluft und von Stalloberflächen

Stallluft

Oberflächen

  • Sedimentation (Koch`sches Plattenverfahren)

  • Tupferabstrichverfahren (swab- Verfahren)

  • Impaktion (Ausschleudern, Aufprallverfahren, Konimeterprinzip, Zentrifugation)

  • Direkte und Indirekte Kontaktverfahren (Abdruck-, Abklatsch-, Replika-Verfahren)

  • Filtration (Filter mit definierter Porengröße)

  • Aufgussverfahren

  • Präzipitation (Thermo-, Elektropräzipitation)

  • Absprühverfahren

  • Impingement (Auswaschen)

  • Destruktive Verfahren

Quelle: MEHLHORN, 1985

Einen Vergleich verschiedener Verfahren zur Beurteilung der mikrobiellen Kontamination von Melkzeugen und Melkanlage liefert ZIMMERMANN (2003). Die Autorin untersuchte in Melkständen von 31 Milchkuhbetrieben jeweils 2 Melkzeuge an verschiedenen Punkten mithilfe von drei unterschiedlichen Tupferentnahmeverfahren. Bei den Verfahren handelte es sich um ein standardisiertes Tupferverfahren nach DIN ISO 6887-1:1999 und zwei semiquantitative Verfahren (Trockentupfer- bzw. Mediumtupferverfahren). Die Studie ergab, dass sich alle drei verwendeten Tupferverfahren für die bakteriologische Diagnostik der Hygiene von Melkanlagen eignen. Einige Keimarten waren mit bestimmten Tupferverfahren zuverlässiger nachzuweisen, als die Gesamtkeimzahl mittels Mediumtupfer bzw. coliforme Keime mittels Trockentupfer.


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2.4.6.2  Digitale Bildverarbeitung als Möglichkeit der Erfassung von Verschmutzungen

Die digitale Bildverarbeitung findet überall dort Anwendung, wo geometrische oder thermische Informationen aus digitalen Bildern gewonnen werden sollen. Auf der Basis visueller Informationen werden Entscheidungen getroffen. Große Anwendung und Verbreitung erlangte die digitale Bildverarbeitung in einer Reihe von Produktionsprozessen in der Industrie oder Sicherheitstechnik, z.B. in der automatischen Qualitätskontrolle der Automobilindustrie oder Objektsicherung (HINZ 2000). Die Vorteile der digitalen Bildverarbeitung bestehen dabei in der sofortigen Lieferung von Informationen, der beliebigen Wiederholbarkeit der Prozedur, den Transformierungsmöglichkeiten der Bilder sowie deren Bearbeitungsmöglichkeit.

In der Landwirtschaft gibt es bereits eine Reihe möglicher Einsatzbereiche für diese Technologie (HEMMING 1998). Die Anwendung von Image Processing in der Milchgewinnung ist bis jetzt noch nicht realisiert, scheint jedoch als eine Möglichkeit in Betracht zu kommen, die Produktionsumwelt beim Melken zu überwachen. Sich im zeitlichen Verlauf ändernde Bedingungen hinsichtlich des Verschmutzungsgrades von bestimmten Bereichen der Melkeinheit ließen sich hiermit darstellen.


Fußnoten und Endnoten

1 Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft

2 Deutsche veterinärmedizinische Gesellschaft

3 SSP, Aufschwemmung des Schmutzes in physiologischer Kochsalzlösung, Herstellung einer Suspension, Bestimmung der KBE-Zahl in der Suspension, KBE= Kolonie bildende Einheit



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13.06.2005