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4  Ergebnisse der Untersuchungen

4.1 Temperatur

In den Abbildungen 13 und 14 sind die wichtigsten Verteilungsmerkmale der Wertausprägungen für den Parameter Temperatur im AMS und Stall des Sommerversuchs 2002 dargestellt.

Das Minimum der Temperatur im AMS liegt bei 16,5°C, das Maximum bei 35,1°C. Das Zentrum der Verteilung in Abbildung 13 ist bei 21,1°C angesiedelt.

Abbildung 13:Temperaturverhältnisse im AMS, Juni 2002,

Quelle: eigener Versuch

Die unteren 25 Prozent der Messwerte bewegen sich in einem Bereich von 16,5 bis 19,7°C. Der durch den Kasten dargestellte Bereich der mittleren 50 Prozent erstreckt sich von 19,7 bis 23,9°C. Das obere Quartil liegt zwischen 23,9 und 29,0°C. Diese Rechtsschiefe wird durch die eingezeichneten Ausreißer veranschaulicht.

Das Minimum der Temperatur im Stall liegt im Sommerversuch 2002 bei 16,4°C und ist somit nahezu identisch mit dem Minimalwert im AMS (vgl. Abb. 14). Unterschiede zwischen AMS und Stall sind in den Maximalwerten festzustellen. Die im Stall gemessene Maximaltemperatur beträgt 28°C und liegt damit 8°C unter der im AMS.


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Abbildung 14:Temperaturverhältnisse im Stall, Juni 2002

Quelle: eigener Versuch

Der Interqartilbereich hingegen zeigt für das AMS sowie den Stall große Übereinstimmungen. 50 % der gemessenen Werte bewegen sich zwischen 19,6°C und 23,3°C, im Stall und zwischen 19,7°C und 23,9°C im AMS.

In den folgenden Abbildungen werden die Temperaturverhältnisse für das AMS und den Stall im Winterversuch 2003 dargestellt. Wie aus Abbildung 15 hervorgeht reicht die Spanne der gemessenen Werte von im Minimum 3,4 bis 11,4°C im Maximum. Die mittleren 50% der Werte befinden sich hier zwischen 5,7 bis 10,5°C. Der Median der Wertemenge im Winterversuch liegt bei 7,3°C.

Abbildung 15:Temperaturverhältnisse im AMS, Januar 2003

Quelle: eigene Berechnung


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Die Werte für die Temperatur im Stall zeigen in ihrer Verteilung eine Reihe von Unterschieden im Vergleich zum AMS (vgl. Abb. 15 und 16). So ist wie Abbildung 16 zeigt im Stall eine Spannweite von 17°C zu erkennen. Das Minimum der Werte liegt bei -7,0 und das Maximum bei 10,2°C. Der Median der Wertemenge befindet sich im Stall bei 3,8°C.

Abbildung 16:Temperaturverhältnisse im Stall, Januar 2003

Quelle: eigene Berechnung

Eine Zusammenfassung der Wertemengen und deren Verteilung werden in Tabelle 15 gegeben, in welcher neben den Minimal- und Maximalwerten zusätzlich ausgewählte Percentile der Temperaturmessungen ausgewiesen werden. Aus den einzelnen Percentilen der Temperaturverteilung im Sommerversuch 2002 lassen sich die Übereinstimmungen zwischen AMS und Stall gut darstellen. Die größte Differenz zwischen den beiden Messpunkten AMS und Stall ist mit 6,5°C in den Maximalwerten erkennbar.

Im Winterversuch 2003 ist für die drei Messpunkte AMS, Stall und Außenbereich eine klare Abstufung der Spannweiten für die Temperatur zu verzeichnen, welche für den Außenbereich bei 22,6°C, den Stall bei 17,2°C und das AMS bei 8°C liegt. Dabei ist festzuhalten, dass innerhalb des AMS nur positive Temperaturwerte gemessen wurden (vgl. Tab. 15).


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Tabelle 15: Temperaturen im AMS, Stall und Außenbereich unter Sommer- und Winterbedingungen (in °C)

 

Sommer 2002

Winter 2003

Messpunkt

AMS

Stall

Außen

AMS

Stall

Außen

Minimum

16,5

16,4

-

3,4

-7,0

-13,2

Maximum

35,1

28,6

-

11,4

10,2

9,4

Percentile

1

17,3

17,1

-

3,6

-6,3

-12,9

5

18,2

17,7

-

3,9

-5,2

-11,5

10

18,9

18,2

-

4,4

-2,7

-5,8

Q1 25

19,7

19,6

-

5,7

-1,2

-3,5

Q2 50

21,1

21,4

-

7,3

3,8

0,1

Q3 75

23,9

23,3

-

10,5

5,7

2,7

90

26,5

25,1

-

10,8

9,4

8,3

95

27,3

26,3

-

11,0

9,7

8,5

99

29,0

27,2

-

11,2

10,0

8,8

Quelle: eigene Berechnung

4.2 Relative Luftfeuchte

Die Ergebnisse zum Stallklimaparameter rel. Luftfeuchte sehen wie folgt aus. Aus Abbildung 17 geht hervor, dass während des Sommerversuchs 2002 im AMS ein Minimalwert von 34 und ein Maximalwert von 86 % gemessen wurden.

Der Median der Wertemenge liegtbei 70 %. Im AMS befindet sich der Interquartilbereich zwischen 57 und 75 %. 25 % der Werte im AMS liegen oberhalb der Grenze von 75 % rel. Luftfeuchte. Abbildung 17 verdeutlicht, dass die Spannweite der Werte zwischen dem Minimum und dem Median größer ist als zwischen dem Median und dem Maximum.


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Abbildung 17:Rel. Luftfeuchte im AMS, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung

Abbildung 18 veranschaulicht die wichtigsten Eigenschaften der Verteilung der rel. Luftfeuchte des Sommerversuchs 2002 im Stall. Bei einer Spannweite der Werte von 50 % liegt das Minimum der Daten bei 32, das Maximum bei 82 %. Der Median der rel. Luftfeuchte im Stall liegt bei 58 %und damit um 12 % unter dem des AMS. Die mittleren 50 % der Wertemenge erstrecken sich von 45 bis 69 %. Damit ist der Interquartilbereich im Stall um 6 % größer als der des AMS (vgl. Tab. 16).

Abbildung 18:Rel. Luftfeuchte im Stall, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung


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Die Analyse des Winterversuchs 2003 zeigt nur geringe Unterschiede in den Spannweiten der Wertemengen für das AMS, den Stall sowie den Außenbereich. Der witterungsbedingte Anstieg der rel. Luftfeuchte spiegelt sich in allen Daten wieder (vgl. Tab. 16).

Für das AMS ergeben sich für den Winterversuch 2003 folgende Ergebnisse. Wie aus Abbildung 19 hervorgeht bewegen sich 25 % der Werte in einem Bereich zwischen dem Minimum von 72 % und Q1 mit 87 %. 75 % der gemessenen Werte für die rel. Luftfeuchte liegen über dem Wert von 87 %. Der Interquartilbereich der Werte im AMS liegt zwischen 87 und 93 %.

Abbildung 19:Rel. Luftfeuchte im AMS, Januar 2003

Quelle: eigene Berechnung

Bei den Ergebnissen desselben Untersuchungszeitraumes im Stall verglichen mit den Ergebnissen im AMS ist eine nahezu identische Spannweite der Werte festzustellen. Sie reicht von 69 % im Minimum bis zu 96 % im Maximum (vgl. Abb. 20). Der Median der Wertemenge liegt im Stall bei 83 % und damit um 7 % unterhalb des Median im AMS (vgl. Tab. 16). Der Interquartilbereich befindet sich im Stall zwischen 78 und 87 % und ist damit um 3 % größer als der Bereich im AMS.


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Abbildung 20:Rel. Luftfeuchte im Stall, Januar 2003

Quelle: eigene Berechnung

Tabelle 16 fasst die Ergebnisse der Untersuchungen für den Sommerversuch 2002 und den Winterversuch 2003 zusammen. Für den Winterversuch 2003 konnten an allen drei Messorten annähernd die gleichen Spannweiten für den Parameter rel. Luftfeuchte gemessen werden.

Tabelle 16: Spannweiten sowie Quartil- und ausgewählte Percentilwerte rel. Luftfeuchte unter Sommer- und Winterbedingungen, (in %)

 

Sommer 2002

Winter 2003

Messpunkt

AMS

Stall

Außen

AMS

Stall

Außen

Minimum

34

32

-

72

69

71

Maximum

86

82

-

99

96

99

Percentile

1

40

35

-

77

70

72

5

46

37

-

80

73

76

10

50

40

-

82

75

79

Q1 25

57

45

-

87

78

86

Q2 50

70

58

-

90

83

93

Q3 75

75

69

-

93

87

96

90

80

76

-

95

91

98

95

81

78

-

96

93

99

99

84

80

-

99

95

99

Quelle: eigene Berechnung


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4.3  Luftzusammensetzung

Die Analyse der Gaskonzentrationen erfolgte an drei Messpunkten innerhalb der Melkbox. Diese Verteilung sollte genaue Aussagen über die Luftqualität innerhalb des Systems ermöglichen. Eine zusätzliche Messstelle wurde innerhalb des Stalles am Übergangsbereich zwischen Liegebereich und Laufgang angebracht, um die Luftverhältnisse im Stall zu dokumentieren. Im Folgenden wird auf die Messergebnisse bezüglich der Stallluftparameter Ammoniak, Kohlendioxid und Methan näher eingegangen.

4.3.1 Ammoniak

Die für den Parameter Ammoniak dargestellten Ergebnisse beziehen sich beispielhaft auf die Übergangszeit zwischen Winter und Frühling bzw. auf Sommerbedingungen.

Abbildung 21:Ammoniakkonzentration im AMS, März 2002

Quelle: eigene Berechnung

Wie aus Abbildung 21 hervorgeht lag im Übergangsversuch 2002 der Minimalwert für den Parameter Ammoniak im AMS bei 0,15 mg/m³ Luft. Der Maximalwert im AMS wurde mit einer Konzentration von 3,18 mg/m³ gemessen. Die Hälfte der gemessenen Werte für die Ammoniakkonzentration lag im AMS über 0,54 mg/m³. Der Inter[Seite 65↓]quartilbereich im AMS bewegt sich zwischen 0,39 und 0,82 mg/m³. Nur ein Viertel der Werte überstieg im Übergangsversuch 2002 den Wert von 0,82 mg/m³ und nur 1% ging über den Wert von 2,06 mg/m³ hinaus.

Die Ergebnisse des Übergangsversuchs 2002 für den Messort Stall sind in Abbildung 22 dargestellt. Als Minimalwert konnte hier analog zum AMS ein Wert von 0,15mg/m³ gemessen werden. Der Maximalwert wurde mit 1,64 mg/m³ ermittelt und erreicht damit nur etwa die Hälfte der Höhe des im AMS gemessenen Wertes. Ein Viertel der Daten überstieg im Stall einen Wert von 0,55 mg/m³ und 10 % der Daten im Stall gingen über 0,74 mg/m³ hinaus. Die mittleren 50 % der Wertemengen für den Stall liegen im Bereich zwischen 0,35 und 0,55 mg/m³. Sowohl Abbildung 21 als auch Abbildung 22 weisen eine Reihe von Ausreißern und Extremwerten auf.

Abbildung 22: Ammoniakkonzentration im Stall, März 2002

Quelle: eigene Berechnung

Die folgenden beiden Abbildungen enthalten die Lage und Streuung der Werte aus dem Sommerversuch 2002 für den Parameter Ammoniak. Die für die Ammoniakkonzentration im Sommerversuch 2002 gewonnenen Werte liegen oberhalb derer aus der Übergangszeit. Die Variationsbreite der Ammoniakkonzentration im AMS beträgt 3,68 mg/m³ und ergibt sich aus dem Minimalwert von 0,37 und dem Maximalwert von 4,05 mg/m³ (vgl. Abb. 23).

Aus dem Sommerversuch 2002 gehen für die Ammoniakkonzentrationen im AMS und Stall bezüglich der Minimal- und Maximalwerte fast identische Ergebnisse her[Seite 66↓]vor, welche im AMS bei minimal 0,37 mg/m³ und maximal 4,05 mg/m³ liegen (vgl. Abb. 23). Der Interquartilbereich der Werte im AMS bewegt sich zwischen 0,76 und 1,72 mg/m³. Ein Viertel der Werte der Ammoniakkonzentration ist über dem Wert von 1,72 mg/m³ angesiedelt. 1 % der Ergebnisse liegt über 3,63 mg/m³ (vgl. auch Tab. 17).

Abbildung 23:Ammoniakkonzentration im AMS, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung

Die Werteverteilungen der Ammoniakkonzentration des Sommerversuchs 2002 für den Stall sind in Abbildung 24 dargestellt.

Abbildung 24: Ammoniakkonzentration im Stall, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung


[Seite 67↓]

Die mittleren 50 % der Werte decken einen Bereich zwischen 0,57 und 1,22 mg/m³ ab. Damit liegen die Ammoniakkonzentrationen bezogen auf den Interquartilbereich um 0,31 mg/m³ unterhalb desselben Bereiches im AMS.

Tabelle 17 fasst alle wichtigen Werteverteilungen noch einmal zusammen. Dabei sind die über alle Messorte und Versuchszeiträume sehr geringen Konzentrationen von Ammoniak in der Stallluft auffällig.

Tabelle 17: Spannweiten sowie Quartil- und ausgewählte Percentilwerte der Ammoniakkonzentration unter Übergangs- und Sommerbedingungen, (in mg/m³)

 

Übergang 2002

Sommer 2002

Messpunkt

AMS

Stall

AMS

Stall

Minimum

0,15

0,15

0,37

0,35

Maximum

3,18

1,64

4,05

4,64

Percentile

1

0,21

0,21

0,45

0,38

5

0,25

0,25

0,55

0,43

10

0,29

0,28

0,62

0,47

Q1 25

0,39

0,35

0,76

0,57

Q2 50

0,54

0,44

1,12

0,82

Q3 75

0,82

0,55

1,72

1,22

90

1,23

0,74

2,42

2,32

95

1,49

1,05

2,85

3,04

99

2,06

1,36

3,63

3,75

Quelle: eigene Berechnung

4.3.2 Kohlendioxid

Die folgenden Ergebnisse zeigen, dass ein deutlicher Unterschied zwischen Stallraum und Melkbox hinsichtlich der Kohlendioxidkonzentration existiert und somit von der Herausbildung eines eigenen Mikroklimas im AMS gesprochen werden kann.

Die Ergebnisse des Übergangsversuchs 2002 zur Kohlendioxidkonzentration im AMS sind in Abbildung 25 zusammengestellt. Bei der Betrachtung der Abbildung ist die große Skalierung der Abszisse auffällig. Die Spannweite der gemessenen Kohlendi[Seite 68↓]oxidwerte im AMS umfasst einen Bereich von 825 mg/m³ bis zu 22382 mg/m³. Der Median der Wertemenge liegt bei 1231mg/m³ und der Interquartilbereich bewegt sich innerhalb der Grenzen von 1057 bis 1498 mg/m³. 10 % der Werte für die Kohlendioxidkonzentration im AMS sind über 2427 mg/m³ angesiedelt. Zwar liegt nur 1 % der Werte über der Grenze von 9026 mg/m³; diese Werte bewegen sich jedoch auf hohem Niveau (vgl. Abb. 25).

Abbildung 25:Kohlendioxidkonzentration im AMS, März 2002

Quelle: eigene Berechnung

Die in Abbildung 26 ersichtlichen Werteverteilungen für Kohlendioxid im Stall unterscheiden sich von denen des AMS durch eine weitaus geringere Spannweite.

Abbildung 26:Kohlendioxidkonzentration im Stall, März 2002

Quelle: eigene Berechnung


[Seite 69↓]

Diese reicht von 813 mg/m³ im Minimum bis 2729 mg/m³ im Maximum. Der Bereich der mittleren 50% der Werteverteilungen liegt mit Werten von 926 mg/m³ bis 1222 mg/m³ niedriger als der Interquartilbereich im AMS (vgl. Abb. 26 u. Tab. 18). Der Median befindet sich bei 1016 mg/m³. Eine im Vergleich zum Übergangsversuch 2002 noch größere Spannweite der Werte ist im Sommerversuch 2002 für das AMS festzustellen. Diese Spannweite beträgt 24854 mg/m³ und reicht von 839 im Minimum bis 25693 mg/m³ im Maximum (vgl. Abb. 27 u. Tab.18).

Abbildung 27:Kohlendioxidkonzentration im AMS, Juni 2002

Quelle: eigne Berechnung

Hier liegt der Interquartilbereich im AMS zwischen 1329 und 4289 mg/m³. Der Median der Werte beträgt 2051 mg/m³. 25 % der Daten bewegen sich über 4289 mg/m³. Nur 1 % der Werte ist über einer Grenze von 14128 mg/m³ angesiedelt.

Der Sommerversuch 2002 für den Parameter Kohlendioxid im Stall zeigt vergleichbare Ergebnisse wie der Übergangsversuch 2002 (vgl. Abb. 28). Die Spannweite der Daten liegt bei 2271 mg/m³ in den Grenzen von 756 mg/m³ im Minimum und 3027 mg/m³ im Maximum. Die mittleren 50 % der Werte sind zwischen 989 und 1444 mg/ m³ angesiedelt bei einem Median von 1159 mg/m³. 25 % der Werte liegen über 1444 mg/m³.

Eine Zusammenfassung der Werteverteilungen für den Übergangsversuch 2002 und den Sommerversuch 2002 wird in Tabelle 18 gegeben, aus der noch einmal die hohen Spannweiten der Kohlendioxidkonzentrationen im Melkroboter hervorgehen.


[Seite 70↓]

Abbildung 28:Kohlendioxidkonzentration im Stall, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung

Tabelle 18: Spannweiten sowie Quartil- und ausgewählte Percentilwerte der Kohlendioxidkonzentration unter Übergangs- und Sommerbedingungen (in mg/m³)

 

Übergang 2002

Sommer 2002

Messpunkt

AMS

Stall

AMS

Stall

Minimum

825

813

839

756

Maximum

22382

2729

25693

3027

Percentile

1

857

829

912

810

5

926

852

1024

853

10

971

873

1100

897

Q1 25

1057

926

1329

989

Q2 50

1231

1016

2051

1159

Q3 75

1498

1222

4289

1444

90

2427

1638

7219

1887

95

3676

1875

8629

2126

99

9026

2185

14128

2382

Quelle: eigene Berechnung

Der Tagesverlauf des Parameters Kohlendioxid sowie die hohen punktuell auftretenden Kohlendioxidkonzentrationen im AMS werden in Abbildung 29 für den [Seite 71↓]08.06.2002 exemplarisch dargestellt. Während der Tagesgang für den Stall nahezu parallel zur Abszisse verläuft, sind in der Melkbox eine Reihe von Peaks zu erkennen, deren Auftreten mit dem Besuch des AMS durch die Kühe verbunden war. Diese Peaks sind in den Abbildungen 25 bis 28 als Ausreißer oder Extremwerte ausgewiesen.

Abbildung 29: Tagesgang des Parameters Kohlendioxid an zwei Messpunkten, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung

4.3.3 Methan

Die Ergebnisse des Übergangsversuchs 2002 sowie Sommerversuchs 2002 für den Stallluftparameter Methan sehen wie folgt aus. In Abbildung 30 ist die Verteilung der Methankonzentration im AMS während des Übergangsversuchs 2002 dargestellt. Ähnlich der Werteverteilung für Kohlendioxid im AMS ist auch für Methan eine große Spannweite zu erkennen. Diese beträgt 1406,2 mg/m³ und liegt in den Grenzen von 0,2 mg/m³ im Minimum und 1406,4 mg/m³ im Maximum. Der Median der Wertemenge ist bei einem Wert von 11,4 mg/m³ angesiedelt. Der Interquartilbereich bewegt sich zwischen 7,0 und 20,3 mg/m³. 10 % der Werte umfassen einen Bereich von über 41,1 mg/m³ (vgl. auch Tab. 19).


[Seite 72↓]

Abbildung 30: Methankonzentration der Stallluft im AMS, März 2002

Quelle: eigene Berechnung

Die Werteverteilung für die Methankonzentration im Stall während des Übergangsversuchs 2002 wird in Abbildung 31 dargestellt. Verglichen mit dem Messpunkt AMS ist hier eine weitaus kleinere Spannweite festzustellen. Diese beträgt 68,7 mg/m³ und bewegt sich innerhalb der Grenzen von 0,9 mg/m³ im Minimum und 69,6 mg/m³ im Maximum. Das Quartil der mittleren 50 % der Werte im Stall ist ebenfalls kleiner als im AMS und erstreckt sich von 4,9 bis 13,1 mg/m³. Der Median ist bei 7,6 mg/m³ angesiedelt (vgl. auch Tab. 19). 10 % der Daten liegen oberhalb eines Wertes von 24,8 mg/m³.

Abbildung 31: Methankonzentration im Stall, März 2002

Quelle: eigene Berechnung


[Seite 73↓]

Die Ergebnisse des Sommerversuchs 2002 für das AMS hinsichtlich der Methankonzentration zeigen, dass die Spannweite im Vergleich zum Übergangsversuch 2002 höher ist und sind in Abbildung 32 zusammengefasst. Die Spannweite liegt bei 1761,9 mg/m³ innerhalb der Grenzen von 1,4 mg/m³ im Minimum und 1763,3 mg/m³ im Maximum. Der Interquartilbereich reicht von 13,2 bis 80,9 mg/m³ bei einem Median von 28,6 mg/m³ und liegt damit um 54,4 mg/m³ höher als im Übergangsversuch 2002. 10 % der Werte bewegen sich über einem Niveau von 226,3 mg/m³ (vgl. auch Tab. 19).

Abbildung 32: Methankonzentration im AMS, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung

Abbildung 33: Methankonzentration im Stall, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung


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Abbildung 33 stellt die Werteverteilungen für die Methankonzentration während des Sommerversuchs 2002 im Stall dar. Die Werte bewegen sich innerhalb der Grenzen von 0,5 mg/m³ im Minimum und 106,7 mg/m³ im Maximum. Der Interquartilbereich der Wertemenge liegt dabei zwischen 7,0 und 19,4 mg/m³ bei einem Median von 11,7 mg/m³. 10 % der Daten sind oberhalb von 31,0 mg/m³ angesiedelt (vgl. Tab. 19).

Die Zusammenfassung aller Ergebnisse für den Parameter Methan wird in Tabelle 19 gegeben. Die Variationen zwischen den Spannweiten der Methankonzentration im Stall und AMS ist dabei besonders zu beachten.

Tabelle 19: Spannweiten sowie Quartil- und ausgewählte Percentilwerte der Methankonzentration unter Übergangs- und Sommerbedingungen (in mg/m³)

 

Übergang 2002

Sommer 2002

Messpunkt

AMS

Stall

AMS

Stall

Minimum

0,2

0,9

1,4

0,5

Maximum

1406,2

69,6

1763,3

106,7

Percentile

1

1,9

1,8

4,0

1,9

5

3,9

2,6

6,1

3,4

10

5,0

3,2

8,2

4,5

Q1 25

7,0

4,9

13,2

7,0

Q2 50

11,4

7,6

28,6

11,7

Q3 75

20,3

13,1

80,9

19,4

90

41,1

24,8

226,3

31,0

95

76,8

33,1

329,0

35,7

99

433,9

46,0

563,3

52,6

Quelle: eigene Berechnung

Der Tagesverlauf der Methankonzentration vom 08.06.2002 im AMS und im Stall wird in Abbildung 34 noch einmal graphisch dargestellt und lässt Parallelen zum Verlauf der Kohlendioxidkonzentration erkennen (vgl. Abb. 29). Dem fast parallel zu Abszisse verlaufenden Tagesgang der Methankonzentration im Stall steht der mit zahlreichen Peaks versehene Verlauf für das AMS gegenüber (vgl. Abb. 34). Der charakteristische Verlauf der Methankonzentration innerhalb des AMS ist analog zum Parameter Kohlendioxid mit der Anwesenheit einer Kuh im System verbunden.


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Abbildung 34: Tagesgang des Parameters Methan an zwei Messpunkten, Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung

4.4 Schallsituation und topographische Schallverteilung

In Betrieben, die mit konventionellen Melksystemen arbeiten, ist eine klare räumliche Trennung des Melksystems vom Haltungsbereich gegeben. Das Melksystem ist entweder in einem separaten Gebäude außerhalb des Stalles installiert oder in einer eigenen Bauhülle im Stall untergebracht. Der durch das Melken verursachte Schall hat somit keinen oder nur indirekten Einfluss auf die Kühe im Haltungsbereich.

AMS (Einboxenanlagen) hingegen können an verschiedenen Stellen innerhalb des Stalles platziert werden. Der durch sie verursachte Schall ist somit ein direkter Bestandteil der Haltungsumwelt während des gesamten Tages. Im Kopfbereich der Kühe innerhalb der Melkbox zeigte sich in den Untersuchungen folgendes Bild bezüglich der Schallbelastung für die Kühe.

Die im Kopfbereich der Melkbox gemessenen Werte bezüglich der Schallbelastung sind in Tabelle 20 dargestellt. Sie weisen eine Spannbreite von 63,3 bis 98,8 dB (A) auf. Im Kopfbereich liegen die mittleren 50% der gemessenen Werte zwischen 72,2 und 74,5 dB (A). Der Median der Werteverteilung ist bei 73,0 dB (A) angesiedelt. 10 % der Werte liegen oberhalb von 77,7 dB (A).


[Seite 76↓]

Tabelle 20: Schallmessung im Kopfbereich einer Kuh während einer Melkung im AMS, Maximal- und Minimalwerte sowie die prozentuale Verteilung der Daten

 

Schallpegel in dB(A)

Minimum

63,3

Maximum

98,8

Percentile

1

69,7

5

71,3

10

71,6

25

72,2

50

73,0

75

74,5

90

77,7

95

80,5

99

85,6

Quelle: eigene Berechnung

1 % der gemessenen Schallpegel im Kopfbereich des Systems geht über eine Grenze von 85,6 dB (A) hinaus.

Abbildung 35 stellt den Pegelverlauf während einer Melkung im AMS dar und unterteilt die Messung in die Bereiche Eutervorbereitung, Melkung sowie Ende der Melkung.

Abbildung 35: Schallpegel im zeitlichen Verlauf einer Melkung im AMS, in dB (A), 1 Periode = 0,5 Sekunden

Quelle: eigene Messung


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Dabei wird deutlich, dass besonders die Eutervorbereitung mit einer erhöhten Schallbelastung für die Kühe verbunden ist. Das den Reinigungsprozess abschließende Säubern der Reinigungsbürsten mittels Druckluft und Wasser verursacht hierbei den höchsten Wert mit 98,8 dB (A). Dieser Vorgang dauert ca. 3,5 Sekunden. Während der Melkung bewegt sich der Lärmpegel auf einem relativ gleichmäßigen Niveau zwischen 71,1 und 74,8 dB (A). Der Abschluss der Melkung ist erneut mit einem Anstieg des Pegels verbunden. Dabei wurde ein Maximalwert von 84,9 dB (A) gemessen (vgl. Abb. 35).

Neben dem Schallpegel verändern sich ebenfalls die erfassten Frequenzen im zeitlichen Verlauf einer Melkung (vgl. Abb. 36). Der Schallpegel im Zusammenspiel mit der Frequenz sowie der Zeit seiner Einwirkung machen die Lärmbelastung für die Kuh aus. Die Zusammenführung der Schallpegel über alle Frequenzen während der Säuberung der Reinigungsbürsten lässt eine Schallbelastung von 94,2 dB (A) bei 2,5 kHz erkennen und ist in Abbildung 36 dargestellt.

Der auf der Abszisse zu findende Wert „A“ ist als das Produkt aller Einzelfrequenzen zu verstehen. Dabei kommt es zu einer teilweisen Überlagerung der Frequenzen.

Abbildung 36: Frequenzanalyse am Ende der Euterreinigung, einzelne Melkung

Quelle: eigene Messung


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Abbildung 36 zeigt weiterhin, dass das größte Belastungspotenzial in dem Bereich angesiedelt ist, in welchem erhöhte Schallpegel zusammen mit einem Anstieg der Frequenzen auf die Kuh wirken.

Die Zusammenführung der Parameter Schallpegelhöhe, Frequenz und Zeit über die gesamte Melkung wird in Abbildung 37 vorgenommen. Die x-Achse beschreibt die Zeit der Messung, die y-Achse stellt die Schallpegelhöhe dar und die z-Achse kennzeichnet die Frequenzen der Messung. Dabei ist der Anstieg der Schallpegel über alle Frequenzen hinweg während der Eutervorbereitung ersichtlich. Die an die Euterreinigung sich anschließende Melkphase ist abgesehen von einigen Schallpegelerhöhungen im unteren Frequenzbereich durch Schallpegelhöhen von 71,1 bis 74,8 dB (A) gekennzeichnet.

Abbildung 37: Dreidimensionale Darstellung (Pegel-Zeit- Frequenz) der Lärmsituation während einer Melkung im AMS

Quelle: eigene Messung

AMS (Einboxenanlagen) sind durch ihre Flexibilität bezüglich des Standortes im Stall gekennzeichnet. Der Einbau dieser Systeme erfolgt in zahlreichen Fällen in bereits vorhandene Ställe. Um die zum Besuch des AMS notwendigen Wege für die Kühe möglichst kurz zu halten, werden AMS in der Regel möglichst zentral im Stall bzw. an einer der Seiten des jeweiligen Gebäudes positioniert. Der Melkbetrieb beeinflusst somit den Schallpegel im Stall während des gesamten Tages, weshalb die topographische Verteilung des Schallpegels innerhalb des Stalles in die Versuche integriert [Seite 79↓]wurde. Insgesamt 17 über die gesamte Länge und Breite des Stalles verteilte Messpunkte wurden zu dieser Beschreibung ausgewählt und Schallegelmessungen durchgeführt. Das Ziel dieser Untersuchung bestand in der Erfassung und Analyse der Schallpegel in allen Betriebszuständen des AMS.

Bei den in Abbildung 38 sowie Tabelle 21 dargestellten Pegeln handelt es sich um Mittelungspegel in Form des äquivalenten Dauerschalldruckpegels Leq am jeweiligen Messort. Der äquivalente Dauerschalldruckpegel findet Anwendung bei der Messung von sich in der Zeiteinheit veränderbaren Schallpegeln.

Abbildung 38: Topographische Lärmverteilung im gesamten Stallbereich während 17 Schallpegelmessungen

Quelle: eigne Untersuchung

Die in Tabelle 21 aufgeführten Bemerkungen charakterisieren die während der Schallpegelmessungen vorhandenen Betriebszustände des AMS bzw. seiner Umgebung. Die erfassten Pegel decken einen Bereich zwischen 52,6 dB (A) (Messung 1, M17) und 78,6 dB (A) (Messung 17, M9) ab. Im Ruhezustand des Melksystems waren die niedrigsten Pegel zu messen. Dies gilt sowohl für den Messpunkt im Melk[Seite 80↓]haus (Messung 3, M1) als auch für die Messpunkte in entfernten Stallbereichen (Messung 1und 2, M17 und M12). Dennoch führt der Betrieb des AMS zu einem Anstieg der Lärmpegel besonders in unmittelbarer Nähe des Systems (Messung 15-17, M2 und M9). Die Messungen 11, 12 und 14 (M6, M5 und M4), welche in unmittelbarer Umgebung des AMS durchgeführt wurden, weisen Schallpegelhöhen auf, die um mehr als 10 dB (A) unter den Werten direkt im AMS liegen. Die Schallpegelhöhen nehmen mit größer werdender Entfernung vom AMS ab. Die Abnahme wird von weiteren Faktoren mit bestimmt. So beeinflusst das im Stall installierte Entmistungssystem ebenfalls die Höhe des Lärmpegels (vgl. Tab. 21, Messung 8 und 13 sowie Abb. 38, M16 und M13).

Tabelle 21: Lärmverteilung um das AMS an zwölf Messpunkten mit insgesamt 17 Pegelmessungen sortiert nach Pegelhöhen.

Nr.

L eq in dB(A)

Bemerkung

Nr.

L eq in dB(A)

Bemerkung

1

52,6

Laufgang links des AMS, Stallruhe

10

63,2

Spülung, Laufgang 5 m vom AMS entfernt

2

54,1

Futtertisch, außerhalb des Stalles, 50 % der Tiere fressen, Melksystem in Betrieb

11

63,6

Melkboxeingang, rechtes AMS

3

54,8

Ruhepegel im Melkhaus

12

65,8

Melkboxausgang, rechtes AMS

4

55,7

Liegebox 8, links des AMS

13

65,9

Ende des Laufganges, rechts, Mistschieber arbeitet

5

59,1

Laufgang, 10 m vom AMS

14

66,0

Laufgang, vor dem Melkhaus

6

59,8

Spülung, Laufgang 10 m vom AMS entfernt

15

77,9

Pegel im Melkhaus, beide AMS melken

7

59,9

Liegebox 2, links des AMS

16

78,4

Kopfhöhe Kuh, linkes AMS

8

60,7

Laufgang links des AMS, Mistschieber arbeitet

17

78,6

Spülung des AMS, im Melkhaus

9

62,8

Laufgang, 5 m vom AMS entfernt

   

Quelle: eigene Messungen


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4.5  Verschmutzung und Keimsituation

Die Ergebnisse der Keimanalysen aus dem Übergangsversuch 2002 werden im Folgenden am Beispiel des Getriebeblocks der Reinigungsbürsten dargestellt.

Sowohl das Keimspektrum als auch die Konzentration der Keime sind während der Ist-Zustandsbestimmung am höchsten (vgl. Abb. 39). Die in den Proben gefundenen Erreger gehören zum normalen Spektrum in Milchviehbetrieben. Bei den Streptokokken und coliformen Keimen (typischer Vertreter der Darmbakterien) handelt es sich um umweltassoziierte Erreger, mit dem Potenzial Eutererkrankungen hervorzurufen.

Abbildung 39: Entwicklung der Keimsituation am Getriebeblock der Reinigungsbürsten im zeitlichen Verlauf nach einer Reinigung und Desinfektion, Versuch März 2002

Quelle: eigene Berechnung

Nach der R+D sind auf den untersuchten Tupfern keine Keime nachweisbar. Vier Stunden nach der R+D erreichen die Bazillen, Streptokokken und Schimmelsporen die Ausgangswerte zu Beginn der Untersuchungen. Coliforme Keime, welche am Versuchsbeginn im Bereich über 20 Kolonien nachgewiesen wurden, erreichten 8 Stunden nach der Reinigung Werte zwischen 6 und 20 Kolonien5. Der Anstieg der [Seite 82↓]Verschmutzung lässt sich mittels Differenzbilder nachweisen, die hinsichtlich der Farbkanäle Rot, Grün oder Blau unterschieden werden können. Die Histogramme der Differenzbilder in den Farbkanälen unterschieden sich jedoch nur unwesentlich. Aus diesem Grund wurde zur Bildbearbeitung der Graukanal gewählt. Die Dimension der Abszisse in Abbildung 40 reicht von 0 (schwarz) bis 255 (weiß). Die Ordinate zeigt die Anzahl der Bildpunkte, welche einen entsprechenden Helligkeitswert auf der Abszisse haben. Die vertikal verlaufende Linie a stellt den Grauton 128 dar (Mitte der Abszisse).

Abbildung 40: Histogram eines Differenzbildes

Quelle eigene Berechnung

4 Stunden nach der R+D besaßen 91,2 % der Bildpunkte einen Grauton innerhalb des Rechteckes. Das heißt, 8,8 % der Bildpunkte unterscheiden sich zwischen den Bildern und haben einen Grauwert ober- bzw. unterhalb des Rechtecks. 8 Stunden nach R+D unterschieden sich 9,6 % der Bildpunkte zwischen den Bildern. Dieser Anstieg der Bildpunkte, welche keinem Grauwert innerhalb des Rechteckes zuzuordnen sind, kann als Maß für die Veränderung des Verschmutzungsgrades angesehen werden.

Eine ergänzende Untersuchung wurde im Sommer 2002 durchgeführt. Die Probenfrequenz wurde in diesem Versuch erhöht, bei Beibehaltung der restlichen Prozedere.

Die Ist-Zustandsanalyse (9:25 Uhr) zeigt Mengen von bis zu 20 Kolonien für Bazillen, [Seite 83↓]coliforme Keime und Streptokokken. Nach der R+D sind bis auf Staphylokokken (Staph. aureus) im Bereich zwischen 6 und 20 Kolonien keine Keime nachweisbar. Doch bereits eine Stunde nach der Reinigung haben die meisten Keime bezüglich ihrer Anzahl die Werte wie vor der Reinigung wieder erreicht, was als Beleg für die Notwendigkeit der Anpassung der Reinigungsintervalle an das aktuelle Verschmutzungsgeschehen verstanden werden muss (vgl. Abb. 41).

Abbildung 41: Entwicklung der Keimsituation am Getriebeblock der Reinigungsbürsten im zeitlichen Verlauf nach einer Reinigung und Desinfektion, Versuch Juni 2002

Quelle: eigene Berechnung

4.6 Tierverhalten in der Melkbox

Ziel der Analyse des Tierverhaltens während des Milchentzuges im AMS war es, aus dem Verhalten der Kühe Schlüsse auf resultierende Verschmutzungen der Melkbox ziehen zu können. Verhaltensäußerungen wie das Absetzen von Kot bzw. Harn in der Melkbox führen zum Eintrag von Schmutz in das System. Das Schlagen nach dem Melkzeug bringt eine Verteilung des vorhandenen Schmutzes mit sich. An vier aufeinander folgenden Tagen wurde das Verhalten der Kühe in der Melkbox während des gesamten Melkvorganges beobachtet. Hierzu wurden bestimmte Verhaltensäußerungen im Vorfeld klar definiert und auch in ihrer Stärke unterschieden. Als festge[Seite 84↓]legt unerwünschte Verhaltensäußerungen zählten:

Von den 701 für die Auswertung zur Verfügung stehenden Melkungen von insgesamt 110 Kühen konnten 62 Melkungen mit unerwünschten Verhaltensäußerungen dokumentiert werden. Dies entspricht 8,8 % und kann als sehr niedrig beschrieben werden. Es traten die Verhaltensäußerungen Schlagen nach dem Melkzeug sowie Urinieren, Koten und Brüllen in der Melkbox auf. Eine Häufigkeitsverteilung der beobachteten Verhaltensäußerungen ist in Abbildung 42 dargestellt.

Abbildung 42: Ausgewählte Verhaltensäußerungen von Milchkühen beim Melken mit AMS und deren Häufigkeit bei insgesamt 701 Melkungen

Quelle: eigene Messung

Die beiden übrigen festgelegten unerwünschten Verhaltensäußerungen konnten nicht beobachtet werden.

Wie aus Abbildung 42 hervorgeht, nimmt das Schlagen nach dem Melkzeug mit 42 Beobachtungen (5,9 %) den höchsten Anteil unerwünschter Verhaltensäußerung ein. [Seite 85↓]Die Verhaltensäußerungen Urinieren bzw. Koten in der Melkbox wurden 11 bzw. 8 Mal beobachtet (1,5 bzw. 1,1 %). Lediglich ein Mal (0,1 %) wurde ein Brüllen in der Melkbox beobachtet.

Eine Zuordnung der beobachteten Verhaltensäußerungen zur Anzahl der dabei registrierten Kühe wird in Abbildung 43 vorgenommen. Es zeigt sich, dass die Verhaltensäußerungen Urinieren bzw. Koten in der Melkbox nur bei jeweils einer Kuh mehrmals auftraten. Der Verhaltensausdruck Schlagen nach dem Melkzeug konnte bei 26 Kühen beobachtet werden, wobei 10 Tiere dieses Verhalten mehr als einmal ausübten (vgl. Abb. 43).

Abbildung 43: Ausgewählte Verhaltensäußerungen von Milchkühen beim Melken mit AMS nach Anzahl der Kühe und Häufigkeit der Verhaltensäußerung

Quelle: eigene Messung

Als Ursache für dieses Verhalten sind größtenteils Störungen beim Ansetzen des Melkzeuges an das Euter zu verzeichnen gewesen.


Fußnoten und Endnoten

5 Die Einteilung der Ordinate in den Abbildungen 39 u. 41 erfolgte nach Maßgaben der wissenschaftlichen Gesellschaft der Milcherzeugerberater e.V. (MODEL 2002).



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13.06.2005