[Seite 86↓]

5  Diskussion

5.1 Temperatur

Die in Kapitel 4.1 dargelegten Ergebnisse des Stallklimaparameters Temperatur wurden in Jahreszeiten erhoben, in denen die klimatischen Bedingungen in Ställen und Melkständen für die Kühe oftmals als belastend bezeichnet werden können. Besonders die im Sommer auftretenden hohen Temperaturen jenseits der 20°C sind für Kühe im betrachteten Leistungsniveau schwierig zu kompensieren und haben auf die Wärmeabgabe der Tiere an die Umwelt einen negativen Einfluss. Niedrige Temperaturen, auch unter dem Gefrierpunkt, werden von laktierenden Kühen bei ausreichender Menge an qualitativ hochwertigem Futter dagegen gut verkraftet.

Für den Sommerversuch 2002 zeigt sich aufgrund der jahreszeitlichen Gegebenheiten, dass etwa 75 Prozent der gemessenen Temperaturwerte sowohl im AMS als auch im Stall die 20°C Marke überschreiten und etwa zu 25 % über 23°C liegen. Der Maximalwert wird mit 35,1°C im AMS erreicht (vgl. Tab. 15). Im Stall liegt die maximale Temperatur bei 28,6°C.

Die Ergebnisse des Winterversuchs zeigen, dass selbst bei starkem Frost (Minimaltemperatur -13,2°C) im Melksystem ausschließlich positive Temperaturen gemessen werden konnten. Die Temperaturen im AMS sind in einem Bereich zwischen 3,4 und 11,2°C angesiedelt; der Bereich der mittleren 50 % reicht im AMS von 5,7 bis 10,5°C. Die Temperaturverhältnisse im Stall passen sich annähernd den Bedingungen außerhalb des Stalles an, bleiben im Vergleich der Minimalwerte jedoch um 6,8°C über den äußeren Temperaturen.

Die Beurteilung und Vergleichbarkeit der klimatische Situation im AMS hinsichtlich der Temperatur mit Literaturwerten ist nur bedingt möglich, da abgesehen von Beschreibungen im AEL Merkblatt 5 (1990), keine separaten Richtlinien für die Klimagestaltung im Melkständen vorliegen und somit auf Klimatisierungsrichtlinien von Stallräumen zurückgegriffen werden muss. Im AEL Merkblatt 5 (1990) wird angemerkt, dass die Temperatur im Melkstand während des Melkens zwischen 10 und 15°C liegen und auch zwischen den Melkzeiten nicht unter 5°C sinken sollte. Um in Melkständen einen ausreichenden Luftaustausch zu erreichen, können Ventilatoren [Seite 87↓]mit Förderleistungen von 500-1000 m³/h eingesetzt werden. Die Aussagen, welche im AEL Merkblatt 5 (1990) getroffen werden, stellen das Arbeitsklima für den im Melkstand arbeitenden Menschen sowie das Raumklima zum Schutz der Bauteile im Melkstand in das Zentrum der Betrachtung. Aus diesem Grund ist es nur bedingt möglich, mit den aufgeführten Werten das Klima für die Kühe im Melkstand zu be­werten.

Das Heranziehen der Werte aus den Richtlinien DIN 18910 (1992) bzw. der Information 800.106.01 des Bundesamtes für Veterinärwesen der Schweiz (2002) kann nur als „Hilfswert“ angesehen werden, da sich die DIN 18910 (1992) mit der Klimatisierung wärmegedämmter Ställe befasst. Die Information 800.106.01 des Bundesamtes für Veterinärwesen der Schweiz (2002) geht kurz auf mögliche Anpassungen und Besonderheiten des Stallklimas für Außenklimaställe ein. Tabelle 22 zeigt eine Zusammenstellung der in den einzelnen Klimatisierungsrichtlinien ausgewiesen Werte für Milchkühe.

Tabelle 22:Richtwerte für die Optimaltemperatur für Rinder nach unterschiedlichen Klimatisierungsnormen (in °C)

Literatur

Temperatur, °C

DIN 18910 (1992)

Kühe einschließlich Kälber, Jungvieh, Zuchtbullen Masttiere (bis 800 kg)

0-20 (Winter 10)

Information 800. 106.06 (2002)

Milchkühe (10-20 kg Milch pro Tag)

0-15

Quelle: eigene Zusammenstellung nach den aufgeführten Richtlinien

Vor dem Hintergrund der in Tabelle 22 aufgeführten Werte können die Daten aus den eigenen Untersuchungen wie folgt bewertet werden.

Da im Sommerversuch 2002 etwa 75 % der Messwerte im Stall und AMS die 20°C erreichen und 25 % der Werte über 23,9°C (im AMS) bzw. 23,3 (im Stall) liegen, können die klimatischen Bedingungen hinsichtlich der Temperatur in der warmen Jahreszeit als nicht optimal beschrieben werden. Die gemessenen Temperaturen gehen über die Grenzwerte der in Tabelle 22 beschriebenen Richtlinien hinaus. Besonders die innerhalb der Melkbox gemessene Höchsttemperatur von 35,1°C liegt [Seite 88↓]bei weitem über den Normwerten. WOLF und MARTEN (2002) weisen bei ihren Untersuchungen in unterschiedlichen Stalltypen auf eine mögliche negative Beziehung zwischen der Milchleistung und der täglichen Anzahl von Stunden über 20°C hin. In von den Autoren durchgeführten Untersuchungen konnte bei ansteigenden Stalllufttemperaturen ein zeitlich verzögerter Rückgang der Milchleistung um ca. 10 % beobachtet werden. Als Ursachen eines hitzebedingten Rückganges der Milchleistung werden die verringerte Futteraufnahme sowie die Beeinträchtigung der Vormagenfunktion genannt (GROTH, 1984)

Negative Auswirkungen des Parameters Lufttemperatur auf die Besuchsfrequenz der Kühe im AMS sind durch die Untersuchungen im Winterversuch 2003 im Bereich Stall bzw. AMS nicht zu vermuten, da bei einer durchschnittlichen Herdenleistung von 7500 kg Milch die Wärmeproduktion der Tiere ausreichend ist, um die Körpertemperatur auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu regulieren. Die innerhalb der Melkbox gemessenen Temperaturen im Winterversuch 2003 sind insgesamt als normal zu bewerten und lassen keine negativen Einflüsse auf den Besuch des AMS durch die Kühe vermuten. Der Vergleich der gemessenen Temperaturen mit den in Tabelle 22 aufgeführten Werten zeigt, dass die Temperatur im Winterversuch 2003 innerhalb der Melkbox den Richtlinien entspricht.

5.2 Relative Luftfeuchte

Die Ergebnisse der Analysen für den Stallklimaparameter rel. Luftfeuchte sind sowohl in Abhängigkeit von der Jahreszeit als auch vom Messort differenziert zu betrachten und zu bewerten. Festzuhalten ist, dass die rel. Luftfeuchte im AMS im Sommerversuch 2002 und im Winterversuch 2003 über der im Stall gemessenen liegt. Während die Spannweiten im AMS und Stall in beiden Jahreszeiten nahezu gleich sind, unterscheiden sich die Verteilungen der mittleren 50 % deutlich voneinander (vgl. Tab. 16). Diese liegen im Sommerversuch 2002 für das AMS zwischen 57 und 75 %, im Stall zwischen 45 und 69 %.

Literaturangaben zu den Optimalwerten für die rel. Luftfeuchte sind analog zu den Temperaturangaben aus der DIN 18910 (1992) sowie der Information 800.106.01 des Bundesamtes für Veterinärwesen der Schweiz (2002) zu entnehmen. Die Tier[Seite 89↓]schutz-Nutztierhaltungsverordnung (2001) gibt ebenfalls Bereiche für die optimale rel. Luftfeuchte an. Eine Übersicht dazu bietet Tabelle 23.

Tabelle 23:Optimalbereiche für die rel. Luftfeuchte für landwirtschaftliche Nutztiere (in %)

Literatur

rel. Luftfeuchte, %

DIN 18910 (1992)

60 - 80

Tierschutz- Nutztierhaltungsverordnung (2001)

60 - 80

Information 800. 106.06 (2002)

50 - 80

Quelle: eigene Zusammenstellung nach den aufgeführten Richtlinien

Hier ist jedoch genau wie bei der Bewertung der Temperaturverhältnisse die Tatsache in Betracht zu ziehen, dass diese Werte nur bedingt zur Einschätzung der rel. Luftfeuchte verwendet werden können. Die Ergebnisse der Untersuchungen zur rel. Luftfeuchte müssen, um genauere Aussagen über die mikroklimatischen Bedingungen im AMS und im Stall geben zu können, auch im Zusammenhang mit der Temperatur betrachtet werden.

Vor diesem Hintergrund sind die Werte für die rel. Luftfeuchte gerade im Sommerversuch 2002 als unproblematisch zu bewerten. Trotz der relativ hohen Temperatur liegt die rel. Luftfeuchte in einem Bereich zwischen 60 und 80 %. Dieser Bereich wird in der Literatur als optimal für Rinder beschrieben (BRUNSCH et al. 1996; PELZER 1998). HILLIGER (1990 c) weist anhand von Untersuchungsergebnissen von YECK und STEWART (1959) auf den negativen Einfluss einer zu hohen Luftfeuchte auf die Milchleistung hin.

Die rel. Luftfeuchte innerhalb der Melkbox im Winterversuch muss als zu hoch eingeschätzt werden. So liegt bereits die Hälfte der Beobachtungen über einem Wert von 90 %. Dies ist auch unter Berücksichtigung der von HILLIGER (1990 c) getroffene Aussage, dass bei Optimaltemperatur ein Toleranzbereich von 50- 90 % rel. Luftfeuchte besteht, als zu hoch einzuschätzen. Ein Vergleich der gemessenen rel. Luftfeuchte im Stall mit dem AMS in Bezug auf die rel. Luftfeuchte deutet auf die Ausprägung eines eigenen Mikroklimas innerhalb des AMS hin (vgl. Tab. 16).


[Seite 90↓]

5.3  Luftzusammensetzung

Die im Stall integrierten AMS weisen aufgrund ihrer Anordnung sowie ihrer Bauweise besondere mikroklimatische Bedingungen in Bezug auf die Umgebungsgase auf. Die Ergebnisse der Analysen der drei untersuchten Gase Ammoniak, Kohlendioxid sowie Methan werden im Folgenden differenziert diskutiert.

5.3.1 Ammoniak

Die in den Untersuchungen gemessene Ammoniakkonzentration resultiert im AMS zum einen aus der Verschmutzung der Melkbox, welche durch den Eintrag von an den Klauen der Kühe haftenden Exkrementen hervorgerufen wird. Zum anderen entstammt die Verschmutzung den in der Melkbox abgegebenen Exkrementen. Weiterhin muss bei der Bewertung der Ammoniakkonzentration berücksichtigt werden, dass das AMS zentral im Haltungsraum der Kühe positioniert ist und somit von der Grundkonzentration des Ammoniakgehaltes in der Stallluft beeinflusst wird.

Bezogen auf die mittleren 50 % der ermittelten Werte sind im Übergangsversuch 2002 nur geringfügige Unterschiede zwischen AMS und Stall erkennbar. Diese liegen im AMS zwischen 0,39 und 0,82 mg/m³ und im Stall zwischen 0,35 und 0,55 mg/m³. Ähnlich gering sind die Unterschiede im Sommerversuch 2002, welche im AMS zwischen 0,76 und 1,72 sowie im Stall zwischen 0,57 und 1,22 mg/m³ liegen. Die Tatsache, dass der Konzentrationsunterschied von Ammoniak zwischen den Messpunkten AMS und Stall in den Versuchsdurchgängen so gering ausfällt, zeigt dass die klimatischen Bedingungen bezüglich des Parameters Ammoniak nahezu gleich sind und nur geringfügig durch die freie Lüftung beeinflusst werden.

Tabelle 24 gibt Auskunft über die in unterschiedlichen Richtlinien zu findenden Grenzwerte für die Ammoniakkonzentration.


[Seite 91↓]

Tabelle 24: Richtlinien für den Gehalt an Ammoniak in der Stallluft (umgerechnet in mg/m³)

Literatur

Ammoniakkonzentration

DIN 18910 (1992)

14,2

Tierschutz- Nutztierhaltungsverordnung (2001)

14,2

CIGR- Norm (1984)

14,2

MAK-Wert

35,3

Quelle: eigene Zusammenstellung nach den aufgeführten Richtlinien

Bezogen auf die in der Literatur zu findenden Analysen hinsichtlich des Stallklimaparameters Ammoniak können die Ergebnisse der eigenen Untersuchungen als positiv bewertet werden. Zu keinem Zeitpunkt der Untersuchungen wurden die Grenzwerte der Richtlinien weder im AMS noch im Stall auch nur annähernd erreicht. Die jahreszeitlich bedingten Veränderungen in der Höhe der Ammoniakkonzentration gelten im gleichen Maße für das AMS und den Stall.

BRUNSCH et al. (1996) ermittelten bei ihren Untersuchungen zum Ammoniakgehalt der Stallluft in Milchviehställen im Durchschnitt 4,5 mg/m³ Luft, bei Minimalwerten von 0,5 mg/m³ und Maximalwerten von 20,9 mg/m³. Bei Orientierung an diesen Werten kann bezüglich der eigenen Untersuchungen festgehalten werden, dass selbst in den sehr warmen Sommermonaten noch Werte unterhalb von 4,5 mg/m³ gemessen wurden. Durch den außerhalb des Stalles befindlichen Futtertisch verlagert sich das Emissionsgeschehen teilweise nach außen, was sich insgesamt positiv auf eine geringe Ammoniakkonzentration der Stallluft auswirkt.

Die Aussage von OLDENBURG (2002), nach welcher sich die Ammoniakemission mit steigender Temperatur der Zuluft erhöht, kann in den eigenen Versuchen sowohl für die Melkbox als auch in den Stall bestätigt werden. Auf eine nicht bestehende Zwangsläufigkeit dieses Phänomens weisen Untersuchungen in Schweinemastbetrieben hin, nach denen höhere Temperaturen nicht unbedingt höhere Spurengaskonzentrationen zur Folge haben.


[Seite 92↓]

5.3.2  Kohlendioxid

Kohlendioxid wird als „Indikatorgas“ für die Qualität der Lüftung in der Literatur beschrieben. Zu große Konzentrationen in der Stallluft weisen auf einen ungenügenden Luftaustausch zwischen Stall und Außenluft hin.

Die Ergebnisse der Analysen hinsichtlich der Kohlendioxidkonzentration in der Stallluft weisen teilweise große Differenzen zwischen den Messorten AMS und Stall auf, die sowohl im Übergangsversuch 2002 als auch im Sommerversuch erkennbar sind. So lagen im Übergangsversuch 2002 die mittleren 50 % der ermittelten Werte im AMS zwischen 1057 und 1498 mg/m³. Die Kohlendioxidkonzentration in der Stallluft war in den Grenzen von 926 bis 1222 mg/m³ angesiedelt. Der Sommerversuch 2002 wies für den Interquartilbereich im AMS Werte zwischen 1329 und 4289 mg/m³ auf und lag damit deutlich über den Konzentrationen im Stall, welche sich zwischen 989 und 1444 mg/m³ bewegten.

Die in der Literatur zu findenden Richtwerte für die Kohlendioxidkonzentration in Ställen sind in Tabelle 25 dargestellt.

Tabelle 25: Richtlinien für den Gehalt an Ammoniak in der Stallluft (umgerechnet in mg/m³)

Literatur

Kohlendioxidkonzentration

DIN 18910 (1992)

6400

Tierschutz- Nutztierhaltungsverordnung (2001)

5500

CIGR- Norm (1984)

5500

Quelle: eigene Zusammenstellung nach den aufgeführten Richtlinien

Vergleiche zwischen den gemessenen Werten und den Literaturangaben sind nur bedingt möglich, da in den Richtlinien von wärmegedämmten Stallanlagen ausgegangen wird und die eigenen Untersuchungen sich auf die Luftverhältnisse in einem Melksystem und einem frei belüfteten Kaltstall beziehen. Unter Berücksichtigung der in der Literatur beschriebenen Konzentrationen zeigt sich, dass bei den eigenen Untersuchungen im Stall zu keinem Zeitpunkt die Grenzwerte auch nur annähernd erreicht werden (vgl. Tab. 25 und Tab. 17). Die Werte der Kohlendioxidkonzentration [Seite 93↓]erreichen im Übergangsversuch 2002 sowie im Sommerversuch 2002 nur etwa die Hälfte der in den Richtlinien genannten Grenzwerte.

BRUNSCH et al. (1996) kommen bei ihren Untersuchungen in Milchviehställen auf mittlere Kohlendioxidkonzentrationen von 1734 mg/m³ bei einer Spannweite von 316 mg/m³ im Minimum bis 3240 mg/m³ im Maximum. WOLF und MARTEN (2002) ermittelten bei der Untersuchung der Kohlendioxidkonzentration in 6 unterschiedlichen Kaltställen einen Maximalwert von 1691 mg/m³. Die Ergebnisse der eigenen Untersuchungen ordnen sich in die genannten Größenordnungen ein und können für den Messbereich Stall als positives Ergebnis beschrieben werden. Quantitative Untersuchungen von MOTTRAM et al. (1999) zum Gehalt von Kohlendioxid und Methan in der Expirationsluft von Kühen weisen auf noch größere Konzentrationen hin. In der direkten Expirationsluft von elf Kühen wurden Konzentrationen zwischen 3133 ppm Kohlendioxid (5638 mg/m³) im Minimum und 45014 ppm (81006 mg/m³) im Maximum gemessen.

Die mikroklimatische Situation für den Parameter Kohlendioxid innerhalb des AMS ist bei den eigenen Untersuchungen durch weit über den Richtlinien liegende Maximalkonzentrationen gekennzeichnet. Diese liegen im Übergangsversuch 2002 bei 22382 und im Sommerversuch 2002 bei 25693 mg/m³. Diese Überschreitungen sind unmittelbar mit dem Besuch einer Kuh im Melksystem begründet (vgl. Abb. 28). Bedingt durch die Tatsache, dass die Melkbox nur in einem Intervall zwischen 6 und 12 Minuten durch den Multigasmonitor angesteuert wurde, sind bei der kontinuierlichen Erfassung der Kohlendioxidkonzentration noch höhere Maximalkonzentrationen zu vermuten.

Die geschlossene Bauform des AMS vor allem im Kopfbereich der Kühe soll zu einer ungestörten Kraftfutteraufnahme beitragen. Es kann durch die eigenen Untersuchungen festgehalten werden, dass der Luftaustausch in der Melkbox durch diese bauliche Abschirmung erheblich behindert wird und gerade in den Sommermonaten sich hohe Konzentrationen von Kohlendioxid während einer Melkung ansammeln. Die in den Untersuchungen im Übergangsversuch 2002 und im Sommerversuch 2002 gemessenen Kohlendioxidkonzentrationen im AMS müssen deshalb als zu hoch und die mikroklimatische Situation als ungenügend beschrieben werden.

Vergleichende Untersuchungen an Kraftfutterstationen für Milchkühe, dargestellt in Abbildung 44, welche einem AMS von der Bauform her ähnlich sind, zeigen dass [Seite 94↓]sich die Kohlendioxidkonzentrationen in ähnlichen Größenordnungen wie im AMS bewegen.

Abbildung 44: Wochenverlauf des Parameters Kohlendioxid an zwei Messpunkten in einem Vergleichsbetrieb (in mg/m³)

Quelle: eigene Untersuchung

Die analysierte Kraftfutterstation wurde während einer Woche auf den Stallluftparameter Kohlendioxid hin untersucht. Hierbei konnten ähnliche Kurvenverläufe wie im AMS aufgezeichnet werden, die zeigen, dass die Kohlendioxidkonzentrationen innerhalb der Box vom Besuch einer Kuh abhängig sind. Der maximal gemessene Wert lag in der Kraftfutterbox lag bei11000 mg/m³. Die Position der Kraftfutterbox außerhalb des Stalles nahe dem Futtertisch ist der Grund dafür, dass eine Reihe von Werten noch unterhalb der Konzentrationen im Stall lag (vgl. Abb. 43).

5.3.3 Methan

Die Methankonzentration in der Stallluft erreicht bei Anwesenheit einer Kuh im AMS in den vorliegenden Untersuchungen eine maximale Konzentration von 1406,2 mg/m³ (Übergangsversuch 2002). Im Gegensatz dazu war innerhalb des Stalles nur ein Höchstwert von 69,6 mg/m³ zu messen. Die im Sommer 2002 durchge[Seite 95↓]führten Messungen weisen noch größere Unterschiede auf. Hier liegen die gemessenen Maximalwerte im AMS bei 1763,3 mg/m³ und im Stall bei 106,7 mg/m³ (vgl. Tab. 19). Die mittleren 50 % der Werte bewegen sich im Übergangsversuch 2002 im AMS zwischen 7,0 und 20,3 mg/m³ und im Stall zwischen 4,9 und 13,1 mg/m³. Die im Sommerversuch 2002 ermittelten Werte im AMS befinden sich zwischen 13,2 und 80,9 mg/m³, während die Konzentration von Methan in der Stallluft zwischen 7 und 19,4 mg/m³ liegt.

Methan ist in fast allen Tierställen nachweisbar und wird unter normalen Bedingungen als unproblematisch beschrieben (van CAENEGEM und WECHSLER 2000). Größer als die Wirkungen auf das Stallklima oder den tierischen Organismus wird der Beitrag von Methan als Treibhausgas beschrieben (RATH und GÄDEKEN 1991; WALCH 1992). Richtwerte wie für die Parameter Ammoniak bzw. Kohlendioxid existieren für den Parameter Methan in Stallanlagen nicht in der DIN 18910 (1992) oder der Tierschutz- Nutztierhaltungsverordnung (2001).

In den von BRUNSCH et al. (1996) unter Praxisbedingungen durchgeführten Untersuchungen in Milchviehställen konnten im Mittel 68 mg/m³ Luft nachgewiesen werden. Die hier gemessenen Minimalmalwerte lagen bei 10, die Maximalwerte bei 179 mg/m³. In Untersuchungen von BRUNSCH et al. (1993) zu unterschiedlichen Alters- und Leistungsgruppen bzw. Haltungsformen in Bezug auf die Spurengaskonzentration konnten die höchsten Methankonzentrationen (100 - 120 mg/m³) für die Variante eingestreuter Anbindestall festgestellt. Die geringsten Konzentrationen wurden in eingestreuten Kälberställen ermittelt und lagen unter einem Wert von 20 mg/m³. Bezogen auf die Spurengaskonzentration lässt sich nach Aussage der Autoren keine Vorzüglichkeit zwischen Verfahren mit oder ohne Einstreu feststellen.

Quantitative Untersuchungen von MOTTRAM et al. (1999) zum Gehalt von Methan in der Expirationsluft von Kühen zeigen Konzentrationen von bis zu 2180 ppm (1426 mg/m³). Die Autoren gehen davon aus, dass das gemessene Methan nicht aus dem Ruktus der Kühe stammt.

Die geringeren Methankonzentrationen bei den eigenen Untersuchungen lassen sich aus der Lage des Messpunktes ableiten (vgl. Tab. 18 u. 19). Auf das physiologische Vorhandensein von Gärgasen in der Atemluft von Wiederkäuern weist KOLB (1980) hin. Nach seinen Angaben hängt die Zusammensetzung der Expirationsluft von der Atemtiefe und das Kohlendioxidvolumen vom Stoffumsatz ab.

Die Ergebnisse der eigenen Untersuchungen bezüglich des Stallklimaparameters [Seite 96↓]Methan deuten auf eine Anreicherung von Methan innerhalb der Melkbox bei Anwesenheit einer Kuh hin (vgl. Tab. 19 und Abb. 34). Diese Konzentrationen gehen weit über das Maß hinaus, welches im Stall gemessen werden konnte und in der Literatur beschrieben ist. Die mikroklimatische Situation hinsichtlich des Methangehaltes in der Melkbox muss aus diesem Grund als verbesserungswürdig beurteilt werden. Die sich summierende Wirkung der einzelnen Stallgase auf die Kuh ist dabei noch unberücksichtigt.

5.4 Schallpegel

Die Notwendigkeit der Beschäftigung mit dem Stallklimaparameter Schall ergibt sich aus der Tatsache heraus, dass seit den zurückliegenden Jahrzehnten eine Vergrößerung der Bestände in der Tierhaltung zu beobachten ist. Steigende Tierzahlen pro Betrieb ziehen den Einsatz größerer Maschinen und Anlagen nach sich, was wiederum die Haltungsumwelt der Tiere prägt (MARSCHANG 1978). Um durch Lärm verursachten negativen Einflüssen vorbeugen zu können, sind weiterführende Untersuchungen des Faktors Lärm in der Tierhaltung notwendig.

Der Ort, an welchem sich die Kühe am häufigsten mit dem Prozessfaktor Schall auseinander setzen müssen, ist der Melkstand. Die Frage, ob die Einwirkung von Schall zu negativen Auswirkungen für Mensch oder Tier führen kann, hängt dabei von einer Reihe von Faktoren ab. Dabei sind die Höhe des Geräuschpegels, die Frequenz des Schalls sowie die Einwirkzeit auf das Individuum als die drei wichtigsten Faktoren zu sehen.

Die in der vorliegenden Arbeit dargelegten Ergebnisse stellen die Ist-Situation in einem Praxisbetrieb dar. Die Analysen der Schallpegelmessungen während einer Melkung im AMS weisen eine große Spannweite auf, welche sich im Kopfbereich der Kuh zwischen 63,3 und 98,8 dB (A) (vgl. Tab. 20) bewegt. Dabei ist in der Phase der Euterreinigung ein besonders hoher Schallpegel auffällig. Dieser erhöhte Schallpegel ist gleichzeitig mit der Verlagerung des Frequenzspektrums in höhere Frequenzbereiche verbunden. Bei einer Frequenz von 2,5 kHz ist ein Schallpegel von 94,2 dB (A) zu messen. Die Einwirkzeit dieses hohen Schallpegels auf die Kuh liegt bei ca. 3,5 Sekunden. Die Untersuchungen zur topographischen Verteilung des Schallpe[Seite 97↓]gels zeigen, dass die höchsten Schallpegel im AMS und in dessen unmittelbarer Nähe zu verzeichnen sind. Dabei reichen die Werte von 78,4 dB (A) im AMS bis 62,8 dB (A) auf dem Laufgang (5 m vom AMS entfernt).

In der Literatur sind nur allgemeine Aussagen über Lärmimmissionen im Aufenthaltsbereich von Tieren zu finden. In der Tierschutz-Nutztierhaltungsverordnung (2001) im Paragraph 3 wird zum Thema Lärm folgende Aussage getroffen: „Sofern Lüftungsanlagen, Fütterungseinrichtungen, Förderbänder oder sonstige technische Einrichtungen verwendet werden, muss durch deren Bauart und die Art ihres Einbaus sichergestellt sein, dass die Lärmimmission im Aufenthaltsbereich der Tiere auf ein Mindestmaß begrenzt ist“.

Eine konkretere Aussage bezüglich des zu tolerierenden Schallpegels wird in dem Entwurf zur Verordnung der burgenländischen Tierschutzverordnung (1990) gemacht: „Der Lärmpegel ist so gering wie möglich zu halten. Dauernder oder plötzlicher Lärm ist zu vermeiden. Die Konstruktion, die Aufstellung, die Wartung und der Betrieb der Lüftungs- und Fütterungsanlagen oder anderer Geräte ist so zu gestalten, dass sie so wenig Lärm wie möglich verursachen. Dauernd lärmerzeugende Geräte oder Maschinen im Betrieb müssen so installiert bzw. abgeschirmt sein, dass der Schallpegel im Tierbereich unter 60 dB (A) liegt“.

Wegen des Fehlens geeigneter Verordnungen im Bereich der Nutztierhaltung kann als Grenzwertmaßgabe die Arbeitsstättenverordnung herangezogen werden, nach welcher ein Schallpegel von 85 dB (A) zulässig ist. Ein Pegel in dieser Höhe muss jedoch in Tierhaltungsanlagen kritisch hinterfragt werden, da der Schallpegel in der Größenordnung eines LKW im Straßenverkehrs liegt und Tiere damit erheblichen Belastungen ausgesetzt sind.

BEHREND (2003) geht davon aus, dass Geräuschpegel von 65 bis 70 dB (A) beim Melken dauerhaft nicht überschritten werden sollten. In den vom Autor durchgeführten Untersuchungen zeigte sich, dass 34 Prozent von 61 analysierten Melkständen über der Grenze von 70 dB (A) lagen. Als größte Verursacher von Schall konnten die Pulsatoren, Milchpumpe, Abnahme-Automatik sowie die Melkzeugzwischenspülung und der Kuhumtrieb ermittelt werden. Zu ähnlichen Aussagen kommen ALGERS et al. (1978 b) bei der Untersuchung von 14 Betrieben der Milchproduktion, Fleischrinderhaltung sowie Schweine- und Geflügelhaltung. In Milcherzeugerbetrieben wurden [Seite 98↓]als größte Lärmverursacher Vakuumpumpen bzw. Kompressoren festgestellt. NOSAL und BILGERY (2002) gehen bei einem Schallpegel von > 65 dB (A) von zu großem Stress sowohl für den arbeitenden Menschen als auch für die Kühe aus. Die Autoren kamen nach der Manipulation (z.B. Einbau von elastischen Schläuchen von der Vakuumpumpe zum Vakuumtank, Installation eines „Vibrationsschluckers“) einer lauten Melkanlage (78,8 dB (A)) auf einen um 20 dB (A) niedrigeren Schallpegel. Dies kam mehr als einer Halbierung der Geräuschkulisse gleich und steigerte den Durchsatz des untersuchten Melkstandes um 2 Kühe pro Stunde.

Der DLG-Prüfbericht 4916 (2000) beschreibt an zwei Messpunkten in unmittelbarer Nähe der Melkbox den Schalldruckpegel in zwei unterschiedlichen Arbeitsphasen eines Melkroboters gleicher Bauart. Dabei werden als Richtwerte auf der eingehausten Seite des Melksystems 78 bis 83 dB (A) beim Ansetzen der Melkbecher und 69 bis 74 dB (A) während einer Melkung angegeben. Auf der Stallseite, etwa drei Meter entfernt vom Melkboxeneingang, erreicht das System 69 bis 71 dB(A) beim Ansetzen der Melkbecher und 66 bis 69 dB (A) während der Melkung. Auf das auftretende Frequenzspektrum wird in diesem Bericht nicht eingegangen und der Geräuschpegel als überwiegend normal beschrieben. Die in den eigenen Untersuchungen gemessenen Werte stimmen mit diesen Angaben auf der eingehausten Seite des Systems nahezu überein. Hier werden durchschnittlich 80 dB (A) gemessen. Zusätzlich zur Schalldruckbelastung von 80 dB (A) kann eine Erhöhung der Frequenzen ab 1 kHz festgestellt werden. Der größte Wert wird bei 2,5 kHz mit einer Frequenz von 94,2 dB (A) dokumentiert. Die Werte des DLG-Prüfberichts 4916 (2000) stimmen mit den eigenen Messungen nahezu überein.

Vergleiche eigener Schalluntersuchungen im Kopfbereich eines AMS mit drei unterschiedlich großen Fischgrätenmelkständen (ebenfalls im Kopfbereich der Tiere) zeigen, dass alle untersuchten Melksysteme verschieden große Spannweiten des Geräuschpegels aufweisen. Die größte Spannweite zeigt das untersuchte AMS mit einem Geräuschpegel von 63,3 dB (A) im Minimum und 98,8 dB (A) im Maximum auf (vgl. Tab. 26). Ein Maximalwert von 98,8 dB (A) im AMS (Kopfhöhe der Kuh) ist als ein viel zu hoher Wert einzustufen, selbst dann, wenn dieser Wert nur bei der Reinigung der Euterbürsten auftritt.


[Seite 99↓]

Tabelle 26:Vergleichende Lärmmessungen in einem AMS und drei Fischgrätenmelkständen (FGM), (in dB(A))

 

AMS

2 x 4 FGM

2 x 7 FGM

2 x 8 FGM

Minimalwert

63,3

65,5

71,3

68,3

Maximalwerte

98,8

79,3

81,0

88,5

Percentile

25%

50%

75%

90%

72,2

73,0

74,5

77,7

67,9

68,7

70,1

71,2

72,4

73,3

74,3

75,3

69,8

70,5

72,3

74,0

Quelle: eigene Untersuchung

Die Verbindung dieser hohen Pegelwerte mit einer Verschiebung der Frequenzen in ebenfalls höhere Bereiche muss dabei für die Kühe als besonders belastend bewertet werden (vgl. Kap. 4.4). Es kann vermutet werden, dass eine erhöhte Schallbelastung innerhalb und um das AMS dazu führt, dass Kühe die Bereiche um die Melkbox herum meiden. Weiter entfernt gelegene Liegebereiche könnten von den Kühen bevorzugt werden. Dieses Verhalten führt unter Umständen zu einer geringeren Besuchshäufigkeit der Melkbox.

Auf der Grundlage der von BEHREND (2003) sowie BILGERY und NOSAL (2002) getroffenen Aussagen, können die in den eignen Untersuchungen ermittelten Schallpegel des AMS als zu hoch und damit als ungünstig angesehen werden. Im untersuchten AMS liegen bereits 75 % der gemessenen Schallpegelwerte über einer Grenze von 72,2 dB (A). 90 % der Werte befinden sich in einem Bereich zwischen dem Minimum und 77,7 dB (A). 10 % der Schallpegelwerte überschreiten diesen Bereich sogar noch. Als besondere Belastung ist dabei die Zeit der Eutervorbereitung zu werten, da die Kühe ca. 2 Minuten erhöhten Schallpegel ausgesetzt sind, die auch in ihrer Frequenz als belastend auf die Kühe wirken.

Der von BEHREND und VEAUTHIER (2003) erwähnte Zusammenhang zwischen der Größe eines Melkstandes bzw. der Raumgröße und dem Schallpegel scheint für ein AMS ebenfalls gültig zu sein. Aufgrund seiner komplexen Bauweise besitzt ein AMS ein sehr keines Raumvolumen. Dies wird durch die Tatsache noch verstärkt, dass bei [Seite 100↓]den vielfach im Kopfbereich geschlossenen Melkrobotern der auf die Kühe wirkende Schallpegel, ähnlich wie die Umgebungsgase, nicht entweichen kann.

5.5 Verschmutzung und Keimsituation

Eine sachgerechte Reinigung und Desinfektion von Melkständen ist für die Einhaltung der Qualitätskriterien für Milch und die Erhaltung der Eutergesundheit der Kühe unabdingbar. In Bezug auf eine kritische Betrachtung der Tierhaltung durch den Konsumenten kommt ein weiterer Gesichtpunkt hinzu. Die Sauberhaltung des peripheren Bereiches eines Melksystems ist als erweiterter Verbraucherschutz zu verstehen und sollte auch so in die Betriebsorganisation einfließen.

In den eigenen Untersuchungen wurde versucht, einen Zusammenhang zwischen dem sichtbaren Verschmutzungsgrad und der Keimentwicklung auf der Oberfläche des Systems herzustellen. Zu diesem Zweck wurden in definierten Zeitintervallen Tupferproben von besonders relevanten Punkten des AMS genommen und mit den Aussagen digitaler Bilder zum Verschmutzungsgrad verglichen.

Es zeigt sich, dass sichtbar verschmutzte Flächen nicht zwangsläufig erhöhte Mengen an pathogenen Mikroorganismen aufweisen. Umgekehrt kann nicht davon ausgegangen werden, dass sichtbar saubere Flächen keimfrei sind. Die durchgeführten Untersuchungen bezüglich der Entwicklung des Keimbesatzes weisen jedoch auf eine Reduzierung des Keimgehaltes nach einer Reinigung und Desinfektion bis zu einem nahe keimfreien Status hin (vgl. Abb. 39 und 41). Da der Aufbau der Keimflora nicht als kontinuierlicher Prozess abläuft, scheint es sinnvoll die Oberfläche der Melkeinheit häufiger als von Herstellerseite beschrieben zu säubern.6

Der Aufbau der Keimpopulation erfolgt in den eigenen Untersuchungen nach der R+D relativ schnell. So konnten in den Analysen im Sommerversuch 2002 bereits eine Stunde nach der R+D die gleichen Konzentrationen an Bazillen, coliformen Keimen und Streptokokken beobachtet werden wie vor der R+D. Diese Ergebnisse weisen auf die starke Beanspruchung der Melkanlage hin. Bis zu 8 Kühe wurden [Seite 101↓]zwischen zwei Tupferproben und Bildaufzeichnungen im AMS registriert. Das Vorhandensein von Staphylokokken in Konzentrationen von 6-20 KBE kurz nach der R+D lässt sich nur durch eine im Verlauf der Reinigung bereits herabgesetzte Pufferkapazität der Reinigungslösung und eine nicht einwandfreie Reinigung erklären. Die Annahme einer zu geringen Temperatur der Reinigungslösung ist in diesem Zusammenhang unerheblich, da die eingesetzte Peressigsäure in warmer und noch besser in kalter Lösung wirkt. Das Auftreten von Bazillen in den Untersuchungen ist zu vernachlässigen, da diese zu jeder Zeit im Stall auftreten und von ihrer Wirkung her auf das Tier und die Milch unerheblich sind. Das die Keimpopulation auf der untersuchten Fläche einer dynamischen Entwicklung unterliegt wird aus Abbildung 41 deutlich.

Auf das Potenzial der untersuchten Baugruppe hinsichtlich einer möglichen Verschleppung kontagiöser Erreger wird in der Literatur hingewiesen (HAMANN 2001; ZIMMERMANN 2003). Dieses vorhandene Potenzial kann sich zusätzlich durch mangelhafte Melkhygiene und fehlende robotereigene Hygienemaßnahmen noch erhöhen (PALLAS 2002).

Es scheint prinzipiell möglich die Veränderung des Verschmutzungsgrades mittels digitaler Bilder darstellen zu können. So zeigte sich eine Veränderung der Bildpunkte zwischen den Bildern die 4 Stunden nach der R+D aufgenommen wurden und den Aufnahmen nach 8 Stunden verglichen mit dem Anfangszustand. Nach 4 Stunden konnten 8,8 % der Bildpunkte keinem Grauwert zugeordnet werden. 8 Stunden nach der R+D waren es schon 9,6 % der Bildpunkte.

5.6 Tierverhalten in der Melkbox

AMS stellen eine Schnittstelle zwischen Tier und Technik dar. Die Melkbox kann somit als sensibler Bereich der Milchgewinnung mit AMS beschrieben werden. Negative Auswirkungen auf das Tierverhalten in der Melkbox und damit auf das Verschmutzungsgeschehen im System konnten durch den Betrieb eines AMS in den eigenen Untersuchungen nicht nachgewiesen werden. Für keinen der in die Betrachtungen eingeflossenen Verhaltensparameter (vgl. Punkt 4.6) lässt sich ein verstärktes Auftreten dokumentieren, da diese bezüglich der analysierten Melkungen unter einer Grenze von 10 % lagen. Die Verhaltensäußerungen Urinieren bzw. Koten in der Melkbox traten selten auf, so dass diese als zufällig auftretende Ereignisse gewertet [Seite 102↓]werden können (vgl. Abb. 33 u. 34). In den Untersuchungen konnten von 110 Kühen nur 10 Kühe ermittelt werden, die die Verhaltensäußerung „Schlagen nach dem Melkzeug“ mehr als einmal ausübten. Verschmutzungen der Melkbox im Innenbereich müssen somit auf andere Faktoren zurückzuführen sein. Der Bereich vor dem AMS sollte aus diesem Grunde besonders sauber gehalten werden um zu verhindern, dass Exkrementreste über die Klauen der Tiere in die Melkbox gelangen.

BRADE (2001) ist der Auffassung, dass in einem AMS gemolkene Kühe stärkeren Belastungen ausgesetzt sind als Kühe in einem konventionellen Melkstand. Der Autor begründet seine Aussage mit einer erhöhten Milchcortisolkonzentration und der vermehrt aufgetretenen Verhaltensweise „Trippeln“ bei automatisch gemolkenen Kühen. Diese Erkenntnisse lassen sich aus den eigenen Analysen nicht bestätigen. Die Verhaltensweise „Trippeln“ konnte während der eigenen Untersuchungen nicht beobachtet werden. Selbst die Verhaltensäußerung „Schlagen nach dem Melkzeug“ wurde in den Untersuchungen nur insgesamt 42 Mal beobachtet, was bei einer Gesamtanzahl von 701 Melkungen nur 5,9 % der Beobachtungen entspricht (vgl. Punkt 4.6, Abb. 42).

Erhöhte Herzschlagfrequenzen von Kühen in AMS werden von verschiedenen Autoren beschrieben (WENZEL 1999). UMSTÄTTER 2002 beobachtete in einem Versuch mit freiem Tierverkehr einen Anstieg der Herzfrequenz bereits vor dem Melken im AMS. Die Autorin bezeichnet die Aufregung während des Melkens als unerheblich und erklärt den Trend zu einer erhöhten Herzschlagfrequenz mit der Erwartung der Kühe auf das Futter.

Das Tierverhalten im AMS während der eigenen Untersuchungen kann deshalb als unauffällig gewertet werden.


Fußnoten und Endnoten

6 Einerseits ist es möglich, dass hygienische Verhältnisse noch nach vielen Melkungen nach einer R+D vorhanden sind. Andererseits kann bereits nach wenigen Melkungen nach einer R+D ein ungenügender Hygienestatus auftreten.



© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.
DiML DTD Version 4.0Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML-Version erstellt am:
13.06.2005