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6  Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

Zur Produktionsumwelt in AMS gehören die Parameter Temperatur, Luftfeuchte, Luftzusammensetzung aber auch die Geräuschbelastung und der Verschmutzungsgrad des Melksystems. Diese im Zusammenhang mit dem automatischen Melken wenig beachteten Umweltfaktoren wurden in der vorliegenden Arbeit untersucht. Da die Auswirkungen der Umweltfaktoren auf das Tier weitgehend unklar sind, bestand das Ziel der Untersuchungen in der Charakterisierung sowie der Bewertung der aufgeführten Stallklimaparameter direkt in der Melkbox und im umgebenen Stallbereich.

Die Analysen wurden in einem Milchviehbetrieb mit 110 Kühen sowie zwei AMS-Einboxenanlagen durchgeführt. Die Melksysteme waren zentral in einem umgebauten Typenstall L201 mit ausgelagertem Futtertisch integriert. Den Kühen standen die AMS, abgesehen von der normalen Reinigungsroutine, rund um die Uhr zur Verfügung. Die Ermittlung der Klimadaten erfolgte in drei Versuchsdurchgängen. Um dabei die jahreszeitlichen Einflüsse zu berücksichtigen erfolgten die Untersuchungen an jeweils sieben hintereinander folgenden Tagen im März und Juni 2002 sowie im Januar 2003. Die Erfassung der Schallbelastung wurde an zwei Tagen realisiert. Die Analyse des Verschmutzungsgrades sowie dessen zeitliche Veränderung wurden nach einem festgelegten Probenplan an zwei Versuchstagen im März 2002 und Juni 2002 durchgeführt. Die Aussagen zum Tierverhalten stützen sich auf 701 beobachtete Melkungen im AMS.

Die im Folgenden aufgeführte Messtechnik diente der Erfassung der Stallklimaparameter:

Mittels Trockentupferverfahren erfolgte die Erfassung der Verschmutzungs- und Keimsituation an relevanten Punkten der Melkanlage. Zusätzlich wurden digitale Bilder der beprobten Fläche aufgenommen, um die Veränderung des Verschmutzungsgrades darzustellen. Die Ergebnisse der Untersuchungen können wie folgt zusammengefasst und daraus die folgenden Schlussfolgerungen gezogen werden:

[Seite 104↓]1. Temperatur

Die Untersuchungen zeigten das Auftreten von zu hohen Temperaturen innerhalb der Melkbox im Sommer. Eine maximal gemessene Temperatur von 35,1°C ist für die Kühe im AMS als belastend anzusehen. 25 % der gemessenen Werte in der Melkbox lagen über einem Bereich von 23,9°C. Dies ist kritisch vor dem Hintergrund zu sehen, dass sich das AMS in einem Stall mit freier Lüftung und einer großen Luftaustauschfläche befand. Die Sommertemperaturen im AMS folgten denen des Stalls. Für die im Winter gemessenen Temperaturwerte lässt sich festhalten, dass selbst bei strengem Frost von bis zu -13,2°C innerhalb der Melkbox ausschließlich positive Temperaturen zu messen waren. Diese umfassten einen Bereich zwischen 3,4 und 11,4°C und können somit als optimal beurteilt werden.

Schlussfolgerungen: Um den im Sommer auftretenden hohen Temperaturen innerhalb der Melkbox entgegenwirken zu können erscheinen bauliche Veränderungen an der Melkbox notwendig. Die geschlossene Bauweise der Box im Kopfbereich der Kühe wirkt sich nachteilig auf den Austausch der zu warmen Luft aus. Die Möglichkeit der Öffnung des AMS in diesem Bereich führt zu einem schnelleren Austausch der Luft und damit zu einem kühlenden Effekt. Probleme durch die Öffnung des Kopfbereiches im Winter sind nicht zu vermuten, da 50 % der Temperaturwerte im Stall über 0°C lagen. Bei der Betrachtung der Werte für die Sommertemperatur im Stall sollte die Installation eines zusätzlichen Lüfters in Betracht gezogen werden. Damit kann ein erhöhter Luftaustausch sowohl zwischen der Außenluft und der Stallluft als auch zwischen Stallluft und dem AMS realisiert werden.

2. Luftfeuchte

In Versuchsdurchgängen Übergang 2002 und Sommer 2002 konnte der in der Literatur beschriebene Optimalbereich von 60- 80 % rel. Luftfeuchte nicht eingehalten werden. Die Werte lagen im AMS zwischen 34 und 86 %, im Stall zwischen 32 und 82%. Im besonderen der Winterversuch 2003 ging über die angegebenen Grenzen hinaus. So wurden im AMS Werte zwischen 72 und 99 % rel. Luftfeuchte gemessen. Dabei lag jeder zweite gemessene Wert über der 90% Grenze. Die Situation im Stall stellte sich ähnlich dar. Die gemessenen Werte waren zwischen 69 [Seite 105↓]und 96 % rel. Luftfeuchte angesiedelt. Bezogen auf das 50 % Quartil unterscheiden sich AMS und Stall im Sommerversuch 2002 um 12 % und im Winterversuch 2003 um 7 %. Der Einfluss der zu hohen Luftfeuchte wird durch die vorhandene Temperatur noch verstärkt.

Schlussfolgerungen: Die Möglichkeiten auf den Parameter Luftfeuchte im AMS bzw. im Stall einzuwirken, um ihn in den für das Tier bevorzugte Bereiche zu bringen, sind sehr begrenzt. Die Gesamtwettersituation sowie die Möglichkeit von Regulierungsmaßnahmen im Stall spielen in diesem Zusammenhang die größte Rolle. Die Öffnung der Melkbox an der Kopfseite kann hier als einzige Möglichkeit beschrieben werden, dass Raumvolumen der Melkbox zu vergrößern und somit die Abführung der Luftfeuchte zu erleichtern.

3. Luftzusammensetzung

Einen wichtigen Parameter der Produktionsumwelt stellt die Luftzusammensetzung dar, deren Veränderungen in der Tierhaltung als normale Erscheinung beschrieben werden können. In den Untersuchungen wurden die Konzentrationen der Gase Ammoniak, Kohlendioxid und Methan im AMS und im Stall analysiert.

Die Ammoniakkonzentration bewegte sich insgesamt in allen Versuchsdurchgängen auf einem sehr niedrigen Niveau. So lagen die Interquartilbereiche im AMS während des Übergangsversuchs 2002 zwischen 0,39 und 0,82 mg/m³. Im Stall wurden 0,35 bis 0,55 mg/m³ registriert. Die höchste Konzentration konnte mit 3,18 mg/m³ im AMS gemessen werden. Die Untersuchungen im Sommerversuch 2002 wissen nur geringfügige Unterschiede zwischen den Ammoniakkonzentrationen im AMS und Stall auf. So lagen die Interquartilbereiche im AMS zwischen 0,76 und 1,72 mg/m³, im Stall konnte ein Bereich von 0,57 bis 1,22 mg/m³ ermittelt werden. Die höchste Ammoniakkonzentration wurde mit 4,64 mg/m³ im Stall gemessen. Die höheren Konzentrationen im Sommerversuch sind durch die bei höheren Temperaturen schneller ablaufenden Umsetzungsprozess in den Exkrementen zu erklären.

Die Konzentration von Kohlendioxid in der Stallluft wies zwischen dem AMS und dem Stall erhebliche Unterschiede auf. So lag die im Übergangsversuch 2002 gemessene Spannweite im AMS zwischen 825 und 22382 mg/m³. Im Stall konn[Seite 106↓]ten hingegen nur Werte zwischen 813 und 2729 mg/m³ gemessen werden. Ein Zehntel der gemessenen Werte ging im AMS über einen Wert von 2427 mg/m³ hinaus. Die Ergebnisse für den Sommerversuch 2002 zeigten ein ähnliches Bild. Im AMS konnten Werte zwischen 839 und 25693 mg/m³ registriert werden. Die Kohlendioxidkonzentration im Stall lag in den Grenzen von 756 bis 3027 mg/m³. Ein Zehntel der Werte im AMS ging über 7219 mg/m³ hinaus. Im Stall lag diese Grenze bei 1444 mg/m³.

Die erheblichen Differenzen der Kohlendioxidkonzentration zwischen Melkbox und Stall sind durch den Besuch von Kühen im AMS zu begründen. Kohlendioxid als Endprodukt der Atmung sammelt sich während einer Melkung innerhalb der Melkbox stark an. Die bereits erwähnte Bauart des AMS behindert den Luftaustausch zwischen Stall und AMS erheblich. Die im Stall gemessenen Konzentrationen von Kohlendioxid erreichen zu keinem Zeitpunkt die in der Literatur beschriebenen Grenzwerte. Die große Luftaustauschfläche sowie der außerhalb des Stalles befindliche Futtertisch wirken sich somit positiv auf den Parameter Kohlendioxid im Stall aus.

Die Untersuchungen des Stallklimaparameters Methan für die Messpunkte AMS und Stall deuteten auf Parallelen zur Kohlendioxidkonzentration hin. Die Methankonzentration wies große Unterschiede in den Spannweiten zwischen AMS und Stall auf. Auch eine jahreszeitliche Veränderung konnte beobachtet werden. Im Übergangsversuch 2002 konnten innerhalb des AMS Werte zwischen 0,2 und 1406,2 mg/m³ ermittelt werden. Für den Stall lagen die Werte zwischen 0,9 und 69,6 mg/m³. Im AMS befanden sich 25% der Werte über 20,3 mg/m³ und im Stall über 13,1 mg/m³. Der Sommerversuch 2002 wies Spannweiten in den Grenzen von 1,4 bis 1763,3 mg/m³ für das AMS und von 0,5 bis 106,7 mg/m³ für den Stall auf. 25% der Werte innerhalb der Melkbox bewegten sich über 80,9 mg/m³ und im Stall über 19,4 mg/ m³. Analog zur Kohlendioxidkonzentration wurden die höchsten Methankonzentrationen immer dann gemessen, wenn sich eine Kuh im System befand. Das durch Fermentationsprozesse im Pansen gebildete Methan wird durch den Ruktus im AMS abgegeben und kann aufgrund der Bauweise der Melkbox nicht entweichen. Die im Stall gemessenen Methankonzentrationen sind mit den in der Literatur zu findenden Konzentrationen vergleichbar und als normal zu bewerten.


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Schlussfolgerungen: Die geschlossene Form des AMS im Kopfbereich der Kuh sowie der sehr tief ausgearbeitete Futtertrog sollen dazu dienen, den Kühen eine ungestörte Kraftfutteraufnahme zu ermöglichen. Gleichzeitig stellt diese geschlossene Form ein Hindernis beim Luftaustausch zwischen Melkbox und Stall bzw. Außenluft dar. Dies trifft in erster Linien für die Gase zu, die von den Tieren selbst produziert werden (Kohlendioxid, Methan). Die Konzentration von Ammoniak in der Stallluft wird durch die Umsetzungsprozesse in den Exkrementen und der Temperatur bestimmt und ist von der Bauweise des Melksystems unabhängig zu betrachten.

Die Installation eines geeigneten Ventilationssystems innerhalb der Box kann als ein Ansatzpunkt der Modifikation gesehen werden. Eine weitere Möglichkeit der Verbesserung der Luftsituation in einer Melkbox ist in einer Veränderung der Bauhülle der Melkbox zu erkennen. Die Öffnung desSichtschutzes im Kopfbereich des Systems kann dazu beitragen, die Endprodukte der Atmung schneller aus dem System abzuleiten.

Eine Diskussion darüber, ob Werte der einzelnen Luftkomponenten in den gemessenen Größenordnungen physiologisch unbedenklich sind, oder sich schädlich auf das Verhalten der Kuh bzw. die Gesundheit auswirken scheint überflüssig, wenn man bedenkt, dass es im Sinne des Betreibers eines AMS liegen sollte, optimale Bedingungen für seine Kühe zu schaffen, um die Motivation zum Besuch der Melkbox nicht durch ungenügende klimatische Bedingungen innerhalb der Melkbox negativ zu beeinflussen.

Eine Verbesserung des Mikroklimas in der Melkbox eines AMS sollte sich jedoch nicht ausschließlich an Grenzwerten für einzelne Gase orientieren, da die Manipulationsmöglichkeiten der Luftzusammensetzung innerhalb der Melkbox relativ einfach zu realisieren erscheinen und somit die Frage nach der Höhe der Konzentration des Gases X oder Y irrelevant ist.

Inwieweit sich Modifikationen der Lüftung positiv auf die Luftqualität innerhalb der Melkbox auswirken bzw. das Verhalten der Kühe in der Box beeinflussen würden, müsste Gegenstand nachfolgender Untersuchungen sein.

Bei der Beurteilung von Luftqualitäten in der landwirtschaftlichen Tierhaltung stößt man, besonders bei der Haltung in frei belüfteten Ställen auf verschiedene Prob[Seite 108↓]leme. Die derzeit gültigen Normen, wie z.B. die CIGR- Norm (1984) und. DIN 18 910 (1992) legen die Nutzung wärmegedämmter Stallanlagen zu Grunde. Da in der modernen Rinderhaltung zunehmend freibelüftete Außenklimaställe Anwendung finden, ist die Übernahme der beschriebenen Literatur zur Beurteilung des Stallklimas nur bedingt möglich und kann nur als ein Richtwert angesehen werden.

4. Schallsituation

Die Geräuschkulisse innerhalb von Tierhaltungsanlagen gewinnt als ein Parame­ter der Produktionsumwelt zunehmend an Bedeutung. In den vorliegenden Untersuchungen wurde der Versuch unternommen, die Schallsituation ausgehend vom AMS zu charakterisieren. Dabei sollten Aussagen über den Schallpegel, die gemessenen Frequenzen sowie die topographischen Schallpegelverteilung getroffen werden. Belastende Situationen in Bezug auf den Parameter Schall sind immer als ein Produkt aus der Höhe des Schallpegels, der Frequenz sowie der Einwirkzeit der Geräuschkulisse zu betrachten.

Die eigenen Analysen Kopfbereich des AMS deuten auf erhöhte Schallpegelwerte in der Eutervorbereitungsphase hin. Während der Säuberung und Desinfektion der Reinigungsbürsten mittels Wasser und Luftdruck konnte ein maximaler Schallpegel von 98,8 dB(A) gemessen werden. Dieser etwa 3,5 Sekunden andauernde Vorgang war mit einer Verschiebung der Frequenzen in den höherfrequenten Bereich verbunden. Die maximale Belastung lag bei 2,5 kHz und wurde mit einem Schallpegel von 94,2 dB(A) gemessen. Im Kopfbereich der Kuh konnte im AMS eine durchschnittliche Schallbelastung über die gesamte Melkung hinweg von 78,4 dB(A) erfasst werden.

Die topographische Lärmverteilung wies Schallpegelhöhen von 52,6 dB(A) ge­messen auf dem Laufgang bei Stallruhe und 78,6 dB(A) während einer Spülung im Melkhaus auf. Um die Messergebnisse untereinander vergleichen zu können, wurde der äpquivalente Dauerschalldruckpel Leq, der sich in einem einfach zu bestimmenden Einzelwert ausdrückt bestimmt. Er wird durch Mittelwertbildung über eine definierte Zeit, für zeitlich wechselnde Schallpegel gebildet.

Die höchsten Leq- Werte wurden in und um das AMS herum gemessen. Diese er[Seite 109↓]reichten 78,6 dB(A) während einer Spülung im Melkhaus und 63,2 dB(A) auf dem Laufgang (5m vom AMS entfernt ebenfalls während einer Spülung des Systems). Bei weiterer Entfernung vom AMS sinken die Schallpegel unter einen Wert von 60 dB(A), wenn keine zusätzlichen Schallquellen wie etwa das Entmistungssystem arbeiten. Der Einfluss dieser Quelle auf die Geräuschkulisse im Stall konnte nachgewiesen werden. Zusätzliche Beeinflussungen durch die Ausrüstungsgegen­stände im Stall und durch die Fütterung wurden nicht beobachtet.

Schlussfolgerungen: Durch die Positionierungsmöglichkeiten der AMS innerhalb des Stalles ist der von ihnen verursachte Schallpegel, ein direkter Bestandteil der Haltungsumwelt der Kühe. Schallpegelhöhen wie sie bei der Säuberung der Reinigungsbürsten erfasst wurden sind als zu hoch einzustufen. Die kompakte Bauweise macht es erforderlich alle technischen Aggregate (Milchpumpe, Kompressoren etc.) in unmittelbarer Nähe der Melkbox zu installieren. Seitens der Hersteller von AMS muss darüber nachgedacht werden, Bauteile die erheblich zur Geräuschkulisse in einem AMS beitragen, aus dem System auszulagern oder eine bessere Schalldämmung der Lärm verursachenden Bauteile zu installieren.

5. Verschmutzungsgrad und Keimgehalt

AMS sind durch die starke Frequentierung des Melkplatzes einer stärkeren Verschmutzung ausgesetzt. In den durchgeführten Untersuchungen wurde versucht die Entwicklung des Verschmutzungsgrades eines AMS darzustellen und in Verbindung zum Keimgehalt auf den untersuchten Oberflächen zu setzten. Die dazu nach einem definierten Plan genommenen Trockentupferproben wurden auf deren Gehalt an Keimen hin untersucht. Zeitgleich zu den Tupferproben erfolgte die Aufnahme digitaler Bilder der jeweiligen Oberfläche.

Bei der Ermittlung des Ist-Zustandes zu Beginn der Untersuchungen konnten Keimbelastungen im Bereich von >20 KBE für Streptokokken und coliforme Keime festgestellt werden, die den umweltassozierten Keimen zuzuordnen sind. Sie benötigen für ihr Überleben nicht das Euter, können jedoch zu ernsthaften Mastitisinfektionen führen. In den Untersuchungen zeigte sich, dass mittels R+D ein nahezu keimfreier Status erreicht werden konnte; der Aufbau der Keimpopulation nach der [Seite 110↓]R+D geht jedoch rasch vonstatten. Bereits eine Stunde nach der R+D waren im Sommerversuch 2002 die Gehalte von Steptokokken und coliformen Keimen in einer Größenordnung wie vor der Reinigungsmaßnahme nachzuweisen.

Die Analysen zu Veränderungen des Verschmutzungsgrades an relevanten Punkten der Melkeinheit zeigten, dass mithilfe digitaler Bilder und deren Auswertung die Möglichkeit einer Beschreibung von Verschmutzungsveränderungen besteht. Vier Stunden nach der R+D konnten verglichen mit dem Zustand nach der R+D 8,8% der Bildpunkte keinem Grauwert zugeordnet werden. Acht Stunden nach der R+D waren es schon 9,6% der Bildpunkte.

Schlussfolgerung: Die Hygiene der Milchgewinnung mit AMS spielt eine entscheidende Rolle um die Qualität der Milch und einen hohen Gesundheitszustand der Kühe zu sichern. Dem automatisierten Milchentzug steht ein hoher manueller Aufwand für die R+D der Peripherie des Melksystems gegenüber. Aufgrund des schnellen Wachstums der Keimpopulation und des sich diskontinuierlich entwickelnden Verschmutzungsgrades ist es geboten die in der Praxis anzutreffende Reinigungsroutine zu überdenken. Die Veränderung der Reinigungsfrequenz der Oberfläche von AMS macht es erforderlich mögliche Erfassungsmethoden von Verschmutzungen der Melkeinheit zu sichten und zu erproben. Im Sinne eines unterstützungsfreien Melkens ist es weiterhin notwendig, Reaktionsmaßnahmen auf ungenügende hygienische Verhältnisse automatisch ablaufen zu lassen. Eine Möglichkeit der Reinigung der entsprechenden Bereiche liegt in der Anbringung von Düsen, die mittels Reinigungslösung und Druck die Säuberung vornehmen.

Als präventive Maßnahmen gegen Verschmutzungen der Melkeinheit ist ein hohes Maß an Stallhygiene von Bedeutung. Dabei kommt dem Management der Liegeboxen sowie der Laufwege besondere Bedeutung zu. Dennoch entbindet eine optimierte Stallhygiene den Betreiber eines AMS nicht von seiner Pflicht, das System hinsichtlich der Produktionshygiene zu überprüfen und im Bedarfsfall selbst zu reagieren.

6. [Seite 111↓]Tierverhalten

Um mit AMS erfolgreich arbeiten zu können ist der Betreiber der Anlage auf den freiwilligen und regelmäßigen Besuch der Kühe angewiesen. Anzeichen dafür, dass Kühe ungern das System aufsuchen sind oftmals in einer ungenügenden Besuchfrequenz bzw. in unerwünschten Verhaltensäußerungen innerhalb der Box zu erkennen.

Von insgesamt 701 beobachteten Melkungen bei 110 Kühen wurde bei nur 42 Melkungen ein Schlagen nach dem Melkzeug festgestellt. Diese Verhaltensäußerung wird nur von 10 Kühen öfter als ein Mal ausgeführt. In nur 11 bzw. 8 Fällen konnte ein Absetzen von Kot bzw. Urin in der Melkbox beobachtet werden, was aufgrund des seltenen Auftretens als zufälliges Ereignis gewertet werden kann. Ein mehrmaliges Absetzen von Exkrementen konnte nur bei jeweils einer Kuh re­gistriert werden. Nur ein Mal wurde ein Brüllen in der Melkbox dokumentiert.

Schlussfolgerungen: Der Betrieb von AMS lässt in den vorliegenden Untersuchungen keine negativen Rückschlüsse auf das Tierverhalten zu. Die ausschließlich in der Melkbox verabreichten Kraftfuttergaben reichen aus, um ein ruhiges stehen der Kühe während des Milchentzuges sicherzustellen.


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13.06.2005