WGM e.V.

Einfluss muttergebundener Kälberaufzucht auf Milchleistung und Sozial-verhalten von Kühen
Zusammenfassung
Die Mehrheit der Kälber wird ohne Kontakt zur Mutter aufgezogen. Die muttergebundene Aufzucht hingegen gewährleistet einen permanenten oder zumindest temporären Kuh-Kalb-Kontakt, und zusätzlich werden die Kühe gemolken. Im Sinne einer artgerechten Tierhaltung wäre diese Alternative wünschenswert. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss dieser Aufzuchtform auf Milchmenge, -abgabe und -inhaltsstoffe, Unruheverhalten im Melkstand sowie maternales Verhalten in der Herde während der ersten drei Laktationsmonate unter-sucht.
Die Kühe wurden in zwei rassengetrennten Herden (Holstein-Friesian, Alte Deutsche Rot-bunte) gehalten. Es wurden drei verschiedene Versuchsbedingungen durchgeführt. Für die erste Versuchsgruppe wurde ein permanenter Kuh-Kalb-Kontakt gewährleistet (n=11). Die Kühe der zweiten Versuchsgruppe wurden jeweils vor dem Melken für 15 min zu ihrem Kalb geführt (n=13). Die Kontrollgruppe hatte keinen Kontakt zum Kalb, die Kälber wurden künst-lich aufgezogen (n=24). Die Milchmenge wurde in jeder Melkzeit erhoben, zusätzlich wurden alle zwei Wochen Milchflusskurven aufgezeichnet sowie Fett- und Proteingehalt des Ge-samtgemelkes ermittelt. Im Melkstand wurden ethologische Indikatoren für eine Belastung erfasst (Schlagen, Melkzeug Abschlagen, Vokalisation, Anspannungs-Score, Ko-ten/Harnen). Das maternale Verhalten (Nähe zum eigenen Kalb/Kälbertor, Lecken/Säugen des Kalbes, Lock-/Suchrufe, agonistisches Verhalten im Kalbkontext) der Kühe mit Kalbkon-takt wurde beobachtet und in den Herden wurde die Rangordnung bestimmt. Zur statisti-schen Analyse der Daten wurden gemischte Effekte Modelle verwendet. Erklärende Variab-len waren die Versuchsbedingung, der Laktationstag, die Parität sowie die Rasse und die möglichen Zweifachinteraktionen.
Wie erwartet war die ermolkene Milchmenge durch den Kalbkontakt deutlich reduziert. Bei den Kühen mit Kalbkontakt nahm diese Menge im Verlauf der ersten drei Laktationsmonate stärker ab als bei der Kontrollgruppe. Bimodalität trat nicht gehäuft auf, hingegen war der Fettgehalt in der Milch der Kühe mit Kalbkontakt deutlich tiefer als in der Milch der Kontroll-kühe, was auf Ejektionshemmungen schliessen lässt. Der Proteingehalt war hingegen etwas erhöht. Es wurden keine deutlichen Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen im Unru-heverhalten im Melkstand gefunden. Allerdings nahm für Kühe mit zweimal-täglichem Kalb-kontakt die Wahrscheinlichkeit für Melkzeiten mit höchstem Anspannungsscore oder Vokali-
sation in den ersten drei Laktationsmonaten ab. Durch das Unruheverhalten im Melkstand kann nicht direkt auf eine erhöhte Belastung der Tiere mit Kalbkontakt geschlossen werden.
Die Kühe mit zweimal-täglichem Kalbkontakt hielten sich am Anfang der Laktation häufiger in unmittelbarer Nähe des Kälbertores auf und zeigten mehr Suchrufe als die Kühe mit per-manentem Kalbkontakt, allerdings nahm die Häufigkeit des Aufenthaltes der Kühe mit zweimal-täglichem Kalbkontakt in der Nähe des Kälbertores während der ersten drei Lakta-tionsmonate stark ab, ebenso die Häufigkeit der Suchrufe aller Tiere. Das maternale Verhal-ten wurde durch den Rang einer Kuh nicht beeinflusst, multipare Mütter verteidigten ihre Kälber jedoch häufiger als primipare.
Die Kühe mit temporärem Kalbkontakt suchten ihre Kälber zu Beginn der Laktation intensiv, was als zumindest kurzfristige Belastung durch das Haltungsverfahren interpretiert werden muss. Die Haltung mit permanentem Kalbkontakt jedoch kann aus ethologischer Sicht als ein für Kühe geeignetes Haltungsverfahren während der Säugezeit beurteilt werden. Das Problem der stark reduzierten Milchmenge und Milchejektionshemmungen aufgrund des Kalbkontaktes muss mit zukünftiger Forschung angegangen werden.

Einfluss des maschinellen Melkens auf die Zitzenkondition,
die Eutergesundheit und den Milchfluss

Claudia Gertrud Aloysia Portz

INHALTSVERZEICHNIS
1 Einleitung..........................................................................................................................1
2 Die Melktechnik.................................................................................................................2
3 Einfluss der Melkmaschine auf die Zitzenkondition...........................................................5
3.1 Reaktion des Zitzengewebes auf den maschinellen Milchentzug............................5
3.2 Einfluss funktioneller Parameter der Melkmaschine auf die Zitzenkondition.........10
3.2.1 Das Zitzengummi........................................................................................10
3.2.2 Das Vakuum...............................................................................................18
3.2.3 Die Pulsation..............................................................................................24
4 Einfluss funktioneller Parameter der Melkmaschine auf die Eutergesundheit................30
4.1 Das Zitzengummi...................................................................................................30
4.2 Das Vakuum...........................................................................................................35
4.3 Die Pulsation..........................................................................................................40
5 Einfluss funktioneller Parameter der Melkmaschine auf den Milchfluss..........................47
5.1 Das Zitzengummi...................................................................................................47
5.2 Das Vakuum...........................................................................................................50
5.3 Die Pulsation..........................................................................................................59
6 Abschließende Bewertung..............................................................................................66
7 Zusammenfassung..........................................................................................................73
8 Literaturverzeichnis.........................................................................................................74

EINLEITUNG
Ein essentieller und zentraler Bestandteil der modernen Milchviehhaltung ist die Melktechnik. Durch den Einsatz der Melkmaschine ist die Produktivität der Milchgewinnung um ein Vielfaches gestiegen. Dabei beruht die Steigerung nicht alleine auf der Anwendung der Melktechnik, sondern vor allem auf einer fortlaufenden Entwicklung und Optimierung eben solcher.
Das Grundprinzip des vor etwa 100 Jahren entwickelten Zweiraum-Melkbechers hat bis heute Bestand. Allerdings konnten die Effizienz und der Kuhkomfort durch die Variation einzelner Parameter deutlich gesteigert werden. Für die Aufrechterhaltung und Verbesserung der Eutergesundheit sowie eine zügige und gewebeschonende Milchabgabe ist eine optimale Ausgestaltung der Melkmaschinen-Einstellungen unerlässlich. Diese Aspekte gewinnen vor allem vor dem Hintergrund der hohen Milchleistung der heutigen Hochleistungstiere und einer Erhöhung der Melkfrequenz an Bedeutung.
Durch die ständige Weiterentwicklung der Melktechnik in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Tiergesundheit wurden bereits große Fortschritte erzielt. Dennoch ist bis heute kein Optimum erreicht. Die Vielzahl der internationalen Forschungen beweist eindrucksvoll, welch großes Entwicklungspotenzial auch weiterhin besteht. Insbesondere die Aufklärung einzelner Wirkungsmechanismen der Melktechnik auf das Tier und das Milchabgabeverhalten sowie der unmittelbare Einfluss einzelner Melkmaschinen-Parameter sind von Interesse.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschungen zu geben und die Effekte einzelner Faktoren zu beurteilen. Dabei soll vor allem die Wirkung der drei Melkmaschinen-Parameter Zitzengummi, Vakuum und Pulsation sowie deren Auswirkungen auf die Zitzenkondition, die Eutergesundheit und den Milchfluss beleuchtet und bewertet werden.

Analyse und Bewertung von Parametern
der Produktionsumwelt bei der
Milchgewinnung mit automatischen
Melksystemen (AMS).

Dipl.-Ing. agr. Jens Unrath

1 Einleitung und Problemstellung_________________________________ 14
2 Kenntnisstand _______________________________________________ 17
2.1 Qualität und Prozessqualität als Modelle ______________________ 17
2.2 Prozessqualität bei der Milchgewinnung ______________________ 18
2.3 Automatisches Melken und Automatische Melksysteme (AMS)____ 19
2.3.1 Milchqualität und Melken __________________________________ 22
2.3.2 Milchhygienerecht _______________________________________ 25
2.3.3 Stress auslösende Faktoren _______________________________ 25
2.4 Stallklima und Produktionsumwelt ___________________________ 26
2.4.1 Begriffsabgrenzung ______________________________________ 26
2.4.2 Allgemeine Parameter ____________________________________ 27
2.4.3 Richtlinien und Normen ___________________________________ 29
2.4.4 Stallluft ________________________________________________ 29
2.4.4.1 Temperatur und Luftfeuchte____________________________ 29
2.4.4.2 Komponenten der Stallluft _____________________________ 31
2.4.5 Ausgewählte Parameter der Akustik _________________________ 34
V
2.4.5.1 Funktionsprinzip von Schallpegelmessern_________________ 37
2.4.5.2 Schallbewertung und Immissionsrichtwerte ________________ 39
2.4.5.3 Hörvermögen von Nutztieren ___________________________ 40
2.4.5.4 Schall und seine Auswirkungen auf das Tier _______________ 41
2.4.6 Stallkeimflora ___________________________________________ 43
2.4.6.1 Erfassung von Keimen ________________________________ 46
2.4.6.2 Digitale Bildverarbeitung als Möglichkeit der Erfassung von
Verschmutzungen ___________________________________ 47
3 Eigene Untersuchungen, Material, Methode und Tiere ______________ 48
3.1 Stallgebäude______________________________________________ 48
3.1.1 Melkeinheit_____________________________________________ 48
3.1.2 Verwendete Messtechnik__________________________________ 49
3.1.3 Messprogramme ________________________________________ 50
3.1.3.1 Analyse von Temperatur und Luftfeuchte _________________ 50
3.1.3.2 Stallluftanalyse ______________________________________ 50
3.1.3.3 Schallanalyse _______________________________________ 52
3.1.3.4 Analyse des Verschmutzungsgrades und des Keimgehaltes __ 53
3.1.3.5 Statistische Methoden ________________________________ 55
4 Ergebnisse der Untersuchungen ________________________________ 57
4.1 Temperatur ______________________________________________ 57
4.2 Relative Luftfeuchte _______________________________________ 60
4.3 Luftzusammensetzung _____________________________________ 64
VI
4.3.1 Ammoniak _____________________________________________ 64
4.3.2 Kohlendioxid ___________________________________________ 67
4.3.3 Methan________________________________________________ 71
4.4 Schallsituation und topographische Schallverteilung____________ 75
4.5 Verschmutzung und Keimsituation ___________________________ 81
4.6 Tierverhalten in der Melkbox ________________________________ 83
5 Diskussion __________________________________________________ 86
5.1 Temperatur _______________________________________________ 86
5.2 Relative Luftfeuchte _______________________________________ 88
5.3 Luftzusammensetzung _____________________________________ 90
5.3.1 Ammoniak _____________________________________________ 90
5.3.2 Kohlendioxid ___________________________________________ 92
5.3.3 Methan________________________________________________ 94
5.4 Schallpegel_______________________________________________ 96
5.5 Verschmutzung und Keimsituation __________________________ 100
5.6 Tierverhalten in der Melkbox _______________________________ 101
6 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen_____________________ 103
7 Literaturverzeichnis__________________________________________ 112
8 Anhang ____________________________________________________ 125

Einleitung und Problemstellung
Die Milchgewinnung ist ein Prozess, auf den eine Reihe von Einflussfaktoren wirken.
Neben den Beziehungen Tier – Mensch oder Tier – Technik ist der Beziehung Tier –
Produktionsumwelt ein hohes Maß an Einfluss zuzuschreiben. Unter dem Begriff der
Produktionsumwelt werden Parameter verstanden, die als abiotische und biotische
Faktoren Einfluss auf das Tier und das Produkt ausüben.
Die Produktionsumwelt in der Milchgewinnung hat sich in den zurückliegenden Jahrzehnten
in allen Teilbereichen enorm weiterentwickelt. Sowohl der Neu- bzw. Umbau
von Ställen, zu weitestgehend der äußeren Witterung folgenden Außenklimaställen,
die Anwendung neuer Fütterungsverfahren (Totale Mischration (TMR)) als auch der
Einsatz moderner Melksysteme (z.B. Automatische Melksysteme (AMS)) bilden die
Rahmenbedingungen für die heutige Milcherzeugung.
Während sich die Milchgewinnung in konventionellen Melksystemen dadurch auszeichnet,
dass eine feste zeitliche Bindung an das Melken vorliegt, bieten AMS die
Möglichkeit der Entkopplung des Melkprozesses von diesen festen Terminen. Den
Kühen wird in AMS die Möglichkeit gegeben, freiwillig die Melkbox aufzusuchen und
gemolken zu werden. Die Ausprägung einer tierindividuellen Melkfrequenz wird dadurch
ermöglicht.
AMS wurden bereits in zahlreichen Arbeiten hinsichtlich der Parameter Funktionssicherheit,
Tierverhalten, Tiergesundheit, Milchqualität, Produktivität, Ökonomie und
Hygiene untersucht. Einen bislang nicht untersuchten Parameter stellt die Produktionsumwelt
bei der Milchgewinnung mit AMS als wichtigen Aspekt der Prozessqualität
beim automatischen Melken dar.
Zur Produktionsumwelt zählen unter anderem das Stallklima (Mikroklima in der
Melkbox, z.B. Temperatur, rel. Luftfeuchte und Luftqualität), der Schallpegel im AMS
und der sich in direkter Verbindung dazu befindliche Haltungsraum sowie die Verschmutzungs-
und Keimsituation der Oberfläche der Melkeinheit (vgl. Abb1).
Für den Betrieb eines AMS könnten ungünstige mikroklimatische Bedingungen eine
ungenügende Besuchsfrequenz der Anlage durch die Kühe zur Folge haben. Die
mikroklimatischen Gegebenheiten innerhalb von AMS sind in der Literatur jedoch
noch nicht beschrieben worden. Die aus unzureichendem Mikroklima im AMS resul1
Einleitung und Problemstellung 15
tierenden fehlenden Besuche würden dazu führen, dass mittels erhöhten Arbeitsaufwands
Kühe nachgetrieben werden müssen, was die erhofften positiven Effekte der
Arbeitszeitersparnis schmälert und zu Unruhe in der Herde führt.
Mikroklima in der
Melkbox (Temperatur,
rel. Luftfeuchte)
Gasförmige Emission
(Gehalte an Ammoniak,
Kohlendioxid, Methan)
Verschmutzung und
Keime (auf der
Oberfläche des AMS)
Produktionsumwelt
beim automatischen
Melken
Schallsituation im
System (Lautstärke,
Frequenz, Zeit)
Abbildung 1: Schematische Darstellung von Faktoren der Produktionsumwelt beim Melken mit AMS
Quelle: eigene Zusammenstellung
Das Ziel der durchgeführten Untersuchungen bestand darin, diese Parameter in einem
Praxisbetrieb zu analysieren und die mikroklimatischen Bedingungen zu bewerten.
Dazu wurde an geeigneten Punkten innerhalb des AMS und des Stalles die
Stallklimaparameter Temperatur, rel. Luftfeuchte, Luftqualität, Schall sowie der Verschmutzungsgrad
der Systemoberfläche untersucht. Um mögliche witterungsbedingte
Einflüsse auf das Mikroklima darstellen zu können, wurden die Untersuchungen
in verschiedenen Jahreszeiten durchgeführt.
1 Einleitung und Problemstellung 16
Folgende Arbeitshypothesen wurden zur Bearbeitung des Themas aufgestellt:
1. Im AMS bestehen durch den Aufenthalt der Tiere besondere Stallklimaverhältnisse
und Gaskonzentrationen, die sich von der Situation im Stallraum
unterscheiden.
2. Durch die verschiedenen maschinellen Funktionen des AMS entsteht eine
signifikante Schallkulisse.
3. Der hohe Nutzungsgrad der automatischen Melkeinheit führt zu erheblichen
Verschmutzungen und damit verbunden zu einer Keimbelastung,
die ein Risiko für die Produktqualität und die Eutergesundheit darstellt