WGM e.V.

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Workshop 8: Energieeinsatz in der Milchviehhaltung - Milchleistungssteigerung ist
nicht Effizienzsteigerung
Frau Dr. S. Kraatz
Herr Prof. Dr. R. Brunsch
Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB)
Ziele des Workshops:
Der Workshop hat zum Ziel, den Teilnehmern Maßnahmen zur Reduzierung des Energieaufwands
im Milchproduktionsverfahren vorzustellen. Dabei nimmt der indirekte (vergegenständlichte)
Energieeinsatz einen entscheidenden Platz ein. Es wird eine Methode vorgestellt
anhand derer der Energieaufwand in der Milchviehhaltung ermittelt werden kann und
es wird der Einfluss einzelner Verfahrensabschnitte auf den produktbezogenen Energieaufwand
aufgezeigt. Im Speziellen wird der Einfluss der Reproduktionsrate und der Höhe der
Milchleistung diskutiert.
Ziele für die Beratung in der Praxis:
Durchführung betriebsspezifischer Analysen und Ableitung von Maßnahmen, so dass das
Produkt Milch mit niedrigerem Energieeinsatz als zuvor erzeugt, und somit Umwelt- und
Kostenentlastungen erreicht werden können.
Einleitung
Der Einsatz von Rohstoffen sowie fossiler Energie in landwirtschaftlichen Produktionsprozessen
hat aufgrund steigender Intensivierung und Mechanisierung der Produktionsverfahren
zugenommen. Der Ertragszuwachs ist dabei als nicht unbedingt adäquat zum
Ressourceneinsatz einzuschätzen. Steigender Ressourcenverbrauch sowie zunehmende
Umweltbelastungen gefährden die Nachhaltigkeit der Produktion. Der effiziente Einsatz von
Energie im Agrarsektor ist eine Bedingung für eine nachhaltige Landbewirtschaftung, weil
dadurch der Schutz von fossilen Ressourcen, Emissionsminderungen sowie finanzielle Einsparungen
ermöglicht werden.
Zur Bewertung des Energieeinsatzes in Produktionsverfahren erweist sich die Berechnung
des kumulierten Energieaufwands als sinnvoll. Dieser beinhaltet direkte Energie, bspw.
Diesel und Strom, und indirekte Energie, welche als vergegenständlichte Energie in bspw.
Düngemitteln, Gebäuden und Maschinen ist. Ausgehend vom kumulierten Energieaufwand
des Produktionsvorgangs wird dann die Energieintensität pro kg Endprodukt berechnet.

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Energieintensität der Futterbereitstellung unterschiedlicher Rationen
Die Bereitstellung der Futtermittel hat einen sehr großen Anteil am kumulierten Energieaufwand
in der Milchviehhaltung. Abbildung 1 zeigt die Energieintensität verschiedener Futterrationen
unter Einsatz von Futtermitteln aus vier unterschiedlichen Ertragsklassen (unterscheiden
sich durch Standortbedingungen und Bewirtschaftungsintensität) und die Relation
des Energieaufwands der einzelnen Futterrationen zueinander. Deutlich zu erkennen ist,
dass mit steigendem Anteil an Kraftfutter in der Ration die Energieintensität der Milchproduktion
ansteigt.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Energieintensität
MJ kg-1 Milch
Futterration
Ertragsklasse 1 Ertragsklasse 2 Ertragsklasse 3 Ertragsklasse 4
Abb. 1: Vergleich der Energieintensität unterschiedlicher Futterrationen und Ertragsklassen
Futterrationen: Die Grundbedingungen der Futterrationen sind gleich, aber der Anteil eines
Rationsbestandteils ist jeweils maximiert.
1- Standardration 7 - Grassilage ohne Weide (45 %)
2 - Ausgleichs- und Kraftfutter (50 %) 8 - Maissilage ohne Weide (45 %)
3 - Grassilage (40 %) 9 - Standard mit Ganztagsweide
4 - Maissilage (35 %) 10 - Grassilage mit Ganztagsweide (35 %)
5 - Standard ohne Weide 11 - Maissilage mit Ganztagsweide (25 %)
6 - Ausgleichs- und Kraftfutter ohne Weide (55 %)
Rationen 1 - 4 Halbtagsweide im Sommer
Rationen 5 - 8 ohne Weide
Rationen 9 - 11 Ganztagsweide im Sommer

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Energieintensität für die Futterbereitstellung in Abhängigkeit verschiedener Milchleistungen
Der kumulierte Energieaufwand der Futterbereitstellung pro kg Milch nimmt bei Milchleistungen
von 4.000 bis 8.000 kg Milch pro Kuh und Jahr ab (Abbildung 2). Mit höheren Milchleistungen
verringert sich dieser Effekt. Die weiter ansteigenden Milchleistungen können den
höheren Energieaufwand der Futterrationen nicht mehr kompensieren, weil mit zunehmender
Milchleistung der Anteil der energieaufwändigeren Kraftfuttermittel in den Rationen zunimmt.
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
Milchleistung [kg Milch Kuh-1 Jahr-1]
Energieintensität
[MJ kg-1 Milch]
Abb. 2: Energieintensität für die Futterbereitstellung in Abhängigkeit der Milchleistung
Energieintensität für die Futterbereitstellung in Abhängigkeit der Reproduktionsrate
Der Verfahrensabschnitt Nachzucht nimmt den zweithöchsten Anteil am kumulierten
Energieaufwand in der Milchviehhaltung ein. Die folgenden Untersuchungen betrachten den
Einfluss unterschiedlicher Reproduktionsraten und Milchleistungen auf die Energieintensität
des Verfahrensabschnitts Futterbereitstellung (Tab. 1). Hierbei wird der kumulierte Energieaufwand
für die Futterbereitstellung von der Milchkuh berücksichtigt. Entsprechend der Reproduktionsraten
werden für die Nachzucht die Aufzuchtmonate ermittelt, die der Milchkuh in
den Berechnungen ebenfalls unterstellt werden.
Tab. 1: Energieintensität für die Futterbereitstellung [MJ kg-1 Milch] in Abhängigkeit
von der Milchleistung und der Reproduktionsrate
Reproduktionsrate
%
4.000 kg* 5.000 kg* 6.000 kg* 7.000 kg* 8.000 kg* 9.000 kg* 10.0000 kg*
10 2,38 2,20 2,07 2,01 1,88 1,86 1,86
15 2,49 2,30 2,15 2,08 1,94 1,92 1,91
20 2,61 2,39 2,23 2,14 2,00 1,97 1,96
25 2,73 2,48 2,31 2,21 2,05 2,02 2,00
30 2,85 2,58 2,39 2,28 2,11 2,07 2,05
35 2,96 2,67 2,46 2,35 2,17 2,12 2,10
40 3,08 2,77 2,54 2,41 2,23 2,18 2,14
45 3,20 2,86 2,62 2,48 2,29 2,23 2,19
50 3,32 2,95 2,70 2,55 2,35 2,28 2,24
* Milch Kuh-1 Jahr-1

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Die Berechnungen zeigen, dass sich die Energieintensität der Futterbereitstellung mit zunehmender
Reproduktionsrate gleichmäßig erhöht. Ansteigende Milchleistungen bewirken
dagegen die Abnahme der Energieintensität. Dieser Effekt verringert sich mit steigenden
Milchleistungen. Besonders deutlich wird diese Verringerung ab einer Milchleistung von
8.000 kg. Eine weitere Steigerung der Milchleistung wirkt sich ab diesem Bereich nur noch
geringfügig auf den kumulierten Energieaufwand aus. Der Vergleich der Energieintensität der
Futterbereitstellung unter Betrachtung der unterschiedlichen Abstufungen von Reproduktionsrate
und Milchleistungen zeigt deutlich, dass die Reproduktionsrate einen wesentlichen
Einfluss auf die Energieintensität des Verfahrensabschnitts Futterbereitstellung ausübt. Beispielsweise
ist die Energieintensität der Futterbereitstellung für die Produktion von 1 kg Milch
bei einer Milchleistung von 6.000 kg und einer Reproduktionsrate von 20 % genauso groß
wie bei einer Milchleistung von 8.000 kg und einer Reproduktionsrate von 40 % beziehungsweise
bei einer Milchleistung von 10.000 kg und einer Reproduktionsrate von 50 %.
Energieintensität der Milchproduktion in Abhängigkeit der Reproduktionsrate und
Milchleistung
Wird das gesamte Milchproduktionsverfahren mit Einbeziehung des Energieaufwands für die
Milchgewinnung, die Nachzucht, die Gebäude und baulichen Anlagen sowie die Maschinen
und technische Ausrüstung betrachtet, stellt sich der Einfluss unterschiedlicher Milchleistungen
und Reproduktionsraten auf die Energieintensität wie folgt dar (siehe Abb. 3).
Neben dem kumulierten Energieaufwand der Futterbereitstellung wird der Energieaufwand
aller Verfahrensabschnitte an die einzelnen Milchleistungen angepasst. Die Berechnung des
Energieaufwands für den Verfahrensabschnitt Milchgewinnung bezieht sich auf eine Energieintensität
von 0,57 MJ pro kg Milch. Die Anpassung des Energieaufwands des Verfahrensabschnitts
Maschinen erfolgt unter Berücksichtigung der Futterrationen der Milchkühe bei
unterschiedlichen Milchleistungsklassen. Aus Abb. 3 wird deutlich, dass mit zunehmender
Reproduktionsrate die Energieintensität gleichmäßig ansteigt. Mit steigender Milchleistung
nimmt die Energieintensität ab. Vergleicht man die Energieintensität bei einer Milchleistung
von 8.000 kg Milch mit einer Reproduktionsrate von 30% und die bei einer Milchleistung von
10.000 kg Milch mit einer Reproduktionsrate von 45% mit der einer Leistung von 7.000 kg
und einer Reproduktionsrate von 20 %, so ist festzustellen, dass deren Aufwand an Energie
in etwa gleich ist.

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2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
10 15 20 25 30 35 40 45 50
Reproduktionsrate [%]
Energieintensität
[MJ kg-1 Milch]
4000 kg Milch/Kuh und Jahr 5000 kg Milch/Kuh und Jahr
6000 kg Milch/Kuh und Jahr 7000 kg Milch/Kuh und Jahr
8000 kg Milch/Kuh und Jahr 9000 kg Milch/Kuh und Jahr
10000 kg Milch/Kuh und Jahr
Abbildung 3: Energieintensität des Verfahrens Milchproduktion unter Einfluss verschiedener
Milchleistungen und Reproduktionsraten
Mit Abnahme der Nutzungsdauer der Milchkühe wird das Leistungspotenzial des Einzeltiers
nicht ausreichend genutzt. Weiher (2004) empfiehlt bei Herdenleistungen über 8.000 kg aus
Sicht des Selektionsfortschritts eine Reproduktionsrate deutlich unter 35 %, da der
Leistungszuwachs des Einzeltiers im Reproduktionsbereich zwischen 25 % und 35 % am
höchsten ist. Da bei einer Reproduktionsrate von 40 % das Tier nicht einmal seine physiologischen
Leistungshöhepunkt erreichen kann (Wangler, 2006), werden diese als auch alle
darüber liegenden Reproduktionsraten als energetisch nicht nachhaltig angesehen.
Schlussfolgerungen
Der Energieeinsatz in der Milchviehhaltung ist in starkem Maß von dem Energieaufwand zur
Futterbereitstellung beeinflusst. Dieser ist von den Standortbedingungen, vom Ertragsniveau
und dem Anbauverfahren abhängig. Der Energieaufwand ist bei mittleren Ertragsniveaus am
geringsten. Einen bedeutenden Einfluss auf den Energieaufwand der Milchviehhaltung hat
auch die Rationsgestaltung. Steigt der Anteil des Kraftfutters in der Ration, nimmt der
kumulierte Energieaufwand zu. Mit einem steigenden Anteil an Weidefutter in der Ration
nimmt der kumulierte Energieaufwand ab.
Zunehmende Milchleistungen der Herde führen zu einer Verringerung des kumulierten
Energieaufwands. Jedoch verringert sich dieser Effekt stark aufgrund des meistens damit
verbundenen erhöhten Kraftfutteranteils in der Futterration und der steigenden Reproduktionsrate.

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Literatur
Wangler, A. (2006): Untersuchungen zur Lebensleistung und Nutzungsdauer von Milchkühen.
Rinderpraxis, Nutztierpraxis aktuell, S. 22-24.
Weiher, O. (2004): Reproduktionsraten im Auge behalten. Nutztierpraxis aktuell, Ausgabe 8,
März 2004.
EIGENE NOTITZEN