Forschungs- und Innovationsprojekt
InnoRind: Innovationsnetzwerk Rind – Zukunftsfähige Rinderhaltung in Deutschland unter Berücksichtigung von Tierwohl, Umweltwirkungen und gesellschaftlicher Akzeptanz
InnoRind – Zukunftsfähige Rinderhaltung in Deutschland
Das Verbundvorhaben InnoRind hat zum Ziel, das Tierwohl in der deutschen Rinderhaltung zu verbessern. Die bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) ist mit je einem Teilprojekt im Bereich Mastrinderhaltung und im Bereich Kälberhaltung beteiligt.
InnoRind als Verbundvorhaben
Das Projekt InnoRind ist ein Verbundvorhaben, das durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags gefördert wird. Projektträger ist die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE). Insgesamt sind zwölf deutsche staatliche Forschungseinrichtungen mit den angegliederten Versuchsbetrieben beteiligt. Auf diesen sollen innovative Stallbau- und Haltungsmaßnahmen zur Haltung von Kälbern, Mastrindern sowie Milchvieh praktisch erforscht und mit Hilfe wissenschaftlicher Begleitung umfassend bewertet werden. Schwerpunktthemen sind unter anderem alternative Aufzucht- und Mastverfahren von Milchviehkälbern, die Bullenmast sowie die Transitperiode von Milchvieh. Neben dem Tierverhalten, -gesundheit und Tierwohl werden die Themenfelder Umweltwirkung, Wirtschaftlichkeit sowie Arbeitswirtschaft behandelt. Im Rahmen des Wissenstransfers sollen aus den Untersuchungen Empfehlungen für die landwirtschaftliche Praxis erarbeitet werden.
Projektbeschreibung Teilprojekte Mastrinder- und Kälberhaltung
In den zwei bayerischen Teilprojekten werden die Tiere, die in den Ställen der Bayerischen Staatsgüter (BaySG) gehalten werden, von Seiten der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) umfassend untersucht. Am Standort Grub sind dies die Mastbullen im bestehenden Stall. Dieser sollte ursprünglich im Spaltenbodenbereich durch Ausläufe erweitert werden. Da die Ausführung der Ausläufe im Rahmen von InnoRind nicht umgesetzt werden kann, erstrecken sich die Untersuchungen als Ersatz auf die Haltung der Bullen im Tretmiststall mit integriertem Auslauf. In Achselschwang wird derzeit ein Kälberstall neu gebaut, der im August 2024 in Betrieb gehen wird. Die Untersuchungen belaufen sich in beiden Anlagen auf die Bereiche Tierverhalten, Tiergesundheit und -hygiene, Tierwohl sowie Arbeitswirtschaft, Ökonomie, Umweltwirkung und Stallklima. Schwerpunkt im Bullenmaststall in Grub sind die Entwicklung eines Auslaufes für den Vollspaltenbodenbereich sowie eine KI-basierte Auswertung des Tierverhaltens bei Tierbeobachtung mit Videokameras. In Achselschwang wird an der Optimierung des Stallklimas durch eine sensorgesteuerte Luftführung im Außenklimastall geforscht.
Teilprojekt Rindermast
VollIspaltenbodenbucht
Tretmistbox
Hintergrund
Die Haltung von Rindern ist in Deutschland über Gesetze und Verordnungen nur bedingt geregelt. In der Tierschutznutztierverordnung beispielsweise ist die Haltung von Rindern nur bis zu einem Alter von sechs Monaten und nicht darüber hinaus festgelegt. Einige Bundesländer (zum Beispiel Niedersachsen, Thüringen, NRW) haben begonnen, Leitlinien herauszugeben, in denen die Eckpunkte für die Haltung von Mastrindern festgelegt sind. Auch in Bayern liegt eine solche Leitlinie seit Ende des Jahres 2022 vor. Neben dem durch den Handel bereits eingeführten Tierwohl-Label wird eine staatliche Tierwohlkennzeichnung diskutiert, die unter anderem Ausläufe oder Haltung unter Außenklimabedingungen vorsieht.
Ziele
Mit den Ausläufen soll ein Konzept für eine zukunftsfähige Mastbullenhaltung entwickelt werden, das die Verbesserung des Tierwohls und der Umweltwirkungen gleichzeitig mit der gesellschaftlichen Akzeptanz sowie mit der Wirtschaftlichkeit verbindet. Darauf aufbauend, werden gemeinsam mit den Erfahrungen aus der Auslaufplanung Empfehlungen für die Praxis entwickelt.
Versuchsdurchführung
Innerhalb des Teilprojekts Mastrinderhaltung wird auf dem Versuchsbetrieb der Bayerischen Staatsgüter (BaySG) in Grub der Vollspaltenbodenbereich umgebaut. In jeder Bucht soll der Zugang zu einem Auslauf gegeben sein. Gegenstand der Untersuchungen sind die Auswirkungen auf die Mastbullen durch den zusätzlichen Auslauf und die Außenklimareize.
Im Folgenden sind die Inhalte der Forschungsfragen aufgeführt, die am Standort Grub in Kooperation mit den entsprechenden Kooperationspartnern beantwortet werden sollen.
- Fragestellung: Stallerweiterung der Vollspaltenbodenbuchten um Ausläufe
- Erfahrungen bei der Planung der Baumaßnahme (abgeschlossen), die Umsetzung erfolgt nicht mehr im Rahmen das Projekts InnoRind. Als Ersatz finden Untersuchungen im Tretmiststall mit integriertem Auslauf statt.
- Empfehlungen für zukünftige Bauvorhaben
- Fragestellung: Leistungserfassung
- Futteraufnahme: Erfassung der Futtermenge und Fressdauer durch die Wiegetröge, Anzahl der Mahlzeiten (verantwortlich: LfL, ITE)
- Lebendmassezunahmen: Zunahme der Tiere über den Mastverlauf (verantwortlich: BaySG und LfL (ITE, ILT))
- Futteranalysen: Analyse der Futtermittelinhaltsstoffe (verantwortlich: LfL, ITE)
- Fragestellung: Tierverhalten, Tiergesundheit, Tierhygiene, Tierwohl
- Tierverhalten: Verhaltensauswertungen mit Hilfe von Videomaterial, das mit KI-Software ausgewertet wird (verantwortlich: LfL, ILT)
- Buchtenauslastung: Flächennutzung beim Liegen (in der Bucht und im Auslauf), wo befinden sich wie viele Tiere im Tagesverlauf, Interaktionen (Verantwortlich: LfL, ILT)
- Tiergesundheit: Erfassung von Tiergesundheitsparametern (verantwortlich: LfL, ILT / TI-OL / BaySG)
- Tierhygiene: Beurteilung potenzieller Hygiene- und One-Health-Auswirkungen (verantwortlich: CAU)
- Tierwohl: Begleitende Evaluation der Tierwohlsituation in allen Innovationsprojekten des Verbundvorhabens "InnoRind" (verantwortlich: TI-OL/HSRW)
- Fragestellung: Klimadaten
- Messung von Stressindikatoren außerhalb des Stalls (Wetterstation) sowie innerhalb des Stalls (Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor) (verantwortlich: LfL, ILT)
- Fragestellung: Umweltwirkungen
- Quantifizierung von Umweltwirkungen und Nachhaltigkeitskriterien unter Nutzung verschiedener Analysetools und -methoden (verantwortlich: LFA MV / LfL / BaySG)
- Fragestellung: Ökonomie
- Ökonomische Bewertung des Innovationsprojekts (verantwortlich: TI BW / LfL / BaySG)
- Fragestellung: Arbeitswirtschaft
- Arbeitszeiterfassung: Arbeitszeitaufwand für einzelne Tätigkeiten im Stall, Vergleich vor und nach der Umbaumaßnahme (verantwortlich: TI BW)
- Arbeitssicherheit: Arbeitssicherheit im Haltungssystem ohne und mit Auslauf (verantwortlich: LfL, ILT / BaySG)
Als Referenzwerte gelten die Daten der Tiere in den Vollspaltenbodenbuchten ohne Ausläufe sowie die der Tiere in dem Tretmiststall mit integriertem Auslauf. Diese Daten werden dann mit den Daten der Tiere in den Vollspaltenbodenbuchten mit Ausläufen verglichen.
Vollspaltenbodenstall
Tretmiststall
Aktuelle Versuchsdurchführung im Vollspaltenbodenstall (2022/2023)
Im Dezember 2022 wurde die Vergleichsgruppe in sechs Vollspaltenbodenbuchten ohne Auslauf eingestallt. Die Gruppe setzt sich aus 60 Fleckviehtieren mit einem Durchschnittsgewicht von 205 kg zusammen. Die Mastdauer erstreckte sich je nach Alter der Tiere bis September/Oktober 2023. Während der gesamten Mastphase verbleiben die Tiere in den festen Gruppierungen. Entsprechend der verschiedenen Mastphasen sind insgesamt vier Versuchsphasen von jeweils drei – vier Wochen (zwischen zwei Wiegungen) vorgesehen, in denen die Datenaufnahme erfolgen soll. Während der Versuchsphasen finden in allen Buchten Videoaufzeichnungen statt. Zu einem späteren Zeitpunkt werden diese mit Hilfe einer KI Software ausgewertet. Dabei werden die Positionen der sowie maßgebliche Verhaltensweisen mit ihrer Häufigkeit und Dauer bestimmt. Die Futteraufnahme der Tiere wird über die Wiegetröge erfasst, die Zunahmen der Tiere durch Wiegen im vierwöchigen Rhythmus.
Ergebnisse: Teilprojekt Rindermast
Auslaufplanung – Aktueller Stand
Die Planung der Ausläufe ist abgeschlossen. Es liegen genehmigte Eingabepläne sowie eine Kostenschätzung für die geplanten Umbaumaßnahmen vor.
Aktuelle Pläne des Versuchsstalls in Grub
Ergebnisse
Weitere Ergebnisse, zum Beispiel zum Tierverhalten, werden im Verlauf der Jahre 2024 und 2025 erwartet.
Projektinformation: Teilprojekt Rindermast
Laufzeit: 01.05.2021 bis 31.07.2025
Finanzierung: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
Projektpartner: BaySG Grub
Projektleitung: Dr. Bernhard Haidn
Projektbearbeitung: Johannes Brockamp, Rudolf Peis, Anna Stülpner, Andrea Dehoff
Kontakt
E-Mail: innorind@LfL.bayern.de
Teilprojekt Kälberhaltung
Hintergrund
Bei der Verbesserung des Gesundheitsstatus von Kälbern besteht großer Handlungsbedarf. Dies zeigt sich beispielsweise in einer aktuellen Studie (PraeRi, 2020), in der 42 % der Kälber als erkrankt diagnostiziert wurden. Zu den häufigsten Kälberkrankheiten zählen auch Atemwegserkrankungen, die unter anderem durch mangelhaftes Stallklima (Temperatur, Luftfeuchte, Staub, Schadgase, Strömung) begünstigt werden (Lorenz et al. 2011). Aus den bisher durchgeführten Studien zum Einfluss des Stallklimas auf die Kälbergesundheit lassen sich jedoch keine eindeutigen Empfehlungen zum Stallbau ableiten. Als gesichert kann bisher nur angenommen werden, dass für den Gesundheitsstatus bei Kälbern eine sehr gute Luftqualität sowie der Schutz vor Zugluft, Nässe, direkter Sonneneinstrahlung sowie schnellen Temperaturwechseln förderlich ist (Lorenz et al. 2011; Roland et al. 2016; Feldmann 2022). Diese Bedingungen können grundsätzlich durch eine mechanische Lüftung mit konditionierter Zuluft sichergestellt werden, was allerdings mit hohen Investitions- und Betriebskosten verbunden ist.
Ziele
Ziel dieses Projektes ist es, im neu errichteten Kälberstall auf dem Versuchsbetrieb der Bayerischen Staatsgüter (BaySG) in Achselschwang Untersuchungen zur Korrelation zwischen Stallklimafaktoren und Kälbergesundheit durchzuführen, um nach entsprechenden Versuchsreihen belastbare Erkenntnisse für zukunftsweisende Planungsempfehlungen für Kälberställe zu erarbeiten. Im Fokus steht dabei die Frage, ob eine hohe Luftqualität bei gleichzeitiger Dämpfung der außenklimabedingten Schwankungen von Lufttemperatur, -feuchte und -bewegung für die Kälbergesundheit förderlich ist und wie diese erreicht werden kann, ohne dass dabei hohe Betriebskosten durch eine konditionierende Stallklima- bzw. Lüftungstechnik entstehen.
Versuchsdurchführung
Literaturrecherche
Zu Beginn des Projekts wird der aktuelle Stand des Wissens durch eine umfassende Literaturrecherche zur Korrelation des Stallklimas mit der Kälbergesundheit sowie des Tierwohls und -verhaltens durchgeführt. Dabei werden Merkblätter, Richtlinien und wissenschaftliche Studien ausgewertet und die darin enthaltenen Angaben auf ihre praktische Umsetzbarkeit überprüft. Die größten Differenzen zeigen sich bisher bei den Empfehlungen für die anzustrebenden Temperaturen im Stall, wo Angaben mit einer Spanne von 18 bis 20 °C (bzw. 2 K) Temperaturunterschied (Kunz 2020) bis 0 bis 25 °C (bzw. 25 K) Temperaturunterschied (Wathes et al. 1983) zu finden sind. Unterscheiden andere Untersuchungen nicht nach dem Alter, wird der Temperaturkorridor in der Studie von Wathes et al. noch einmal für neugeborene Kälber auf 10 bis 25 °C (bzw. 15 K) eingegrenzt.
Stallklimasimulationen
Um den Einfluss der Gebäudehülle des neuen Kälberstalls in Achselschwang auf das Stallklima realitätsnah einschätzen zu können, sind bereits in der Planungsphase mit Hilfe des Programms WUFI (Wärme Und Feuchte Instationär) der Fraunhofer-Gesellschaft verschiedene hygrothermische Simulationen durchgeführt worden. Dazu wurde ein Abteil für die neugeborenen Kälber in der Software modelliert und die Wirkung unterschiedlicher Fassadenvarianten und Lüftungsszenarien unter verschiedenen Außenklimabedingungen untersucht. Die Ergebnisse fließen laufend in die Werkplanung ein und werden momentan in diesem Abteil baulich-technisch umgesetzt.
Praxisphase
In der ersten Praxisphase des Projekts werden nach Inbetriebnahme die Außen- und Stallklimaparameter durch verschiedene Sensoren (Temperatur, Luftfeuchte, CO₂, Ammoniak und Strömung) erfasst und verglichen. Dabei wird in der verbleibenden Projektphase das Abteil untersucht, in dem die Kälber in den ersten 2 bis 3 Wochen in Boxen einzeln bzw. in Kleingruppen (2 bis 3 Tiere) gehalten werden. Dieses ist durch die in der Simulation gewonnenen Erkenntnisse baulich optimiert worden (insbesondere Dämmung der Außenwand, höhere U-Werte für Wandverschlüsse) und mit besagter sensorgesteuerter Lüftungsmöglichkeit über Klappen ausgestattet.
Kontakt
E-Mail: innorind@LfL.bayern.de
Die hier gemessenen Stallklimaparameter werden mit denen des benachbarten, baulich getrennten Referenzabteils verglichen, das zum einen ohne Wanddämmung bzw. ohne Lüftungssteuerung ausgeführt ist und vom Stallklima her als klassischer Offenfront-Außenklimastall betrieben wird. Die gemessenen Stallklimadaten werden dabei in beiden Abteilen in Relation zu Tiergesundheit, Tierwohl und Tierverhalten gesetzt. Zur Erfassung dieser Parameter werden die Tiere in regelmäßigen Abständen untersucht, Behandlungsdaten des Betriebs erfasst und Videoaufzeichnungen ausgewertet.
Ergebnisse: Teilprojekt Kälberhaltung
Hygrothermische Stallklimasimulation
Die Simulationen zeigen, dass bei einer präzisen Steuerung der Luftwechselrate und Reduzierung der Transmissionswärmeverluste durch Optimierung der U-Werte der Gebäudehüllfläche eine deutliche Dämpfung der außenklimabedingten Schwankungen von Lufttemperatur, -feuchte und -bewegung in der Praxisanlage zu erwarten ist. Als Steuergröße empfehlen sich dabei die CO₂-Konzentration und die absolute Luftfeuchte.
Literaturrecherche und Praxisphase
Die endgültigen Ergebnisse aus der Literaturrecherche und Praxisphase des Projekts liegen noch nicht vor, da das Projekt auf Grund der Verzögerungen bei der Genehmigung und baulichen Umsetzung erst kürzlich gestartet werden konnte und sich der Stall noch im Bau befindet. Ziel ist es, dass aus den Untersuchungen wissenschaftlich fundiertere Empfehlungen für die bauliche Umsetzung von Kälberställen und die ggf. damit verbundenen Steuerungsmöglichkeiten der Fassadenverschlüsse entwickelt werden können. Mit Blick auf die verbleibende Restlaufzeit des Projektes kann die Komplexität der Thematik der Optimierung des Stallklimas nicht vollumfassend betrachtet werden. Insbesondere für die Haltung der Kälber in Gruppen in den Strohbuchten im gleichen Stall, die auf die Phase der Einzel- und Kleingruppenhaltung folgt, sind weitere umfassende Untersuchungen nötig, um diesen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Kälbergesundheit in vollem Umfang leisten zu können.
Projektinformation: Teilprojekt Kälberhaltung
Laufzeit: 01.05.2021 bis 31.07.2025
Finanzierung: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
Projektpartner: BaySG Grub
Projektleitung: Jochen Simon (Projektkoordinator gesamt)
Projektbearbeitung: Dr. Luzia Eicher, Peter Stötzel
Kontakt
E-Mail: innorind@LfL.bayern.de