Forschungs- und Innovationsprojekt
Gestaltung des Ferkelnestes im Öko-Zuchtsauenbetrieb

Ferkelnest
In den vorliegenden Messungen bestätigte sich die unzureichende Wärmeverteilung von IR-Strahlern, wenn diese als alleinige Heizquelle im Ferkelnest eingesetzt werden. Insbesondere bei niedrigen Stalltemperaturen, ist der für die Ferkel „nutzbare“ Nestbereich bei alleiniger Zuheizung über Elektro-IR-Strahler nicht ausreichend. Ein Unterschreiten der Höhe der Strahler von 60 cm wirkt sich auf die Wärmeverteilung eher negativ aus. Der Einsatz von Gummimatten und / oder Stroheinstreu kann die beschriebenen Mängel nicht ausgleichen.
In Stallungen in denen stärkere Temperaturschwankungen im Sauen- und Ferkelbereich auftreten (nicht geheizte Abferkelställe), ist die schwierige bzw. fehlende Regelbarkeit von Elektro-IR-Strahlern zusätzlich negativ zu beurteilen.
Um eine optimale Wärmeversorgung der Ferkel, insbesondere in nicht geheizten Abferkelställen, zu gewährleisten, ist einer Kombination aus möglichst flächigem Wärmestrahler und Bodenheizung der Vorzug zu geben.
Ansprüche der Ferkel in den ersten Lebenstagen
In der Ferkelproduktion wird die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in erster Linie über die Anzahl der erzeugten Ferkel je Sau und Jahr bestimmt. Es werden gesunde, frohwüchsige Tiere in einem einheitlichen Wurf angestrebt.
Ein Großteil der Ferkelverluste konzentriert sich auf die ersten Lebenstage der Tiere. Hier gilt es, den Ferkeln optimale Startbedingungen zu schaffen, wobei die Klimagestaltung im unmittelbaren Umfeld der Tiere eine wesentliche Rolle spielt, vor allem bezüglich der angebotenen Wärme.
Das Thermoregulationsvermögen von neugeborenen Ferkel muss sich innerhalb der ersten Lebenswochen erst aufbauen, so dass sie gegenüber niedrigen Temperaturen sehr anfällig sind. Die Reserven an Glykogen (tierische Stärke) in der Leber der frisch geborenen Tiere sind äußerst gering. Eine nennenswerte Produktion findet erst ca. ab dem 7. Lebenstag statt (Eich, Schmidt, 1998).
Kommt es zu einer Unterkühlung der Tiere, so werden die vorhandenen Leberstärkereserven schnell aufgebraucht. Bei wesentlich zu niedrig liegenden Umgebungstemperaturen kann auch der Tod der Tiere die Folge sein (zentralnervöse Störungen, schlafsüchtige Ferkel).
Daher gehört zu einer optimalen Haltungsumwelt ein geschützter und ausreichend temperierter Ferkelbereich (Ferkelnest). Die Ferkel erhalten die Möglichkeit, sich hier zum Ruhen (75 – 80 % der Tageszeit) vom Bewegungsbereich der Sau zurück zu ziehen. In diesem Bereich sollen die Ferkel, geschützt gegen Erdrückungsgefahr, gleichmäßig, permanent und ausreichend mit Wärme versorgt werden. Die aufgenommen Nahrungsenergie soll möglichst „verlustarm“ für die tägliche Gewichtszunahme der Ferkel zur Verfügung stehen (vgl. Baey-Ernsten, 1995). In nicht eingestreuten Haltungssystemen wird von einem Temperaturbedarf der Ferkel von 32-35 Grad zum Zeitpunkt der Geburt ausgegangen. Im Laufe der ersten 2-4 Lebenswochen sinkt dieser Bedarf dann auf rund 26 Grad Umgebungstemperatur. In eingestreuten Systemen liegt der Anspruch an die Umgebungstemperatur, abhängig vom Alter, um bis zu 5 Grad niedriger.
Als Wärmesysteme zum Einsatz kommen Strahlungsheizungen (Elektro-Infrarotstrahler, Gasstrahler, Flächenstrahler) und elektrisch oder warmwasserbeheizte Bodenheizungen. Alle diese Systeme haben jeweils spezifische Vor- und Nachteile.
Darstellung zum Liegeverhalten von Ferkeln (Baey-Ernsten, 1996)Zoombild vorhanden

Quelle: Baey-Ernsten, 1996

Rückschlüsse auf die korrekte Temperierung des Nestbereiches können insbesondere aufgrund des Liegeverhaltens der Ferkel gezogen werden. Im Idealfall liegen die Ferkel im Nest in der Seitenlage nebeneinander.

Das Liegeverhalten eines Wurfes ist in der Abbildung dargestellt bei Einsatz einer Bodenheizung. Die Darstellung kann aber ebenso sehr gut zur Beurteilung der Temperaturverhältnisse in z. B. eingestreuten Systemen herangezogen werden. Veränderungen im Liegeverhalten der Ferkel erfolgen aufgrund der Thermoregulation der Tiere (Verhalten durch welches versucht wird die Körpertemperatur in einem für das jeweilige Tier optimalen Bereich zu halten).

Bezüglich des Liegeverhaltens der Ferkel sind hier zwei Verhaltensstrategien maßgebend:

  • Verringerung von Wärmeverlusten durch Reduzierung der Individual-Distanz: Bei niedrigen Umgebungstemperaturen liegen die Tiere enger beieinander und „wärmen sich gegenseitig“. Bei wesentlich zu niedrig liegenden Temperaturen führt dies zur Haufenlage der Ferkel.
  • Veränderung der freien Körperoberfläche: Je nach Liegeposition haben die Tiere eine unterschiedlich große Kontaktfläche mit dem Boden. So berühren bei Bauchlage rund 9 % des Körpers den Boden, bei Seitenlage sind dies rund 18 %. Findet aufgrund zu niedriger Temperaturen der Bodenoberfläche ein zu hoher Wärmeverlust der Tiere statt, so verändert sich das Liegeverhalten in Richtung Bauchlage, in Extremfällen bis zum Vermeiden des Bodenkontaktes (Stehen der Tiere). (vgl. Braun, Sonja, 1997)
Um allen Tieren eines Wurfes einen optimalen Liegeplatz zu bieten, muss das Ferkelnest entsprechend groß dimensioniert werden. In konventionell wirtschaftenden Betrieben wird bei einer Säugezeit von 3-4 Wochen von einer Liegefläche der Ferkel von 0,6 – 0,8 qm ausgegangen. In der ökologischen Sauenhaltung ist eine Säugezeit von 40 Tagen, also rund 6 Wochen, festgelegt. Daher ist in den Biobetrieben eine Größe des Ferkelnestes von mindestens 1,0 qm anzustreben.

Untersuchungen zur Wärmeverteilung bei Einsatz von Elektro-IR-Strahlern

An der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft wurde die Wärmeverteilung bei ausschließlicher Beheizung der Ferkelliegeflächen mit Elektro-Infrarotstrahlern (E-IR-Strahler) näher untersucht. Diese Strahler sind in der Praxis in vielen Ökobetrieben als alleinige Heizquelle im Einsatz. Zum Teil werden sie (wie in konventionellen Betrieben standardmäßig) in Kombination mit einer Bodenheizung in den ersten Lebenstagen der Ferkel als Zusatzheizung genutzt.
Während für die meisten neueren (Flächen-) Heizsysteme entsprechende Untersuchungen vorliegen und im Internet abgerufen werden können (zum Beispiel: www.dlg.org/de/landwirtschaft/testzentrum/pruefberichte), fehlen für E-IR-Strahler entsprechende, detaillierte Wärmebilder.
Die Messungen erfolgten im Winter 2004/05 in verschiedenen Praxisbetrieben.

Die Ferkelnester waren im Praxiseinsatz folgendermaßen gestaltet (siehe Foto):

  • dreieckiger Grundriss
  • Trennwände aus Holzbohlen, Abdeckung der Ferkelnester mit Schichtholzplatten
  • rund 25 cm hoher Ferkelschlupf über die gesamte Längsseite zum Liegebereich der Sau hin
  • Gummimatte auf Beton (z.T. Leichtbeton)
  • Beheizung ausschließlich über 1 E-IR-Strahler
  • Stroheinstreu
Im Versuch wurde die Oberflächenerwärmung einer Gummimatte (ohne Stroheinstreu) durch E-IR-Strahler gemessen und davon ausgehend wurden „Wärmebilder“ erstellt. Es wurden zusätzlich die Höhen der Infrarotlampen über der Gummimatte variiert. Die Oberflächentemperaturen wurden in einem 10 cm-Raster mit Hilfe eines Infrarot-Thermometers ermittelt. Während der Messungen wurden die Ferkelnest-Abdeckungen durch Plexiglas ersetzt, um Wärmeverluste zu vermeiden.

Da die untersuchten Abferkelställe nicht beheizt waren, stellten sich, je nach Bauausführung, relativ niedrige Stalltemperaturen ein. Die Messungen wurden bei möglichst niedrigen Außentemperaturen durchgeführt, um zu ermitteln, ob auch unter diesen Bedingungen gute Bedingungen für die Ferkel gewährleistet werden können.

Temperaturverteilung

Die Temperaturen der Gummimatte lagen im Schnitt um rund 16 Grad über den Stalltemperaturen.
Die durchschnittliche Oberflächentemperatur des Bodens im Ferkelnest stand dabei in engem Zusammenhang mit den jeweiligen Stalltemperaturen. Je niedriger die Stalltemperatur war, um so niedriger war auch die durchschnittliche Temperatur im Nest. Da keine Regelungsmöglichkeiten für die E-IR-Strahler bestanden, war dies auch so zu erwarten.
DiagrammZoombild vorhanden

Höhe des Strahlers 60 cm

Die Ergebnisse der Messungen werden beispielhaft aus der Abbildung ersichtlich. Die Oberflächentemperatur fällt vom Strahlungsmittelpunkt weg konzentrisch ab. Die erreichten Temperaturen, bei einer Höhe des Strahlers von 60 cm, stellen sich wie folgt dar:
Die Fläche, auf der Temperaturen von mehr als 35 Grad erreicht werden, beträgt im Schnitt 0,06 qm (Kreis mit einem Durchmesser von rund 30 cm). Bezieht man die Bereiche mit ein, in denen die Oberflächentemperatur mehr als 30 Grad erreicht, so verdoppelt sich die Fläche zwar auf knapp 0,12 qm, jedoch entspricht dies immer noch erst einem Kreis mit ca. 38 cm Durchmesser.
Es wurde in allen Messungen offensichtlich, dass der Abfall der Temperaturen außerhalb des direkten Strahlungskegels äußerst rapide ist. Wie ausgeprägt dieser Abfall ist, hängt insbesondere von der erreichten Maximaltemperatur im Strahlungsmittelpunkt ab (beeinflusst über: Höhe des Strahlers, Leistung des Strahlers, evtl. Regelungen....).
Bei einem 250 Watt-Strahler mit einer Höhe von 60 cm sind Temperaturabfälle von einem Messpunkt zum nächsten (10 cm) von weit über 10 Kelvin (entsprechend Grad Celsius) zu registrieren. Hängt dieser Strahler auf einer Höhe von 50 cm, so sind Temperaturabfälle außerhalb des Strahlungskegels von bis zu 20 Kelvin zu messen.
Der Temperaturabfall fällt auf der Seite des Ferkelnestes, welche zum Liegeplatz der Sau hin offen ist (Ferkelschlupf), am stärksten aus.
Durch diese extremen Temperaturabfälle beschränkt sich in der gegebenen Situation die für die Ferkel gut bis optimal nutzbare Fläche effektiv auf die oben beschriebenen Ferkelnestbereiche von 0,12 bzw. 0,06 qm (entsprechend dem Platzbedarf eines einzigen Ferkels mit 40 bzw. 21 Tagen Alter!). Für einen durchschnittlichen Wurf mit 10 Ferkeln ist diese Fläche, auf der die Ferkel mit optimalen Temperaturbedingungen ruhen können, völlig unzureichend.
In den Praxisbetrieben wurde unter diesen Bedingungen häufig die sogenannte „Haufenlage“ der Ferkel beobachtet (Ferkel ruhen auf kleiner Fläche übereinander). Diese Beobachtung unterstreicht die oben dargestellten Messergebnisse und lässt regelmäßig darauf schließen, dass die Temperatur im Ferkelnest insgesamt zu niedrig, bzw. die Fläche, die optimale Erwärmung bietet, zu klein ist.

Temperaturverteilung bei unterschiedlicher Höhe der Lampe

DiagrammZoombild vorhanden

Höhe des Strahlers 70 cm

Durch ein Höherhängen der Lampe auf 70 cm nimmt die Fläche mit Temperaturen über 30 Grad, im Vergleich zu 60 cm Höhe, nur geringfügig ab (siehe Abbildung). Durch die größere Entfernung des IR-Strahlers von der Bodenoberfläche sinken jedoch die maximalen Kerntemperaturen um rund 6 Grad Celsius ab.
DiagrammZoombild vorhanden

Höhe des Strahlers 50 cm

Ein Tieferhängen des Strahlers auf 50 cm bewirkt, dass sich die Fläche mit Temperaturen über 30 Grad ebenfalls nicht wesentlich verändert, allerdings steigen die Kerntemperaturen durch die Nähe zur Strahlungsquelle stark an (siehe Abbildung). Bei Stalltemperaturen von rund 9 Grad wurden auf der Gummimatte Oberflächentemperaturen von 55 Grad und mehr gemessen.
Tiefer hängende Lampen haben, abgesehen davon dass sie brandschutztechnisch nicht zulässig sind (mind. 60 cm Sicherheitsabstand des E-IR-Strahlers von brennbarem Material), bezüglich der Wärmeverteilung höchst nachteilige Folgen: Die Temperaturen im Kernbereich werden zu hoch und gleichzeitig verändert sich die Fläche mit Temperaturen über 30 Grad kaum. In der Praxis ist in solchen Fällen zu beobachten, dass die Ferkel den direkten Strahlungskegel vermeiden und sich frierend im Kreis um diesen herum anordnen. Da, wie oben beschrieben, die Temperaturen hier bereits stark abfallen, verringert sich die von den Ferkeln nutzbare Fläche dramatisch. Im Extremfall ist im Grunde kein Bereich des Ferkelnestes mehr im optimalen Temperaturbereich, sondern es werden im direkten Strahlungskegel zu hohe und außerhalb zu niedrige Temperaturen erreicht.

Folgerungen / Beurteilung

Bei den durchgeführten Messungen wurden die Oberflächentemperaturen auf einer Gummimatte ermittelt, wie sie sich bei direkter und dauernder Bestrahlung durch einen Elektro-IR-Strahler einstellen. Es zeigt sich, dass die Fläche, auf der für die Ferkel Strahlungswärme in optimaler Höhe und Verteilung zur Verfügung steht, viel zu gering ist.
In einer Untersuchung von de Baey-Ernsten u.a. zu Wärmesystemen für Ferkel wird darauf hingewiesen, dass aufgrund der zu geringen Fläche, die optimale Temperaturen aufweist, die rangniederen oder schwächeren Tiere gezwungen sind in Bereichen zu ruhen, die nicht optimal temperiert sind. Es zeigte sich dabei, dass diese Tiere im Wachstum zurück bleiben und die Würfe mit Elektro-IR-Strahlern als Wärmequelle insgesamt eher „auseinander wachsen“.
Die tatsächlich von den Ferkeln gefühlte Temperatur hängt jedoch von einer Vielzahl weiterer Faktoren ab, so dass für eine umfassende Beurteilung des Ferkelliegebereiches weitere Aspekte, vor allem die Wärmeableitung vom Ferkel an den Boden, berücksichtigt werden müssen.
Unter praktischen Bedingungen wird im Ferkelnest die Bodenoberfläche einen Großteil der Zeit durch die ruhenden Ferkel beschattet. Eine direkte Bestrahlung des Bodens, und damit evtl. Erwärmung der Bodenoberfläche, findet nur zu rund 20-25 % der Zeit statt.
Abhängig vom Bodenmaterial und dessen Temperatur bzw. Isolierwirkung geben die Ferkel durch Kontakt Wärme an einen ungeheizten Boden in unterschiedlichem Umfang ab. Diese Wärmeableitung vom Tier weg in den Boden ist durch geeignete Isolierung so gering wie möglich zu halten.
In den beteiligten Ferkelerzeugerbetrieben wurden die Ferkelnester im praktischen Betrieb zusätzlich mit Stroh als Isoliermaterial eingestreut.
Soweit die Möglichkeiten gegeben sind sollte jedoch, insbesondere in Stallungen mit niedrigen Temperaturen (z.B. in nicht geheizten Stallungen), mit einer Kombination der Wärmequellen (Strahlungswärme, Wärmeleitung) gearbeitet werden. Dieses Verfahren hat sich in „Warmställen“ in der Praxis durchgesetzt. Eine Kombination aus Bodenheizungen und (Flächen-) Strahler in der Nestabdeckung bieten grundsätzlich eine weitaus bessere Wärmeverteilung, so dass ihr der Vorzug gegeben werden sollte. Soweit beabsichtigt ist, über der Bodenheizung dünn einzustreuen, muss die Heizung über eine entsprechende Regelung verfügen.
Die Gestaltung des Ferkelbereiches muss sich am maximalen Wärmebedarf der frisch geborenen Ferkel orientieren. Da sich das Wärmebedürfnis der Ferkel in den ersten Lebenswochen aber stark verändert, müssen die Heizquellen über Regelmöglichkeiten verfügen. Der Markt reagiert auf diesen Sachverhalt, indem mittlerweile Regelgeräte für IR-Lampen angeboten werden, die automatisch auch die aktuelle Stalltemperatur bei der Regelung der IR-Strahler mit einbeziehen. Bei E-IR-Strahlern müssen zumindest „Sparschalter“ oder Lampen mit unterschiedlicher Leistung (150 W / 250 W) zum Einsatz kommen. Abgesehen von einer Anpassung der Heizleistung an die Bedürfnisse der Tiere, muss versucht werden, den hohen Energieverbrauch von E-IR-Strahlern in Grenzen zu halten.
Für die Beurteilung der jeweiligen Wärmesituation und notwendige Regulierungen bleibt die Beobachtung des Liegeverhaltens der Ferkel durch den Betriebsleiter entscheidend.

Weitere Aspekte bei der Gestaltung von Ferkelnestern

Im natürlichen Liegeverhalten richtet sich ein Wurf in einer runden bis quadratischen Form aus. In einigen Buchtensystemen mit frei beweglichem Abferkeln der Sauen kommen Ferkelnester mit dreieckiger Grundfläche zum Einsatz. Es muss hier beachtet werden, dass die Ecken dieses Dreiecks aufgrund dieses Liegeverhaltens schlecht genutzt werden (können)und bei Einsatz von Elektro-IR-Strahlern fast nicht erwärmt werden. Daher müssen Ferkelnester mit dreieckiger Grundform bei 6-wöchiger Säugezeit auf jeden Fall größer als 1 qm sein.
Es zeigt sich in der Praxis, dass eine Möglichkeit zur Fixierung der Ferkel im Ferkelnest vorgesehen werden sollte. Für notwendige Arbeiten an den Ferkeln kann das Einfangen der Tiere damit wesentlich erleichtert werden. Absperrschieber, mit denen der Eingang zum Ferkelnest auf der ganzen Breite verschlossen wird, kommen zum Einsatz.
In den ersten Stunden ist es für das Überleben der Ferkel entscheidend, dass das angebotene Ferkelnest auch angenommen wird (Erdrückungsgefahr, Unterkühlung). Im natürlichen Verhaltensrepertoire der Ferkel ist verankert, dass sie in dieser Zeit in Mulden Schutz suchen. Dies erklärt, warum in Untersuchungen Ferkelliegeflächen, die erhöht zur Buchtenfläche liegen, schlechter angenommen werden. Insbesondere schwache Ferkel haben Schwierigkeiten in diesem Lebensstadium Hindernisse von wenigen Zentimetern zu überwinden (vgl. de Baey-Ernsten, 1996).
Beim Bau von Ferkelnestern sollten daher Stufen oder Schwellen zum Ferkelnest hin auf jeden Fall vermieden werden. Dieser Punkt verdient bereits bei der Planung des Ferkelnestes Beachtung, da z.B. ein nachträglicher Einbau von Bodenheizungen die mit der sonstigen Buchtenfläche plan sind, nur mit sehr hohem Aufwand durchgeführt werden kann.
Beim Bau von Abferkelbuchten und Ferkelnestern kommen in Ökobetrieben oft Holzmaterialien zum Einsatz. Es sollte bei der Verwendung von Holzbohlen u.ä. jedoch strikt darauf geachtet werden, dass keine Fugen und Ritzen durch nachträgliches Schwinden des Holzes entstehen (insbesondere im Bereich des Ferkelnestes). Bereits Fugen von wenigen Millimetern können zu einem Absinken der Lufttemperatur im Ferkelnest durch ungeregelten Luftaustausch führen. Stellen sich größere Ritzen ein, so muss in diesem Bereich auch Zugluft befürchtet werden. Ein nachträgliches Abdichten von Fugen ist nur mit einem sehr hohen Material- und Zeitaufwand sinnvoll zu bewerkstelligen. Es sollten daher in diesen Bereichen immer Nut- / Federverbindungen bevorzugt werden.
Beim Einsatz von IR-Strahlern ist zu beachten, dass entsprechende Sicherheitsabstände zur Abdeckung eingehalten werden und eine stabile Installation des Strahlers mit Schutzkorb erfolgt.
Um Wärmeverluste zu vermeiden sollte der Einbau von leichten Lamellenvorhängen vor dem Ferkelschlupf erwogen werden. Aus dem gleichen Grund sollte die Höhe des Ferkelschlupfes nicht zu hoch gewählt werden (25 cm Höhe sind hier ausreichend).
Für die Ferkel sollte eine Fixiermöglichkeit im Nest (Absperrschieber o. ä.) vorgesehen werden, damit Sau und Ferkel z. B. für Arbeiten an den Ferkeln sicher getrennt werden können (Arbeitsschutz!).
Weiterführende Literatur
  • Dr. Eich Karl-Otto, Dr. Schmidt Ulrich, 1998: Handbuch Schweinekrankheiten, Verlags Union Agrar, Münster
  • Dr. de Baey-Ernsten Heinrich u.a., 1996: Wärmesysteme für Ferkel im Praxisvergleich
    Herausgeber: Arbeitsgemeinschaft für Elektrizitätsanwendung in der Landwirtschaft e.V. (AEL), Essen, Merkblatt 28
  • Fachverband für Energie-Marketing und -Anwendung (HEA) e.V., 1989: Lehrinformation für die Landwirtschaft, Frankfurt a.M.
  • Braun Sonja, 1997: Untersuchungen eines Schweinehaltungsverfahrens mit Ruhekisten unter ethologischen und gesundheitlichen Gesichtspunkten. Dissertation, Universität Hohenheim, Stuttgart-Hohenheim
Projektinformation
Projektleitung: Dr. C. Jais
Projektbearbeitung: M. Kühberger
Laufzeit: 2004 - 2005
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Förderkennzeichen: A/02/31

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