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Diese Studie des Projektes Integrated Dairy Farming – Stall 4.0 versucht, die Frage zu beantworten, ob Schwankungen oder Ausfälle in der Energieversorgung eines AMS Auswirkungen auf das Verhalten von Milchkühen haben, bzw. ob zeitliche Verschiebungen im gewohnten Tagesablauf Stressreaktionen hervorrufen. Diese Forschungsfrage steht vor dem Hintergrund der Einführung eines Energie Management Systems auf einem landwirtschaftlichen Betrieb. Mit einem solchen ist der Betriebsleiter in der Lage, die auf dem Betrieb selbst produzierte, regenerative Energie im eigenen Betrieb zu nutzen und den Zukauf von Strom auf ein Minimum zu reduzieren. Der Eigenverbrauch wird so gesteuert, dass keine Spitzen bei der Einspeisung ins öffentliche Netz entstehen. Als Konsequenz kann es zu Energieschwankungen bis hin zum Energieausfall kommen. Hiervon wären die Folgen für die Nutzung eines AMS besonders gravierend. Die bereitgestellte Technik muss daher dem Tier und seinem Verhalten angepasst werden und nicht umgekehrt. Der Landwirt muss in die Steuerung jederzeit eingreifen können, um eventuelle Nachteile in Sachen Wohlbefinden der Tiere zu verhindern. Trotz des zunehmenden hohen Technisierungs- bzw. Automatisierungsgrades muss das Wohl der Tiere immer an erster Stelle stehen. Um einen Stromausfall am AMS zu simulieren und damit eine Stresssituation zu erzeugen, wird in den Monaten März bis August 2014 auf vier unter-schiedlichen oberbayerischen Milchviehbetrieben jeweils zwölf Fokuskühen das Melkanrecht verweigert. Auf den Betrieben werden zwischen 52 und 73 Tiere der Rasse Fleckvieh mit einem Lely Astronaut gemolken. Der Versuchszeitraum beinhaltet sechs Tage Gewöhnung, drei Tage Basal- und vier Tage Testmessungen, in denen der Stromausfall simuliert wird. Die Belastungsbeurteilung erfolgt durch verschiedene stressinduzierende Parameter. Die Messungen der Herzfrequenzen zeigen keinerlei Stressbelastungen. Diese sinken im Vergleich von den Basal- zu den Testmessungen um 3,9 bpm ab. Ebenso verhält es sich mit der Wiederkaudauer. Eine lange Wiederkaudauer ist Indiz für Wohlbefinden und einen guten Gesundheitszustand bei der Milchkuh. Die Wiederkaudauer nimmt in der Testmessung um 29 Minuten im Vergleich zur Basalmessung zu. Damit ist bei diesem Parameter keine Stressbelastung manifestierbar. Der Parameter Milchmenge allerdings lässt eine Belastung erkennen. Hier sinkt die Milchmenge der Basalphase (31,2 Liter) um 3,6 Liter auf 27,6 Liter in der Testphase ab. Ein Absinken der Milchmenge induziert Stress. Die Bestimmung der fäkalen Cortisol-Metaboliten liefert kaum einen Unterschied zwischen der Basalmessung mit 13,6 Nanogramm pro Gramm und 13,1 Nanogramm pro Gramm in der Testmessung. Rein rechnerisch sinkt die Stressbelas-tung in der Testsituation sogar ab. Zur Validierung der Aktivitätsdaten werden diese unterschiedlich aufbereitet. Mit der Auswertung des kleineren Datensatzes ergibt sich eine Schrittzahlabnahme um 64 Schritte pro Stunde in der Testmessung, bei Auswertung des größeren Datensatzes dagegen ergibt sich eine Zunahme um 46 Schritte pro Stunde. Demnach kann hier weder von einer Zunahme noch von einer Abnahme der Belastung gesprochen werden. Ähnliches gilt für die Ermittlung der Liegedauer. Bei Verwendung des kleineren Datensatzes ergibt sich eine Liegedauer von 11,46 Stunden in der Basalmessung und 10,02 Stunden in der Testmessung. Hier kann durch die Reduzierung von 1,44 Stunden von einer stressinduzieren-den Wirkung gesprochen werden. Wird dagegen der größere Datensatz ausgewertet, so ergibt sich eine Liegedauer von 10,85 Stunden in der Basalzeit und 10,86 Stunden in der Testzeit. In diesem Fall steigt die Liegedauer um 0,01 Stunden an. Dies stellt somit, rein rechnerisch, einen positiven Belastungseffekt dar. Die Auswertung der Verhaltensparameter dagegen ergibt eine marginal negative Beeinflussung des Verhaltens. Alle Ergebnisse zusammen betrachtet, verdeutlichen, dass nicht ein einzelner Parameter herausgegriffen und für sich allein beurteilt werden kann. Es müssen immer alle Einflussgrößen in einen sinnvollen Kontext gebracht wer-den. Dabei spielt die Tierindividualität eine große und bedeutende Rolle. Jede Kuh reagiert individuell unterschiedlich. Dennoch zeigt sich durch die Auswertung dieser Studie, im Rahmen des Projektes Integrated Dairy Farming – Stall 4.0, dass ein maximal vier Stunden lang anhaltender, simulierter Stromausfall eines AMS zu moderaten Stressreaktionen bei Milchkühen führt. Especially in Bavaria, Germany, Dairy Farming is going through structural changes. New stables for dairy cattle have to fulfil tougher requirements concerning efficiency, ethology, ecology and economy. Consequently, this requires a higher level of automation (robotic milking systems, feeding robots, methods of disposal, air conditioning control systems, etc.) combined with an increasing need for communication among all components of the system analogously to industrial cyber-physical production systems, but taking into consideration animal welfare and animal comfort. No other industry than animal agriculture is predestined to produce renewable energy. To use this optimally with a high own consumption portion, energy producers, power consumers and storage must be integrated in an intelligent “On-farm Smart Grid”. This study was conducted to quantify possible stress reactions with dairy cattle by a temporary energy-conditioned failure of a milking robot. Besides heart activity, rumination, milk yield, the stress hormone cortisol, the animals' activity and behaviour were measured and recorded on video. These indicators should show possible changes between the basic and the test measurement, i.e. whether a milking claim refusal by the automatic milking system (AMS) compared to the normal mode of the AMS, led to changes. In order to measure stress correctly, it is important to use non-invasive methods, because the method itself can lead to a negative reaction. This experiment was carried out on four different farms in which twelve dairy cattle were selected at random for the survey. In order to let the animals get used to them, heart rate sensor belts, which measure heart activity, were put on the animals six days before data admission (habituation). Data was collected for approximately two weeks per farm and every basal meas-urement took three days, test measurement four days. The basal measurement showed the state of the animals without any influence of an energy-conditioned failure of the AMS. After finishing the surveys on the four farms and evaluating the test results, stress reactions by dairy cattle under possible energy-conditioned failure of milking robots were measured. The test results indicated that variations or failures in the energy supply had only little effect on cow behaviour. |
