Optimierung der Verfahrenstechnik in der Tierhaltung

• Forschungsstelle: ART
• Projektnummer: 08.34.03.05
• Projekttitel Englisch: Optimization of process engineering in animal husbandry
• Kurztitel: Optimierung Tierhaltung

Schlüsselwörter (Englisch)

animal traffic control, traceability, animal marking, electronic marking, ear tag, power supply, animal monitoring, animal husbandry engineering, animal husbandry equipment, work organization, profitability, cattle, pigs, goats, sheep, dairy farms, feeding systems, flooring

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die ökonomische Situation und die Aussichten auf sinkende Agrarproduktepreise zwingen zu einer möglichst kostengünstigen Produktion. Dies kann nur mit Haltungssystemen mit einer optimal ausgerichteten Verfahrenstechnik erreicht werden. Im Rahmen der Strukturanpassung expandieren viele Betriebe stärker und in grösseren Schritten als bis anhin. Zudem werden sie durch die verschiedenen Label-Anforderungen zu neuen Verfahren verpflichtet und es gewinnen Tierarten wie Ziegen und Schafe an Bedeutung. Die Qualitätssicherung durch lückenlose Dokumentation (Rückverfolgbarkeit) gewinnt eine zentrale Bedeutung. Aus verschiedenen Bereichen der Tierhaltung stehen deshalb Fragen zur Klärung an.

TP1: Rückverfolgbarkeit

Die Rückverfolgbarkeit über die einzelnen Produktionsschritte ist fester Bestandteil des Qualitätsmanagement-Konzeptes in der Ernährungswirtschaft. Die Basis bildet das Anfang 2006 in der Schweiz in Kraft getretene Hygienepaket nach EU 178/2002. Nach dieser müssen landwirtschaftliche Rohstoffe und Produkte vom Verbraucher bis zum Feld und Stall zurückverfolgt werden können. Neben der Bearbeitung der Datenflüsse gibt es insbesondere bei der Identifikation der Tiere über die ganze Produktionskette hinweg noch Lösungsbedarf.

TP2: Tiermonitoring

Im Bereich der extensiven Weidehaltung wie zum Beispiel auf Alpen müssen Tierbeobachtungen und
-kontrollen zeitaufwendig vor Ort durchgeführt werden. Die in der stallgebundenen Rinderhaltung verfügbaren Sensoren für das Tier- und Gesundheitsmonitoring (z.B. Aktivitätsmessung) können hier nicht genutzt werden, da für diese Sensoren keine langfristige Energieversorgung am Tier zur Verfügung steht.

TP3: Entmistungstechnik

Durch die Vergrösserung der Stallanlagen und vermehrte Automatisierung laufen Entmistungsanlagen immer öfters ganz oder teilweise unbeaufsichtigt in Tierbereichen. Der Anteil von Stallgebäuden mit planbefestigten Laufflächen und Stroheinsatz nimmt seit einigen Jahren zu. In vielen Labelställen für Schweine sind solche vorgeschrieben. Mehrmal tägliches Entfernen von Kot und Harn ist im Hinblick auf die Klauengesundheit sehr wichtig. Zudem trägt es zu einer Verminderung der Ammoniak-Emissionen bei. Die tiergerechte und funktionssichere Ausführung bekommt deshalb mehr Bedeutung. Bisherige tierbezogene Forschungsarbeiten beschränken sich auf einzelne Parameter wie Bauhöhe und Geschwindigkeit von Schiebern für Milchkühe. Für den Schweinebereich fehlen solche Angaben gänzlich.

TP4: Verfahrenstechnik

Neue, zum Teil nur im Ausland bekannte Verfahren müssen auf ihre Tauglichkeit unter schweizerischen Rahmenbedingungen geprüft werden. Verfahrenstechnische und arbeitsorganisatorische Daten, auch für grössere Tierbestände und Flächen sowie für Betriebsgemeinschaften und den überbetrieblichen Einsatz, müssen erfasst werden. Die Ökonomischen Auswirkungen und die Risiken der Verfahren sollen aufgezeigt werden.

Projektziele (Deutsch)

TP1: Rückverfolgbarkeit

Die Kennzeichnung und somit die Rückverfolgbarkeit von Schweinen auf Einzeltierbasis mit elektroni-schen Ohrmarken ist mit Blick auf Handhabbarkeit bei der Kennzeichnung der Tiere und Entnahme am Schlachtkörper sowie der einfachen und zuverlässigen Erfassung von Tierdaten bewertet.

Ein System zur Identifikation des Einzeltieres aus einer Gruppe und somit eine möglichst schonende Behandlung der Tiere beim Transport und im Schlachthof ist in Zusammenarbeit mit Firmen evaluiert, entwickelt und getestet.

Der Aufwand und Nutzen eines Systems der Tierkennzeichnung mit elektronischen Ohrmarken sind für die verschiedenen Akteure (Gesetzgeber, Praxisbetriebe, Handel, Schlachtbetrieb) bekannt.

TP2: Tiermonitoring

Ziel ist die Entwicklung einer langfristigen Energieversorgung für elektronische Anwendungen am Tier. Mit dieser können dann z.B. Anwendungskombinationen wie Aktivitätsmessung, GPS-Ortung und Datenübertragung betrieben werden. Der Arbeitszeitbedarf für die Beobachtung von Weidetieren sinkt, die Beobachtungsintensität steigt. Zugleich ergeben sich neue Möglichkeiten des Beweidungsmanagements zum Beispiel mit virtuellen Zäunen.

Der Inhalt dieses Teilprojekts ist Bestandteil des bei EU-FP7 eingereichten Projektes 'Future tracking technology for ecological management of extensive farming systems', koordiniert von Dr. Christina Umstätter am Scottish Agricultural College in Edinburgh/UK.

TP3: Entmistungstechnik

Kriterien für eine tiergerechte und funktionssichere Gestaltung und den Betrieb von Schieber-Entmistungsanlagen sind bestimmt.

Das Ausmass der Beeinträchtigung des Verhaltens von Milchkühen und Schweinen durch Schieber-Entmistungsanlagen sind bekannt.

Traumatisch bedingte Klauenschäden und Verletzungen, die auf die Schieber-Entmistungsanlage zurückzuführen sind, können quantifiziert werden.

Informationsmaterial für Stallbaufirmen und Tierhalter liegt vor.

Die Resultate sind zur Verbesserung der Tiergerechtheit und Funktionssicherheit von Schieber-Entmistungsanlagen in Laufställen für Milchvieh und in Labelställen für Schweine von grosser praktischer Bedeutung. Entsprechende Erkenntnisse sind v.a. auch im Hinblick auf die Tatsache wichtig, dass Entmistungsanlagen nicht im Rahmen des Prüf- und Bewilligungsverfahrens für serienmässig hergestellte Stalleinrichtungen beurteilt werden.

TP4: Verfahrenstechnik

Verfahrenstechnische Daten wie Leistungsparameter, Energiebedarf, Arbeitszeitbedarf und Arbeitserleichterung in der Tierhaltung als Entscheidungsgrundlagen sind für alle TP aktualisiert.

Erste Erkenntnisse zu Haltungs- und Fütterungsverfahren bei der Gruppenhaltung von Ziegen- und Schafen liegen vor.

In der Herdendiagnostik ist der Einsatz von neuen, praxistauglichen Sensoren zur Erfassung der Wiederkau- und Fressaktivität untersucht.

Vorschläge zur Vermeidung von Engpässen bei der Einlagerung und Konservierung von Belüftungsheu sind bereitgestellt.

Chancen und Risiken für den wirtschaftlichen Einsatz von für die Schweizer Landwirtschaft neuen Verfahren sind abgeklärt.

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

TP1: Rückverfolgbarkeit

AIR2304, 1998. Coupling Active and Passive Telemetric (CAPT) Data Collection for Monitoring, Control and Management of Animal Production at Farm and Sectorial Level, Final-Report. University Autonima of Barcelona.

Caja, G., Hernández-Jover M., Conill C., Garín D., Alabern X. and Farriol B., Ghirardi J., 2005. Use of ear tags and injectable transponders for the identification and traceability of pigs from birth to the end of the slaughter line. Journal of Animal Science 83, 2215-2224.

FEOGA, 1994. Electronic identification of farm animals using implantable transponders, Final-Report. Univer-sity Autonima of Barcelona.

IDEA, 2001. Identification electronique des animaux, Final-Report. Joint research centre European Commis-sion.

Spiessl-Mayr E., Wendl G. und Zähner M., 2005. Einsatz der elektronischen Kennzeichnung (RFID-Technologie) für die Verbesserung der Rückverfolgbarkeit von Schweinen. In: Bau, Technik und Umwelt 2001 in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung. FAL Braunschweig, 325-330.

Spiessl-Mayr E., Wendl G. und Zähner M., Klindtwort K. und Klindtworth M., 2005. Electronic identification (RFID technology) for improvement of traceability of pigs and meat. In: Cox. S.: Precision Livestock Farming ‘05, 339-345.

Zähner M. und Spiessl-Mayr E., 2005. Elektronische Kennzeichnung von Nutztieren. Agrarforschung 12 (2), 79-83.

TP2 Tiermonitoring

Anderson, D.M. 2007. Virtual fencing - past, present and future. The Rangeland Journal, (In press).

Bishop-Hurley G.J., Swain D.L., Anderson D.M., Sikka P., Crossman C. and Corke P., 2007. Virtual fencing applications: Implementing and testing an automated cattle control system. Computers and Electronics in Agriculture, 56 (1), 14-22.

Braunreiter C. et al., 2007. Potentials of GPS collar application in pasture farming. In: Cox S., Precision Livestock Farming 2007, 87-93.

Butler Z., Corke P., Peterson R. and Rus D., 2006. From robots to animals: virtual fences for controlling cattle. The International Journal of Robotics Research 25, 485-508.

Turner L.W. et al., 2000. Monitoring cattle behavior and pasture use with GPS and GIS. In: Canadian Journal of Animal Science 80 (3), 405-413.

Geers R. et al., 1997. Electronic identification, monitoring and tracking of animals. Wallingford, 156 p.

Ratschow J.P., 2004. Precision Livestock Farming für mehr Betriebserfolg (Precision livestock farming for more farm success). DLG-Verlag, Frankfurt am Main, 82 p.

Umstätter C., Thoma K. and Eckardt C., 2006. Technical overview of different brands of GPS collars for mammals. In: ‘Where are we with GPS?’ Proceedings of a Workshop on GPS, 11-12 Oct 2006, Auchincruive UK.

TP3 Entmistungstechnik

Bartussek H. und Ofner E., 2003. Technische Gestaltung und Ausführung der Fussböden im Liege- und Bewegungsbereich und Entmistung von Laufflächen in Rinder- und Schweineställen. Building on animal production farms, Velenje, Slovenija, 21./22. Oktober 2003.

Johansson A. and Sällvik, K., 2001. Influence by different design of manure scrapers on the behaviour of dairy cows in a cubicle barn. Proceedings of the International Symposium of the C.I.G.R. 2nd Technical Section Szklarska Poreba, October 23-25.

Stefanowska J., Swierstra D., Braam C.R. and Hendriks M.M.W.B., 2001. Cow behaviour on a new grooved floor in comparison with a slatted floor, taking claw health and floor properties into account. Applied Animal Behaviour Science 71, 87-103.

Steiner B. und Keck M., 2000. Stationäre Entmistungsanlagen in der Rinder- und Schweinehaltung. FAT-Berichte Nr. 542.

Steiner B., 2006. Tiergerechte Entmistungstechnik in der Rinder- und Schweinehaltung. Interne Projektstudie. Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Ettenhausen.

Steiner B., 2007. Entmisten sicherer machen. Merkblatt Landtechnik, UFA-Revue 3, 35-38.

TP4 Verfahrenstechnik

Keil N., 2000. Welchen Stall braucht die Ziege?; Forum Kleinwiederkäuer H. 10, S. 10-11.

Kessler J., 2005. Milchziegen bedarfsgerecht füttern. ALP aktuell Nr. 16, 4 S..

Loretz C., Hauser R., Wechsler B. und Rüesch P., 2002. Untersuchungen zum Verhalten von behornten und hornlosen Ziegen im Fressbereich im Laufstall; KTBL-Schrift Nr. 407, S. 36-44.

Maurer J. und Schaeren W., 2007. Schafmilch ist ein hochwertiges Nahrungsmittel. Agrarforschung. 14 (4), 156-161.

Maurer J. und Schaeren W., 2007. Eutergesundheit und Zellzahlen bei Milchschafen. Agrarforschung 14 (4), 161-167.

Noack E.M. und Hauser R., 2004. Der ziegengerechte Fressplatz im Laufstall. Beobachtungen aus der Praxis; FAT-Berichte Nr. 622, 11 S..

Rutter S.M., Champion R.A. and Penning P.D., 1997. An automatic system to record foraging behaviour in free-ranging ruminants. Applied animal behaviour science.

Ungar E.D., Rutter S.M., 2005. Classifying cattle jaw movements: Comparing IGER Behaviour Recorder and acoustic techniques. Applied animal behaviour science.

Projektspezifische Kosten (Deutsch)

Einsatz von Praktikannten/innen für Erhebungen auf Betrieben
Fr. 20000.-/Jahr

Expertenentschädigung Fr. 17000.-/Jahr

Material, Einrichtungen und Mieten Fr. 17000.-/Jahr

Umbaumassnahmen Stallanlagen ART Fr. 10000.- im Jahr 2008,
Fr. 20000.- im Jahr 2009