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Forschung Kann man Tierwohl messen?

Das Tierwohl spielt zunehmend eine Rolle bei der Herstellung unserer Lebensmittel - zum Beispiel das unserer Milchkühe. Aber woher weiß man, wie es der Kuh so geht und wovon ihr Wohl abhängt? Dafür gibt es verschiedene Faktoren, ein besonders wichtiger ist das Stallklima. Und da sehen Wissenschaftler Forschungsbedarf.

Von: Henning Biedermann

Stand: 10.03.2016

Baut ein Landwirt heutzutage einen neuen Kuhstall, ist das meist ein großer, moderner Außenklimastall: Die Tiere können sich frei bewegen, haben genug Licht und vor allem frische Luft, dadurch, dass der Stall an zwei Seiten offen ist. Und die meisten Milchviehhalter sind überzeugt davon, dass man für das Tierwohl kaum noch mehr tun kann. Das aber könnte ein Irrtum sein, zumindest, was die Zukunft betrifft.

Heiße Sommer werden zum Problem 

Professor Thomas Amon mit Mitarbeitern

Am Potsdamer Leibniz-Institut für Agrartechnik betreibt ein Wissenschaftler-Team unter Leitung von Professor Thomas Amon Grundlagenforschung für die Optimierung von Außenklimaställen. Diese müssen seiner Meinung nach an den Klimawandel angepasst werden, damit sich die Tiere dort auch in Zukunft noch wohlfühlen. Denn Hochleistungskühe bevorzugen Temperaturen von rund null Grad Celsius. Zunehmend heißere Sommer werden für sie in diesen Ställen zu einem Problem.

Fehlende Durchlüftung an windstillen Tagen

"Wir haben ein großes Stallgebäude. Und das durchlüftet sich nur, wenn eine gewisse Luftmindestanströmung in dem Stall stattfindet. Im Sommer ist das oftmals nicht der Fall, weil wir da ausgeprägte windstille Phasen haben. Die windstille Phase bedeutet, dass sich der Stall nicht durchlüftet. Das bedeutet wiederrum, dass sich die Konzentrationen an Schadgasen im Stall anhäufen und das bedeutet eben auch, dass damit der Wärmeabtransport gemindert ist, und damit letztendlich insgesamt das Tierwohl eingeschränkt ist."

Prof. Dr. Thomas Amon, Leibniz-Institut für Agrartechnik, Potsdam

Feldversuche in Groß Kreutz

Im brandenburgischen Groß Kreutz sammelt das Team vom Leibniz-Institut an der dortigen Lehr- und Versuchsanstalt für Tierzucht und Tierhaltung in einer Langzeitbeobachtung Daten, wie stark sich Veränderungen des Stallklimas auf die Leistung und das Wohlbefinden der Kühe auswirken. Zum Beispiel misst man mit einem Sensor - ähnlich wie bei Hochleistungssportlern - die Herzfrequenzvariabilität der Tiere. Daraus wird ersichtlich, ob die Kühe gestresst sind: Je ungleichmäßiger die Abstände zwischen den Herztönen, desto entspannter ist das Tier.

Ein anderer wichtiger Stressindikator ist die Atemfrequenz der Tiere: Eine entspannte Kuh atmet vierundzwanzig bis sechsunddreißigmal pro Minute. Gerät sie unter Hitzestress, werden bis zu achtzig Atemzüge pro Minute gemessen.  

Stehen bedeutet Hitzestress

Ein Pedometer

Alle Kühe im Stall tragen Pedometer, die aufzeichnen, wann die Tiere liegen, stehen oder laufen. Eine Kuh, die sich wohlfühlt, ruht im Schnitt vierzehn Stunden am Tag. Gerät sie in Hitzestress, steht sie aber lieber, um mehr Körperwärme abgeben zu können. Offenbar gibt es auch im Versuchsstall Optimierungspotenzial für das Klima: Bei normalen Temperaturen liegen die Kühe entspannt in ihren Boxen. Bei extremer Hitze versammeln sich die meisten im Futtergang. Denn dort hängt ein Ventilator, der für etwas Luftbewegung und Kühlung sorgt.

Forschungsaufwand intensivieren

Die Anlage in Groß Kreutz liefert zwar Indizien, wo sich an heißen Tagen die Luft im Stall staut. Doch ist erheblich mehr Forschungsaufwand notwendig, um das komplexe Stallklima in allen Einzelheiten zu erfassen: 

"Das Zusammenspiel  zwischen Außenklima und Stallklima ist sehr variabel. Der Wind ändert sich, die Windrichtung ändert sich, die Windströmung ändert sich, die Turbulenzen ändern sich. Und das wirkt sich auf die Durchlüftung des Stalls und auf die Durchströmung des Stalls sehr deutlich aus."

Prof. Dr. Thomas Amon 

Langzeitversuche im Stall und im Windkanal

Über mehrere Jahre hinweg werden deshalb mit entsprechenden Sensoren alle klimarelevanten Daten rund um den Stall und im Inneren gesammelt. Um den Luftwechsel in verschiedenen Versuchsställen aber unter konstanten Bedingungen untersuchen zu können, werden maßstabsgetreue Modelle im Windkanal getestet. Ein Laserschnitt macht in einer Gaswolke sichtbar, welche Strömungsvorgänge sich abhängig von der Bauform eines Stalls, von seiner Einrichtung und vom Tierbestand abspielen. Natürlich kann unter Laborbedingungen auch leichter getestet werden, welche Auswirkungen die Umgebung auf den Luftwechsel im Stall hat, zum Beispiel Nachbargebäude, Bäume, Hecken oder unterschiedliche Geländeprofile. 

In einem weiteren Schritt wird das Stallklima in Computerprogrammen berechnet. So lassen sich zum Beispiel der Luftaustausch und die Temperaturverteilung bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen, aber auch die Emissionen des Stalls in die Umgebung simulieren.

Erkenntnisse für die Praxis

Die gesammelten Informationen sollen Landwirten helfen, richtige Entscheidungen für die Bauweise und Belüftung eines tier- und umweltgerechten Stalls zu treffen. Und der soll eine ganze Menge mehr können als heute:

"Der Stall wird intelligenter. Er lernt vom Verhalten der Tiere, er lernt von der Physiologie der Tiere, er lernt von den Vitalparametern, von den Verhaltensparametern der Tiere, in der Weise, dass sich Zusatzlüftungen, Zu- und Abluftöffnungen automatisch steuern, nach den Informationen, die uns die Tiere geben, von ihrem Stoffwechsel, von ihren Vitalparametern, von ihrem Verhalten her."

Prof. Dr. Thomas Amon

Bleibt nur noch die spannende Frage, wie viele Landwirte sich so einen Hightech-Stall werden leisten können.

Kontakte und Linktipp:

Leibniz-Institut für Agrartechnik (ATB)
Potsdam-Bornim
Max-Eyth-Allee 100, 14469 Potsdam 


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