Nutztiere

Entmistungsroboter bei perforierten Böden

Perforierte Laufflächen werden mehr und mehr mit Entmistungsrobotern gereinigt. Konkrete Empfehlungen zum optimalen Betrieb fehlen jedoch häufig. Agroscope untersuchte die Laufflächenverschmutzung und das Verhalten der Kühe bei unterschiedlichen Reinigungshäufigkeiten eines Entmistungsroboters.

Die Kühe können dem vorbeifahrenden Entmistungsroboter ausweichen. 

(Bild: Michael Zähner)

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Die Laufstallhaltung beim Milchvieh nahm in den letzten Jahren stark zu. Neben arbeitswirtschaftlichen Vorteilen bietet der Laufstall den Kühen mehr Platz und Bewegungsmöglichkeiten. Ein Nachteil ist allerdings die grössere verschmutzte Fläche. Feuchte und verschmutzte Laufflächen erhöhen das Risiko von Klauenerkrankungen. Ausserdem führen grössere verschmutzte Flächen zu höheren Am-moniak-Emissionen. Deshalb müssen Kot und Harn häufig von den Laufflächen entfernt werden. Dies kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Insbesondere in Milchviehlaufställen mit perforierten Laufflächen werden vermehrt Entmistungsroboter eingesetzt. Allerdings gibt es bisher kaum verfahrenstechnische Empfehlungen zum optimalen Einsatz, sodass auf vielen Betrieben das Potenzial des Roboters nicht vollständig ausgeschöpft wird.

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Untersuchung

Die Untersuchung wurde im Emissionsversuchsstall von Agroscope in Tänikon in einem Stallabteil mit 20 Milchkühen durchgeführt. Im Fressgang mit 330 cm Breite und im Laufgang im Liegebereich mit 260 cm Breite waren handelsübliche Betonspaltenböden mit Gummibelag eingebaut.
Die planbefestigten Quergänge waren ebenfalls mit Gummibelag ausgeführt. Bei den dreireihig angelegten Liegeboxenreihen handelte es sich um Tiefboxen mit Stroh-Mist-Matratze. Für die Versuche wurde der Entmistungsroboter Lely Discovery 90 SW eingesetzt. Dieser reinigt durch Abschieben kombiniert mit Drücken der Verschmutzung durch die Spalten und kann die Laufflächen zusätzlich mit Wasser besprühen.
Insgesamt wurden vier verschiedene Routen programmiert: Routen 1 und 2 reinigten den Laufgang zwischen den Liegeboxen und im Fressgang hinter den Liegeboxen mit derselben Routenführung, allerdings in entgegengesetzter Richtung. Route 3 reinigte die Quergänge und Route 4 den gesamten Fressgang. Daraus wurden für die Untersuchung fünf unterschiedliche Varianten bezüglich der Reinigungshäufigkeit und des Wassereinsatzes festgelegt. Variante 0 war ohne Robotereinsatz bis zu sehr häufigem Reinigen mit Wassereinsatz bei Variante 4. Jede Variante wurde an vier aufeinanderfolgenden Tagen im Sommer untersucht.
Die Verschmutzung der Laufflächen wurde täglich mit einem Bonitierungsschema erfasst. Die Erhebung des Verhaltens der Kühe in Zusammenhang mit dem Entmistungsroboter erfolgte durch Direktbeobachtung und das Fressverhalten mit beziehungsweise ohne Roboterfahrt mittels Videobeobachtung.

Häufig reinigen mit Wasser

Die Verschmutzungshöhe über alle betrachteten Laufflächen war in den Varianten 0 (5,1 mm) und 1 (3,7 mm) am höchsten und in Variante 3 (1,6 mm) am geringsten. Noch häufigeres Reinigen in Variante 4 verbesserte die Reinigungsqualität nicht zusätzlich. Die grössten Anteile an der Laufflächenverschmutzung hatten über alle Varianten hinweg die Kategorien Kot-Harn-Gemisch trocken und Kot-Harn-Gemisch feucht. Durch häufigeres Reinigen verringerten sich die Anteile an Kot von der Variante 0 mit neun Prozent zur Variante 4 mit zwei Prozent. Die Schmierschichtbildung war in den Varianten 1 (3,5 %) und 2 (6,5 %) höher als in den Varianten 3 (1,0 %) und 4 (0,7 %). Durch häufiges Entmisten kombiniert mit Wassereinsatz konnte die Bildung von Schmierschichten und somit die Gefahr von Ausrutschen deutlich reduziert werden.

Tiere weichen dem Roboter aus

Von den insgesamt 368 Reaktionen auf den laufenden Roboter konnten 72 Prozent der Verhaltenskategorie «Ausweichen», 16 Prozent der Kategorie «Erkundungsverhalten» und 11 Prozent der Kategorie «Verlassen des Fressgitters» zugeordnet werden. Die Kühe verliessen das Fressgitter, auch wenn der Roboter in über einem Meter Entfernung vorbeifuhr. Liegende Tieren reagierten auf den Roboter meist lediglich mit aufmerksamem Ohrenspiel. Ein Flüchten der Tiere in die Liegeboxen wurde nicht beobachtet. Das könnte auf genügend andere Ausweichmöglichkeiten zurückzuführen sein. Ein grosser Anteil der Kategorie «Ausweichen» war «Ausweichen vorwärts ohne Kontakt». Demnach konnten die Tiere den Roboter einschätzen und wichen vorsorglich aus.

Kurze Unterbrüche beim Fressen

Tiere im Fressgitter reagierten deutlich auf den Roboter beim Entmisten des Fressgangs. Die Anzahl der fressenden Kühe fiel bei der Variante mit Roboter (Variante 4) kurzzeitig von 8,5 auf 5,5 Tiere, erhöhte sich dann schnell wieder auf 8,0 Tiere. Obwohl die Kühe sich sogar mehrmals durch den Roboter vertreiben liessen, unterbrachen sie den Fressvorgang jeweils nur so lange wie unbedingt nötig.

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Auch bei einem stationären Schieber im Fressgang ist bekannt, dass die Tiere das Fressen unterbrechen, um auszuweichen oder über ihn hinwegzusteigen. Der Roboter hat hierbei den Vorteil, dass er nicht die komplette Gangbreite einnimmt und die Kühe somit mehr Möglichkeiten zum Ausweichen haben.

Wasserverbrauch gering

Als Hinderungsgründe, die Wassersprühfunktion des Roboters in der Praxis einzusetzen, werden oft die erhöhten Wasserkosten sowie die grössere Wassermenge im Güllelager angeführt.
In den unterschiedlichen Varianten wurde lediglich ein Wasserverbrauch des Entmistungsroboters pro Kuh und Jahr (300 Tage Einsatz von Wasser) zwischen 1,3 m³ und 4,9 m³ gemessen.

Fazit

Der Vergleich der verschiedenen Entmistungshäufigkeiten zeigt, dass eine zusätzliche Reinigung von perforierten Laufflächen mit Blick auf die Verschmutzung zwingend ist. Dabei erwies sich die Variante 3 «optimierte Reinigungshäufigkeit und Wassereinsatz» als optimal. Auch mit Blick auf die Verminderung von Schmierschichten ist der Einsatz der Wassersprühfunktion nötig. Aus dem Verhalten der Kühe lässt sich folgern, dass sie sich rasch an den Roboter gewöhnen und lernen, ihm auszuweichen. Auch das Fressen unterbrachen die Kühe jeweils nur kurz. Um die Tiere jedoch beim Fressen möglichst wenig zu stören, sollte der Bereich am Fressgitter ausserhalb der Hauptfressphasen gereinigt werden. 

Die Untersuchung zum Entmistungsroboter erfolgte bei Agroscope in Tänikon im Rahmen der Masterarbeit von Theresa Leinweber (Uni Hohenheim).

Was ist beim Kauf und Einbau eines Entmistungsroboters zu berücksichtigen?

  • Ist eine Wassersprühfunktion vorhanden?
  • Passt das Steuerungssystem zum Stall? (je nach Typ: Anschlagkanten? Gangbreite?)
  • Wie lange ist die Ladezeit und wie hoch die maximal mögliche Anzahl Fahrten pro Tag?
  • Kommt der Roboter mit den Gegebenheiten im Stall (z. B. Schwellen, Gefälle, Einstreu etc.) zurecht?
  • Wo ist der geeignete Platz für die Lade- und Wasserfüllstation?
  • Ist die Programmierung von verschiedenen Routen und Tagesplänen möglich und einfach realisierbar?
  • Wie sieht eine optimale Routenplanung aus, um die Tiere möglichst wenig zu stören bei zugleich optimaler Reinigungsqualität (Fresszeiten, Melkzeiten etc.)?
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