Ziel des Versuchsaufbaus in Grub war es, darzustellen, wie weit die Proteinzufuhr in der Bullenmast gesenkt werden kann, ohne dass sich negative Folgen einstellen (ETTLE, 2014). Bezüglich Mastration und Mastendgewicht konnten dabei bei
annähernd gleichem Alter erhebliche Unterschiede festgestellt werden (s. Abbildung 8).
Abbildung 8 Mastendgewicht der Bullen in den verschiedenen Mastgruppen nach durchschnittlich 500 Tagen
Hinterextremität betrachtet man von proximal die Schnittfläche der zum Hauptmittelfuß (Röhrbein) verwachsenen Metacarpal- bzw. Metatarsalknochen III und IV. Dieser Querschnitt stellt sich an der Hintergliedmaße eher quadratisch, an der Vordergliedmaße dagegen nahezu queroval dar. Als weiteres Unterscheidungsmerkmal kann das nicht regelmäßig vorkommende Os metatarsale secundum (Os sesamoideum metatarsale) proximal am Hintermittelfuß herangezogen werden, welches in vergleichbarer Weise an der Vorderextremität fehlt. Zur Unterscheidung des rechten vom linken Fuß zieht man sowohl den unterschiedlichen Sehnenverlauf heran als auch die Form der proximalen Metacarpalfläche. Diese ist an der lateralen Seite deutlich abgeflacht.
Die Ergebnisse bezüglich der Identifizierung der Beine wurden zusammen mit der Probennummer der Tiere auf den Aufbewahrungsbeuteln wasserfest markiert. In einer digitalen Liste wurden zusätzlich noch beobachtete Besonderheiten wie starke Pigmentierung, Verletzungen, Verformungen etc. notiert.
Die hinteren Klauen wurden zur späteren eindeutigen Identifizierung mit einer querverlaufenden Kerbe auf der Schnittfläche markiert.
4.2.2 Konservierung
Erste Versuche mit eingefrorenem Klauenhorn ergaben, dass das Horn während der Lagerung in der Gefrierzelle Feuchtigkeit in Form von Eis verliert. Es kommt quasi zur Gefriertrocknung. Es musste also eine Methode entwickelt werden, um dies und die möglicherweise daraus resultierenden Änderungen der biomechanischen Eigenschaften zu vermeiden.
4.2.3 Markieren
Um später in den Zugversuchen vergleichbare Werte zu bekommen, mussten die Prüfkörperchen stets an der identischen Stelle der Klaue entnommen werden. Da die Klauen sowohl von unterschiedlicher Größe als auch ganz verschieden geformt waren, galt es, hierfür eine Schablone zu entwickeln, die sich an allen so heterogenen Klauen anwenden ließ.
4.2.4 Zurechtsägen
Das Ziel war es, die Klauen auf ein Stück mit einer Kantenlänge von je ca. 1 cm zu reduzieren, aus dem dann wiederum die Prüfkörperchen gewonnen werden mussten.
Außerdem musste ein System entwickelt werden, wie die einzelnen Hornproben hinterher zweifelsfrei zuzuordnen blieben.
4.2.5 Entfernen des Weichteilgewebes
Da die Prüfkörperchen ausschließlich aus Kronhorn bestehen sollten, musste das anhaftende Gewebe - Knochenfragmente, Sehnen, Weichteilgewebe - rückstandslos und möglichst zeitsparend von den Hornproben entfernt werden.
4.2.6 Anfertigen planparalleler Proben 4.2.6.1 Hobeln
Für die Arbeit mit der Fräse, und um vergleichbare Daten zu erhalten, war es unerlässlich, planparallele Proben mit einer definierten Dicke zu erstellen. Zudem sollte die Oberfläche der Prüfkörper frei von Rillen sein, um die Messergebnisse der Belastungsversuche nicht zu verfälschen. Zu diesem Zweck wurde ein Dickenhobel der Firma Proxxon (DH40, Proxxon, Föhren, Deutschland) angeschafft.
Die Befestigung des Probenmaterials erwies sich hierbei als Herausforderung. Da der Hobel die nur ca. 1 x 1 cm großen Hornproben nicht greifen konnte, um sie mittels des Führungsmechanismus durch die Hobelvorrichtung zu ziehen, mussten die Hornstück auf einem Führholz befestigt werden. Eine Vorrichtung zum Fixieren der Proben mittels Klemm- oder Spanntechnik wurde rasch verworfen, da sie sich als nicht praktikabel erwies. So ging man dazu über, die Hornproben mit Klebstoff an der Führvorrichtung zu befestigen.
In ersten Versuchen wurden die Klauenstücke mit Heißkleber aus einer Klebepistole auf unbearbeiteten Weichholzlatten befestigt und durch die Maschine geschoben.
Was zunächst vielversprechend begann, stellte sich bald als unmöglich heraus: Zum einen befestigte der Heißkleber die Prüfkörper nicht ausreichend fest, so dass bereits bei leichtem Verkanten des Hobelmessers die Hornstück vom Holz gelöst und katapultartig aus dem Gerät geschleudert wurden. Zum anderen entwickelte der
Heißkleber punktuell so hohe Temperaturen, dass eine Gefährdung des Probenmaterials nicht sicher ausgeschlossen werden konnte.
Auch weitere Versuche mit Sekundenkleber konnten das Problem der Haftung nicht zufriedenstellend lösen.
4.2.7 Anfertigen der Prüfkörper
Um aus den planparallelen Hornplättchen die endgültigen, sanduhrförmigen Prüfkörper zu fertigen, wurde eine computergesteuerte Portalfräse der Firma GoCNC (Hemer, Deutschland) verwendet. Es handelte sich hierbei um das Modell „Evolution Hobby A4“.
Die Bohrköpfe (VHM-Fräser, 2-schneidig) stammten von der Firma AS Toolstore (Inzigkofen, Deutschland). Sie hatten einen Durchmesser von 1 mm und einen Fischschwanz-Anschliff (s. Abbildung 9) Angetrieben wurden die Fräsköpfe von einem Fräsmotor der Firma Proxxon (Proxxon Industrie-Bohrschleifer IB/E, Föhren, Deutschland).
Abbildung 9 VHM Fräskopf Fischschwanz (AS-Toolstore.de)
4.2.7.1 Erstellen der Fräsdatei
In Anlehnung an die „Bestimmungen für die Verleihung und Führung des DLG-Qualitätssiegels für Mittel zur Klauenpflege und Klauenhygiene“ sollten die Prüfkörper jeweils eine Länge von 10 mm und eine Breite von 5 mm haben. Die als Sollbruchstelle fungierende Taille sollte 2 mm breit sein (s. Abbildung 10).
Abbildung 10 Prüfkörperchen (schematisch, nicht maßstabsgetreu)
Zunächst musste mit dem Programm „CorelDraw“ eine Datei erstellt werden, die dann mithilfe der Steuersoftware der Fräse abgearbeitet werden konnte.
Anfangs wurde die Datei so programmiert, dass eine möglichst große Anzahl von Proben innerhalb eines Fräsvorganges abgearbeitet wurde. Aus Gründen der besseren Durchführbarkeit, die weiter unten genauer erläutert werden, ging man aber dazu über, in jedem Durchgang jeweils nur die Proben dreier Tiere zeitgleich zu fräsen. Es wurde also eine Datei mit 12 Proben in der entsprechenden Größe erstellt.
4.2.7.2 Fräsen
Die vorbereiteten Hornproben wurden unmittelbar vor dem Fräsen aufgetaut und so weit als möglich abgetrocknet. Nachdem die Hornproben auf der Platte der Fräse befestigt waren, wurde mit der entsprechenden Software „CNC-Studio USB by
5 mm 10 mm
2 mm
2 mm
GoCNC“ die *.cdr-Datei aufgerufen und schließlich computergesteuert abgearbeitet (s. Abbildung 11).
Abbildung 11 Arbeitsmaske der Fräsdatei
4.2.8 Zugversuche
Die Zugversuche wurden mit der institutseigenen Universalprüfmaschine „Zwick Z010“ (Zwick GmbH & Co. KG, Ulm, Deutschland) durchgeführt.
4.2.8.1 Einspannvorrichtung
Da die Prüfmaschine üblicherweise für Zugversuche mit Sehnen etc. verwendet wird, waren die dazu gehörigen Klemmbaken für die Zwecke der vorliegenden Arbeit zu groß. Eine passende Einspannvorrichtung wurde freundlicherweise von der DLG (Deutsche Landwirtschafs-Gesellschaft e.V., DLG-Testzentrum Technik &
Betriebsmittel, Groß-Umstadt, Deutschland) zur Verfügung gestellt, die für ihre
eigenen Materialprüfungen eine entsprechende Apparatur entwickelt und gefertigt hat (s. Abbildung 12).
Abbildung 12 Einspannvorrichtung zum Durchführen der Zugversuche
Für die Versuche an der Zwick Z010 musste die Einspannvorrichtung insgesamt leicht modifiziert und an die Gegebenheiten angepasst werden.
4.2.9 Statistik
Für die statistische Auswertung wurde von jeder Klaue jeweils aus den Ergebnissen des proximalen und distalen Prüfkörperchens der Mittelwert gebildet.
Verglichen wurden jeweils die Ergebnisse eines Tieres lateral gegen medial und vorne gegen hinten. Die jeweils gleichen Lokalisationen wurden innerhalb der einzelnen Fütterungsgruppen und über alle 5 Fütterungsgruppen hinweg miteinander verglichen. Zur statistischen Auswertung wurde das Statistikprogramm „IBM SPSS Statistics“ Version 23.0 (IBM Corp. New York) verwendet. Es kamen eine ANOVA-Analyse, ein Dunnett-T-Test, ein Mauchly-Test und die Auswertung mittels Pillai-Spur zur Anwendung (siehe auch 5.2.3 Statistische Auswertung).