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11111111 0 111111,11111,11111111
Stallklimatische, ethologische und klinische Untersuchungen zur
Tiergerechtheit unterschiedlicher Haltungssysteme in der Schweinemast
50
-6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Claus Mayer
'Lehrstuhl für Tierhygiene
Stallklimatische, ethologische und klinische
Untersuchungen zur Tiergerechtheit unterschiedlicher Haltungssysteme in der Schweinemast
Claus Mayer
Vollständiger Abdruck der von der Fakultät für Landwirtschaft und Gartenbau der Technischen Universität München zur Erlangüng des akademischen Grades eines Doktors der Agrarwissen- schaften genehmigten Dissertation.
Vorsitzender: Univ. Prof. Dr. Dr. Hans Hinrich Sambraus
Prüfer der Dissertation:.
1. Univ.-Prof. Dr. Johann Bauer
2. o. Univ.-Prof. Dr. Josef Troxler, Veterinärmedizinische Universität Wien/Osterreich
Die Dissertation wurde am 25.05.1999 bei .der Technischen Universität München eingAreicht und durch die Fakultät für Landwirtschaft und Gartenbau am 09.08.1999 angenommen.
Diese Untersuchung wurde durch das Bundesamt für Veterinärwesen ir Bern (Projekt Nr.:
BVET' 002.4.2.96.3) finanziert ünd. „durCh die Eidgenössische Forschunäsanstalt für Agran, wirtschaft und Landtechnik in Tänikon durch die Bereitstellung der Infrastruktur und der Ar- beitsmaterialien dankenswert unterstützt.
VORWORT
Infolge' der zunehmenden Labelproduktion _und .der staatlichen Förderung tiergerechter Hal- tungssysteme im Rahmen der Direktzahlungsprogramme "Besonders tierfreundliche Stall- . haltungssysteme" (BTS) und "Regelmässiger Auslauf von Nutztieren im Freien" (RAUS)
werden in der Schweiz 'für MastsChweine zunehniend nicht-wärmegedämmte Ställe gebaut.
Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, solche alternative Haltungssysteme durch Erhe- bungen auf Praxisbetrieben bezüglich Stallklima und Tiergerechtheit mit konventionellen wärmegedämmten Ställen zu vergleichen. Claus Mayer führte diese Studie im Auftrag des Bundesamtes für Veterinärwesen (BVET) am Zentrum für tiergerechte Haltung: Wiederkäuer 'und Schweine. (ZTHT) an der Eidgenössischen Forschungsanstalt fUt Agrarwirtschaft und Landtechnik (FAT) in Tänikon durch. Die Arbeit betreute Dr. Rudolf. Häuser. Das votliegen- -de Manuskript wurde 'ani Lehrstuhl für Tierhygiene (Leitung ,Prof. Dr. Johann Bauer) -der
Technischen Universität München als Dissertation eingereicht.
,Claus Mayer hat bei der Datenaufnahme neben allgenieinen Klimadaten, Schadgas- und Staubmessungen auch ethologische, veterinärmedizinische und produktionsbezogene Para- meter berücksichtigt. Es ist ihm deshalb in der abschliessenden Diskussion seiner Ergebnisse möglich, eine breit abgestützte Beurteilung der - untersuchten Haltungssysteme für Mast- schweine vorzunehmen. Die Untersuchung belegt, dass hinsichtlich der Stalltemperaturen im Sommer keine Unterschiede zwischen wärmegedämmten und nicht-wärmegedämmten Ställen.
bestehen. Im Winter jedoch wurden in Aussenklimaställen zum Teil suboptimale Temperatu- ren gemessen. Anderseits waren die Schadgas- und Schwebestaubkonzentrationen in nicht- wärmegedämmten Ställen im Vergleich mit wärmegedämmten Ställen deutlich geringer. Die verterinärmediziniSchen Untersuchungen zeigen .dass in Haltungssystemen mit einem eingestreuten Liegebereich wesentlich wenigerSchäden an Gliedmassen auftreten. Weder bei den Tageszunahmen noch bei der Futterverwertung waren signifikante Unterschiede zwischen wärmegedämmten und 'niCht-wärmegedärnmten Ställen feststellbat.
Die Dissertation von Claus Mayer führt zu dem für dit Praxis der Tierhaltung wichtigen Schluss, dass die Haltung von Mastschweinen in nicht-wärmegedämmten Ställen die Anfor-
.dertingen an eine tiergerechte Haltung erfüllen kann, sofern den Tieren im Winter ein warmer trockener Liegeplatz zur Verfügung gestellt wird. Sie enthält detaillierte Angaben zu einzel- nen Haltungssystemen, welche Schweinehaltern und Beratern als Entscheidungsgrundlagen für die Planung von Neu- und Umbauten von Mastschweineställen dienen können. Unsere Forschungsanstalt verfolgt das Ziel, den Tierhaliern wissenschaftlich fundierte Informationen zur Verfügung zu stellen, damit sie die notwendigen Anpassungen an ein verändertes Umfeld vornehmen können. Wir haben uns deshalb entschlossen, die aktuelle und praxisbezogene Dissertation von Claus Mayer im ganzen Umfang in der FAT-Schriftenreihe zu veröffentli- chen.
Prof. Dr. Walter Meier, Direktor der FAT
1
‘, In dieser Welt kommt es nicht so sehr darauf an, wo wir sind, söndern darauf, in'welche Richtung wir uns bewegen.
(Oliver Wendell Holmes, 1809-1894)
2
3
INHALTSVENZEICHNIS
VORWORT • • 1
INHALTSVERZEICHNIS 3
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 7
TABELLENVERZEICHNIS 13
VERZEICHNIS DER ABKÜRZUNGEN UND SYMBOLE 17
A. EINLEITUNG, PROBLEMSTELLUNG UND ZIEL 19
Problemstellung und Zielsetzung 20
LITERATURüBERSICHT 22
1. Stanklima 22
1.1 Hydrothermischer Komplex 23'
1.1..1 Temperatur 23
1.1.2 Luftströmung und Luftführung 26
1.1.3 Relative Luftfeuchtigkeit 27
1.2 Faktor Staub. 28
1.2.1 Schwebeaub 28-
1.2.2 Sedii:nentstaub 34
1.3 Faktor Arnmoni'ak 35
1.4 Faktor Kohlendioxid 39
2. Wohlbefinden ,39
3. Klinische Untersuchungen 42
3.1 Äussere Schäden- 42
3.1.1 BegriffSbestinimung
3.1.2 Technopathien 42
C.
PRAXISBETRIEBE ALS PORSCHUNGSGRUNDLAGE 441. Beschreibung der untersuchten Halturigpsysteme 44
1.1 Stallsystem "Kriegerschür" (nicht-wärtnegedämmt) 44
1,2 Stallsystem "Kistenstall" (nicht-wärmegedäMmt). 45
1.3 Stallsystem "Teilspaltenboden" (wärmegedämmt) 45
1.4 Ställsystern'Vollspaltenboden" (wärmegedämmt)' 46
D. STALLKLIMA UND LUFTQUALITÄT 49
1. Material und Methode 49
1.1 Hydrothermischer Komplex 49
1.2 Staubmessung 50
1.3 Ammoniak- und Kohlendioxidmessung 51
1.4' Messwagen 53
1.6 Bonitierung der Buchtensauberkeit 55
1.7 Erkennung derLuftfilhrung 55
2. Resultate und ihre Besprechung 56
2.1 Hydrothermiseer Komplex 56
2.1.1 Temperatur 56
2.1.2 'Relative Luftfeuchtigkeit .61
Inhaltsverzeichnis .
2.2 Faktor Staub 63
2.2.1 Sedimentsiaubmengen 63
2.2.2 Wöchentlicher Kurvenverlauf der Schwebstaubkonzentration 65.
2.3 Ammoniakmessung 71
2.3.1 Wöchentlicher Kurvenverlauf der Ammoniakkonzentra.tion. 71
2.4 Kohlendioxidmessung 78
2.5•Buchtenverschmutzung 81
2.6 Zuluftströmung 84
3. Diskussion 85
3.1 Hydrothermischer Komplex T. 85
3.2 Staub 87
3.2.1 Sedimentstaub 87
3.2.2 Schwebstaub 87
3.3 Ammoniak 89
3.4 Kohlendioxid 90
3.5 Verschmutzung 91
4. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 91
E. WOHLBEFINDEN 93
1. Material und Methode 93
1.1 Verhaltensbeobachtung 93
1.1.1 Definition der beobachteten Verhaltensweisen 94
1.1.2 Aussagen der beobachteten Verh'altensweisen 94
1.1.3 Bearbeitung der Verhaltensdaten 95
1.1.4 Datenumfang der Verhaltensbeobachtung 95
1.2 Vokalisation 96
1.2.1 Der FAT-Video-Soundlevel-Analyser 96
1.2.2 Bearbeitung der Vokalisationsdaten 97
2. Resultate und ihre Besprechung 98
2.1 Verhaltensbeobachtung 98.
2.1.1 System "Teilspalten" 98
2.1.2 System "Vollspalten" 100
2.1.3 System "Kriegerschür" 102
2.1.4 Systeni "Kistenstall" 107
2.2 Vokalisation 112
3. Diskussion- 112
3.1 Liegeverhalten und die Beziehung zur Stalltemperatur 112 3.2 Vokalisation und die Beziehung zur Stalltemperatur 114
4. Schlussfolgerungen 115
F. KLINISCHE UNTERSUCHUNGEN 116
1. Material und Methode 116
1.1 Datenumfang 116
1.2 Untersuchung nach Methode Ekesbo 117
Inhaltsverzeichnis 5
• 1.2.1 1Intersuchte Lokalisationen und aufgenommene Befunde 118
1.3 Bearbeitung der Untersuchungsergebnigse 119
1 Resultate und ihre Besprechung 120
2.1 Technopathien 120
3. Diskussion 126
4. Zusamrrienfassung 128
G, LEISTUNG 129
1. Material und Methode 129
1.1 Datenumfang 129
2. Resultate und ihre Besprechung 130
3: Diskussion • 132
4. Schlussfolgerungen 133
H. SCHLUSSFOLGERÜNGEN 134
1. Beurteilung der Methodik und der verwendeten Messtechnik 134
2. Bewertung der Systeme. 15
2.1 Begründung und Beschreibung der ausgewählten Parameter 136 2.1.1 Bewertung der Stallluft durch ausgewählte Stallklimaparameter 136 2.L2 Bewertung der Umgebungstemperatur anhand des Liegeverhaltens der Mastschweine 13e 2.1.3 Bewertung der Schäden am Integument der Tiere V 136
2.2 Rangierung der untersuchten Systeme 137
2.3 Bewertung der untersuchten Systeme 139
3. Empfehlungen für den Stallbau und das Management V 140
4: Weiterführende Untersuchungen 142
I. ZUSAMMENFASSUNG 143
J. Rtsumü 145
K. SUMMARY 147
L. LITERATUR 1.49
M. GESETZE, VERORDNUNGEN, REGLEMENTE 'UND NORMEN 162
N. ANHANG •
1. Grundrisspläne der untersuchten Systeme 163
2. Ergänzende Daten aus dem Untersuchungsaspekt Stallklima 168 '3 Ergänzende Daten zum Untersuchungsaspekt Wohlbefinden 169 4. Ergänzende Daten zum üntersuchungsaspekt Schäden am Integument der Tiere 171
• •
7
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abbildung 1: Kritische Temperaturen und Zonen bei Säugetieren (BIANCA, 1976) 24 ' Abbildung 2: Abhängigkeit der thermoneütralen Zone beim Mastschwein von den
täglichen Zunahmen modifiziert nach GÖRLITZ, 1996) 25 Abbildung 3: Unterteilung des gesamten Aerosols im Atembereich nach arbeitstnedizinischen
Kriterien (DFG, 1998). 29
Abbildung 4: Trennkurven fiir den einatembaren; thorakalen und alveolengängigen Anteil des luftgetragenen Staubes im Atembereich nach EN 481 (CEN, r993) 30 Abbildung 5:. Entwicklung. der Ammoniakkonzentration, der Geruchsbelastung sowie des
Verschmutzungsgrades nach einer einmaligen Strohgabe (modifiziert nach
HAUSLEITNER, 1993) 38
•
Abbildung 6: Funktionsprinzip der t)hotometrischen Staubmessung 50 Abbildung 7: Funktionsprinzip der Messung infrarotaktiver Gase 52
Abbildung 8: Installatjönssöhema der MeSsarilage 54
'Abbildung 9: Jaliresverlauf der Stalltemperatur in einem Wärmegedämmten Stall (System
"Teilspalten"; Betrieb 4) und der entsprechenden Aussentemperatur 56 Abbildung 10: Jahresverlauf der Innentemperatur in einem nicht-wärmegedämmten Stall (System
"Kriegerschür"; Betrieb 1) und der entsprechenden Aussentemperatur. 57 Abbildüng 11: Jahrestemperaturverlauf in einem nicht-wärmegedämmten Stall (System "Kistenstall"
Betrieb 6) und der entsprechenden Aussentemperatur
(gleitender Mittelwert über 24 Stundenwerte) • 58
Abbildung 12: Teniperaturverlauf in, den Ruhekisten (Betrieb 9) in Abhängigkeit von der
Belegung und Verlauf der entsprechenden Aussentemperatur - 58 Abbildung 13: Prozentualer Anteil der Messwerte für die rel. Luftfeuchtigkeit im System
"Kriegerscliür", die ausserhalb des optimalen Bereichs von 60-80 % lagen
(Messdauer je ein Jahr; Messintervall 1h). 61
Abbildung 14t Prozentualer Anteil der Messwerte für Luftfeuchtigkeit in den Systemen
"Vollspalten" und "Teilspalten", die ausserhalb des Optimalen Bereichs von
60-80% lagen ‚Messdauer je einjahr; Messintervall 1h) - 62 Abbildung 15: Prozentualer Anteil der Mess‘Xierte für die rel. Luftfeuchtigkeit im System
"Kistenstall", die ausserhalb des optimalen Bereichs, von 60-80 % lagen.
(Messdauer je ein Jahr; Messintervall 1h) 63
Abbildung 16: Durchschnittliche Sedimentstaubmenge in Abhängigkeit vorn Haltungssystem (Mittelwerte über je ein Jahr pro Betrieb); n = Anzahl Proben; signifikante
Systemunterschiede (p<0,01) sind mit ** gekennzeichnet (HSD:Test) 64 Abbildung 17: Verlauf der Sedimentstäubmenge in Abhängigkeit vom Haltungssystem und der
Jahreswoche (gleitende Mittelwerte 'über zwei Wochen) 64 - Abbildung 18: Verlauf der Schwebstaubkonzentration im System "KtiegersChür"
(Betrieb 1) in): Winterundim Sommer 65
8 Abbildungsverzeichnis
Abbildung 19: Verlauf der Aussentemperatur und der entsprechenden Schwebstaubkonzentra- tion im Winter an-unterschiedlichen Messorten im System "Kistenstall"
(Betrieb 6) 66
Abbildung 20: Verlauf der Aussentemperatur und der entsprechenden Schwebstaubkonzen- tration in einem wärmegedämmten Stall bei Winterluftrate (System "Vollspalten";
Betrieb 2) 67
Abbildung 21: Verlauf der Aussentemperatur und der entsprechenden Schwebstaubkonzen- tration in einem wärmegedämmten Stall bei Sommerlüftrate (System
"Vollspalten"; Betrieb 2) 67
Abbildung 22; Belastungsindices für Schwebstaub in Abhängigkeit vorn HaltungSsystem
und der Jahreszeit 71
Abbildung 23: Verlauf der Ammoniakkonzentration im Alctivitätsbereich und innerhalb
der Ruhekiste im System "Kistenstall" (Betrieb 6) im Winter 72 Abbildung 24: Verlauf der Ammoniakkorizentration im Aktivitätsbereich und innerhalb
der Ruhekiste im System "Kistenstall" (Betrieb 6) im Sommer 72 Abbildung 25: Verlauf der Ammoniaklconzentration im System "Kriegerschür".
• (Betrieb 3) im Sommer und im Winter 73
Abbildung 26: Veilauf der Ammoniakkonzetitration im Stall an zwei verschiedenen Messstellen in Abhängigkeit von der Zulufttemperatur im System "Vollspalten" (Betrieb 2)
bei Winterluftrate 73
Abbildung 27: Verlauf der Ammoniaklconzentrationim Stall an zwei verschiedenen Messstellen in Abhängigkeit von der Zulufttemperatur im System "Vollspalten" (Betrieb 2) ,
• bei Sommerluftrafe 74
- Abbildung 28: Belastungsindices ‘für die Ammonialdconzentration in Abhängigkeit vom
- Haltungssystem und der Jahreszeit 77
Abbildung 29: CO2Konzentration an•clen verschiedenen Messstellen im System "Kriegerschür"
'(Betrieb 3) im Winter (gleitender Mittelwert über vier Messwerte) 78 Abbildung 30: CO2_Konzentration an den verschiedenen Messstellen im System "Kriegerschür"
(Betrieb 3) irti Sommer (gleitender Mittelwert über vier Messwerte)
Abbildung 31: CO2.Konzentration im System "Kistenstall" (Betrieb 6) im Winter in Abhängigkeit vom Messort (gleitender Mittelwert über vier Messwerte) 79 Abbildung 32: CO2-Konzentration in einem wärmegedämmten Stall (System "Teilspalten",
Betrieb 4) bei Soinmer- und Winterluftrate (gleitender Mittelwert über
vier MessWerte) 80
Abbildung 33: 'CO2 Konzentration im System "Vollspalten", (Betrieb 2) bei Sommer- und
Winterluftrate (gleitender Mittelwert über vier Messwerte) 81 Abbildung 34: Verschmutzung der Liegeflächen im System "Kriegerschür" im Jahres-
verlauf in Abhängigkeit von den Betrieben • 82
Abbildung 35: Verschmutzung der Liegeflächen im System "Kistenstall" im Jahres-
verlauf in Abhängigkeit von den Betrieben 82
• 79
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 36: Verschmutzung der Liegeflächen im Systern "Teilspalten" im Jahres-
verlauf in Abhängigkeit von den Betrieben 83
Abbildung 37: Verschmutzung der Liegeflächen im System "Vollipalten" im Jahres-
verlauf in Abhängigkeit von den Betrieben 83
Abbildung 38: Verschmutzung der Liegeflächen in Abhängigkeit vom HaltungsSystem
und Monat ' 84
Abbildung 39: Prozentualer Anteil der Stalltemperatur Messwerte> 25 °C, in Abhängigkeit
von den untersuchten Betrieben (Messdauer je ein Jahr; Messintervall 1h) 85 Abbildung 40: Prozentualer Anteil der Stalltemperatur Messwerte < 10 °C, in Abhängigkeit
von den untersuchten Betrieben im System "Kriegerschür" (Messdauer
je ein Jahr; Messintervall 1h) 86
Abbildung 41: Prozentualer Anteil Schwebstaubmesswerte >6 mg/m3 in Abhängigkeit
von der Aussentemperatur und den Betrieben mit und ohne Heizung 88
1Abbildung 42: Schema des FAT-Video-Soundlevel-Analysers 97
Abbildung 43: Liegeverhalten im System "Teilspalten" (Betrieb 4) in zwei Winterbeobach-
tungen 99
Abbildung 44: Liegeverhalten im System "Teilspalten" (Betrieb.4) in zwei Sommerbeobach-
tungen .99
Abbildung 45: Nutzung des fest- und Spaltenbodens im System "Teilspalten" als Liege- fläche in Abhängigkeit von der Stalltemperatur (Median über alle Betriebe nach Tei-nperaturklassen, klassenbreite 1 °C)
Abbildung 46: Liegeverhalten von Mastschweinen im System "Teilspalten" in Abhängig- keit von der Ställtemperotur .(Mittelwerte pro Temperaturklasse über alle
Betriebe, Klassenbreite 2 °C) 106
Abbildung 47: Liegeverhalten im System "Vollspalten" (Betrieb 2) in zwei Wintermessungen 101 Abbildung 48: Liegeverhalten im System "Vollspalten" (Betrieb 2) in zwei .Sommermessungen... 101 Abbildung 49: Liegeverhalten von Mastschweinen im System "Vofispalten" in Abhängig-
keit von der Stalltemperatur (Mittelwerte pro Temperaturklasse über alle
Betriebe, Klassenbreite 2 °C) 10
Abbildung 50: Liegeverhalten im System "Kriegerschür" (Betrieb 1) in zwei Wintermessungen, 102 Abbildung 51: Liegeverhalten im System "Kriegerschür" (Betrieb 1) in zwei Sommer-
messungen 102
Abbildung 52: Liegeverhalten im System "Kriegerschür" (Betrieb.3) in zwei Winter- '
messungen 103
Abbildung 53: Liegeverhalten im System "Kriegerschür" (Betrieb 3) in zwei Sommer-
messungen 103
Abbildung 54: Liegeverhalten im System "Kriegerschür" (Betrieb 8) im Winter 103 Abbildung 55: Liegeverhalten im System "Kriegerschür" (Betrieb 8) im Somrrier 103 99 -
10 Abbildungsverzeichnis
Abbildung Kreuzkorrelationsfunktion: Aufenthalt im Auslauf und Stalltemperatur.
Die Werte der Stalltemperatutwerderrim Stundenraster verschoben;
System "Kriegerschür" in den Sommermessungen (alle Betriebe) 104 Abbildung 57: Median der Auslaufnutzung in Abhängigkeit von der Stalltemperatur im System
"Kriegersehür" (alle Betriebe) 105
Abbildung 58: Median der Häufigkeit von Haufenlage bzw. Seitenlage oder Auslauf- nutzung in Abhängigkeit von der Stalltemperatur im System "Kriegerschür"
(alle Betriebe) 106
Abbildung 59: Liegeverhalten von Mastschweinen im System "Kriegerschür" in Ab- hängigkeit von der Stalltemperatur (Verhaltensweisen innerhalb von
Temperaturklassen; Klassenbreite 5 °C) 106
Abbildung 60: Kistennutzung und Verhalten ausserhalb der Ruhekiste im System
"Kistenstall" (Betrieb 9) in zwei Winterbeobachtungen 107 Abbildung 61: Aufenthalt ausserhalb und Verhalten innerhalb der Ruhekiste im System
"Kistenstall" im Winter (Betrieb 9) 107
Abbildung 62: Position des Kopfes beim Aufenthalt in der Ruhekiste iin System
"Kistenstall" im Winter (Betrieb 9) . 108
Abbildung 63: Kistennutzung und Liegeverhalten ausserhalb der Ruhekiste im System
"Kistenstall" (Betrieb 6) Mi. Winter 108
Abbildung 64: Aufenthalt ausserhalb und Verhalten in der Ruhekiste im System
"Kistenstall" (Betrieb .6) im Winter 109
Abbildung 65: Position des Kopfes beim Aufenthalt in den Ruhekisten im System
"Kistenstall" (Betrieb 6) im Winter 109
Abbildung 66: Kistennutzung und Liegeverhalten ausserhalb der Ruhekiste im System
"Kistenstall", (Betrieb 9) im Sommer • 110
Abbildung 67: Ruhekistennutzung und Liegeverhalten ausserhalb der Ruhekiste im
• System "Kistenstall" (Betrieb 6) in Zwei Sommerbeobachtungen 110 Abbildung 68: Nutzung der Ruhekisten im System "Kistenstall" in Abhängigkeit von der
Stalltemperatur ('alle Betriebe) und Tageszeiten; Mediane innerhalb vön
Stalltemperaturklassen (Klassenbreite 1 °C) 111
Abbildung 69 Relativer Schallpegel im System "Kriegerschr" in Abhängigkeit von der Stalltemperatur (alle Betriebe); Mediane innerhalb von Stalltemperatur-
klassen (Klassenbreite 1 °C) 112
Abbildung 70: Prözentualer Anteil von Tieren mit Liegechwielerr in Abhängigkeit vom
Haltungsystem und der Gewichtsklasse 1 120
Abbildung 71: Anzähl Schäden im Bereich Tarsus pro Tier in Abhängigkeit vsom Haltrings-
system und der Gewichtsklasse 121
Abbildung 72: Anzahl Schäden im Bereich CatpuS pro Tier in Abhängigkeit vorn Haltungs-
system und der Gewicheklasse 122
Abbildungsverzeichnis ' 11
Abbildung 73: Anzahl Schäden am Kronsaum pro Tier in Abhängigkeit Vom Haltungs-
systern und der Gewichtsklasse 123
Abbildung 74: Anzahl Schäden am Rüssel pro Tier in Abhängigkeit vom Haltungs-
system tind-der. Gewichtsklasse 124
Abbildung 75: Anzahl Schäderi an den 'Ohren pro Tier in Abhärigigkeit vöm Halturigs-
system und der Gewichtsklasse 125.
Abbildung 76 Prozentualer Anteil von Tieren mit Anzeichen von Schwanzbeissen ,in
Abhängigkeit vom Haltungssystem. und der Gewichtsklasse 125 Abbildung 77: burchschnittlichetägliche Zunahmen der Einzeltiere in Abhängigkeit
vom Haltungssystem und dem Einstallnionat '130
/Abbildung 78: Futterverwertung in den Testbetrieben 1.32
Abbildung 79: Buchtengrundriss nn System "Kriegerschür" 163 Abbildung 80:- Gesamtgrundriss einer "Kriegerschür"; (fiktiver Betrieb) 164 Abbildung 81: BuchtengrundrisS System Kistenstall"; Betrieb 6 164 Abbildung Gesamtgrundriss System "Kistenstall"; Betrieb 1.65 Abbildung 83: Gesamtgrundriss System "Kistenstall"; Betrieb 9 165 Abbildung .84: Abteilgrundriss System "Teilspalten".; Betrieb 4 166. . Abbildung 85: Abteilgrundriss System "Teilspaltedr; Betrieb 9 166 Abbildung 86: Abteilgründriss System "Teilspalten"; Betrieb 7 167 Abbildung 87: AbteilgtundtisS Systerm"Vollspalten"; Betrieb:2 167 Abbildung 88: Abteilgrundriss System "Vollspalten"; Betrieb 5 167 Abbildung .89:. Gesamtgründriss S'ystem,"Vollspalten"; Betrieb 6 168
12
Tabellenverzeichnis 13 -
TABELLEN VERZEICHNIS
Tabelle 1: .Richtwerte zur Stallklimagestaltung näch der Deutschen Schweinehaltungsverordnung, der DIN 18 910 und den Richtlinien des l3VET für die Haltung von Schweinen 22 Tabelle 2: Zusammenstellung der von verschiedenen Autoren geforderten Temperaturbereiche
bzw. Mindesttemperaturen für die Schweinemast 23
Tabelle 3: Bereich der unteren kritischen Temperatur (modifiziert nach CLOSE, 1983) .26 Tabelle 4: Zusammenstellung der maximal zulässigen Staubkonzentrationen in Schweineställen 28 Tabelle 5:. Durchschnittliche StäubkonzentrationenM Schweinemastställen (modifiziert
und ergänzt nach RIEDEL, 1987) 33
Tabelle 6: Durchschnittliche Sedimentstaubmengen in SchWeineställen in Abhängigkeit
von verschiedenen Managementmethoden 34
Tabelle 7: Einfluss des Haltungssystems und der Jahreszeit auf die Amnioniakkonzen-
tration in Mastschweineställen (modifiziert nach DÜHRSEN, 1982) 37 Tabelle 8: Strömungsphysikalisch erforderliche Kanaltiefen bei einer Unterflurabsaugung
(modifiziert nach JöSTING, 1991) 37
Tabelle 9: Pathologische, physiologische und ethologische Parameter zur Beurteilung
von Haltungssystemen (modifiziert nach RIST, 1981A) 40
Tabelle 10: Bauliche Besonderheiten der etriebe .46
Tabelle 11: Lüftungstechnische Besonderheiten der Betriebe 47 Tabelle 12: Bonitierungswerte und Besclutibung der entsprechenden
Liegeflächenverschmutzungssgrade 55
Tabelle 13: Zusammenfassung der Temperaturwerte (in °C) in Betrieben mit dem System
"Kriegerächür" 59
Tabelle 14: Zusammenfassung der Temperaturwerte (in °C) in Betrieben mit dem System
"Kistenstall" 60
Tabelle 15: Zusammenfassung der Temperaturwerte (in °C) in Betrieben mit dem Systein
'"Teilspalted 60
Tabelle 16: Zusammenfassung der Temperaturwerte "(in °C) in Betrieben mit dem System
"Vollspalten" 61
Tabelle 17: Zusammenfassung der Schwebstaubkonzentrationen im System "Krieger-
schür" in Relation zu einern örientierungswert von 6mg/m3 6-8 Tabelle 18: Zusämmenfässung der Schwebstaubkonzentrationen im System "Kisten-
stall" in Relation zu. einem Orientierungswert Von 6mg/m3 69 Tabelle 19: . Zusammenfassung der Sehwebstaubkonzentrationen im System "Teilspalten"
in Relation zu einem Orientierungswert von 6mg/m3 70 Tabelle 20: Zusammenfassung der Schwebstaubkonzentrationen im' System "Vollspalten"
• in Relation zu einem Orientierungswert von .6mg/m3 70
14 Tabellenverzeichnis
Tabelle 21: Zusammenfassung der Ammoniakkorizentrationen aus dem System "Kriegerschür"
in Relation zu einem Grenzwert von 10 ppm 75
Tabelle 22: Zusammenfassung der Ammoniakkonzentrationen im System "Kistenstall" in
Relation zu einem Grenzwert von 10 ppm 75
Tabelle 23: Zusammenfassung der Ammbniakkönzentrationen im System "Teilspalten" in
Relation zu einem Grenzwert von 10 ppm 76
Tabelle 24: Zusammenfassung der Ammoniaklconzentrationen im System "Vollspalten" in Relation zu einem Grenzwert von 10 ppm •
Talelle 25: Anzahl der ausgewerteten Videostunden pro System, Betrieb und Beobachtungs-
periode 96
Tabelle 26: Prozentuale Liegezeiten innerhalb 24 h von einzeln, in dänischer Aufgallung gehaltenen Mastschweinen in unterschiedlichen Gewichtsabschnitten (modifiziert
nach PORZIG UND LIEBENBERG, 1977) 112
Tabelle 27: Prozentuale Liegezeiten von Mastschweinen in Abhängigkeit vom Haltungssystem 113.
Tabelle 28: Einteilung der Gewichtsklassen 116
Tabelle 29: Anzahl der untersuchten Tiere pro System, Betrieb und Gewichtsklasse 117 Tabelle 30:, Signifikante Systemunterschiede (pC,01) bei Schäden im Bereich Urals 121 Tabelle 31: ,Signifikante Systemunterschiede (pC,01) bei Schäden am Carpalgelenk 122 Tabelle 32: Signifikante Systemunterschiede (p5_0,01) bei Schäden an den Gliedmassen
(Tarsal-, Carpalgelenk und Kronsaum) 123
Tabelle 33: Anzahl der gewogenen Tiere pro System, Betrieb und Einstallmonat. 129 Tabelle 34: Durchschnittliche Mastleistungen aller. untersuchten Tiere 131 Täbelle 35: Quantitative Bewertung die Tiergerechtheit beeinträchtigender Stallklimafaktoren
(Belastungsindices und Sedimentstaub) und daraus resultierende Rangierung der
untersuchten Systeme 137
Tabelle 36: Quantitative bzw. qualitative Bewertung das Liegeverhalten beeinflussender Temperatur- und Aufenthaltsbereiche und daraus resultierende Rangierung
der untersuchten Systeme 138
Tabelle 37: Rangierung der untersuchten Systeme innerhalb des Aspektes "Schäden am Inte-
gument der Tiere" 139
Tabelle 38: Mittel-, Minimal- und Maximalwerte in g/m2*d söwie Standardfehler der
Sedimentstaubmengen in Abhängigkeit von den untersuchten Systemen 168 Isabelle 39: Zusammenfassung des Liegeverhaltens in Betrieben mit dem System "Krieger-
schür"; Angaben in % von 24 h 169
Tabelle 40: Zusammenfassung des Liegeverhaltens in Betrieben mit dem System "Kistenstall";
Nutzung der gesamten Bucht; Angäben in % von 24,h 169
Tabelle 41: Zusammenfassung des Liegeverhaltens in Betrieben mit dem System "Kistenstall";
Nutzung der Ruhekiste; Angaben in % von 24 h • 170
Tabellenverzeichnis 15
Tabelle 42: Zusammenfassung des Liegeverhaltens in Betrieben mit dem System "Teilspalten";
Arigaben % von 24 h 170
Tabelle 43: Zusammenfassung des Liegeverhaltens in Betrieben mit dem System "Vollspälten";
Angaben % von 24 h • • 171
Tabelle 44; Umtriebsmittelwerte für Veränderungen am Rüssel in Abhängigkeit vom
Haltungssystem und der Gewichtskla,sse 171
Tabelle 45: .'(Jmtriebsriüttelwerte für VeränderUngen an den Ohren. in Abhängigkeit vom
Haltungssystem und der Gewichtsklasse 171
Tabelle 46: iiintriebsmittelwerte flit Veränderungen an den Schultern in Abhängigkeit
vorn Haltungssystem und der Gewichtsklasse 172.
Tabelle 47: UmtriebSmittelwerte für Veränderungen an den Carpälgelenken in Abhän-
gigkeit vom Haltungssystem und der Gewichtsklasse 172 Tabelle 48: Umtriebsinittelwerte für Veränderungen an den Tarsalgelenkeri in Abhän-
gigkeit vom Haltungssystem und der Gewichtsklasse 172 Tabelle' 49: Umtriebsinittelwerte pro GewiChtsklasse füf Veränderungen an den Glied-
fnassen in Abhängigkeit vorn Haltungssystem. 173
16
• 17
VERZEICHNIS DER ABKÜRZUNGEN UND SYMBOLE
•
Arc BLW BML BVET BTS CO2
dae
DFG DIN EP EVD FAT LG MAK Max IVIE Min
N2 NH3
RP
ST-Einheiten Sin
TschG TschV VES Vgl VO
Arcus (mathematische Funktion) BundeSamt für Landwirtschaft, Bern,
Bundesministerium füt Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, Bonn Bundesamt für Yetetinärwesen, Bern
Verordnung über besonders tierfreundliche Stallhaltungs.systeme Kohlendioxid
Aerodynamischer Durchmesser Deutsche Forschungsgemeinschaft Deutsches Institut für Normung • Enzootische Pneumonie
Eidgenössisches Volkswirtsdiaftsdepardement
Eidgenössische Forschüngsanstalt für Agrarwirtschaft und Landtechnik Lebendgewicht '
Maximale Arbeitsplatzkonzentration Maximum, maximal
Metabolische Energie Minimum, minimal Anzahl von n
Normal Null (Höhe über Meer) Molekularer Stickstoff
Ammoniak Rohprotein
Systeme' International d'Unit6s (Internationales Einheitensystem) Sinus (mathematische Funktion)
Tierschutzgesetz (Schweiz) Tierschutzverordnung (Schweiz) Verdauliche Energie Schwein Vergleiche
Verordnung
Weiterhin werden in dieser Untersuchung St-Einheiten verwendet. Der Begriff Luftfeuchtig- keit steht in dieser Untersuchung immer für die physikalische Grösse relative Luftfeuchtig- keit.
18
19
Al EINLEITUNG, PkOBLEMSTELLUNG UND. ZIEL
In der Landwirtschaft führten in den letzten Jahrzehnten einerseits die steigenden Produk- tionskosten und, andererseits die sinkenden Etzeugerpreisö zu einer verstärkten Rationalisie- rung und Spezialisierung. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt in der Geflügel- und Sch*einehaltung. "Moderne" StalIsysteme- bieten hinsichtlich der Arbeitswirtschaft viele Vorteile. Nachteilig ist an solchen Systemen der hohe Einsatz an Technik zu bewerten, da dieser mit hohen Kosten verbunden ist, aber dennoch keinen ausreichenden Schutz Vor Stö- rungen bietet. Ein weiterer Nachteil solcher einseitig aufhöhe Produktivität ausgelegter Stall- systeme ist die zu geringe Berücksichtigung der Bedütfnisse der landwirtschaftlichen Nutztie- re. Dies kann sich in systembedingten Verletzungen und Veränderungen bei .den Tieren, so- genannten Technopathieri, äussern. technopathien könnten sowohl physische Veränderungen als auch Indikatoren für psychische Veränderungen an den Nutztieren sein (GEyBR, 1979;
BÖHMERUND HOY, 1994; VAN PUTTEN, 1996).
Andererseits wird in Labelproduktionen vermehrt versucht, -Ställe zu bauen, welche die An- sprüche der Tiere berütksichtigen. Weil auch von Seiten der Verbraucher ein Umdenken bei der Tierhaltung immer stärker *gefordert wird und • mit tiergerechten Haltungssystemen. ein beträchtlicher Werbeeffekt zu erzielen ist, sind alternative Systeme .für die Schweizer Land- Wirte heute schon interessant. Ein weiterer Gesichtspunkt besteht darin, .dass in, der Schweiz staatliche Beiträge für die Förderung tiergerechter Haltungssysteme gezahlt werden (E'VD, 1998A; EVD, 1998B). •
'In Deutschland wird von den Verbraucher- und Tierschutzverbänden, die tiergerechte Nutz- tierhältung ebenfalls immer stärker gefordert.,
Auch auf der Seite der Qesetzgebung findet der Tierschutzgedanke immer breiteren Einzug.
So wurden in den letzten Jahren in einigen europäischen Ländern Haltungsverordnungen für die Schweinehaltung erlassen, die den Tierschutz in der Schweinehaltung verbessern sollen (SS, 1988; Tsci-TV, 1997; BVET, 1998; BML, 1994; BML, 1998; LN:V, 1998)
'Neue, tiergerechte Haltungssysteme haben allerdings nur eirie Chance, sich in, der Land- wirtschaft durchzusetzen; wenn sie sowohl bei. der Erstellung als auch im Betrieb keine Zu- satzkosten im Vergleich zu konventionellen Haltungssystemen bewirken. Ausserdem dürfen tiergerechte Haltungssysteme keine unzumutbare arbeitswirtschaftliche Mehrbelastung dar- stellen.
Ein möglicher Weg, die Kosten in der Mastschweinehaltung zu senken, ist der Bau von Aus- senklimaställen. Bei diesen Stallsystemen' wird auf eine Wärmedämmung der Bauhülle und meist auch der Stallböden verzichtet. Da diese Ställe über eine freie Lüftung be- und entlüftet werden können, entfallen Investitions- und Betriebskosten für eine Lüftung- und Heizungs- anlage. Dieser durchaus positiven Seite ,stehen allerdings auch Nachteile gegenüber, die nicht übersehen werden dürfen. Neben dem Nahrungs- und Tränkebedarf haben Tiere das Bedürf- nis nach .BeWegung, Erkundung, Körperpflege, Beschäftigung, Sozialkontakt und einer ihrer Art entsprechenden thermischen Gestaltung der verschiedenen Bereiche ihres Haltungssy- stems. Diese Aufzählung ist sicherlith nicht abschliessend und soll die Vielgestaltigkeit der Bedürfnisse von landwirtschaftlichen' Nutztieren darstellen. Zur Beurteilung der Tiergerecht- heit bedarf es daher einer möglichst multifaktöriellen Betrachtungsweise.
Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit der Tiergerechtheit von unterschiedlichen Haltungssystemen in der Schweinemast. Untersucht wurden die wärmegedämmten Systeme
20 A. 'Einleitung und Problemstellung
"Teilspalten" und "Vollspalten" sowie die nicht-wärmegedämmten Systeme "Kriegerschür"
und "Kistenstall".
Anhand von Erhebungen auf Praxisbetrieben sollte abgeklärt werden, welche Vor- und Nachteile bei den einzelnen Haltungssystemen bezüglich der Tiergerechtheit bestehen. Die Methode einer Feldstudie wurde gewählt, um das komplexe Umfeld "Schweinemaststall" kor- rekt zu berücksichtigen. Es werden in dieser Untersuchung daher bewusst Einflussfaktoren in Kaufgenommen, die einen direkten Vergleich der Betriebe erschweren. Es Wurde daraüf ge- achtet, durch die Untersuchungen den normalen Ablauf der Stallarbeiten nicht zu stören, um Probleme, die unter Praxisbedingungen auftreten, mi. erkennen.
Problemstellung und Zielsetzung'
Im Sinne einer multifaktoriellen Beeinflussung der Tiergerechtheit von verschiedenen Hal- tungssystemen für die Schweinemast wurden für diese Arbeit folgende drei Aspekte ausge- wählt und zur Beurteilung herangezogen:
• Stallklima
• Liegeverhalten der Mastschweine
• Schäden am Integument der Tiere.
Weiterhin wurde die Leistung der Mastschweine erhoben. Diese Daten dienten der Einord- nung des Leistungspotentials der Tiere in den Praxisbetrieben. Ein Beurteilungspunkt für die Tiergerechtheit stellt die,Leistung nur im negativen Fall dar, wenn die Umweltbedingungen in einem System so schlecht sind, dass es zu Leistungseinbussen kommt.
Die drei Beurteilungsaspekte wurden in einzelne Untersuchungsparameter unterteilt. Für die Untersuchungsparameter sollte entweder anhand von bestehenden Grenz- bzw., Orientie- rungswerten oder durch Analyse der Beziehungen zwischen den Parametern versucht werden, die Vorzüge und Grenzen der Tiergerechtheit der einzelnen SYsteme aufzuzeigen.
Beim.Aspekt "Stallklima" sollten folgende Fragen beantwortet werden:
• Unterscheidet sich die Belastung; der Mastschweine .durch Staub, Ammoniak und Kohlendi- oxid in den verschiedenen Haltungssystemen?
• Gibt es jahreszeitliche Einflüsse in der Schadstoffbelastung?
•• Welche Einflüsse begünstigen die Entstehung hoher. Scha,dstoffkonzentrationen in der Stallluft?
• Wq, liegt dip untere Temperaturgrenze für Mastschweine?'
• Wo liegt die obere Temperaturgrenzefür Mastschweine?
Im Zusammenhang mit Stallklimafaktoren sind Veränderungen an den Lungen von Mast- schweinen von Interesse. Parallel zu der vorliegenden Arbeit wurden in zwei Betrieben, die jeweils zwei unterschiedliche Haltungssysteme bewirtschafteten, Untersuchungen zur Lun- gengesundheit der Schweine durchgeführt (DöNz, 1999).
A. Einleitung und Problemstellung. 21
Unter dem Aspekt "Verhalten 'i wurden Parameter des Liegeverhaltens ausgewählt, um die Fragen' zur Festlegung der Temperaturbereiche beantworten zu- können. arüber hinaus soll- ten Erkenntnisse zum Verhältnis ,zwischen Ruhe—und Aktivitätszeit der Mastschweine in ver- schiedenen Stallsystemen gewonnen werden. Konkret sollten Antworten auf fblgende Fragen gegeben werden:
• Unterscheidet sich das Liegeverhalten in den verschiedenen Haltungssystemen?
• Ist es möglich, anhand des Liegverhaltens die obere und untere Grenze für die Stalltempe- ratur im Liegebereich der Mastschweine festzulegen?
• Unterscheidet sich das Ruhe,- und Aktivitätszeitverhältnis, der Mastscheine in den ver- schiedenen Haltungssystemen?
Beim Aspekt "Schäden am Integument der Tiere" sollte geklärt werden., ob in den verschiede- nen Systemen eine unterschiedliche Prävälenz von Schäden am Integument der Tiere besteht.
Es wurden sowohl Schäden, die dusch direkte Einwirkung des Haltungssystems entstehen, als auch Schäden, die durch soziale Interaktionen zwischen den Tieren entstehen, untersucht.
Beantwortet werden sollten folgende Fragen:
• Führen die verschiedenen Haltungssysteme zu einer unterschiedlichen Prävalenz von Schä, den am Integument der Mastschweine?
• Kommt es zwischen den Haltungssystemen zu einer unterschiedlich starken Auswirkung der sözialen Interaktionen der Tiere auf Schäden am Integument?
Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine Rangierung der Haltungssysteme anhand der ennittelten Befunde. Wenn möglich werden für die einzelnen Untersuchungsgrössen auch Verbesse- rungsvorschläge für die Praxis vorgeschlagen.
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10-18 °C • 10-80%
12- 16 °C —
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22
B. ,LITERATURÜBERSICHT 7
1. Stallklima
Nach § 2- Absatz 1 der Deutschen Schw.einehaltungsverotdnüng muss ein Schweinestall nach Seiner Bauweise, seinem Material, -seiner technischen Ausstattung und- Seinem Zustand so
• beschaffen sein, dass von ihm keine vermeidbaren Gesundheitsschaden für die Schweine aus- gehen 'und eine Deckung ihres Bedarfs möglich ist Auch das Stallklima wird in § 9 dieser Verordnung *angesprochen: "Es muss sichergestellt sein, dass Luftzirkulation, Staubgehalt, Temperatur,- relative Luftfeuchte und Gaskonzentration im Stall in, einem Bereich gehalten werden, ,der die Gesundheit der Schweine nicht nachteilig beeinflusst" (BML,. 1994). Eine genauere Definition; was untet. einer "nachteiligen Beeinflussung der Gesundheit" zu verste- hen ist, erfolgt,
Ähnliche Formulierungen findet Man in den Artikeln 2 und 7 der Schweizerischen Tierschutz- verordnung: '"Tiere sind so zu behandeln: dass ihren Bedürfnissen in bestmöglicher Weise Rechnung getragen wird",, und in Artikel 7: "Räume, in denen Tiere gehalten werden, Milissen so gebaut, betrieben und gelüftet werden, dass ein den Tieren angepasstes . Klima erreicht wird" (TschV, 1997). Präzisiert wird diese Forderung in den Richtlinien des BVET für die 'Haltung von Schweinen (BVET, 1998), die sich unter anderem auf die Schweizer 'Stallklima-
ncrm aus dem Jahr 1,983 stütze'(SIALLKLIMAKOMMISSION, 1983). Vür einige StOlklimapa•,- r4mefer werden in der Deutschen SchweinehaltungsVerordhung, der DIN 1891.0 (DIN, 1992)
• und in den Richtlinien für die Haltung von Schweinen Sollwerte festgelegt Diese Werte sind in Täbelle 1 aufgeführt.
Tahelle 1.: Richtwerte itir ,StaBklimagestaltung nach der Deutschen.Schweinehaitungsverorditung, der - - DIN 18910 und den Richtlinien des BVET für die ,Ialtun« vön Altweinen
= Mit zunehmendem Alter
= In gesehlosserien Ställen.
=Fordeiung.aus der Stallklimanorm, gilt nur im munittelbaren Uingebangsbeitich der Tiere
B. Literaturübersicht fin
Jim Fblgenden, werden, die wesentlichen Siallklimapararrieter der HaltungsVerordriungen näher dargestellt. •
1.1 Hydrothermischer Kämplex-
1.1:1 Temi3eratur
Die Umgebungstemperatur in Stauungen wird durch die 'Tierart, die Nutzungsrichtung, das Leistungspotential der Tiere, die 13elegungsechte, die baulichen Ausführungen der Stallhülle, das Haltungsverfahren 'und durch die Aussentemperatur beeinfluSst. Ob in Stallungen ein aus- geglichenes Klima herrschen soll oder ob' die Tiere eher tages- und jahresrhythmischen Schwankungen 'ausgesetzt Werden sollen, ist umstritten: T1WSCHNBR (1991) plädiert' für, mi- nimale Teinpetatürseankungen zwischen Tag und Nacht >von höchstens 3' °C. BARTUSSEK
(1974) hingegen bezeichnet sein konstantes "schädliche Reizarmut" In Tabelle sind einige Empfehlungen zur Stalltemperatur in Schweineställen aufgeführt:
Tabelle 2: Zusammenstellung der von Versehietlenen.Autoren:gefOrderten Temperaturbereiche bzW, Min desttenin eratUren für die'SchWeinemast ,
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• , . • i'emp,erattitbergicir, esihc nicht
•
PFEIFFER Keine Angaben 28-7 °C . negativ auf die täglichen Zunahmen
. (1961)
•
auswirkt . ,
•
S. .
, .
. ,
' . .
Stroheinstreu 12 °. c , ' VERSTEGEN t.JD
Betonboden , 1,9 °C
. VAN bERMEL (1974)" . ,
Strohlos : 10 °C . Zucht-und Mastschweine ' BOONER '
Alit' Stroh . 5 °C , Zucht- und Mastschweine ,„ (1)82)
. . . .
• ' Negative Auswirkungen, insbesondere ..., . ' • ' .K.IRCHGESSNER 'Keine Angaben 20•-16. °C . in eingreuloserf Systemen, verringerte - .
, Gewichtszunalurie um 13 % bei 10 °C.. . (1987p .
• . - . . . . . ' .
. Unterelcritiche Temperatur bei : ilKocken es Stroh,
10 °C . ' 25 kg Lebendgewicht - • . .
öhne Zugluft,
. 5 9C . • 45 kg1.,ebendgeWicht ' BARTusstK.(1988),.
.
Grupp altüng 0 <pc , enh
. .
„ >70 kg Lebendgewicht, •
. .
, Bereich mit den höchsten Miistlei- .
HILLIGER:
Kam. Arigaben 20-10 °C , Stungen und der besten Futtervenver-
lung .
(1)90) i . .
• , : . . • . -
Ki,eilte Angaben:, 22-16 °C
-
Boi,121tJA.N (1993),
. . .
; • Abhängig vonder Fütterungsiiitensität '
,und deni, Gewicht der Tiere, Temp> ' MOLLER :Keine Angaben 24-12 °C
. ratur muss nur in den Ruhezonen (1993j . •
• erfüllt stin - .
24 B. Literattirüberrcht
Nach BIANCA (1977, 1979) gibt es für die landwirtschaftlichen Nutztiere, als homoiotherme Lebewesen, 'eine Zone der Umgebungstemperatur, innerhalb welcher die Körpertemperatur mit einem minimalen Einsatz an regelnden Eingriffen seitens des Tieres konstant gehalten wird. Dieser Temperaturbereich wird als Zone der thermischen Indifferenz bezeichnet. Die Zone der, thermischen Indifferenz ist von Tierart zu Tierart verschieden und innerhalb :.:1er Tierart vom jeweiligen Leistungsstand, dem Alter sowie von der Körpergrösse abhängig. In Abbildung 1 sind die grundlegenden Zusaminenhänge dargestellt.
Überleben. .
Homeothermie
KörperkernteMperatur
Therm. Neutralität
'
Hypo- thermie
/hoe ree
. 0.
Therm.
lndiffe- renz
Hyper- thermie
• BA
Temperatur
A' B' C' D'
Abbildung 1: Kritische Tempenturen und Zonen bei Säugetieren (BIANCA, 1976)
- Die Zone der thermischen Indifferenz liegt na.ch BIANCA (1979) beim Schwein zwischen 0 °C und 15 °C. Bei der Haltung auf Vollspaltenboden ist eine Verschiebung der Indifferenzzone' um +4 °C angezeigt (GÖTZ, 1986).
Görunz (1996) beschreibt eine 'Abhängigkeit der'therniischen Neutralität beim Mastschwein von den täglichen Zunahmen, da mit steigender Leistung die Ansprüche der Tiere an die Um- gebungstemperatur ansteigen.
13 0
4.. a)
:(CS
2
B. Literaturübersicht 25
35
39 25
-E 20
C.
15
10
'550 600 650 700 750 750
Tägliche Zunahmen in g
800 850 900 950
in"°C --ib'T-Maxiiiium in °C
Abbildung 2: Abhängigkeit der thermoneutralen Zone beim Mastschwein von den täglichen Zunahmen (modifiziert nach 'GÖRLITZ, 1996)
Neben den direkten. Auswirkungen auf die täglichen Zunahmen können Temperaturen aussen- halb- der thermischen Neutralität aüch den Ausbruch von stressbedinsten Krankheiten fördern:.
Aus dem gleichen Grund sind Temperaturstürze von meht als 10 °C innerhalb, weniger Stun- den zu vermeiden (KELLEY, 19.80; DoNE, 1991; MÜLLER, J593).
Durch die ethologische Temperaturregulation sind Schweine in der Lage, frühzeitig ad Um- gebungstemperaturen zu reagieren, die nicht ihrem physiologischen öptiinum enterechen.
Für sie spielt das., Mikröklima in ,der unmittelbaren Umgebung eine ,grössere Rolle -als .die Stalltemperatur. Wenn es den Tieren möglich ist, ihr Mikroklima selber zu gestalten, können auch unter Aussenklimastallbedingungen optimale Leistungen erbracht werden (JAKOB, 1,987). l3ALDwiN, UND INGRAM (1967) stellten in einem Stoffwechselkasten, in welchem das Schwein .durch Drücken des 'Rüssels aufeinen Schalter Infrarotlampen einschalten und so seine Umgebungstemperatur nach edarf erhöhen konnte, fest, dass die Tiere 10 °C Raum- temperatur und 17 °C Wandtemperatur wählten. Zu ähnlichen Ergebnissen kam auch CLOSE (1983), er gibt für die verschiedenen Gewichtsklassen bei einer 'Gruppengrösse von neun Tie- ren die in Tabelle 3 dargestellten Bereiche der unteren kritischenTempetatur an.
Ähnliche Ergebnisse wurden auch von SMITII(1982) veröffentlicht; Er geht bei 5 0 kg schwe-• ren Tieren von einer-minimalen Stalltemperatur von 8°C' bei guter Fütterung, Stroheinstreu,.
niedrigen Luftgeschwindigkeiten und warmen Wänden aus, während er bei Betonboden, ge- ringer Futtetintensität und hohen. Luftgeschwindigkeiten 2 °C als Minimumtemperatur für
notwendig erachtet. -
10-31
.60 8-28
100 2-25
.::e.m...0e,,geemegee/xw,„03:0„.e4 peewee, ere'eh der u tereKkritischenStall em eratu lZ lbeeeteege4.".' ni'd19eAeleaW97.,...„*.e4 Agfflegeheffle.
20
mom 4:::5e#04,7 orperoewtehtle
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26 B. Literaturübersicht
Tabelle 3: Bereich der unteren kritischen Temperatur (modifiziert nach CLOSE, 1983).
**Die unteren Werte gelten jeweils für eine Füttentng mit 1260 k.FME/kg LGV5; 0,1 m/s Luftgesdhwindigkeit; wanne Stallwände und tröckene Stroheinstreu.
Die oberen Werte gelten' jeweils für eine Fütterung mit 840 kJ ME/kg LGV3; 0,8 m/s .Luftgeschwindigkeit; kalte Stallwände und nasse Betonböden.
Aber' auch iu hohe Temperaturen können zu Leistungseinbussen führen. AD_A_m ET AL. (1982) ermittelten eine Verringerung der täglichen Zunahme um 20-40 .% durch Hitzestress, 130L- , DUAN (1993) eine Reduzierung von ca. 50 g. Bei über 25 °C Stalltemperatur kommt es zu- _
sätilich zu Einbussen bei der Futteraufnahme (BEHNINGER ET AL, 1997).
Um bei hohen Temperaturen .auch eine wirkungsvolle ethologisöhe Thermoregulation durch- führen zu können, benötigen Endrriasttiere 0,8-1,0 m2 (BAxTER, 19.84; GÖTZ, 1986). Eine Belastung der Tiere durch Hitzestress lässt sich am.wirkungsvollsten durch ein Besprühen der « Tiere mit Wasser vermeiden (GÖTZ, 1986). Das Besprühen der Tiere ist nach GÖTZ (1986). ab einer Temperatur von ca. 26-28 °C nur für je 2, min notwendig, um eine langandauernde Wir- kung zu erzielen. Das Intervall zwischen zwei Sprühvärgängen sqllte 60-90 min. betragen.
Der Wasserverbrauch beläuft sich pro Vörgang auf weniger als 0,81/Tier.
Ein weiteret Gesich4unkt ist die Temperatur an den „Einrichtungsgegenständen, vor allem . der Buchtenwände. Für den menschlichen Aufenthaltsbereich fordert ANDIULOVICI (1995)
einen maximalen Unterschied zwischen Wandtemperatur und Raumlufttemperatur von ± 8
°C. Dieser Wert deckt sich gut mit den Versuchen von BAL1DWIN UND INGRAM (1967), in de- hen sich Schweine die Wandtemperatur' auf 17 °C und die Raumtemperatur auf 10 °C ,eiri- stellten.'
1.1.2 Luftströmungund Ltiftfert:ing•
Unter Luftführung versteht man den Weg der-Luft bei der Raumdurchspülung vom Luftein, tritt bis zum Luftaustritt. Im Stall treten sowohl, gerichtete' als auch turbulente Strömungen auf. :Gerichtete Strömungen sollten im Bereich der Lüfteintrittsöffnungen und turbulente Strömungen im Tierbereich vorherrschen. Treffen gerichtete Strömungen, die kälter als die 'Umgebungsluft sind partiell auf die' T.iere, so spricht man von. Zugluft (tRUSCUNER, 1998).
Der Abkühlreiz ist -umso grösser, je stärker die Luftbewegung und je niedriger die Lufftempe- rang' ist. Zugluft wird allgemein als .schädlich für die Tiergesundheit angesehen.
Ob in einem Stall Zugluft auftritt oder niCht, hängt in erster Linie von der Zuhaftführung ab.
• Wenn die Geschwindigkeit der einströmenden Luft einen bestimmten Wert erreicht, • kommt es',zu ,einer Imputswirkung auf die Raumluft, durch die sich typische Luftwalzen ausbilden können. Wird die Zuluftfläche vergrössert oder die Zuhrftgeschwindigkeit verringert, nimmt die ImpuNwirkung ab. Es werden 'keine Luftwalzen rriehr ansgebildet und die Zuluft erreicht mit teilweise beträchtlichen Temperaturunterschieden und beachtlicher Geschwindigkeit den
B. Literaturübersicht 27
Tierbeteich. Dieses Problem tritt insbesondere bei Strahllüftungen im Winter bei geringer
• Luftrate auf.
Eine Alternative ist'dieZuluftführung über Rieselkanäle. Diese vereinen eine grosse .Zuluft- fläche .mit einer geringen Strömungsgeschwindigkeit, SO dass eine impülsartne. Verdrän- gungslüftung erreicht wird.
1.1.3 Relative Luftfeuchtigkeit
Der grösste Anteil des im Stall entstehenden Wasserdämpfes stammt von den Tieren selbst.
Ein Mastschwein. mit .60. kg Lebendgewicht produziert abhängig von der Umgebungstempe- ratur 71-180 g Wasserdampf in der Stunde (CIGR, 1984).,Aus diesel. Wert folgt, dass pro Tag und 100 Mastschweinen 170-432 kg Wasserdampf durch die Lüftung ans dem Stall ent-
•fernt werden müssen.
Für 'die relative Luftfeuchtigkeit existieren keine Empfehlungswerte in der • Deütschen Schweinehaltungsverordnung. Allerdings wird generell.' ein Bereich zwischen 60 und 80 % relative Feuchte als optimal angesehen. Dieser Wett entspricht der DIN 18 910 (DIN, 1992) und den Schweizer Richtlinien zur Haltung von Schweinen, die 50 bis 80 % relative Stallluft- feuchtigkeit empfehlen. (BVET, 1998). eRESK UND 'STOLPE (1988) fanden bei Versuchen mit Absetzferkeln in Klimakainmem. keinen signifikanten Einfluss der' relativen Luftfeuchtigkeit (50 %.bzw. 90 %) out das Wachstum der Ferkel.
Sowohl eine zu niedrige als auch eine 2u hohe relative*Luftfeüchtigkeit in der Stallluft hat aber indirekt einen negativenEinfluss,auf die Tiergesundheit.
• Relative Luftfeuchtigkeit unter 60 %:
Bei zu niedriger Luftfeuchtigkeit kann es in Abhängigkeit von der Stalltemperatur und. der Luftgeschwindigkeit zu unterschiedlichen Beeinträchtigungen 'bei den Tieren 'kommen. Eine Temperaturerhöhung hat in diesem Bereich einen exponentiellen Anstieg der Staubentwick-, lung zur Folge (ZEITLER-FEICHT ET AL., 1991). Ausserdem trotknen ,die Schleimhäute der Tiere aus, wodurch die Anfälligkeit für Infektionskrankheiten steigt..
Relative Luftfeuchtigkeit über 80 %:
IM Bereich zu hoher Luftfeuchtigkeitsgehalte bei gleichzeitig 'hohen 'Temperaturen wird die Wärmeabgabe der Tiere behindert. Zudem kommt es zu einem vermehrten Anfall von Schad- gasen (MARscHANG, 1994).'Hohe Luftfeuchtigkeit führt durch eine Vergrösserung der Staub- partikel und der damit verbundenen schnelleren Sedimentation itr einer Verringerung der Pneumonieinzidenz, (GORDON, 1963; HONEY UND MC QUITTY, 1979). Bei Versuchen mit 50 % und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit konnten BUNDY UND HAZEN (1975) hingegen kei- nen signifikanten Unterschied in der Sedimentationszeit feststellen.
Nach BAUER (1993) sind jeweils zu den Fütterungszeiten stark erhöhte Lufifeuchtigkeitswerte zu messen. Die Erhöhung erfolgt sprunghaft, wodurch der Beginn der Fütterung relativ genau festgelegt werden kanrr. Sind solche sprunghaften. Anstiege jedoch in den Ruhezeiten der' Tie- re zu 'beobachten, so kann man auf ausserordentliche Vorkommnisse'im Stall schliessen, die die Tiere in einen ethöhten Erregungs2ustand ve'rsetzt haben (BAUER, 1993). •
Gesamttaub, 3,7
davon 0,23
DoNHAm (1989) Maximalkonzentration
Lungengängiger Staub
GUSTAFSS ON -(1991) Organische dube
5,
100
2,5
Bossow (1995) GesaintstaUb
Maximalkonzentration Dauerkonzentration 'Einatembarer Anteil,
Alveolengängiger Anteil 4,0
davon 1,5
Aufenthalt für 8 h in der belasteten
Umgebung DFG (1998)
1$,tart ii
*. r aus “renzWertee_
in_mo• - weeeseer
Xe>e4:4e4e<
Gesamtstaub Gesamtstaub
• Gesamtstaub
Maximale Tierplatzkonzentration Maximale Tierplatzkonzentration' • Beeinträchtigungen der Stallarbeiter
CURTIS ET AL.
(1;975) BRESK UND STOLPE (1975)
• DONHAM ET AL.
(1984) 5,0-8,0
6,0 2,0
28 13. Literaturübersicht
1.2 Faktor Staub
1.2.1 Schwebstäub
Über die zulässige Staubbelastung in Schweineställen existieren weder in der Schweiz noch in Deutschland gesetzliche Regelungen. Die schädigende Wirkung des Staubes ist jedoch unbe- stritten. In der Industrie ist eine maximale Arbei4latzkonzentration (MAK-Wert) von 1,5 mg/m3 des alveolengägigen Anteils (bisher: "Feinstaub") und eine Konzentration von 4
mg/rn3 des einatembaren Anteils (bisher: "Gesamtstaub") festgelegt (DFG, 1998). Für die Tierhaltung fehlt eine klare gesetzliche Regelung. Daher werden• von verschiedenen Autören eine Viel2ahl von Orientierungswerten vorgeschlagen. In Tabelle 4 ist die Streubreite der ge- forderten Maximalkonzentrationen wiedefg,egeben,
Tabelle 4 : Zusammenstellung der maximal zulässigen Staubkorizentrationen in Schweineställen
Einheitliche Definitionen über die einzelnen Staubfraktionen liefert die EN 481 (CEN, 1993)
(siehe .Abbildung 3).
Aerosol Atembereich
Einatembarer Anteil
Total deponierter Anteil
Nicht einatembarer Anteil
Nasen-Rachen-Kehlkopf- Anteil
(Extrathorakaler Anteil)
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II Ausatemba.rer-Anteil MIMS A-ex w"
;2enaeeee
B. Literaturübersicht 29
• Abbildung 3: Unterteilung de geämten.Aerosols im Atembereich nach arbeitsmedizinischen Kriterien
' -(DFC, l.998). . .
. . • •
_ Aus dem einätembaren Anteil werden Partikel mit dae...> 15 1.tm nahezu auSsChlieSslich im Be- , reich von Nase, Rachen und -Kehlkopf, kleinere Partikel zum teil im.tfacheo,-Brondhialbaurri , oder im Älveolarraüm deponiert Der Depositiönsort in Atemtrakt ist Stark von aerodynami- schen Durchmesser (du) abhängig (siehe Abbildung 4): Aus .arbeitsmedizinischer Sicht Sind daher .folgende deponierbare Anteile bedeptend (DFG, 1998):
. . ,
• Total deponierter Anteil: ,
Es handelt sich hierbei um den Anteil des Aerosols, der eingeatmet, aber nicht wieder ausge-
atmet Wird. . . ' ' - - ' • -
e ExtrathOrakaler Anteil:
,Anteil des Aerosols, Welcher sich im Bereich von Nase, Mund, Rachen und Kehlkopf abla- gert. Die Reinigung ist spätestens nach Stunden abgeschlossen.
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Tracheo-arönchial-Anteil:' „Hierunter wird der, Anteil verstanden,-der sich im Bereich des mukoziliaren Reinigungsappa- rates des Tracheo-Bronchialbaumes ablagert.:Aerosolpartikel-initDurchmessern über TS ijin , werden innerhalb •eines Tages eliminiert Ein Teil der kleineren Partikel steht in begründetem ' Verdacht, Sich mehrere Wochen un'Tradherondhialbereich aufzuhalten.
.• Alveolar-Anteil: . , , . .
'Bezeichnet den Anteil "des- Aerosols, .der sich in den 'Alveolen'sowie im Bereichder BroiF chiolen, in denen'keine.mukoZiliäteReinigung stattfindet, ablagert. ,
