Orientierende Untersuchungen zum Einfluss von Haltung, Hygiene und Luftqualität auf die Atemwegsgesundheit von Fohlen in vier deutschen Zuchtbetrieben

der Tierärztlichen Hochschule Hannover

Orientierende Untersuchungen zum Einfluss von Haltung, Hygiene und Luftqualität auf die Atemwegsgesundheit von Fohlen in vier deutschen

Zuchtbetrieben

INAUGURAL-DISSERTATION Zur Erlangung des Grades einer

Doktorin der Veterinärmedizin (Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von Jennifer Eubel

aus Dortmund

Hannover 2004

Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. J. Hartung

1. Gutachter: Univ.- Prof. Dr. J. Hartung 2. Gutachter: Univ.- Prof. Dr. E. Deegen

Tag der mündlichen Prüfung: 4. Juni 2004

1. Einleitung 7

2. Literaturübersicht 9

2.1. Luftzusammensetzung in Pferdeboxen 9

Allgemeines 9

2.1.1. Physikalische Parameter 10

Temperatur 10

Feuchtigkeit 11

2.1.2. Chemische Parameter 13

Kohlendioxid 13

Ammoniak 14

2.1.3. Partikelförmige Stoffe – unbelebte Partikel 16

Staub 16

Endotoxine 18

2.1.4. Belebte Partikel (Mikroorganismen) 19

2.2. Stallbaukriterien und Management 22

2.2.1. Luftvolumen 22

1.1.2. Kriterien für die Bewertung der Boxenwände und Boxen-

abmessungen 22

1.1.3. Management und seine möglichen Konsequenzen 23 2.3. Atemwegserkrankungen bei Pferden und Fohlen 25

2.3.1. Häufigkeit des Auftretens 25

2.3.2. Einfluss der äußeren Faktoren auf den Atmungstrakt 26

2.1. Vorstellung der Betriebe und ihres Managements 28

3.1.1. Betrieb 1 28

3.1.2. Betrieb 2 31

3.1.3. Betrieb 3 34

3.1.4. Betrieb 4 37

2.2. Material und Methode 41

3.2.1. Bestimmung der einzelnen Stallklimaparameter 41

3.2.1.1. Physikalische Parameter 41

3.2.1.2. Chemische Parameter 42

3.2.1.3. Unbelebte Partikel 42

3.2.1.4. Luftkeimgehalt 44

3.2.1.5. Erfassung der Atemwegserkrankungen der Fohlen 46

2.3. Befunde 47

3.3.1. Einschätzung der Lagerungsfähigkeit von Luftkeimproben 47 3.3.2. Temperatur und relative Feuchtigkeit der Luft in den vier

Fohlenställen 48

3.3.2.1. Messung der Lufttemperatur 48

3.3.2.2. Messung der relativen Luftfeuchte 56

3.3.3. Kohlendioxid- und Ammoniakbestimmung 64

3.3.4. Gesamtstaub 66

3.3.5. Endotoxine 67

3.3.6. Mikroorganismen 68

3.3.7. Atemwegserkrankungen der Fohlen 73

3.1. Kritische Betrachtung der eingesetzten Methoden 77

3.2. Beurteilung der Messergebnisse – chemische und physikalische Parameter, unbelebte und belebte Partikel 79

4.3. Vergleich der lufthygienischen Befunde in den vier Betriebe 83 4.4. Beurteilung der Stallbaukriterien – Vergleich der baulichen Gegeben- heiten der Betriebe 85

4.5. Managementfragen 87

3.6. Mögliche Ursachen für die Atemwegserkrankungen der Fohlen in Betrieb 1 und 2 88

4.7. Empfehlungen für die einzelnen Gestüte und ähnlich strukturierte Betriebe 91

5. Zusammenfassung 93

6. Summary 96

7. Literaturverzeichnis 98

8. Anhang 113

1. Einleitung

Das Pferd unterliegt seit mehr als 5000 Jahren dem züchterischen Einfluss des Menschen.

Trotzdem hat sich der Anspruch an seine Umgebung kaum verändert. Als ehemaliges Steppentier ist das Pferd von der Evolution her an freien Auslauf unter Frischluftbedingungen mit Sozialkontakt gewöhnt. Von daher verfügt es nach wie vor über ein sehr gutes Thermoregulationsvermögen sowohl für niedrige als auch für hohe Temperaturen, Bewegungsfreude und ein höchst effizientes aber auch empfindliches Atmungssystem.

Mit der Domestikation hat der Mensch versucht, das Pferd mehr und mehr seinen eigenen Interessen anzupassen und es immer leicht verfügbar in seiner Nähe zu haben, was nur durch regelmäßige Aufstallung, ähnlich den anderen Nutztieren Rind und Schwein, im Stall möglich ist. Gerade diese „Verbannung“ in den Stall, die heute bei Reitpferden oft mehr als 20 Stunden am Tag beträgt, hat sich als nachteilig für die Atmungsorgane erwiesen.

Bereits 1853 bewertete PERCIVALL:

„No general fact appears better established in hippopathology than the one evidencing that disease is the penalty that nature has attached to the domestication of the horse”.

Dies hat bis heute nichts von seiner Richtigkeit verloren, wie neuere Zitate in ähnlicher Form belegen (z.B. CLARKE 1987): “The horse evolved as a herding, free-ranging grazing animal.

Domestication has resulted in some conflicts with this evolutionary pathway.” Dennoch haben diese Erkenntnisse keine grundlegende Änderung in der modernen Pferdehaltung bewirkt.

Die Stallhaltung betrifft auch bereits junge Tiere und Fohlen, die früh unter den nachteiligen Einflüssen schlechter Stallluft leiden und Erkrankungen entwickeln können, die sie unter Umständen ein Leben lang belasten. Dem Schutz dieser ganz jungen Tiere kommt aus den genannten Gründen eine besondere Bedeutung zu.

Es wurden daher gezielt stallklimatische Untersuchungen in Fohlenställen durchgeführt, um die thermische und lufthygienische Belastung dieser jungen Tiere einschätzen und Vorschläge für Verbesserungen erarbeiten zu können.

Die Untersuchungen fanden unter Praxisbedingungen in vier Gestüten mit bautechnisch unterschiedlichen Stallungen und unterschiedlichem Management statt. Dabei wurden chemische, physikalische und biologische Stallklimafaktoren erfasst und die Befunde mit den beobachteten Atemwegserkrankungen der Fohlen und dem Haltungsmanagement in Beziehung gesetzt. Die klinischen Erhebungen und Messungen wurden bis zum Zeitpunkt des Absetzens der Tiere vorgenommen.

2. Literaturübersicht

2.1. Luftzusammensetzung im Pferdestall Allgemeines

Die Luft in Pferdeställen setzt sich aus physikalischen, chemischen und biologischen Faktoren zusammen, die sowohl einzeln, aber auch in ihrer Gesamtheit auf die Gesundheit der Tiere einwirken können. Besondere gesundheitliche Bedeutung kommt, neben Temperatur und relativer Feuchte der Luft, Gasen wie Ammoniak zu. Eine Sonderstellung nehmen die partikelförmigen Stoffe ein, da diese sowohl physikalische (zum Beispiel als Staub) als auch chemische (zum Beispiel ammoniakbeladene Staubpartikel) und mikrobielle (keimbeladene Staubpartikel oder luftgetragene Keime) Eigenschaften haben können. In neuerer Zeit werden diese Stoffe auch als Bioaerosole bezeichnet (z.B. SEEDORF u. HARTUNG 2002).

In ihrer Gesamtheit bilden die Faktoren der Stallluft das sogenannte „Stallklima“, das als Summe aller physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften der Stallluft (HILLIGER 1990) auf Mensch und Tier im Stall einwirkt. STOLPE und BRESK (1985) definieren etwas komplizierter das Stallklima als die im Tierbereich eines umbauten Raumes auftretende Gesamtheit des thermohygrischen Faktorenkomplexes, einschließlich der Luftschadstoffe sowie der weiteren physikalischen und chemischen Beschaffenheit der Luft.

Obwohl es im strengen Sinne in einem Gebäude kein „Klima“ geben kann, hat sich der Begriff „Stallklima“ als Zustandsbeschreibung der Luft im Stall eingeführt.

Der Einfluss des Stallklimas auf die Gesundheit des einzelnen Tieres wird nicht nur von den belastenden Stoffen bestimmt, er hängt auch wesentlich vom Immunstatus, eventueller Vorschädigung, dem Alter, Trainingszustand, Ernährung und weiteren individuellen Faktoren des Einzeltieres ab.

2.1.1. Physikalische Parameter Temperatur

Gewöhnte Pferde vertragen auch große Temperaturschwankungen problemlos. Eine gleichmäßige Stalltemperatur ist daher eher nachteilig, da sie den Organismus nicht zum Trainieren der thermoregulatorischen Mechanismen anregt (BMELF – Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten 1998). Auch MARTEN und SALEWSKI (1989) weisen darauf hin, dass natürliche Umgebungstemperaturschwankungen von Jugend an die Thermoregulationsmechanismen trainieren und sich positiv auf Gesundheit, Widerstandskraft und Leistungsfähigkeit auswirken.

Die Temperaturen sollten im Stall den Außentemperaturen folgen, lediglich Extremwerte sollten abgemildert werden. In der Literatur gibt es eine Reihe von Empfehlungen für die Optimaltemperatur in Pferdeställen, die in Tabelle 1 zusammengestellt sind.

Tab. 1: Empfohlene Optimaltemperaturen für Pferdeställe

BENDER (1999) 10-15°C

CLARKE (1987) 10-30°C Idealtemperatur, Toleranz bis –10°C DIN 18910 (1992),

HILLIGER (1990)

12-16°C (Reit- und Rennpferde)

MEYER (1992) 0-15°C

SAINSBURY (1981) 0-30°C

UPPENBORN (1974) 10-15°C

VAN CAENEGEM und WECHSLER (2000)

5-15°C (bei 100-600 kg Körpergewicht)

Diese Temperaturen gelten unter Bedingungen mit 60-80 % relativer Luftfeuchte und Windgeschwindigkeiten zwischen 0,2 und 0,4 m/s.

Neugeborene und Fohlen können aufgrund des ungünstigen Verhältnisses von Körpermasse zu der relativ großen Hautoberfläche tiefe Temperaturen weniger gut kompensieren.

Nach OUSEY et al. (1991) stellen 25°C die untere kritische Temperatur für ein zwei Tage altes Fohlen dar. Ein gesundes, gut genährtes Fohlen kann dagegen eine Umgebungstemperatur bis 5°C ertragen, ohne dass dabei die Körpertemperatur absinkt (CLARKE 1987). Hohe Temperaturen werden von Fohlen gemeinhin gut vertragen. Trotz intensiver Recherche wurden in der Literatur aber keine Angaben zur oberen kritischen Temperatur gefunden.

Feuchtigkeit

Die absolute Feuchte ist diejenige Menge Wasserdampf, die in einem bestimmten Volumen Luft vorhanden ist. Für Tierställe wird die Angabe g/m³ bevorzugt (HILLIGER 1990). Unter Sättigungsfeuchte versteht man die Wasserdampfmenge, die bei einer gegebenen Temperatur maximal aufgenommen werden kann. Das Wasseraufnahmevermögen der Luft ist temperaturabhängig und nimmt mit steigender Temperatur zu. Allerdings verläuft diese Beziehung nicht linear.

Die relative Feuchte ist das Verhältnis der absoluten Feuchte zur Sättigungsfeuchte in Prozent; sie gibt den prozentualen Anteil der absoluten Feuchte an der maximalen Luftfeuchte bei einer bestimmten Temperatur an (RECKNAGEL u. SPRENGER 1983).

Der Wassergehalt der Luft bei Sättigung wird auch vom Luftdruck bestimmt. So erhöht sich der Wassergehalt gesättigter Luft bei einer vorgegebenen Temperatur mit steigender Höhe über dem Meeresspiegel. Dies spielt bei der praktischen Tierhaltung so gut wie keine Rolle.

Hohe Luftfeuchte im Stall, besonders in Verbindung mit hohen Temperaturen, hat mehrere nachteilige Auswirkungen. Zum einen begünstigt sie das Wachstum von Bakterien, Parasiten und Pilzen, zum anderen wird die Wärmeabgabe der Tiere erschwert. Hohe Luftfeuchte und tiefe Temperaturen führen regelmäßig zur Kondensation von Wasserdampf im Stall an Decken und Wänden (MEYER 1992), wodurch es zu erheblichen Bauschäden kommen kann.

Zu niedrige Luftfeuchte kann die Schleimhäute der Atemwege austrocknen und so die Infektanfälligkeit des Atemtraktes steigern. Nach RECKNAGEL und SPRENGER (1983)

sollte die relative Feuchte nicht unter 40 % sinken. Die Tabelle 2 gibt eine Übersicht über die empfohlene Optimalbereiche für die Luftfeuchte.

Tab. 2: Empfohlene Optimalbereiche für Luftfeuchte in Pferdeställen

DIN 18910 (1992) 60-80 % (ohne Heizung)

BVET (2001) 50-80 %

BMELF(1998) 60-80 %

MARTEN (1996) 60-65 %; ständig >80 % => Atemwegserkrankungen ↑

MEYER (1992) 60-65 %

SAINSBURY (1981) 30-70 %

VIERTLER (1985) 60- max. 80 %

ZEITLER et al. (1984) 60-80 %

BVET => Bundesamt für Veterinärwesen, Schweiz

BMELF => Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten

Die optimale Feuchte ist jedoch immer abhängig von der Temperatur, dabei wird die Bandbreite für die Feuchte umso schmaler, je höher die Temperatur ist (VAN CAENEGEM u. WECHSLER 2000). Dies wird auch in der von der COMMISSION INTERNATIONALE DU GÉNIE RURAL (C.I.G.R. 1984) erarbeiteten Abhängigkeit zwischen Temperatur und relativer Feuchte deutlich. In Abbildung 1 stellt sie dar, in welcher Bandbreite die Feuchtewerte der Luft bei entsprechenden Temperaturen liegen sollten, um ein optimales Klima für Nutztiere zu erreichen. Bei einer Stalltemperatur von beispielsweise 10°C sollte die Feuchte zwischen 50 und 85 % liegen, wohingegen bei einer Temperatur von 25°C Feuchtewerte zwischen ca. 45 und 68 % anzustreben sind.

Rel. Feuchtigkeit

Maximum

40 %

- 5 0 5 10 15 20 25 30

60 % 80 %

Stalltemperatur °C

Abb. 1: Empfohlene Bandbreite für die relative Feuchte der Luft in Abhängigkeit von der Stalltemperatur (nach C.I.G.R. 1984)

2.1.2. Chemische Parameter

Die Luft im Stall enthält eine Vielzahl von im Stall gebildeten Spurengasen. Die meisten dieser Gase entstammen dem tierischen Stoffwechsel oder gehen von den Ausscheidungen aus. Sie kommen in der Natur nicht oder nur in sehr geringen Konzentrationen vor, so dass der Organismus der Pferde nicht daran angepasst ist. Die Anzahl der Spurengase in Pferdestallluft ist nicht genau bekannt. In anderen Tierställen, wie zum Beispiel in Schweinestallluft, wurden mehr als 136 verschiedene Fremdgase nachgewiesen (HARTUNG 1988). Zu den mengenmäßig wichtigsten und auch relativ leicht messbaren Spurengasen gehören Kohlendioxid und Ammoniak. Auf diese Gase soll im Folgenden kurz weiter eingegangen werden.

Kohlendioxid (CO2)

Kohlendioxid ist ein saures Gas, das mit 1,98 kg/m³ fast 0,7 kg/m³ schwerer ist als Luft (1,3 kg/m³) und sich somit bei zu geringer Luftbewegung über dem Boden ansammeln kann. Es stammt bei Stallhaltung hauptsächlich aus der Atmung der Tiere und nur bis zu 4 % aus Kot und Harn (VAN CAENEGEM u. WECHSLER 2000). Kohlendioxid wird als allgemeiner Maßstab für die Luftqualität angesehen und kann zu der Bestimmung der minimalen Luftrate in Räumen herangezogen werden. Für den Arbeitsbereich des Menschen wurde ein MAK- Wert von 0,5 % festgelegt. Dieses gilt allerdings für einen 8 Stunden Arbeitstag. Da die Tiere aber in der Regel eine deutlich längere Zeit täglich im Stall verbringen, wurde vom C.I.G.R.

(1984) ein Wert von 0,3 % empfohlen. Der BVET (2001) nennt eine zulässige Höchstkonzentration von 0,35 %.

In Pferdeställen fordern ZEITLER et al. (1984) und MARTEN (1996) mit 0,1 % und 0,15 % sogar noch deutlich niedrigere Werte.

Bei einem Anstieg des Kohlendioxidgehaltes in der Luft kommt es als erste physiologische Reaktion zu einer Atembeschleunigung bei einer Konzentration über 0,5 %. Erst ab 4 % kommt es zu Schläfrigkeit, um 6 % zu erschwerter, asphyktischer Atmung und um 8 % zu Bewusstlosigkeit (HARTUNG 1988).

In den oben genannten Konzentrationen fungiert CO2 eher als allgemeiner Luftqualitäts- und Lüftungsindikator denn als toxisches Gas. Der oft leichtfertig benutzte Begriff „Schadgas“ für CO2 trifft unter üblichen Stallhaltungsbedingungen nicht zu.

Ammoniak (NH3)

Ammoniak ist deutlich leichter als Luft (0,7 kg/m³). Es gilt als das stärkste natürlich vorkommende alkalische Gas in der Erdatmosphäre. Seine Hauptquellen sind Landwirtschaft, Tierhaltung und der Autoverkehr.

Im Stall entsteht Harnstoff hauptsächlich als Zersetzungsprodukt von Stickstoffverbindungen in den Exkrementen (Urease-Spaltung). Obwohl NH3 leichter ist als Luft, liegt seine höchste Konzentration im Stall in der Regel am Boden über dem Mist, wenn es dort nicht durch Luftströmungen verdünnt wird. Außerdem ist die Freisetzung aus Gülle und Mist pH-Wert abhängig. Ammoniak ist, in Abhängigkeit vom pH-Wert der Lösung, gut wasserlöslich. In mehr saurem Milieu liegt der überwiegende Teil als nicht flüchtiges NH4+

vor.

Ammoniak besitzt keratolytische Eigenschaften. Es wirkt reizend und irritierend besonders auf Haut und Schleimhäute.

Fast alle Atemwegserkrankungen werden durch höhere Konzentration von NH3 nachteilig beeinflusst. VAN CAENEGEM und WECHSLER (2000) erklären die toxische Wirkung von NH₃ durch die Entstehung von NH₄OH auf den feuchten Schleimhäuten, das verflüssigend auf Zellproteine wirkt und somit zu tiefgreifenden Nekrosen führen kann.

Die Tabelle 3 gibt eine Übersicht über NH3-Konzentrationen bei denen Gesundheitsschäden bei Tieren auftreten. Die weite Spanne der Angaben zwischen 10 und 50 ppm ist durch den unterschiedlichen Ansatz und die Zielvorgaben entstanden. Während das BMELF (1998) einen Grenzwert festlegt mit einer Sicherheitszone, sind die Angaben zum Beispiel von MARTEN (1996) experimentelle Befunde.

Tab. 3: Richt- und Grenzwerte für Ammoniak bei Mensch und Tier

BENDER (1999) > 30 ppm nachweisliche Schädigung der Atmungsorgane bei Pferden

BMELF (1998) < 10 ppm als Anforderung für Pferdeställe

BVET (2001) 10 ppm, aktuelle Richtlinie (Geruchsschwelle liegt bei 5 ppm) Richtwert für Nutztierarten, der nicht dauernd überschritten werden darf

C.I.G.R. (1984) 20 ppm als empfohlene Maximalkonzentration für Tierställe allgemein

HARTUNG et al. (1989) > 30 ppm => Schleimhautreizung, respiratorische Symptome MARTEN (1996) > 30 ppm => Schäden an Atemorganen bei Pferden

MAK- Wert 20 ppm, maximale Arbeitsplatzkonzentration, Grenzwert für Menschen, höchstzulässige Konzentration am Arbeitsplatz, dabei wird von einer Expositionszeit von 40 Stunden pro Woche ausgegangen

MEYER (1992) > 30 ppm => Schäden an Atemorganen bei Pferden VAN CAENEGEM und

WECHSLER, (2000)

25 ppm führten bei Personen zu gesundheitl. Beeinträchtigungen 50 ppm führten bei Personen zu gesundheitl. Problemen

ZEITLER-FEICHT (1998) < 10 ppm als Richtwert in Pferdeställen

< 20 ppm als Grenzwert

Sowohl MARTEN (1996) als auch CLARKE (1987) weisen unabhängig voneinander darauf hin, dass hohe Ammoniak-Werte weniger von der Lüftung abhängen, sie sind vielmehr ein Indikator für die Stallhygiene, besonders das Entmisten. Der Ammoniak in der Stallluft steigt z.B. bei der Matratzenhaltung deutlich an.

Auch BENDER (1999) betont die für ihn olfaktorisch teilweise nicht mehr akzeptierbaren Schadgaskonzentrationen bei Matratzenstreu. Er hebt hervor, dass dem Pferd, das unter freien Bedingungen bei der Futtersuche bis zu 16 Stunden am Tag unterwegs ist, der Zwangskontakt mit den eigenen Fäkalien naturwidrig ist.

2.1.3. Partikelförmige Stoffe – unbelebte Partikel

Die Stallluft enthält neben den Gasen belebte und unbelebte partikuläre Luftverunreinigungen, die überwiegend im Stall von den Tieren, der Einstreu, dem Kot oder dem Futter ausgehen und nur zu geringen Anteilen über die Zuluft in den Stall gelangen.

Die unbelebten Partikel werden auch gemeinhin als Staub bezeichnet. Die Staubpartikel können aber auch andere Stoffe wie Endotoxine oder Mikroorganismen tragen.

Staub

Stäube werden als disperse Verteilungen fester Stoffe in Gasen definiert, entstanden durch mechanische Prozesse oder durch Aufwirbelung. Sie gehören zusammen mit Rauchen und Nebeln zu den Aerosolen (DEUTSCHE FORSCHUNGSGEMEINSCHAFT, DFG 1991).

HILLIGER (1990) beschreibt den Staub als in der Luft verteilte schwebfähige kleine Teilchen fester Stoffe, die von beliebiger Form, Struktur und Dichte sein können.

Je nach Größe der Partikel wird nach einatembarem Staub (früher als Grobstaub bezeichnet) oder alveolengängigem Staub (Partikel unter 5 µm, früher als Feinstaub bezeichnet) unterschieden. Diese Partikelgröße bestimmt die Eindringtiefe in den Atmungstrakt.

Eindringtiefe von Staubpartikeln in den Atemtrakt:

> 20 µm Die Staubpartikel prallen im Zuge der Inhalation gegen die Schleimhaut im Mund- und Rachenraum (RÜHLE 1978); es kommt zu einer Partikeldeposition in

den oberen Atemwegen in Form der sogenannten Impaktion (TOMENIUS 1980).

1-20 µm Es kommt zu einer Partikeldeposition in Bronchien und Bronchiolen durch Sedimentation (COHEN u. GOLD 1975; RÜHLE 1978; KÖHLER et al. 1980).

< 0,5 µm Die Partikel werden in den Alveolen und Bronchioli respiratorii durch Diffusion deponiert, falls sie nicht in stabiler Aerosolform verbleiben und wieder ausge- atmet werden (COHEN u. GOLD 1975; RÜHLE 1978; TOMENIUS 1980) .

Je nach Eindringtiefe hat der Organismus verschiedene Abwehrmechanismen.

Im Bereich der unspezifischen tracheobronchialen Reinigungsfunktion nennt DEEGEN (1984) die sogenannte mukoziliäre Clearance als Hauptelement. Dazu kommen der produktive Husten und die unspezifisch wirkenden Substanzen aus dem Lungengewebe, wie zum Beispiel Lysozym, Transferrin, Interferon und Surfaktant. Er hebt aber auch hervor, dass durch verstärkte Partikelinhalation die Säuberung gestört wird, da es zu einer abnormen Zunahme der Gelschicht und somit zu einer verminderten Flimmeraktivität kommt. Die bis in die Alveolen und Bronchioli gelangenden Partikel werden von lokalen Abwehrzellen oder Makrophagen aufgenommen.

Besonders in Verbindung mit Ammoniak beeinträchtigt Staub die Reinigungsfunktion des Flimmerepithels der Atemschleimhaut (mukoziliäre Clearance) und führt somit zu Schleimhautreizungen (ZEITLER et al. 1984). Die Schlagfrequenz der Zilien wird verlangsamt.

In der Schweiz ist für den Menschen ein MAK-Wert für Feinstaub mit 6 mg/m³ festgelegt (SUVA 1999) - gleichzeitig auch Grenzwert für den Gesamtstaub. In Deutschland wird zwischen alveolengängigem Staub (A-Staub) und einatembarer Fraktion (E-Staub) unterschieden. Als A-Staub-Grenzwert gelten seit September 2001 3 mg/m³, während die angegebenen 10 mg/m³ als E-Staub-Grenzwert erst ab April 2004 rechtsgültig sind (GefStoff 5.900, TRGS 900 2002).

In Schweden liegt der Grenzwert für den Gesamtstaub in Tierställen bei 10 mg/m³ (JAKOBSSON 1999), wohingegen Dänemark den amtlichen Grenzwert bereits bei 3 mg/m³ ansetzt (TAKAI et al. 1998).

In Tabelle 4 sind einige in der Literatur angeführte Befunde für Pferdeställe beispielhaft genannt. Hier wurden Staubkonzentrationen zwischen 0,4 und 2,6 mg/m³ gemessen.

Dabei ist bei den Messungen eine deutliche Abhängigkeit von den Aktivitäten im Stall festzustellen. Die höchsten Werte werden beim Ausmisten und Einstreuen erreicht (CRICHLOW et al. 1980).

ZEITLER (1984) hat bei ihren Messungen in der Nacht Werte um 0,4 mg/m³, während der Stallarbeit am Tag bis 2,3 mg/m³ beobachtet. Eine Abhängigkeit von der Jahreszeit konnte sie dabei nicht beobachten. Im Vergleich mit der Außenluft (im ländlichen Raum enthält diese 30-60 µg/m³ Staub) ist die Staubbelastung in Pferdeställen um das 10-100fache erhöht.

Tab. 4: Angaben über Staubgehalte in Pferdeställen BARTZ (1992) 1,65 mg/m³

CRICHLOW et al.

(1980)

0,41 mg/m³ (arithmetisch mittlere Konzentration von Staubpartikeln eines Reitstalles während vier Wintermonaten);

0,19-0,91 mg/m³

HAAKE (1992) 0,032-0,045 mg/m³ Feinstaub morgens 0,077-0,11 mg/m³ Feinstaub abends

MEYER (1992) 0,4-0,8 mg/m³ (nach Fütterung bis 2,5mg/m³) SASSE et al. (1986) 0,55-3,63 mg/m³

WOODS et al. (1993) 2,55 mg/m³ ZEITLER (1984) 0,63 mg/m³

Der Anteil der lungengängigen Partikel am Gesamtstaub ändert sich ebenfalls je nach Aktivität. In der Nacht liegt er mit bis zu 90 % der Gesamtpartikelzahl prozentual deutlich höher als am Tag, an dem Staubpartikel mit einem Durchmesser ab 10 µm dominieren (ZEITLER 1984). CRICHLOW et al. (1980) gehen davon aus, dass 30-40 % der Gesamtpartikelzahl alveolengängig ist, ZEITLER (1984) beziffert den Anteil auf 33 %.

Endotoxine

Die Stallluft kann Endotoxine enthalten, die sowohl frei als auch an Staub gebunden auftreten können. Endotoxine sind obligate Zellwandbestandteile von gram-negativen Bakterien. Sie bestehen aus einem hochmolekularen Komplex aus Lipoid, Protein und Polysaccharid (LPS) und werden erst nach Zerfall der Mikroorganismen frei.

Im Körper zeigen Endotoxine eine schnellere Wirkung als Exotoxine, wobei sie eine schwache Antigenität aufweisen. Die Reaktion des Organismus auf die Endotoxine ist je nach Dosis sehr unterschiedlich bis teilweise gegenteilig. Kleine Mengen stärken und fördern die Antikörpersynthese und die Paramunität, wohingegen große Mengen die Infektionsabwehr und Phagozytose schwächen (PETZOLDT u. KIRCHHOFF 1986).

Nach der Freisetzung wirkt das LPS stark pyrogen, Komplement-aktivierend und mitogen auf Lymphozyten, zum anderen induziert es aber auch eine Blutdrucksenkung, Verschiebung des weißen Blutbildes, Interferon- und Prostaglandin-Synthese, Permeabilitätsstörungen der Gefäßwände und beeinflusst die Herztätigkeit (STÜNZI u. WEISS 1990).

In einem Versuch konnten PIRIE et al. (2001) nachweisen, dass eine LPS-Inhalation bei Pferden dosisabhängig eine Atemwegserkrankung mit deutlichem Anstieg der neutrophilen Granulozyten hervorruft. Im humanmedizinischen Bereich berichten DUTKIEWICZ et al.

(1985) von allergischen Pneumopathien nach Kontakt mit endotoxinhaltigem Getreidestaub bei Arbeitern in Getreidemühlen.

Es gibt derzeit keine Grenzwerte für Endotoxine, auch nicht in der Humanmedizin. In einem Vorschlag einer internationalen Arbeitsgruppe wird ein Grenzwert von 100 ng/m³ Luft genannt; allerdings bezieht sich dieser Wert auf den Menschen mit einer 8-stündigen Exposition .

HILLIGER (1990) gibt für Schweineställe eine erwartete Konzentration von 100 µg/g Staub an. BARTZ (1992) ermittelte bei einem Versuch in einer Pferdebox, bei dem das Auffangblech auf einer Höhe von 2,50 m aufgehängt war, eine mittlere Endotoxinkonzentration von 255 µg/g Sedimentationsstaub, die eine Korrelation mit dem gram-negativen Keimgehalt aufwies.

2.1.4. Belebte Partikel (Mikroorganismen)

Unter den belebten Partikeln werden alle in der Luft vorkommenden Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen und Pilze verstanden, auch Viren werden oft darunter eingeschlossen (HILLIGER 1990). Quellen sind Haut und Haare der Tiere selbst, Fäkalien sowie Einstreu und Futter.

Der größte Teil der Mikroorganismen befindet sich an Staubpartikel gebunden in der Luft und wird in dieser Form als „Bioaerosole“ bezeichnet (SEEDORF u. HARTUNG 2002). Der aerodynamische Durchmesser dieser Aerosole bestimmt dann auch die Sedimentationsrate.

Sporen von Pilzen und Actinomyceten, deren Durchmesser meist unter 5 µm liegt, sedimentieren beispielsweise langsam. Sie behalten oft ihre Antigenität, wie auch die Bakteriensporen, noch über den Tod hinaus bei (WEBSTER et al. 1987).

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Mikroorganismenspezies in der Pferdestallluft. CLARKE (1987) weist über 70 Spezies nur an Pilzen und Actinomyceten nach. Nach HILLIGER (1990) machen im allgemeinen in Ställen die Pilze nur einen Anteil von unter 1 % der sogenannten Gesamtkeimzahl aus.

Nach Beobachtungen von ZEITLER (1986) liegen die Konzentrationen für Mikroorganismen bei 352.000 KbE/m³ am Tag und 120.000 KbE/m³ in der Nacht. Dabei können es bis zu 60.000-80.000 KbE/m³ Pilze am Tag sein. Allgemein empfehlen ZEITLER-FEICHT et al.

(1988) 4x10⁵ KbE/m³ an Mikroorganismen in Pferdeställen nicht zu überschreiten.

BARTZ (1992) kommt in seinen Untersuchungen morgens während der Fütterungszeit in einer Einzelbox beim Pferd auf Gesamtkeimzahlen zwischen 7.550 und 20.000 KbE/m³ und mittags außerhalb der Fütterungs- und Einstreuzeit auf Gesamtkeimzahlen zwischen 6.550 und 19.350 KbE/m³.

Bei der Bewertung der ermittelten Keimzahlen weist CLARKE (1987) darauf hin, dass die Zahlen für die belebten Partikel mittig in der Box zwar unauffällig sein können, das liegende Pferd mit der Nase nah an Mist und Einstreu aber auch in einem gut gelüfteten Stall hohe Zahlen an Mikroorganismen aufnehmen kann.

Nach ZEITLER-FEICHT et al. (1988) machen die Staphylokokken in der Pferdestallluft den Hauptanteil aus, dem folgen bei Anzucht auf Spezialnährböden die Streptokokken, während die Enterobakterien auf Gassner-Boden den geringsten Anteil ausmachen. Ein Einfluss der Jahreszeiten auf den Keimgehalt in der Luft konnte nicht festgestellt werden.

In bezug auf Erreger von Atemwegserkrankungen nennen BURRELL et al. (1996) S. zooepidemicus, S. pneumoniae und Actinobacillus equuli als Bakterien, die im Vereinigten

Königreich hauptsächlich mit Infektionen der unteren Atemwege in Verbindung gebracht werden. In Tabelle 5 werden die Erreger aufgeführt, die nach MAIR (1993) hauptsächlich mit Lungenentzündungen bei Fohlen in Verbindung gebracht werden.

Tab. 5: Die wichtigsten Krankheitserreger, die mit Lungenentzündung beim Fohlen in Verbindung gebracht werden (MAIR 1993)

Bakterien Viren Protozoen

Streptococcus zooepidemicus Equine herpes virus I Pneumocystis carinii other Streptococcus species Adenovirus

Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Pasteurella multocida Actinobacillus species Pseudomonas aeruginosa Enterobacter species Salmonella species Bordetella bronchiseptica Rhodococcus equi

Staphylococcus species

Wenn also über Stallluftqualität bei der Haltung von Fohlen gesprochen wird, sind neben den Gasen und Stäuben besonders auch die oben genannten Infektionserreger zu beachten.

2.2. Stallbaukriterien und Management

Die Stallluftqualität wird neben der Belegdichte wesentlich durch die Haltungsform, Stallbaukonzeption und das Stallmanagement beeinflusst. Pferdeställe können als klassische Warmställe mit Zwangslüftung oder als Kaltställe mit freier Lüftung ausgeführt sein.

2.2.1. Luftvolumen

Eine wesentliche Voraussetzung für ein gutes Stallklima ist eine ausreichende Bemessung des Luftraumes pro Tier. Je größer der Luftraum, desto leichter können sich Luftkontaminanten verteilen und verdünnen.

CLARKE (1987) fordert ein Luftvolumen von 50 m³ pro Pferd im Stall, wohingegen MARTEN (2000) 30-40 m³ pro Pferd für ausreichend hält. Wichtig ist ein entsprechender drei- bis achtfacher Luftwechsel pro Stunde.

2.2.2. Kriterien für die Bewertung der Boxenwände und Boxenabmessungen

Für die Boxengröße einer Einzelbox wird sowohl in den Richtlinien des BMELF (1998) und des BVET (2001) als auch in den Empfehlungen von Marten (2000) eine Mindestfläche von (2 x Widerristhöhe)² angegeben. Dabei sollte „die schmalen Seite“ nicht kürzer sein als 1,5 x Widerristhöhe.

Bei Abfohlboxen und Boxen, in denen Stuten mit Fohlen älter als zwei Monate untergebracht sind, sollte eine Größe von 130 % der Mindestfläche einer Einzelbox nicht unterschritten werden. Geht man von einer durchschnittlichen Widerristhöhe der Mutterstuten von 1,65 m aus, ergibt das eine geforderte Mindestgröße von 14,16 m².

Als Maß für die Deckenhöhe wird in der Literatur einheitlich ein Mindestwert von 1,5 x Widerristhöhe angegeben. Dies entspricht ca. 2,70 m.

Um eine ausreichende Beleuchtung zu gewährleisten, fordern BMELF (1998) und MARTEN (2000) eine Fensterfläche von mindestens 1/15 der Stallfläche bei natürlicher Beleuchtung.

Als Standardmodell für die Boxenwände stellt MARTEN (2000) den Typ dar, bei dem der untere Teil bis 1,20 m Höhe geschlossen aus Holzbohlen in U-Stahlprofilen besteht und der obere aus einem 1,0 m hohem Gitteraufsatz. Dabei weist er darauf hin, dass es durch die geschlossenen Boxenabtrennungen zum Entstehen begrenzter Mikroklimabereiche kommt und sich über der Einstreu höhere Gaskonzentrationen einstellen können. Er empfiehlt Öffnungen im unteren Bereich der Boxenfrontwand zur besseren Luftzirkulation.

Schon UPPENBORN (1974) fordert im unteren Teil der Boxentür und in den Wänden Siebroste oder Wellengitter, um auch für das liegende Fohlen eine ausreichende Frischluftzufuhr zu gewährleisten. Auch das DIREKTORIUM FÜR VOLLBLUTZUCHT UND RENNEN (1999) weist auf die Wichtigkeit von Öffnungen in der Untertür hin, damit das liegende Fohlen mit ausreichend Frischluft versorgt wird. Nach MERKT et al. (1991) liegt das Fohlen ca. 2/3 seiner Zeit. Daher ist der Luftaustausch unmittelbar über dem Stallboden besonders wichtig, um eine Ansammlung von Schadgasen im Einatembereich der Fohlen zu verhindern (VIERTLER 1985).

2.2.3. Management und seine möglichen Konsequenzen

Im Bereich des Managements wird immer wieder auf die entscheidende Rolle der Hygiene im Stall im Bezug auf Auswirkungen auf den Atmungstrakt hingewiesen. Es besteht eine enge Verbindung zwischen Atemwegserkrankungen und der Qualität der Einstreu und des Futters (MC PHERSON et al 1979).

CLARKE (1987) betont die Wichtigkeit fundamentaler Hygienepraktiken wie Vermeidung von Tiefstreu, saubere Futtermöglichkeiten, Trennung erkrankter Tiere von den übrigen und regelmäßiges Entfernen von Kot und Urin besonders bei warmem Wetter.

Das Bronchitisrisiko steigt bei ungenügender Stallhygiene in warmen, feuchten und staubigen Ställen deutlich an (GERBER 1994).

Wie bereits erwähnt, scheinen Ställe mit Matratzeneinstreu besonders nachteilig zu sein, da dort hohe Konzentrationen an Gasen, pathogenen Krankheitserregern und Parasiten angetroffen werden (ZEITLER et al. 1984). Die Liegezeiten der Tiere sind häufig verkürzt.

Zusätzlich steigt die Gefahr von Huferkrankungen durch das feuchtwarme Einstreumilieu (SCHÄFER 1976; ENIGK 1977).

ZEITLER (1984) fordert einen vollständigen Wechsel der Einstreu zumindest alle 5-8 Tage, um parasitäre Kreisläufe zu unterbrechen. Auch der BVET (2001) fordert ein regelmäßiges Entfernen von Kot und durchnässtem Stroh ohne den Zeitrahmen näher zu spezifizieren.

Das DIREKTORIUM FÜR VOLLBLUTZUCHT UND RENNEN (1976) spricht bei der Entstehung von respiratorischen Erkrankungen den Begleitursachen wie ungünstiges Stallklima, zum Beispiel durch mangelhafte Bodenlüftung, eine wichtige Rolle zu.

GRAY (1998) beobachtete, dass in einem Betrieb bei Saugfohlen mit Fieber, erhöhter Atemfrequenz und Anzeichen für eine Lungenentzündung nach gründlichem Misten eine deutliche Besserung ohne den Einsatz von Medikamenten eintrat.

Auch auf die Luftstaubkonzentration kann durch das Management direkt Einfluss genommen werden. Bereits durch das Nassfegen der Stallgasse kann eine deutliche Senkung der Staubbelastung erreicht werden (ARNDT u. SASSE 2002).

Zudem wird eine Staubexposition der Pferde verringert, wenn sich die Tiere während und kurz nach den Arbeiten wie Misten, Einstreuen und Verteilen von Raufutter nicht im Stall aufhalten.

HAAKE (1992) beobachtete morgens einen Feinstaubgehalt von 0,078 mg/m³ in einer mit Stroh eingestreuten Box und einer Fütterung mit Hafer und unbehandeltem Heu. Während der Zeit des Einstreuens stieg dieser Wert auf ca. 8 mg/m³ an. Erst 20 Minuten nach Beenden des Einstreuens war die Ausgangsfeinstaubkonzentration wieder erreicht.

2.3. Atemwegserkrankungen bei Pferden und Fohlen

Atemwegserkrankungen gehören bei Pferden allgemein zu den fünf Hauptursachen in der Schadenursachenstatistik (VEREINIGTE TIERVERSICHERUNG GESELLSCHAFT A.G., 2002).

2.3.1. Häufigkeit des Auftretens

Bei den erwachsenen Pferden sehen FENNER et al. (1992) nach einer repräsentativen Umfrage in Deutschland ca. 25 % aller Reit- und Rennpferde mit Symptomen einer akuten Atemwegserkrankung und mehr als 10 % mit denen einer chronischen Verlaufsform.

DAHME und WEISS (1999) nennen die COPD als die häufigste Erkrankung adulter Pferde bei Stallhaltung.

Bei Fohlen stellen im ersten Lebensmonat Infektionen im Bereich des Verdauungstraktes den Schwerpunkt, ab dem zweiten Monat überwiegen deutlich die Atemwegserkrankungen besonders des unteren Atmungstraktes (STEINER u. LINDNER 1993).

Nach BOSTEDT (1999) machen 45-55 % aller Fohlen bis zu einem Alter von einem Jahr Affekte der Luftwege durch, hauptsächlich in den ersten Lebenstagen oder zwischen dem ersten und vierten Monat. In den USA sind ca. 9 % aller Fohlen von Lungenentzündung betroffen, wobei davon ca. 12 % an Komplikationen sterben. In Texas werden die respiratorischen Erkrankungen als wichtigster Grund für Erkrankung und Tod bei Fohlen angesehen. Dabei wird Rhodococcus equi als häufigster Erreger genannt (COHEN et al.

2000).

In Tabelle 6 ist zusammengestellt, welchen Anteil Atemwegserkrankungen an Erkrankungen insgesamt bei Fohlen ausmachen.

Tab. 6: Anteil der Atemwegserkrankungen an den Erkrankungen bei Fohlen insgesamt und Verluste in Prozent

BÄUMER (1997) 17 % aller postnatalen Erkrankungen sind Atemwegserkrankungen MERKT (1988) 1964-1971 10 % aller „Fohlen-Verluste“ durch Lungenentzündung

1972-1986 5,3 % aller „Fohlen-Verluste“ durch Lungenentzündung PIKELMANN (2002) 21,1 % (aus Beobachtungen in 6 Betrieben) aller Fohlen zeigten

Atemwegserkrankungen THEIN u. ESSICH

(1993)

8,66 % aller postnatalen Erkrankungen sind auf Atemwegserkrankungen zurückzuführen

Das DIREKTORIUM FÜR VOLLBLUTZUCHT UND RENNEN (1999) geht davon aus, dass eine mit Katarrh der oberen Luftwege verlaufende Virusinfektion in den größeren Gestüten beinahe jährlich auftritt, vornehmlich im Herbst und Frühwinter. Dabei sind Fohlen mit einem Alter von zwei Wochen bis acht Monaten besonders betroffen.

2.3.2. Einfluss der äußeren Faktoren auf den Atmungstrakt

Als schnelles Fluchttier besitzt das Pferd ein sehr leistungsfähiges Atmungssystem, das dabei aber sehr empfindlich und anfällig gegenüber Mängeln in der Luftbeschaffenheit ist. Ein dauernder Aufenthalt in schlechter Luft erhöht das Erkrankungsrisiko oder senkt zumindest die Vitalität des Tieres (MARTEN 1996).

Gesundheit ist das Gleichgewicht zwischen nachteiligen Einflüssen, einschließlich pathogener Erreger und der Immunabwehr des Körpers. Werden die Resistenzmechanismen durchbrochen, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung. Ein anhaltend mangelhaftes Stallklima zählt zu diesen nachteiligen Einflüssen und beeinträchtigt die Abwehrkräfte erheblich (BENDER 1999). Als häufigste Quelle für die Krankheitserreger des Atmungstraktes sieht CLARKE (1987) die Pferde als Erregerreservoir selbst, da die meisten Mikroorganismen in der Außenwelt außerhalb des tierischen Organismus nur kurzlebig sind.

Rhodococcus equi stellt eine Ausnahme dar. Dieser Keim kommt besonders in der Einstreu vor und kann in der Außenluft relativ lange überleben. Daher führt ein kontinuierliches Entfernen von Kot und Harn zu einem deutlichen Absinken von Rhodococcus equi bedingten Erkrankungen (HILLIDGE 1986).

Eine Ausbreitung der Atemwegserkrankungen findet auf verschiedenen Wegen statt.

Die pathogenen Erreger können in Aerosolen vorkommen und eingeatmet werden, sie können aber auch durch direkten Kontakt, nose-to-nose, und das Anhusten und über den Kot, wie bei Rhodococcus equi, aufgenommen werden. Weitere Überträger sind Geräte und Menschen (CLARKE 1987).

Neben der Tatsache, dass Atemwegserkrankungen besonders bei jungen Fohlen tödlich verlaufen können, weist CLARKE (1987) auf die oft lebenslang zurückbleibende schlechte Kondition solcher Pferde hin, die als Athlet oder Sportler kaum noch taugen. Frühe Atemwegsbeschwerden können auch die Neigung zu allergischen Erkrankungen erhöhen. Die Senkung des Erkrankungsrisikos im Fohlenalter trägt daher wesentlich zur Robustheit und Leistungsfähigkeit im späteren Leben des Tieres bei (CLARKE 1987).

Dazu ist es jedoch notwendig, bereits bei der Geburt, im Geburtsstall und in der unmittelbaren Nachsorge für das Fohlen mit geeigneten Schutzmaßnahmen zu beginnen. Die folgenden Erhebungen und Untersuchungen konzentrieren sich daher besonders auf diese Fragen.

3. Eigene Untersuchungen

In der vorliegenden Arbeit wird über Untersuchungen zur Luftzusammensetzung in den Fohlenboxen von vier Zuchtbetrieben mit unterschiedlichen Stall- und Boxentypen und über Häufigkeit und Art der Atemwegserkrankungen der Saugfohlen berichtet.

Die Untersuchungen wurden von Juni 2001 bis Juni 2002 an insgesamt 123 Tieren durchgeführt und der Gesundheitszustand der Fohlen beobachtet und verfolgt. Eine Unterbrechung der Messungen fand von November 2001 bis Januar 2002 statt, da in dieser Zeit der Jahrgang der 2001 geborenen Fohlen bereits von den Mutterstuten getrennt war und die Fohlen des Jahrgangs 2002 erst ab frühestens Januar zur Welt kamen.

3.1. Vorstellung der Betriebe und ihres Managements 3.1.1. Betrieb 1

Pferdebestand und Management:

Im Untersuchungszeitraum waren in diesem Betrieb 60-70 Mutterstuten, 45-50 Fohlen, 45-55 Jährlinge und 1 Deckhengst kontinuierlich untergebracht. Dazu kamen während der Zuchtsaison von Februar bis Juni unterschiedlich viele Gaststuten mit und ohne Fohlen, die in der Untersuchung nicht berücksichtigt wurden. Von den Fohlen, die kontinuierlich im Gestüt waren, konnten pro Jahrgang etwa 42 Tiere länger beobachtet werden.

In Betrieb 1 kam es zu einer besonders hohen Fluktuation während der Zuchtsaison durch den Besuch von Hengsten in anderen Gestüten bzw. durch Fremdstuten, die zur Bedeckung in den Betrieb kamen. Die Gaststuten waren zwar in einem separaten Stallkomplex untergebracht, wurden aber durch dasselbe Personal versorgt. Somit bestand indirekter Kontakt. Innerhalb des eigenen Bestandes wurden die Jährlinge getrennt von den Mutterstuten untergebracht.

Weideaufenthalt der Fohlen: Die Fohlenstuten kamen bereits ab den ersten Lebenstagen in Gruppen von 8-10 Tieren auf die Weide, zunächst dem Alter entsprechend stundenweise. Ab

etwa Juni blieben alle Pferde Tag und Nacht draußen und wurden meist erst im November wieder aufgestallt.

Misten und Einstreuen: Alle Boxen waren mit Stroh eingestreut. Beim täglichen Misten wurde die obere Schicht gesäubert oder entfernt und anschließend reichlich frisches Stroh übergestreut. Die entstehende Matratze aus nassem Stroh und Mist wurde vom Aufstallen im Herbst bis zum Ausstallen im Sommer nicht gewechselt. Lediglich im Bereich des Heuplatzes wurde die Box bis auf den Boden ausgeräumt.

Impfung: Alle Pferde des Betriebes waren gegen Influenza und Herpes geimpft.

Unmittelbar nach der Geburt wurde der Nabel der Neugeborenen desinfiziert. Lagen keine Krankheitsanzeichen vor, erhielten die Fohlen keine weitere Behandlung.

Abmessungen der Stallungen:

Lage des Betriebes: 179 Meter über NN

Boxengröße: 13,02 m²

Höhe der Front- und Seitenwände: 2,30 m

Art der Seitenwände: durchgehende Hartholzwände Deckenhöhe: 3,65 m, waagerechte Decke

Fenstergröße: 0,80 x 1,00 m; bei höheren Temperaturen keine Fenster- einsätze, teilweise stellen die Fenster aber nur Verbin- dungen zum Nachbarstall dar und gehen nicht nach außen

Verhältnis Fenster- zu Stallgrundfläche: 0,02 (1/50), es sind nur die Fenster mit Einfall natürlichen Tageslichtes berücksichtigt

Luftvolumen pro Pferd: 58,84 m³, für jede Mutterstute einschließlich Fohlen Art der Lüftung: Fensterlüftung (freie Lüftung)

In Abbildung 2 ist der Grundriss eines der vier Stallkomplexe aufgezeichnet, in denen die Mutterstuten mit den Fohlen untergebracht sind. Tröge, Tränken, Fenster und Lüftungsschacht sind ebenso eingetragen wie der Messort für Lufttemperatur und relative Feuchte. Abbildung 3 gibt ein Bild einer einzelnen Boxenfront wieder.

2,00 m N

W O

4,20 m S

1,30 m

1,80 m

1,60 x 0,80 m

Messort für Temperatur und relative Feuchtigkeit der Stallluft

Trog Tränke Fenster

Abb. 2: Beispielgrundriss eines von vier Ställen mit Stallgang und 12 Boxen für fohlen- führende Stuten in Betrieb 1

Lüftungs- schacht

Gitterabstände oben: 9 cm

unten: 5 cm

Abb. 3: Zeichnung der Stallgassenfront der Boxen in Betrieb 1

3.1.2. Betrieb 2

Pferdebestand und Management:

Im Untersuchungszeitraum waren in diesem Betrieb 20-22 Mutterstuten, je Jahrgang 14 Fohlen und 14 Jährlinge, im ersten Jahr ein und im zweiten Jahr zwei Deckhengste kontinuierlich untergebracht. Von diesen Fohlen konnten alle 14 bei den Beobachtungen verfolgt werden. Zusätzlich kamen während der Zuchtsaison von Februar bis Juni fremde Mutterstuten mit Fohlen in den Betrieb, die in den Untersuchungen unberücksichtigt blieben.

Gaststuten und Jährlinge waren zwar räumlich getrennt von den in der Untersuchung eingeschlossenen Mutterstuten untergebracht, wurden aber durch dasselbe Personal versorgt, so dass es zu einem indirekten Kontakt kommen konnte.

Hartholz

1,30 m 1,80 m

1,30 m 0,70 m

Die fohlenführenden Stuten kamen ab den ersten Lebenstagen der Fohlen in Gruppen von etwa 6-8 Tieren auf die Weide, zunächst dem Alter entsprechend stundenweise, später ganztägig. Bei hohen Außentemperaturen im Hochsommer wurden die Fohlenstuten tagsüber in den Stall geholt und blieben nachts auf der Weide.

Alle Boxen wurden täglich vollständig von nassem Stroh und Kot gesäubert, der Boden gefegt und danach mit reichlich frischem Stroh eingestreut.

Impfung: Alle Pferde des Betriebes waren gegen Influenza und Herpes geimpft.

Zeigten die Fohlen keine Krankheitsanzeichen, erfolgt außer der Nabeldesinfektion der Neugeborenen keinerlei medikamentelle Behandlung.

Abmessungen der Stallungen:

Lage des Betriebes: 27 Meter über NN

Boxengröße: 12,17 m²

Höhe der Front- und Seitenwände: 1,95 m bzw. 2,10 m

Art der Wände: Stein, gemauert

Deckenhöhe: 3,70 m, waagerecht

Fenstergröße: 1,50 x 2,00 m, je nach Außentemperatur geöffnet Verhältnis Fenster- zu Stallgrundfläche: 0,081 (ca. 1/12)

Luftvolumen pro Pferd: 65,93 m³

Art der Lüftung: Fensterlüftung (freie Lüftung)

In Abbildung 4 ist der Grundriss des Stalles für Mutterstuten und Fohlen aufgezeigt. Tröge, Tränken, Fenster sowie Bodenluke sind ebenso eingetragen wie der Messort für die Lufttemperatur und relative Feuchte. Die Art der Stallgassenfront der Boxen wird in Abbildung 5 dargestellt.

N O

W S

3,60 m

Abb. 4: Grundriss des Stalles für 10 fohlenführende Stuten in Betrieb 2 Messort für Temperatur und relative Feuchtigkeit der Stallluft

gekippt gekippt

3,35 m

3,20 m

Luke zum Boden 1,00 m x 1,50 m 1,50 m x 2,00 m

2,00 m

Fenster alle 1,50 m x 2,00 m groß

Fenster 0,80 x 1,00 m

Trog Tränke Fenster

0,80 m

1,00 m

1,15 m

2,15 m 1,10 m

Abb. 5: Zeichnung der Stallgassenfront der Boxen in Betrieb 2

3.1.3. Betrieb 3

Pferdebestand und Management:

Während des Beobachtungszeitraums umfasste der Bestand dieses Betriebes zwei Mutterstuten und zwei Fohlen pro Jahrgang. Zusätzlich waren 7 bis 8 Jährlinge und über einen Zeitraum von ca. 3 Monaten 3 Zweijährige in dem Betrieb untergebracht. Ein Deckhengst war nicht vorhanden.

Es handelte sich um einen geschlossenen Betrieb ohne Kontakt zu fremden Pferden. Eine Ausnahme bestand während der Zuchtsaison von Februar bis Juni, wenn die Stuten zur Bedeckung in andere Gestüte transportiert wurden.

Die fohlenführenden Stuten kamen bereits ab den ersten Lebenstagen zusammen auf die Weide, zunächst dem Alter entsprechend stundenweise, später ganztägig. Bei hohen Temperaturen im Sommer wurden die Pferde tagsüber in den Stall geholt und verbrachten die Nacht auf der Weide.

Alle Boxen wurden täglich von nassem Stroh und Kot gesäubert und mit frischem Stroh eingestreut.

Impfung: Alle Pferde des Betriebes waren gegen Influenza und Herpes geimpft.

Eine medikamentelle Therapie außer der Nabeldesinfektion der Neugeborenen fand nur bei Krankheitsanzeichen der Fohlen statt.

Abmessungen der Stallungen:

Lage des Betriebes: 198 Meter über NN

Boxengröße: 15,75 m²

Höhe der Seitenwände: die eine Seitenwand reicht bis zum Giebel, die andere stellt die Trennwand zur Nachbarbox mit einer Höhe von 1,90 m dar

Höhe der Front- und Rückwände: 3,40 m

Art der Seitenwände: durchgehend Hartholz bzw. Steinwand

Deckenhöhe: beginnend auf 3,40 m, Giebelspitze bei 5,00 m Fenstergröße: auf Vorder- und Rückseite durchgehende Fenster-

reihe, beginnend auf einer Höhe von 2,20 m, jeweils 0,90 m hoch

Verhältnis Fenster- zu Stallgrundfläche: 0,4 (1/2,5)

Luftvolumen pro Pferd: 66,15 m³, für jede Mutterstute einschließlich Fohlen Art der Lüftung: Fensterlüftung (freie Lüftung)

Abbildung 6 zeigt den Grundriss des Stallkomplexes und Abbildung 7 zeichnet beispielhaft die Hoffront der Boxen in diesem Betrieb auf. Tröge und Tränken sind ebenso eingetragen wie der Messort für Lufttemperatur und relative Feuchte.

Nord

West + Ost

Süd

1,15 m 3,50 m 1,20 m 4,50 m 1,15 m

Giebeldach ohne Zwischenboden

vorne und hinten durchgehende Fensterreihe beginnend auf einer Höhe von 2,20 m Fensterhöhe: 0,90 m

pro Box vier Fenster gekippt mit einer Größe von jeweils 0,9 m x 1,00 m

Lager-

raum

Einsatzort des Messgerätes bis zur Decke reichende Wände für Temperatur und relative Feuchte

Tränke

Trennwände zwischen jeweils zwei Boxen mit einer Höhe von 1,90 m

Trog

Abb. 6: Grundriss der Anlage in Betrieb 3 mit Boxen für 16 Mutterstuten

0,90 m

0,85 m

2,20 m

1,20 m

1,15 m 1,20 m 1,15 m

Abb. 7: Beispiel der Hofansicht einer Box in Betrieb 3

3.1.4. Betrieb 4:

Pferdebestand und Management:

Im Untersuchungszeitraum waren in diesem Betrieb 5 Mutterstuten mit jeweils einem Fohlen pro Jahrgang. Die Jährlinge werden in einem anderen Betrieb untergebracht. Ein Deckhengst ist nicht vorhanden.

Es handelte sich um einen geschlossenen Betrieb ohne Kontakt zu anderen Pferden mit Ausnahme der Zuchtsaison von Februar bis Juni, wenn die Stuten zur Bedeckung in fremde Gestüte gebracht wurden.

Die fohlenführenden Stuten kamen bereits ab den ersten Lebenstagen zusammen auf die Weide, zunächst dem Alter entsprechend stundenweise, später ganztägig. Bei hohen Temperaturen im Sommer wurden die Pferde tagsüber in den Stall geholt und verbrachten die Nacht auf der Weide.

Alle Boxen wurden täglich von nasser Einstreu und Kot gesäubert und mit frischem Stroh eingestreut.

Impfung: Alle Pferde des Betriebes waren gegen Influenza und Herpes geimpft.

Nach der Geburt wurde grundsätzlich der Nabel des Neugeborenen desinfiziert. Erkrankte Fohlen werden sofort tierärztlich behandelt.

Abmessungen der Stallungen:

Lage des Betriebes: 198 Meter über NN Boxengröße: 15,45 m² bzw. 18,67 m² Höhe der Front- und Seitenwände: 2,30 m

Art der Seitenwände: durchgehend Hartholz Deckenhöhe: 3,60 m, waagerechte Decke

Fenstergröße: rings um den Stall gehende Fensterreihe, 0,7 m hoch Verhältnis Fenster- zu Stallgrundfläche: 0,15 (1/7)

Luftvolumen pro Pferd: 95,01 m³ bei 8 Boxen, 76,01 m³ bei 10 Boxen

(siehe Abb. 8, ein Teil der Boxenwände kann herausgenommen werden, um größere Boxen zu erhalten)

Art der Lüftung: Schachtlüftung (freie Lüftung)

In Abbildung 8 ist der Grundriss des Stallkomplexes für die Stuten mit Fohlen dargestellt.

Tröge, Tränken, Fenster und Lüftungsschacht sind ebenso eingetragen wie der Messort für Temperatur und relative Feuchte. Die Stallgassenfront der Boxen ist in Abbildung 9 aufgezeichnet.

N

W O

S

3,00 m 2,85 m 4,00 m 3,20 m 5,15 m

Stroh- Stroh- schacht schacht

2,50x2,50 m Schieber, regulierbar

1,00 m

2,60 m 2,90 m

Futtertrog Türen, unten Holz, oben Dreiecksgitter oder verschließbar

1,20 m breit;

Boxentüren innerhalb des Stalltraktes 1,15 m breit

Einsatzort des Mess- Dreiecksgitterfenster, verschließbar

gerätes für Temp. und auf einer Höhe von 1,20 m, Gitter: 0,85 x 1,20 m relative Feuchte

Boxenwände, die zur Zeit der Messung herausgenommen waren, um große Fohlenboxen zu haben

Abb. 8: Grundriss des Stallkomplexes für fohlenführende Stuten in Betrieb 4

Waschbox Aufenth.

Futter- kammer

1,10 m

0,20 m

0,80 m

0,20 m

1,15 m Holzbretter: Bretterbreite 10 cm

Schlitzbreite 3 cm

Abb. 9: Zeichnung der Stallgassenfront einer Box in Betrieb 4

3.2. Material und Methode

Zur Charakterisierung der Stallluftqualität wurden praxistaugliche einfache physikalische, chemische und mikrobiologische Messmethoden eingesetzt. Erfasst wurden Temperatur und Feuchtigkeit der Luft, die Gase NH3 und CO2, sowie Staub und Keime.

Die Messgeräte wurden so aufgestellt oder angebracht, dass keine Verletzungsgefahr für die Tiere bestand, dass die Pferde die Geräte nicht beschädigen konnten und dass kein direkter Einfluss auf Messwerte wie z.B. CO2 von den Tieren ausgeübt werden konnte.

3.2.1. Bestimmung der Stallklimaparameter 3.2.1.1. Physikalische Parameter

Für die Bestimmung von Temperatur und Feuchtigkeit der Luft wurden elektrische Messfühler vom Typ Hydrolog (Firma rotronic ag, CH-Bassersdorf) verwendet. Die Geräte (im weiteren Text auch als Logger bezeichnet) sind mit Speichern ausgestattet, in denen die Messdaten gesammelt werden. Die Aufzeichnungsfrequenz der Geräte wurde über den gesamten Messzeitraum auf stundenweise Datenerfassung eingestellt. Die Logger wurden stationär in den Ställen jeweils oberhalb der seitlichen Boxentrennwände installiert ohne von Zugluft betroffen zu werden (siehe auch Abbildungen 2, 4, 6 und 8). Das Auslesen der Daten erfolgte über ein entsprechendes Computerprogramm.

Es wurden insgesamt fünf Logger bei den Untersuchungen eingesetzt. Vier Logger blieben in den Betrieben und bei jedem Besuch wurde der stationär installierte Logger gegen den jeweils freien fünften Logger ausgewechselt, um eine lückenlose Datenerfassung zu ermöglichen.

Für die Auswertung der Messwerte wurden die Messmonate zunächst in zwei Hälften (Messintervalle) geteilt, die jeweils mit 1 und 2 gekennzeichnet wurden. Des weiteren wurden die Tage von 6.00 Uhr morgens bis 20.00 Uhr abends und die Nächte von 20.00 Uhr abends bis 6.00 Uhr morgens eingeteilt. Tageswerte wurden somit aus 14 und Nachtwerte aus 10 Messungen ermittelt. Diese Zeiten wurden ausgewählt, da sie im wesentlichen die

Ruhezeiten (20.00-6.00 Uhr) und Aktivitätszeiten (6.00-20.00 Uhr) in den Ställen repräsentieren.

Um die Ergebnisse zu strukturieren, wurden für die jeweiligen Monatshälften folgende Werte errechnet:

- Tagesmittelwerte - Nachtmittelwerte

- 24-Stunden-Höchstwerte - 24-Stunden-Tiefstwerte - 24-Stunden-Mittelwerte

3.2.1.2. Chemische Parameter

Von den Gasen der Stallluft wurden in regelmäßigen monatlichen Abständen Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2) bestimmt. Zur Messung wurde das Gasspürgerät mit den entsprechenden Gasprüfröhrchen (Fa. Dräger, Lübeck) eingesetzt, die die Gase semiquantitativ durch ein colorimetrisches Verfahren anzeigen. Jeweils um 7.30 Uhr, zu einer Zeit, zu der sich alle Pferde in den Boxen befanden, aber noch keine Stallarbeiten wie Misten, Einstreuen oder Fegen durchgeführt werden, wurde einmal im Monat eine orientierende Einzelmessung durchgeführt. Diese fand mittig in einer Box ca. 25-30 cm über der Einstreu statt. Diese Höhe entspricht dem Einatembereich der Fohlen.

3.2.1.3. Unbelebte Partikel Staubbestimmung

Zur Bestimmung des Staubes wurde das Luftsammelgerät MD8 (Fa. Sartorius, Göttingen) eingesetzt. Die Luft wird durch einen Filter gesaugt, der in einem Filterhalter eingespannt ist.

Der Filterhalter wurde an einem Stativ, das mittig in der Box aufgestellt war, befestigt. Auf diese Weise konnte stets eine Messhöhe von 25-30 cm über der Einstreu im Einatembereich der Fohlen eingehalten werden.

Als Filter für die Staubbestimmung wurden Glasfaserfilter mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Filtrationsfläche von 38,5 cm² benutzt. Die Größe der Filter ermöglicht einen hohen Luftdurchsatz und erlaubt daher eine ausreichende Staubausbeute bei einer Probennahmezeit von nur 20-30 min. Der Luftdurchsatz wurde auf 6 m³/h für alle Staubbestimmungen eingestellt.

Die Messung des Staubes fand einmal monatlich zwischen 7.30 Uhr und 8.00 Uhr morgens statt, zu einer Zeit, in der sich alle Pferde in ihren Boxen befanden, es aber noch zu keiner Beeinflussung durch Stallarbeiten kam.

Vor Beginn des Versuches wurde der Glasfaserfilter mindestens 24 Stunden in einem klimatisierten Raum mit gleichbleibender Temperatur und Feuchte konditioniert und danach gewogen. Nach Beenden der Probennahme wurde der Filter erneut in diesem Raum für mindestens 24 Stunden gelagert und erst anschließend ausgewogen und die Staubgesamtmasse bestimmt.

Um eventuelle transportbedingte Veränderungen der Gesamtstaubmasse zu erfassen, wurde während jedes Messdurchganges jeweils ein Kontroll-Glasfaser-Filter, durch den keine Luft geströmt ist, unter denselben Bedingungen mitgeführt und anschließend ausgewogen. Die Ergebnisse der Auswaage dieser Kontrollfilter ist in Tabelle 7 aufgeführt.

Tab. 7: Gewichtsänderung des Kontrollfilters vor und nach dem Transport in mg / m³ August 01 März 02 April 02 Mai 02 Juni 02 + 0,04 + 0,01 + 0,02 + 0,02 + 0,02

Die übliche Außenluftbelastung liegt bei etwa 40 µg/m³. Die nur äußerst geringen Gewichtszunahmen des Transportfilters geben somit keinen Hinweis auf eine transportbedingte Beeinflussung der Werte.

Endotoxintest

Nach dem Auswiegen der Glasfaserfilter wurde der Endotoxingehalt des Gesamtstaubes mit Hilfe des Limulus-Amöbozyten-Lysat-Tests (LAL-Test) bestimmt. Das Prinzip dieses Tests beruht auf einer Reaktion der Blutzellen (Amöbozyten) des amerikanischen Pfeilschwanzkrebses (Limulus polyphemus) mit den Endotoxinen (Lipopolysacchrid) des in Lösung gebrachten Staubes. Bei einem für Endotoxine positiven Test kommt es während einer Inkubation bei 37°C zu einer Gelbildung. Durch das Herstellen von Verdünnungsreihen lässt sich anschließend der Endotoxingehalt der Probe rechnerisch ermitteln.

3.2.1.4. Luftkeimgehalt

Zur Bestimmung des Luftkeimgehaltes wurde das Luftsammelgerät MD 8 (Fa. Sartorius, Göttingen) mit Gelatine-Membranfiltern (Firma Sartorius, Göttingen) benutzt.

Die Messzeit betrug jeweils 10 Minuten bei einem Luftdurchsatz von 6 m³/h.

Die Gelatine-Membranfilter wurden im Labor unter sterilen Bedingungen in die Filterhalter eingelegt. Sowohl vor als auch nach der Probennahme wurden die Filter bei Temperaturen zwischen 5°C und 8°C gelagert und transportiert.

Die Messungen wurden ebenfalls einmal monatlich in gleicher Weise wie oben beschrieben mittig in der Box etwa 25-30 cm über der Einstreu zwischen 7.30 Uhr und 8.00 Uhr morgens vorgenommen.

Die monatlich genommenen Keimproben wurden in den 4 Betrieben aufgrund der räumlichen Entfernung zueinander und zu Hannover jeweils an drei Tagen hintereinander genommen und am anschließenden vierten Tag im Labor aufgearbeitet (siehe dazu auch Kapitel 3.3.1.).

Zur Keimbestimmung wurden die Gelatine-Membranfilter jeweils in einem Becherglas mit 10 ml Tween-Lösung übergossen und in einem Wasserschüttelbad bei 37°C und 50 U/min drei Minuten lang aufgelöst. Die gleichmäßige Verteilung der Keime in der Lösung erfolgte danach mittels eines Magnetrührers. Anschließend wurden jeweils 0,1 ml dieser Lösung auf unterschiedliche Nährböden aufgebracht und ausgespatelt.

Eingesetzte Selektiv-Nährböden: Ziel:

- Blutagar-Basis Nr. 2 => „Gesamtkeimzahl“

- Streptosel-Agar => Streptokokken - Mannit-Kochsalz-Agar => Staphylokokken

- MacConkey-Agar => Salmonellen, Shigellen und coliforme Keime - Dichloran-Glycerin-Agar (DG18) => Pilze und Hefen

- Selektiv-Agar für Actinomyceten => Actinomyceten

Die Nährböden zur Bestimmung der „Gesamtkeimzahl“, der Streptokokken, der Staphylokokken und der coliformen Keime wurden für 48 Stunden bei 37°C aerob bebrütet und anschließend die gewachsenen Kolonien ausgezählt.

Die Pilze und Hefen wurden als Doppelansatz bei 25°C und bei 40°C bebrütet und jeweils am dritten und fünften Tag ausgezählt.

Die Nährböden für die Actinomyceten ebenfalls als Doppelansatz verblieben 12 Tage bei 32°C und 50°C im Brutschrank verpackt in Plastiktüten, um eine Austrocknung der Nährböden zu verhindern und wurden am fünften, siebten und zwölften Tag abgelesen. Um ein Überwuchern der langsam wachsenden Actinomyceten durch schneller wachsende Keime zu vermeiden, wurde diesen Proben jeweils das Antimykotikum Nystatin zugesetzt.

Von jeder Probe und Verdünnungsstufe wurden jeweils drei Nährböden parallel angesetzt und der Mittelwert der Koloniezahlen ermittelt. Die Verdünnungen mit 10 ml Tween-Lösung und der Ansatz mit 0,1 ml wurden bei der Berechnung der Keimkonzentration berücksichtigt.

Die Angabe der Keimbefunde wurde auf die Volumen der Probenluft bezogen und erfolgte in koloniebildenden Einheiten pro m³ Luft (KbE/m³)

3.2.1.5. Erfassung der Atemwegserkrankungen und klinische Untersuchung der Fohlen

Die Überwachung des Gesundheitszustandes der Fohlen in den vier Betrieben, besonders im Hinblick auf Atemwegserkrankungen, wurde täglich vom Gestütspersonal und von dem Hoftierarzt vorgenommen, da ich nicht täglich auf den Betrieben anwesend sein konnte.

Fragebögen und Verlaufsprotokolle für respiratorische Erkrankungen wurden von mir ausgegeben, vor Ort protokolliert und bei jedem Messdurchgang besprochen, ergänzt und ausgewertet.

Mit Hilfe dieser Fragebögen wurden folgende Faktoren der Atemwegserkrankungen erfasst:

- Anzahl der erkrankten Fohlen - Alter der erkrankten Fohlen

- Krankheitssymptome wie Husten oder Nasenausfluss - Dauer der Erkrankung

- Art der Erkrankung – obere und / oder untere Atemwege betroffen - mit oder ohne Fieber

- Art der nötigen Behandlung: sekretolytisch, bronchospasmolytisch, antibiotisch, antipyretisch?

- Dauer der Behandlung - Eventuelle Fohlenverluste

Auf diese Weise konnten die respiratorischen Erkrankungen regelmäßig erfasst und mit den übrigen Daten in Beziehung gesetzt werden.