Böden in

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Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD

Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART

Böden in

Milchvieh-Laufställen

Beat Steiner

Weiterbildungskurs für Baufachleute, 17./18. November 2009

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Inhalt

• Einflüsse der Bodenausführung auf Klauengesundheit

und Verhalten

• Wie wirken Alterung und Verschmutzung?

• Folgerungen für neue Materialien

• Konsequenzen auf die Reinigung

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Böden in Milchvieh-Laufställen | Weiterbildungskurs für Baufachleute, ART Tänikon, 18. November 2009 3

Problemstellungen

Î Zunahme von Klauenerkrankungen in Laufställen; mit 12 % eine der

häufigsten Abgangsursachen Î Glatte Stallböden führen zu

erschwerter Brunstbeobachtung, Verletzungen und Tierverlusten

Quellen: Wangler 2009, Keck et.al 2009, Steiner 2007

Î Ungenügende Abstimmung der Reinigungstechnik auf die

Bodenausführung

Î Zur Reduktion der Ammoniak-

Emissionen ist eine rasches

Abführen von Kot und Harn

gefordert.

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Anforderungen für Laufflächen

Rutschfestigkeit Abrasivität/

Klauenabrieb Kanten / Grate Punktbelastung

Tiergerechtheit

Reinigungs- freundlichkeit Drainierbarkeit/

Selbstreinigung Emissionsfläche

und -volumen Emissionen

Anforderungen an die Materialoberfläche

Rutschfestigkeit Gefälle

Unfallverhütung

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Liegen

Warten / Melken Fressen

Laufen

Wo hält sich die Kuh wie lange auf?

13 2 6

3 500 - 1200 m Wegstrecke im Liegeboxenstall

Zeitdauer in Stunden Richtwerte

Quelle: Diverse Autoren

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Wie beeinflussen verschiedene Stallbodenarten und Weide die

Klauengesundheit und das Verhalten von Milchkühen im Laufstall?

Weide

36 Betriebe

18 Betriebe mit Weidegang 18 Betriebe ohne Weidegang

Gummibelag Spaltenboden Gussasphalt

Quelle: Haufe 2008

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Ergebnisse Schrittlängen

R: Gummibelag M: Gussasphalt S: Spaltenboden

Winterperiode Sommerperiode

Schrittlänge [m]

Quelle: Haufe 2008

Gummibelag Gussasphalt >

Beton- >

Spaltenboden

Sommer Winter >

Bodenart x Saison: P < 0.02

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Schrittlängen in Abhängigkeit der

Rutschfestigkeit bei Beton perforiert

Mittelwert der Gleitreibwerte [µ]

Schrittlänge [m]

R = 0.91

0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34

1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55

Gleitreibwert

Bandbreite bei

Gummibelägen

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Komfortverhalten und Aktivität

Beobachtung des Leckverhaltens insgesamt 12 h/Betrieb

Sich Lecken hinter dem letzten Rippenbogen stehend

auf 3 resp. 4 Beinen

kein Einfluss des Bodens auf die Häufigkeit des

Leckens nachweisbar

Quelle: Haufe 2008

Erfassung der Aktivität

Anteil der Tiere, die in Gängen stehen, ist bei Gummiauflagen höher Anteil der Tiere „stehend in

Laufgängen“ und „stehend mit

zwei Beinen in Liegeboxen“

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Ergebnisse Klauengesundheit

Blutungen

Klauensohlengeschwüre Ballenhornfäule

Dermatitis Digitalis /

‚Mortellaro‘

Keine eindeutigen Unterschiede zwischen den Bodenarten

kein Einfluss der Weide

Geringeres Vorkommen bei

Betrieben mit Betonspaltenboden Keine Unterschiede zwischen

den Bodenarten

geringeres Vorkommen bei Betrieben mit Weidegang

Quelle: Haufe 2008

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Prü Pr üfk fkö örper rper mit runder mit runder Gleiterscheibe PA6 Gleiterscheibe PA6

Messung des Gleitwiderstands

Gleitmessgerät (GMG) Modell 05

Messstrecke = 350 mm Messstrecke = 350 mm Kraftmessdose Kraftmessdose

Entwicklung in Zusammenarbeit mit der DLG Prüfstelle

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Materialgruppe

10 ^0.0

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

9 Mittelwert G leitreibwerte [µ]

Materialien unter Praxisbedingungen:

stark variable Rutschfestigkeit

Gu mm igr an ula t

Be ton spa lten

Gu ssa sph alt

Ela stis che

Gu mm ibe läg e

n=40 n=94 n=92

n=96 n = Anzahl Messstrecken

Mittelwert der Gleitreibwerte

< 0.30 µ

problematisch

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Rutschfestigkeit unter Praxisbedingungen

Einflüsse von Material und Alter

0 10 20 30 40 50 60 70

Spaltenboden <=5 Spaltenboden >5 Gummigranulat 2-9 Gussasphalt <=3

Gussasphalt >3

Bodenart und Alter in Jahren

Relative Anteile aller Gleitreibwerte in %

% Gleitreibwerte > 0.40

% Gleitreibwerte < 0.30

Mittelwert der Gleitreibwerte 0.32 µ

0.30 µ

0.28 µ

0.29 µ

0.33 µ

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Bodenmaterial und Messbedingung 0.20

0.25 0.30 0.35 0.40 0.45

Gleitrei bw ert [ μ]

Median der Gleitreibwerte

Toleranz gegenüber Verschmutzung?

G-Asphalt

verschmutzt

G-Asphalt

gereinigt

Beton plan

verschmutzt

Beton plan

gereinigt

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Einsinktiefe ca. 3 mm Einsinktiefe ca. 3 mm

Unterseite Unterseite

Noppen Noppen

Kontaktfläche grösser Kontaktfläche grösser

Elastische Materialien

Abbildungen: Kraiburg und Steiner

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Gummimatte Beton

Fehlender Klauenabrieb bei Gummi:

Veränderung von Klauenform und -winkel

Grafik: Eilers, 2008

Klauenpflege individuell anpassen!

Kombination von Weichheit und Abrasivität?

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Kombination mit abrasiven Materialien

pediKURA pediKURA

„ Gummiauflagen mit Abriebzonen “

Anteil zirka 20 %,

abhängig von Anordnung der Funktionsbereiche

Gussasphalt / Gummibeläge

Fressplätze, Stufen und Warteraum bevorzugt mit Gummi belegen

Quellen: Telezhenko 2005, Steiner 2007, Wangler 2009, Benz 2009

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Folgerungen für neue Materialien [1]

Generelle bauliche Anforderungen

• ebene Unterkonstruktion, um Profilkorrekturen zu vermeiden

• für Beschichtungen und Gussasphalt: Untergrund trocken und staubfrei

• Feuchtigkeitssperre und Haftbrücke für Beschichtungen

• präzise Ausführung der Oberfläche, abgestimmt auf Mistschieber Neu oder Präzisierung

• homogene Oberflächenbearbeitung mit ausgewogener Mikro- und Makrorauheit

• Oberflächenbearbeitung mit Quarzsand:

ca. 1,5 kg/m², Körnung 0,7-1,2 mm

• keine Rillierung und kein Gummigranulat in Frischbeton

• Nachbearbeitung der Spaltenkanten durch Hersteller Beton planbefestigt

oder perforiert

Empfehlungen zur Ausführung Bodenmaterial

Quellen: Steiner 2007 und 2009

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Folgerungen für neue Materialien [2]

• Weichheit: Einsinktiefe (DLG) von rund 3 mm

• bei Ausstattung aller Laufbereiche mit Gummi, Teilbereiche mit abrasivem Material

• im Sanierungsfall vornehmlich intensiv genutzte Bereiche und Spaltenböden mit Gummi ausstatten

• Präzise Übereinstimmung mit

der Perforation des Spaltenbodens Elastische

Gummibeläge

Empfehlungen zur Ausführung Bodenmaterial

Quellen: Steiner 2007 und 2009

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Folgerungen für neue Materialien [3]

• Rezeptur mit hoher Säurebeständigkeit und Wärmestandfestigkeit

• Einbau auf Trennschicht

• Oberflächenbearbeitung mit Rundsanden!

• bei hohem Klauenabrieb frühzeitig schleifen Gussasphalt

• Quarzsand gerundet, Körnung 0,7-1,2 mm

• gute Versiegelung

• Einsatzbereich auf Melkstand, Milchlager- und Verarbeitungsräume beschränkt

Empfehlungen zur Ausführung Bodenmaterial

Quellen: Steiner 2007 und 2009

Beschichtung

Epoxidharz-Sand

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Effiziente Reinigung der Laufflächen wird immer wichtiger ...

... um die erforderliche Rutschfestigkeit sicherzustellen ... um die Klauengesundheit zu verbessern

... um die Sauberkeit der Tiere zu erhöhen ... um die Ammoniak-Emissionen zu senken.

Optimierte Entmistung

häufig, tiergerecht,

auf Boden abgestimmt

Rascher Harnabfluss

Gefälle, Sammelrinne

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Verschmutzung der Laufflächen

maximale Verschmutzung vor der Reinigung mit Schieber

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Betrieb

Masse der Verschmutzung [kg/m²]

Fressgang1/m2 Fressgang2/m2 Liegegang1/m2 Liegegang2/m2

Gussasphalt Spaltenboden Gummi

Median: 3,8 kg/m²

15 13 7 19 3 5 11 17 12 4 18 14 8 6 2 1 9 6

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Permanent stark

verschmutzte Flächen

• Fressgang / Liegegang

Entmistungstechnik je nach Stallbereich

Reinigung automatisiert

• stationäre Schieberanlage

• Entmistungsroboter

Flächen, die wenig oder kurzzeitig verschmutzt

• Warteraum / Melkstand

• separater Laufhof

Reinigung mobil

• Warteraum und Melkstand

• Laufhof je nach Anfall

Wasserspülung fest

installiert oder mobil

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Häufigkeit und Tiergerechtheit

• Stark verschmutzte Flächen mind. 6 Mal täglich reinigen

• Minimale Baumasse von Schiebern: Höhe ≤ ^{20 cm}

Fahrgeschwindigkeit: ≤ ^{4 m/min}

• Abstimmung auf Bodenausführung

• Optimierte Steuerung (Zugkräfte / Zeiten / Fahrrouten)

Quellen: Steiner 2007, BDU/AGRIDEA 2008, Schröpfer 2009

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Reinigungseffizienz verbessern

Rasches Austrocknen der Laufflächen im Sommer

• Schlechte Reinigungseffizienz

• Bildung von Schmierschichten

Gezieltes Einweichen vor dem

Entmistungsvorgang durch fest

installierte Sprüheinrichtungen

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„Flush“-Entmistung [1]

Reinigen der Laufflächen durch Spülung mit separierter Gülle

Technische Voraussetzungen

• Flüssigkeitsbedarf pro m² Fläche:

30-50 lt pro Reinigungsdurchgang

• Separierung von Gülle;

zusätzliche Verdünnung mit Dach- und Prozesswasser

• Separates Güllesilo als Vorrat

• Leitungsquerschnitte >120 mm

• Laufflächen mit ≥3 % Gefälle

Quellen: Möcklinghoff 2006, Angaben von Praxisbetrieben

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„Flush“-Entmistung [2]

Reinigen der Laufflächen durch Spülung mit separierter Gülle

Bisherige Erfahrungen

• meist zweimal täglich gereinigt

• Anteil Prozesswasser ca. 5 % Anteil Dachwasser individuell

• bei TS-Gehalten >3%

verminderte Reinigungswirkung

• Stilllegung bei Frost

Quellen: Möcklinghoff 2006, Angaben von Praxisbetrieben

Fazit

• täglich zweimalige Reinigung

für Aktivitätsbereiche ungenügend

• Reinigungsqualität mit Gülle ungenügend

• intensive Güllebewegung erhöht Emissionen

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Entmistung mit „Güllesauger“

Absaugen der Gülle direkt vom Stallboden mit Vakuumfass

Voraussetzungen und erste Erfahrungen

• zusätzliche Verkehrsflächen erforderlich

• geringere Bau- und Anlagekosten durch Güllesauger aufgehoben

• Verknüpfung Melken - Entmisten

• gute Reinigungsqualität

Vorläufiges Fazit

• Verfahren für räumlich flexiblen Einsatz

• hohe Reinigungsqualität aber zu geringe -häufigkeit

• Personal- und Zeitabhängigkeit nachteilig

Quelle: Brandes 2008

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Schlussfolgerungen

1. Die Rutschfestigkeit (Gleitwerte ≥ 0.3 µ) muss über die ganze Nutzungsdauer

erhalten bleiben; der Oberflächenbearbeitung ist deshalb mehr Beachtung zu schenken.

2. Im Hinblick auf die Klauengesundheit ist keine der untersuchten Bodenarten

eindeutig überlegen.

3. Elastische Materialien wirken sich positiv auf das Verhalten aus; Einsatz bevorzugt im Fressgang und Warteraum.

4. Permanent stark verschmutzte Stallbereiche sind täglich ≥ 6 Mal zu reinigen; dazu ist eine

automatisierte Entmistungstechnik erforderlich.