Projekte Rind

Anwendung von digitalen Zwillingen zur Erweiterung der Emissionsdaten der beim Projekt 'EmiDaT' vermessenen frei belüfteten Milchviehställe (DigiTwin)

Die durch das KTBL-Projekt „EmiDaT" gewonnenen und in einer Datenbank abgelegten Werte werden am Ende des Projekts durch Ergebnisse, die aus Berechnungen im digitalen Zwilling resultieren, ergänzt.

Mit dem Strömungssimulationsprogramm STAR-CCM+ von Siemens PLM werden komplexe Strömungsvorgänge berechnet und skalare Größen wie die Ausbreitung von Ammoniak mit berücksichtigt. Dies gilt sowohl für Strömungen in Gebäuden als auch bei Außenströmungen sowie einer Kombination aus beidem wie im Projekt. Ausgehend von den Randbedingungen, die in den realen Messungen ermittelt worden sind, wird eine Simulation aufgesetzt, bei der die Ammoniakquellkonzentration iterativ angepasst wird, bis es eine qualitativ gute Übereinstimmung zu der gemessenen Konzentration im Stall gibt.

In diesem dann validierten numerischen Strömungsmodell wird anschließend der Volumenstrom durch den Stall variiert, sodass die Informationen über die Emissionsdaten der frei belüfteten Milchviehhaltung erweitert werden. Veränderungen der Betriebszustände wie z. B. die Anströmrichtung oder die Stellung der Windschutznetze werden ebenfalls berücksichtigt. Die Auswirkungen auf das Strömungsverhalten im Stall und das Emissionsverhalten des Gesamtsystems werden auf vielfältige Weise berechnet und ausgewertet.

Durch die Visualisierungsmöglichkeiten innerhalb der numerischen Strömungssimulation ist ein umfangreicher Verständnisgewinn über den Zusammenhang zwischen Anströmung und Emissionsgeschehen zu erwarten. Aufgrund standardisierter Eingabeparameter und automatisierter Auswerteverfahren sind die digitalen Zwillinge der untersuchten Haltungsverfahren für Milchvieh untereinander vergleichbar.

Durch digitale Zwillinge können wir den Kenntnisstand über die Um- und Durchströmung der Stallgebäude, die Verteilung der Schadgase in und um die Ställe herum und den Emissionsmassenstrom aus den Gebäuden in die Umwelt erweitern.

Darstellung der Erfolgsgeschichte Tierzucht und Veröffentlichung einer gesellschaftsfähigen Kommunikationsstrategie (EGTierzucht)

Ziel des beantragten Projektes ist es, die Erfolgsgeschichte der deutschen Rinder- und Schweinezucht wissenschaftlich herauszuarbeiten, darzustellen und eine gesellschaftsfähige Kommunikationsstrategie zu entwickeln und zu veröffentlichen. Mit gezielten Informationsmaßnahmen soll ein effektiver, transparenter Wissenstransfer über die Leistungen der Deutschen Tierzucht gefördert werden. Bezüglich der Rinder- und Schweinezucht liegt in Deutschland derzeit kein Überblick über die Entwicklungen bei den einzelnen Tierarten vor.

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Exportchancen von Tierwohl-Fleisch aus Deutschland (ExPoTiWo)

In Deutschland und weiteren EU-Ländern werden höhere Tierwohlstandards gefordert. Diese sind mit Mehrkosten verbunden, was sich auf den internationalen Wettbewerb auswirkt.

Ziel des Vorhabens ist es, die Chancen für deutsche Fleischexporte, die unter deutlich verbesserten Haltungsbedingungen der Tiere und damit unter erhöhten Produktionskosten hergestellt wurden, zu analysieren. Dabei wird erhoben, wie die Verbraucherpräferenzen für deutsche Fleischimporte und für Fleisch, das unter erhöhten Tierwohlstandards produziert wurde, in relevanten Exportländern sind.
Zudem wird abgeschätzt, inwiefern in den Zielländern eine höhere Zahlungsbereitschaft für dieses Fleisch durch die Verbraucher besteht. Dabei wird auch erfasst, inwiefern es in den Exportländern bereits eine Marktdifferenzierung hinsichtlich der Haltungsstandards gibt oder ob dies ein völlig neues Marktsegment wäre.

Das Projekt fokussiert sich auf Schweine- und Geflügelfleisch, da bei diesen Tierarten die Diskussionen um verbessertes Tierwohl in Deutschland am größten sind. Um die Marktpotentiale von Tierwohlfleisch in den relevanten Exportländern adäquat zu analysieren, gliedert sich das Projekt in vier Arbeitspakete (AP).

Zunächst wird in AP 1 der aktuelle Wissensstand aufbereitet.
In AP 2 werden Experteninterviews geführt. Sie dienen zur Erstellung einer Übersicht über den Fleischmarkt in den betrachteten Exportländern und um die Verbrauchererwartungen aus Sicht von Händlern und Zulieferern in den jeweiligen Ländern zu erfassen.
AP 3 untersucht qualitativ mit Hilfe von leitfadengestützten Gruppendiskussionen die Verbrauchereinstellungen, -präferenzen und Zahlungsbereitschaften. Dabei fließen Erkenntnisse aus der Literatur und gegebenenfalls aus den vorab geführten Experteninterviews ein.
Das AP 4 dient schließlich der Quantifizierung der Ergebnisse der Gruppendiskussionen sowie der quantitativen Analyse der Verbrauchereinstellungen, -präferenzen und Zahlungsbereitschaften.

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Gesamtbetriebliches Haltungssystem Rind (GBHK_Rind)

Ziel des Vorhabens ist es, Landwirten, Beratern, Architekten, politischen Entscheidungsträgern, landwirtschaftlichen Auszubildenden, Studenten sowie einem nichtfachbezogenen Publikum die Tierhaltung gesamtkonzeptionell in Form von zukunftsfähigen Haltungs- und Stallsystemen zu vermitteln. Im Fokus stehen Visionen und Aspekte moderner Stallbauten für eine nachhaltige, tier- und umweltgerechte Milchviehhaltung, Bullenmast sowie Kälber- und Jungrinderhaltung.

Um einen breit angelegten Wissenstransfer sicherzustellen, sollen die Ergebnisse digital aufbereitet und vielfältig eingesetzt werden (3D- Modelle sowie AR- / VR- basierte Simulationen). Die aus einer Vielzahl von Beispielen ausgewählten Modelle zeigen Verfahren, die wesentlich zur Verbesserung des Tierwohls und gleichzeitig zur Reduzierung von negativen Umwelteinflüssen maßgeblich beitragen. Sowohl die 3D-Modelle als auch die VR- / AR- Simulationen werden diesbezüglich auf Ausstellungen, Vortragsveranstaltungen, Seminaren, Workshops, zu Unterrichtszwecken usw. gemeinsam mit örtlichen Spezialberatungen, auch im Sinne der "Nutztierstrategie"  bundesweit eingesetzt.

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Bildung eines Netzwerks zur Erstellung eines Tierwohl-Konzepts unter Berücksichtigung der Sinneswahrnehmung von Kühen zur Erforschung von innovativen Haltungs- und Managementlösungen von Milchkühen und deren Nachzucht (IGG)

Die beiden aus dem IGG-Projekt entstehenden Milchviehställe werden innovative und praktische Haltungs- und Managementlösungen beinhalten, die es ermöglichen zukunftsweisende Stallkonzepte vergleichend gegenüberzustellen und hinreichend gut für die Praxis zu beschreiben. Darüber hinaus werden nach Fertigstellung beider Ställe Untersuchungen zur Verbesserung des Wohlbefindens, Gesundheit, Robustheit und Langlebigkeit von Milchkühen und deren Kälbern ermöglicht. Damit können innovative Forschungsfragen im Bereich Tierwohl wissenschaftlich beantwortet werden und zur Entwicklung von nachhaltigen und gesellschaftlich akzeptierten Konzepten für die Haltung von Milchkühen in der Praxis beitragen.

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Innovationsnetzwerk Rind - zukunftsfähige Rinderhaltung in Deutschland unter Berücksichtigung von Tierwohl, Umweltwirkungen und gesellschaftlicher Akzeptanz (InnoRind)

Das Verbundvorhaben InnoRind verfolgt das Ziel, die in Deutschland vorhandenen Kompetenzen im Bereich der Nutztierhaltung zu bündeln und ein Netzwerk zur Rinderhaltung aufzubauen, welches die Expertise der Projektbeteiligten nutzt, um innovative Ansätze für eine zukunftsfähige Rinderhaltung in Deutschland zu entwickeln. Diese Ansätze sollen zum einen das Tierwohl verbessern und zum anderen die negativen Umweltwirkungen verringern, gleichzeitig aber auch die arbeitswirtschaftliche Situation sowie die Wirtschaftlichkeit der landwirtschaftlichen Betriebe und die Wünsche der Verbraucher und Verbraucherinnen in die zu entwickelnden Konzepte einbeziehen.

Das Netzwerk zielt auf eine umfassende Betrachtung der Rinderhaltung ab. Schwerpunktthemen des geplanten Innovationsnetzwerks sind unter anderem die kuhgebundene Kälberaufzucht, alternative Mast- und Vermarktungsverfahren zur Adressierung der Absatzproblematik männlicher Milchviehkälber sowie die Transitperiode und die Bilanzierung von Umweltwirkungen im Milchviehstall.

Es werden Projekte zu innovativen Stallbau- und Haltungsmaßnahmen auf kooperierenden Versuchsbetrieben umgesetzt und auf konzeptioneller Ebene präventiv orientierte Haltungs- und Managementkonzepte zur Verbesserung des Tierwohls erarbeitet, um im Anschluss die erarbeiteten Ergebnisse direkt in die Praxis transferieren zu können. Mit diesem effektiven Gesamtkonzept wird InnoRind einen Beitrag dazu leisten, das Tierwohl in der deutschen Rinderhaltung zu verbessern sowie negative Umweltauswirkungen zu reduzieren, um damit sicherzustellen, dass die Verbraucher und Verbraucherinnen weiterhin mit nachhaltig erzeugten tierischen Produkten versorgt werden, deren Herkunft gesellschaftlich akzeptiert wird.

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Kälberaufzucht an der Kuh: natürlich, gesund und praktikabel (KaeKNatGeP)

Das Projekt "Kälberaufzucht an der Kuh: natürlich, gesund und praktikabel (KaeKNatGeP)“ soll die kuhgebundene Kälberaufzucht als natürliche Haltungsform auf landwirtschaftlichen Betrieben verbessern. Drängende Fragestellungen der kuhgebundenen Aufzucht sollen beantwortet und vielfältige Erkenntnisse zu dieser Haltungsform sollen aus der Praxis heraus gewonnen und evaluiert zurück in die Landwirtschaft getragen werden.

Dazu wird ein Erfahrungsaustausch zwischen erfahrenen Landwirtinnen und Landwirten in acht regionalen Gruppen (Stable Schools) initiiert. Die Gruppen werden intensiv durch Fachberatung und Wissenschaft begleitet mit dem Ziel, die jeweilige Kälberhaltung zu optimieren.

Typische Fragestellungen im Bereich kuhgebundene Kälberhaltung zu Tierwohl, Tiergesundheit, Verhalten, Leistungsfähigkeit der Systeme und zur Wirtschaftlichkeit werden wissenschaftlich evaluiert. Konkret sollen Absetz- und Separationsstress, Euter-, Stoffwechsel- und Kälbergesundheit sowie die veränderte Tier-Mensch Beziehung näher untersucht werden.

Die Erkenntnisse und Erfahrungen aller Beteiligten werden laufend in Wissenstransfer-Veranstaltungen an interessierte Betriebe und weitere Akteure entlang der Wertschöpfungskette vermittelt. Ökonomische Aspekte werden dabei ebenfalls untersucht. Das Vorhaben hat das Ziel, die kuhgebundene Aufzucht in konventionellen und ökologischen Milchviehhaltungssystemen zu fördern.

Individualisierte Mastitis-Risikoeinschätzung in der Milchviehhaltung durch Sensoren, Digitalisierung und künstliche Intelligenz (MEDICow)

Das deutsch-irische Kooperationsprojekt MEDICow hat es sich zum Ziel gesetzt, auf Basis eines multisensorischen Ansatzes ein Modell zur frühzeitigen, tierindividuellen Mastitiserkennung für Milchkühe zu entwickeln. Damit leistet das Projekt einen Beitrag zu mehr Tierwohl, Tiergesundheit und höherer Nutzungsdauer der Kühe. Es trägt zu einer nachhaltigeren und profitableren Milchproduktion bei, indem es die Kosten für tierärztliche Behandlungen, Medikamente, den Einsatz von Antibiotika und die Arbeitszeit zur Pflege erkrankter Tiere, sowie Milchverluste und das Ausmerzen von Kühen reduziert.

Mithilfe moderner Methoden aus dem Bereichen der künstlichen Intelligenz (KI), Neuronalen Netze und Datenwissenschaften wird eine hochsensitive Mastitis-Risikoabschätzung ermöglicht und somit die Zeitspanne zwischen der Infektion und der Behandlung signifikant verkürzt. Im Rahmen des Projekts werden neu entwickelte, molekulare Mastitis-Nachweisverfahren getestet und bei erfolgreicher Eignung als Schnelltest in das Vorhaben mit aufgenommen. Auf Basis der Verknüpfung von physiologischen Sensor- und Melkdaten soll ein Echtzeit-Entscheidungsunterstützungsmodell entwickelt werden.

Das Projekt MEDICow wir in enger Zusammenarbeit mit dem TEAGASC  (Irland) durchgeführt. Die Einbeziehung von Daten aus Irland gibt Aufschluss über den Einfluss verschiedener Haltungsbedingungen und Witterungseinflüsse auf die Eutergesundheit. In Kooperation mit Irland wird außerdem die sensorische Erfassung des Tierwohls beim Kälbertransport erforscht.

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Modellierung der N-Ausscheidung von Milchrindern zur Verbesserung der Nationalen Emissionsinventare und der einzelbetrieblichen Einschätzung (MoMiNE)

Die Milchproduktion ist eine der bedeutendsten Quellen von Treibhausgasen und Stickstoffausträgen in der deutschen Landwirtschaft. Der Milchrindersektor hat sich dabei in verschiedenen Aspekten der Haltung und Fütterung, des Managements und der Zucht in den zurückliegenden Jahrzehnten erheblich verändert. Im Gegensatz zur Nutzung fixer Tabellenwerte zum Rohproteineinsatz in der Fütterung für die Berechnung von Stickstoffausträgen bietet die beim Milchrind flächendeckend etablierte systematische Datenerfassung Ansatzpunkte, vollzogene Entwicklungen im zeitlichen Verlauf der Stickstoffausscheidungen je Kuh abzubilden.

Ziel des Verbundvorhabens ist es daher, das Verfahren zur nationalen Berichterstattung über Ammoniakemissionen und Treibhausgasemissionen dadurch weiterzuentwickeln, dass routinemäßig im Zuge der Milchkontrolle (Milchleistungsprüfung) bzw. der Güteprüfung ermittelte Milchharnstoffwerte als Kalkulationsgrundlage herangezogen werden. Auf Basis umfassender Untersuchungen zu den alternativen Kalkulationsverfahren, in die auch Daten, Erkenntnisse und Ergebnisse aus vorangegangenen Studien einbezogen werden, sollen neue und verbesserte Routineanwendungen für die Nationalen Emissionsinventare erarbeitet werden.

Darüber hinaus sollen zum Zweck der gezielten Beratung der Landwirte und Unterstützung von Maßnahmen zur Emissionsminderung vorhandene Versuchsdaten integriert und weitergehend ausgewertet werden. Ergänzende Fütterungsstudien haben zum Ziel, das bestehende Potenzial zur Minderung der Stickstoffausscheidung in Menge und Art beim Milchrind durch Fütterungsoptimierung besser einschätzen zu können. Dies erfolgt unter Orientierung an aktuellen Empfehlungen zur stickstoffeffizienten Fütterung und unter Berücksichtigung der Wirkung von Anpassungen auf Milchleistung und Tiergesundheit.

Dabei sichert die Einbeziehung von Milchharnstoff-Werten auch in die differenzierten rationsbezogenen Analysen die Verknüpfung der beiden Arbeitsschwerpunkte und unterstützt den unmittelbaren Praxistransfer der Projektergebnisse zur Entwicklung und weiteren Senkung der Stickstoffausscheidung, insbesondere an Harnstoff-N, im deutschen Milchrindersektor.

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Prophylaxe der Mastitis bei Rindern durch neuartige Biomatrices aus marinen Organismen (PROBIOMAR)

Vor dem Hintergrund des verstärkten Auftretens neuartiger resistenter Erreger gilt es, die Weiterverbreitung durch sie verursachter Erkrankungen einzudämmen. Der Großteil der multiresistenten Erreger kann neben dem Menschen auch landwirtschaftliche Nutztiere kolonisieren oder infizieren. Daher ist die Entwicklung alternativer Materialien, die auf natürlichem Wege durch kolonisationshemmende und immunstimulierend wirkende Inhaltsstoffe die Weiterverbreitung von multiresistenten Erregern bei Nutztieren verhindern, dringend erforderlich.

Im Rahmen des Projektes sollen Substanzen erarbeitet werden, die das Wachstum dieser resistenten Keime an Kuheuterzitzen (Mastitis) unterbinden. Ergebnisse aus bisherigen Forschungen zeigen, dass lipidhaltige marine Organismen über antibakteriell wirksame Inhaltsstoffe verfügen. Ein innovatives Verfahren zur Mikroverkapselung mariner Organismen könnte deren gesundheitsförderndes Potential mit einer Effizienz nutzbar machen, die mit den unbehandelten Biomassen allein nicht erreichbar wäre.

Zur Umsetzung des Zieles sollen neuartige Biomatrices auf der Basis von antibakteriell wirksamen Mikroalgen erarbeitet werden, die die parallele Wirkung biologischer und physikalischer Mechanismen zur Prophylaxe nutzen. Aufgrund der Komplexität der Anforderungen in der Tierhaltung sind dazu vorhandene, antimikrobiell wirksame Algen an tierpathogenen Erregern zu testen, sowie neue Herstellungs- und Testverfahren zu finden, mit denen die Algen kultiviert, mikroverkapselt und anschließend in spezielle halbfeste Formulierungen eingearbeitet werden sollen.

Am Ende des Projektes ist es das Ziel, die neuen Biomatrices an einem in vitro- Hautmodell der Kuheuterzitze auf ihre Praxistauglichkeit zu untersuchen. Durch das Projekt kann es gelingen, die Weiterverbreitung von multiresistenten Erregern vorbeugend zu verhindern und damit den Antibiotikaeinsatz in der Milchviehhaltung deutlich zu reduzieren.

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Untersuchung der Tierwohl-Umwelt-Interaktion bei Milchkühen (TUI Milchkuhstall)

Im Rahmen der aktuell in Deutschland diskutierten Minderung der Ammoniakemissionen und der Gestaltung von Bodenoberflächen (Stallböden) innerhalb der Laufställe, sowie Fragestellungen zu Faktoren des Tierwohls, bietet dieses Forschungsvorhaben eine gemeinsame Schnittmenge.

Die durch die Exkremente der Tiere verschmutzten Stallböden sind hauptsächlich für die Emissionen von Ammoniak aus der Stallung verantwortlich. Weiterhin dient der Stallboden den Tieren als Lauffläche und soll den Tieren auch unter Dauerbelastungen einen rutschfesten und sicheren Tritt bieten.

Das Aktivitätsverhalten und die Klauengesundheit sind von der Bodengestaltung abhängig. Der Merkmalskomplex „Lahmheiten" als dritthäufigste Abgangsursache in deutschen Milchviehbetrieben spielt neben den Faktoren Tierwohl und Tiergesundheit bei der Bodengestaltung auch eine wichtige wirtschaftliche Rolle; mit steigender Bedeutung für die Langlebigkeit der Tiere und der davon abhängigen Remontierungskosten.Derzeit finden keine Untersuchungen zu den Interaktionen dieser Zielgrößen statt. Das Versuchs- und Bildungszentrum Landwirtschaft Haus Riswick der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen plant deshalb einen Milchviehstall-Neubau, um seine Untersuchungsmöglichkeiten zu erweitern und auf einzigartige Fragestellungen auszurichten.
Der Fokus liegt hierbei auf den Wechselbeziehungen zwischen Tierwohl und Umweltschutz in der Milchviehhaltung.

Gleichzeitig soll der Stall an diesem Versuchsstandort eine wichtige Demonstrationsaufgabe erfüllen, weil viele investitionsinteressierte Landwirte Haus Riswick aufsuchen, um beispielhafte Neu- und Umbaulösungen zu besichtigen und mit Fachleuten zu diskutieren.

Ziel dieses Vorhabens ist es daher, die drei Faktoren „wenig Emissionen, hoher Laufkomfort und langlebige Kühe" in einer dreijährigen Untersuchungsphase zu berücksichtigen. Hierbei entstehen in dem neuen Versuchsstall wichtige Beiträge und Lösungen zur Entscheidungsfindung in Wissenschaft, Beratung und Praxis.

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Einfluss einer Stickstoff- und Phosphor-reduzierten Fütterung in der Spätlaktation bei Milchkühen auf Tiergesundheit, tierische Leistungen, Nährstoffausscheidungen und den Ausstoß klima- und umweltrelevanter Gase (NPassend)

Das Ziel des Vorhabens ist eine Gesamtbetrachtung der Milchkuhhaltung hinsichtlich der Minderungspotentiale von Stickstoff- und Phosphor-Ausscheidungen sowie Ammoniakemissionen.

In einem 18-monatigen Fütterungsversuch sollen unterschiedliche Versorgungsniveaus mit Rohprotein und Phosphor im zweiten und dritten Laktationsdrittel geprüft werden. Der Versuch umfasst auch die nachfolgende Trockenstehzeit und den Beginn der Folgelaktation. Es sollen die Auswirkungen der differenzierten Versorgung auf die Futteraufnahme, die Milchleistungsparameter und somit das Stoffwechselgeschehen erfasst werden. In allen Produktionsphasen sollen die von den Laufflächen emittierten Ammoniakemissionen gemessen werden.

In einer Praxiserhebung werden zusätzlich in typischen Milchviehbetrieben die derzeitigen Versorgungsniveaus erfasst und mit den ermittelten Versuchsdaten verglichen. Aus diesen Daten können Minderungspotentiale abgeleitet und konkrete Empfehlungen für die landwirtschaftliche Praxis erarbeitet werden. Mit Hilfe der Vermeidung von Stickstoff- und Phosphorüberschüssen in der Fütterung sollen das Tierwohl verbessert und die Umweltwirkungen der Milchkuhhaltung vermindert werden.

Mehr Informationen zum Projekt NPassend (PDF)