Automatische Fütterung für Rinder · 2019. 4. 26. · Institut für Landtechnik und Tierhaltung Dr. Bernhard Haidn Claudia Leicher, Anna Stülpner Automatische Fütterung für Rinder

Bayerische Landesanstalt fürLandwirtschaft

Institut für Landtechnik und TierhaltungDr. Bernhard Haidn

Claudia Leicher, Anna Stülpner

Automatische Fütterung für Rinder –Nutzen und Kosten

BFL-Beratertagung

Haus Düsse in Bad Sassendorf, 09.03.2015

Institut für Landtechnik und Tierhaltung

Trend zur Automatisierung in der Milchviehhaltung

Strukturwandel

2

Betriebe≥ .. Milchkühe

Deutschland Bayern

Betriebe Kühe Betriebe Kühe

alle 74.762 4,29 Mio. 34.422 1,216 Mio.

≥ 50 28.275 (37,8 %) 3,28 Mio. 8.049 (23,4 %) 0,607 Mio.

≥100 10.068 (13,4 %) 2,00 Mio. 1.029 (3,0 %) 0,136 Mio.

≥200 2.570 (3,4 %) 1,01 Mio. 54 (0,2 %) 0,016 Mio.

≥500 500 (0,6 %) 0,41 Mio. 3 0,003 Mio.

STATISTISCHES BUNDESAMT, 2015Viehzahlung 3. Mai 2015

auf Basis HI-Tier


Entwicklung der Automatisierung bei Milchvieh

Strukturwandel:

3

Arbeitsbelastung in den Betrieben sehr hoch

Familien-/Fremd-/Saison-AK

Arbeit Auslagern

Kooperation

baulich-/technische Maßnahmen Automatisierung



Strukturwandel:


Trend zur Automatisierung ist zu beobachten

4

FütternFüttern

EntmistenEntmisten EinstreuenEinstreuen

StallklimaStallklima DatenDaten

MelkenMelken



Strukturwandel:


Trend zur Automatisierung ist zu beobachten

5

FütternFüttern

EntmistenEntmisten EinstreuenEinstreuen

StallklimaStallklima DatenDaten

MelkenMelken

Ziele

• Erleichterung und Flexibilisierung der Arbeit

• Erhöhung der Prozesssicherheit

• Verbesserung des „Tierwohl“


Verbreitung von automatischen Fütterungssystemen

6

Zunehmendes Interesse an AFS

35 60 75 10051

91127

207245

358

581

761

303

569

915

1251

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

2012 2013 2014 2015

An

zah

l AF

S

Bayern Deutschland Europa Weltweit

Angaben von 8 Herstellern jeweils zu JahresbeginnOBERSCHÄTZL, 2015


Automatisches Füttern – zunehmendes InteresseVerbreitung von automatischen Fütterungssystemen in Bayern

7

Betriebszweige (121 Betriebe)96 Milchvieh16 Bullenmast

1 Ziegen8 nicht bekannt

Automatisierungsstufe21 Stufe I Vorlage99 Stufe II Mischen, Vorlegen

1 Stufe III gesamte Futterkette

AFS und AMS in Milchviehbetrieben53 von 83 Betrieben (64 %)

Kuhzahl in AFS-Betrieben33 Betriebe haben 108 Milchkühe

Betriebszweige (121 Betriebe)96 Milchvieh16 Bullenmast

1 Ziegen8 nicht bekannt

Automatisierungsstufe21 Stufe I Vorlage99 Stufe II Mischen, Vorlegen

1 Stufe III gesamte Futterkette

AFS und AMS in Milchviehbetrieben53 von 83 Betrieben (64 %)

Kuhzahl in AFS-Betrieben33 Betriebe haben 108 Milchkühe


Automatisches Füttern - Systemübersicht

Stufe I: Automatische FuttervorlageLagerung

Entnahme und Transport

Bevorratung

Mischen

Transport und Verteilen

Nachschieben

Flachsilos

Mobile Geräte

Stationärer Mischer

Förderband

mobiler Verteilwagen

Kraftfutter

Mineralfutter

schienengeführter Verteilwagen

X

8



Stufe II: Halb-Automatische FütterungLagerung


BevorratungMischen


Nachschieben

Flachsilos

Mobile Geräte

Schienengeführter Futtermischer

mobiler Futtermischer

Kraftfutter

Mineralfutter

Überdachter VorratsbereichKranbefüllung

Vorratsbehälter

X


Förderband



9



Stufe III: Voll-Automatische FütterungLagerung


BevorratungMischen


Nachschieben

Schienengeführter Futtermischer

mobiler Futtermischer

Kraftfutter

Mineralfutter

X


Förderband



10

Hoch-/Tiefsilos


Automatisches Füttern - Entwicklungen

(HERSTELLERBILDER, 2014)

Innovado von Schuitemaker – vollständig autonomes und mobiles FütterungssystemKurz vor Markteinführung ?

• Fahrt im Stall: Transponder im Boden

• Fahrt im Hof: GPS

• Sicherheitskonzept: Umgebungssensoren, Bauweise u.a.

Titan SF Spezial von Hirl –autonomes VerteilsystemVersuchsfahrzeug

• Fahrt im Stall und im Hof: Laserscanner

• Sicherheitskonzept: Objekterkennungssystem mit Laserscanner, Bumper, Schnellstop u.a.

11


Wichtige Themenbereiche automatischer Fütterungssysteme

AFS

Kosten

Futter-qualität

Arbeits-wirtschaft

Energie-verbrauch

Tier

Technik

Bau

Manage-ment

12

Zwischenlagerung von instabilen Silagen im Sommer problematisch

o Temperatur-/Hefegehalte

o Milch-/Essigsäureabbau pH-Wert


Häufigkeit der Futtervorlage und Tierverhalten

13

Aufenthalte am Fressplatz (DEVRIES ET AL., 2005; MÄNTYSAARI ET AL., 2006; OBERSCHÄTZL, 2012; VOGEL, 2013)

Längere Aufenthaltsdauer und gleichmäßigere Verteilung der Kühe

Höherer Anteil der Herde am Fressplatz

Wirkung einer häufigeren Futtervorlage


Aufenthalt im Fressbereich – Versuchsstall Triesdorf

14

OBERSCHÄTZL ET AL. 2016


Aufenthalt im Fressbereich - Videoaufzeichnung

15

Anteil der Herde im Fressbereich (3 Tage je Phase)

• Versuchsphase 1n= 46 Kühe6 x Füttern

• Versuchsphase 2 n=56 Kühe2x Füttern


HerdenverhaltenHerdenverhalten


Aufenthalt im Fress- und Liegebereich - Ortungssystem

16

Parameter

Aufenthaltsdauer/Kuh/d [hh:mm:ss]

Versuchsphase 1 (6x Füttern/d) Versuchsphase 2 (2x Füttern/d) Differenz MedianMedian Min Max Median Min Max

Fressplatz 04:03:58a

01:18:00 05:53:49 02:38:56b

01:30:40 04:58:52 01:25:01

Fressstand 01:27:03a

00:46:15 02:43:43 02:13:56b

00:39:23 07:35:34 -00:46:53

Fressgang 01:25:37a

00:20:10 03:00:57 01:36:06b

00:26:00 05:08:00 -00:10:30

Fressgang & Fressstand

03:02:53a

01:15:40 04:46:37 04:06:04b

00:39:23 09:34:38 -01:03:11

Gesamt Fressbereich

07:18:40a

02:33:40 09:50:53 07:00:18a

03:28:12 12:13:30 00:18:22

Liegebereich 14:23:35a

06:37:26 18:10:23 14:19:01a

06:55:23 17:06:58 00:04:34

Aufenthaltsdauer ausgewählter Kühe (n=20) in den Funktionsbereichen (Fress- und Liegebereich) bei 6 x und 2x Füttern nach Auswertungen der Positionsdaten (n=4d je Versuchsphase)



Aufenthalt im Fressbereich – Versuchsstall Triesdorf

Ergebnisse (Vergleich 6-malige zu 2-malige tägliche Fütterung)(OBERSCHÄTZL ET AL. 2016)

Herdenverhalten (46 bzw. 56 Kühe, je Versuchsphase 3 ausgewählte Versuchstage, Erfassung über Videoaufzeichnung)

unabhängig von der Anzahl Fütterungen pro Tag: • Biphasischer Rhythmus, Anstieg des Herdenanteils nach der Fütterung• In der 1. Stunde nach der Fütterung geringerer Anteil Kühe (24 % vs. 38 %) am Fressplatz

Zusätzliche Fütterungen locken zusätzliche Kühe an den Fressplatz, Nachts und um die Mittagszeit höherer Anteil Kühe am Fressplatz

Einzeltierverhalten (20 Fokuskühe, 4 ausgewählte Tage, Erfassung über Ortungssystem)

Längere Aufenthaltsdauer pro Tag (+1:25:01) am Fressplatz (Kopf im Trog)

Kürzere Aufenthaltsdauer pro Tag am Fressstand und Fressgang (-00:46:43 bzw. 00:10:30)

Kein sign. Unterschied in der Aufenthaltsdauer im gesamten Fressbereich und auch im Liegebereich

Sign. höhere Anzahl Melkungen und niedrigere Zwischenmelkzeit

Kein Unterschied in der täglichen Milchmenge

17


Häufigkeit der Futtervorlage und Tierverhalten

18

Aufenthalte am Fressplatz (DEVRIES ET AL., 2005; MÄNTYSAARI ET AL., 2006; OBERSCHÄTZL, 2012; VOGEL, 2013)

Längere Aufenthaltsdauer und gleichmäßigere Verteilung der Kühe

Höherer Anteil der Herde am Fressplatz

Melkverhalten bei AMS

Höhere Melkfrequenz bei 6x im Vgl. zu 2x Füttern pro Tag (6x Füttern: 2,48 Melkungen; 2x Füttern: 2,33 Melkungen) (OBERSCHÄTZL, 2013)

Gleichmäßigere Verteilung der Melkungen (OBERSCHÄTZL, 2012 UND 2014)

Wirkung einer häufigeren Futtervorlage


Arbeitszeitaufwand für Füttern in bayer. Milchviehbetrieben

Tagebuchaufzeichnungen in Betrieben mit/ohne AMSErhebung in 16 Betrieben (1 x Silokamm, 1x Weelink, 14 x Futtermischwagen),berechnet aus 4x4 Wochen Tagebuchaufzeichnung, kein Einfluss der Technik feststellbar

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 50 100 150 200 250

Arb

eits

zeit

aufw

and

/Ku

h u

nd

Jah

r (A

Ph

)

Bestandsgröße (Anzahl Kühe)

Betrieb ohne AMS

Betrieb mit AMS

(MAČUHOVÁ ET AL. 2011)

19


Arbeitszeitbedarf für Futternachschieben

20

(SIEFER, 2012)

Untersuchte Varianten: 4-reihiger Stall, 3-reihiger Stall kurzer Futtertisch 3-reihiger Stall langer Futtertisch


0

1

2

3

4

5

6

7

8

50 75 100 125 150 175 200

Arb

eits

zeit

bed

arf

(A

Kh

/ K

uh

un

d J

ahr)

Bestandsgröße

Schneidschaufel (2 m³) Schneidschaufel (2 m³, täglich)

Greifschaufel (1,15 m³) Greifschaufel (1,15 m³, täglich)

Blockschneider (2,5 m³) Blockschneider (2,5 m³, täglich)

vollautomatisch aus Hoch-/Tiefsilo

täglich

2-tägig

Silage-entnahme

Arbeitszeitbedarf bei automatischen Fütterungssystemen

(MAČUHOVÁ, 2012) 21

Annahmen: 50 m zwischen Silo und VorratsbehälterTrog räumen und Futterküche kehren 1 mal täglichFutternachschieben automatischStroh, Heu, Mineralkomponente Bevorratung nach Bedarf


Investitionsbedarf für Technik - Rahmenbedingungen

22

Vorgehensweise bei der Berechnung des Investitionsbedarfs

Zusammenstellung von Modellvorgaben(Ausführung anhand von Stallgrundrissen für 80, 160, 240 Kühe + 70 % Nachzucht, Fütterungshäufigkeiten, Futtermengen, Anzahl an Grund-, Kraft- und Mineralfutterbehälter, Befüllrhythmus Grundfutter)

Angebotseinholung Antwort von 8 Firmen (Cormall, DeLaval, GEA, Hetwin, Lely, Schauer, TKS/Kuhn, Trioliet)

Plausibilisierung und Ergänzung der Daten

Berechnung von Kostenblöcken auf Basis von Nettopreisen firmenspezifische Rabatte sind nicht enthalten

Nicht enthalten: Stromanschlüsse, Kosten für die Futterbergehalle


Investitionsbedarf für Technik – Modellstall 80 Kühe

23

Jung

vieh

ab

6 M

onat

en

Lakt

iere

nde

Trockenst.

Schienenstrecke: 112 m



24

30,20

Schienenstrecke: 173 m

69,05



25Schienenstrecke: 273 m


Investitionsbedarf automatischer Fütterungssysteme

26

Stand: 02/2016

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

80 Kühe (126 GV) 160 Kühe (248 GV) 240 Kühe (369 GV)

Nettoinvestitionsbedarf(€)

Investitionssummen TechnikFracht

Montage

Schienen‐ bzw.Orientierungssystem

Misch‐ und Verteilwagen bzw.stationärer Mischer mitVerteilwagen

Lager für Zusatzstoffe (inkl.Dosierung)

Kraftfutterlager (inkl. Zuführung)

Grundfutterzwischenlager (inkl.Fördereinheiten)

172.200

249.748

221.514


Investitionsbedarf – Neubau Futterhalle

27

Stand: 02/2016

156.239

204.408 199.018

37.719

49.87881.769

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000


Nettoinvestitionsbedarf (€)

Investitionssummen bei NeubauEinsparung Gebäude(Mindestfuttertischbreite nach Hersteller vs. 5m)

Investitionsbedarf bei Neubau

kalkulierte Kosten pro m² Futtertisch bzw. Futterhalle:‐ 80 Kühe: 250 €/m²‐ 160 Kühe: 230 €/m²‐ 240 Kühe: 210 €/m²

193.958

254.286

280.787


Investitionsbedarf automatischer Fütterungssysteme

28

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800


Nettoinvestitionsbedarf/GV (€)

Investitionsbedarf pro GV

Technik

Technik und Futterhalle

Neubau

Stand: 02/2016


5,8

16,0 18,5

3,4

47,2

18,9

15,3

59,0

70,8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

MV 1 MV 2 MV 3 BM Fütterung mit FMW

En

erg

iek

os

ten

[€

/GV

/Ja

hr]

Elektroenergiekosten AFS Dieselkosten AFS Befüllen VB Dieselkosten FMW

6 Sh/GV/Jahr

5 Sh/GV/Jahr

4 Sh/GV/Jahr

3 Sh/GV/Jahr

2 Sh/GV/Jahr35,4

23,6

Energieverbrauch von AFS

29

Kosten des Gesamtenergieverbrauchs (berechnet aus 19 Monaten)Annahmen

Schlepperstunden für Futterzwischenlagerung MV 1 (Sh/GV/Jahr)

1,6

Schlepperstunden für Futterzwischenlagerung MV 2 (Sh/GV/Jahr)

1,3

Schlepperstunden für Futterzwischenlagerung BM (Sh/GV/Jahr)

0,6

Schlepperstunden für Füttern mit FMW (Sh/GV/Jahr)

2 - 6

Nettodieselkosten (€/l) 1,18Dieselverbrauch (l/Sh) 10,0 Nettoenergiekosten (€/kWh) 0,227


Spezifische Jahreskosten automatischer Fütterungssysteme

30

Stand: 02/2016

0

50

100

150

200

250

300


spezifische Jah

reskosten (€/G

V)

Arbeit(3,30/2,50/2,10 h/GV und Jahr)(15 €/h)

Energiekosten(30/25/20 €/GV/Jahr)

Wartung und Reparatur(2% vom Neuwert)

Zinsansatz Technik(3% vom 1/2 Neuwert)

Abschreibung:AFS (12)JahreSchlepper + Entnahme (10)Jahre

263

184

144


Spezifische Jahreskosten automatischer Fütterungssysteme

31

Stand: 02/2016

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0


spezifische Jahreskosten pro kg ECM

(ct)

Arbeit(3,30/2,50/2,10 h/GV und Jahr)(15 €/h)

Energiekosten(30/25/20 €/GV/Jahr)

Wartung und Reparatur(2% vom Neuwert)

Zinsansatz Technik(3% vom 1/2 Neuwert)

Abschreibung:AFS (12)JahreSchlepper + Entnahme (10)Jahre

3,29

2,31

1,81

Annahme:8000 kg ECM/Kuh und Jahr


Zusammenfassung

32

Automatisierung von Arbeitsverfahren in der Milchviehhaltung nimmt kontinuierlich zu

Verschiedene Mechanisierungsstufen und große Vielfalt bei den Techniken für die einzelnen Verfahrensschritte am Markt

Gut überlegte Planung für eine geeignete betriebliche Lösung(Fütterungssystem, Futterhalle)

Kosten: Hoher Einfluss der Bestandsgröße auf den Investitionsbedarf

Potenziale/Chancen: Arbeitszeit und –flexibilität, Tierverhalten und Leistung

Risiken: Investitionsbedarf/Kosten, Futterqualität und –hygiene, Arbeitssicherheit

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Automatische Fütterung für Rinder · 2019. 4. 26. · Institut für Landtechnik und Tierhaltung Dr. Bernhard Haidn Claudia Leicher, Anna Stülpner Automatische Fütterung für Rinder