Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Effekte eines automatischen Systems des Milchentzugs ("Melkroboter") auf Futteraufnahmemenge, -rhythmik, Kau- und Wiederkauaktivität sowie stoffwechsel- und leistungsbiologische Zusammenhänge bei Hochleistungskühen im Vergleich zum herkömmlichen Melksystem

Spolders, Markus

This study deals with the influence of an automatic milking system on milk yield and composition as well as on animal behaviour (especially feed intake) as compared to a conventional milking system. Additionally, the influence of the lactation rank on milk production as depended on the milking system was considered. The four trials were differently designed with the aim to study the different influencing factors which were supposed to be relevant, such as feeding regime and experimental start. In experiments I, II and III the animals were offered roughage and concentrates separately, in experiment IV a TMR (total mixed ration) was fed. Concentrates were given to the animals in experiments I, II and III individually using automatic concentrate feeders. Cows which were milked in the automatic milking system were fed 4 kg/d concentrate during the milking procedure. This quantity was reduced to 2 kg/d in experiment IV. For comparability reasons the cows milked conventionally were fed 2 kg concentrate over an automatic concentrate feeder, the main quantity was incorporated in the TMR. The other factor, which was changed in the experiments, was the time of the experimental start. The experiments I and II started on lactation day 70. In experiment III the trial started already on lactation day 10, to consider any influences in the high yielding lactation period. In experiment IV, which directly followed experiment III, data of the total lactation period were registered.   The results can be summarized as follows:   Milk production The type of the milking process did not significantly affect milk production. This was detected for all experiments. But, there was a tendency towards an improved milk yield in the range of 5 to 7 % as compared to the conventional milking system. The highest differences in milk production were registered in the trials I and III. In experiment I milking frequency proved to be highest. On average the cows visited the automatic milking system 3 times per day. In comparance to this, the milking frequency in experiment III was found to be 2.6 times/day only. A correlation between milking frequency and milk production based on individual data was not detected. This was the fact also in experiment III with the highest milk production rates due to the early start already on lactation day 10.   Milk composition Rating for milk composition milk fat content was predominantly affected by the applied milking system. In all experiments the cows milked in the automatic milking system showed a lowgrade decrease of milk fat as compared to the conventional milking system. The course of these differences proved to be highest in the early stage of lactation (experiment III) and was neglectable at the end (experiment IV). Protein content and somatic cell count were not affected by the milking system.   Lactation rank The lactation rank influences the milk production as well as some specific parameters, which are especially concerned with the automatic milking system. Milk yield of first lactating cows was lower than that of multiparous cows. But the improvement - although small only - was more pronounced for first lactating cows as compared to multiparous. The reason for this is seen in the observation that milking frequency of first lactating cows was increased to 3.0 times and that of multiparous ones to 2.7 times per day in contrast to 2 times, when cows were milked conventionally.   Behaviour on feed intake The quantity of roughage and concentrate intake was not affected by the milking system. But differences of intake during the course of the day were detected. Harmonized with the milking processes roughage intake was spread more evenly over the day, when the automatic milking system was applied. An effect of feeding time on feed intake was observed for both milking systems. Feed intake increased after feeding, but was not affected by feeding frequency (2 times in experiment I and 1 time in experiments II - IV).   Rest behaviour Rest behaviour was analyzed in experiment II. In the course of the day less cows rested in the boxes, when they were milked automatically due to the fact that the movement cycle such as the way to the milking unit and to the feeding trough were spread evenly over the day. Correspondingly, some animals were always moving. A rest period of 1.5 h was detected early in the morning, when the milking system was closed for cleaning. Beside this, cows avoided the 3 boxes next to the milking unit. It might be that some cows regarded the automatic milking system as a noise source and consequently avoided these boxes i.e. they visited the milking area only at milking time.   Hierarchy Influences of the hierarchy in a herd appear, when high-ranking animals do the act of feeding or milking at a privileged time in contrast to low-ranking cows, which have to fullfil these actions at unattractive times. These observations had the result that the privileged time for milking lasted from early in the morning up to the afternoon. During the rest of the day the number of milking procedures is reduced and at that time the low ranking cows use the milking system predominantly.   Distribution of the milking procedures over the day The number of milking procedures are well proportionated over the day, about 4 - 6 procedures per hour. But it is obvious that milking frequency increased although to a small extent during the hours of the two milking procedures in the conventional milking system. These intervals are used by animals which are satisfied with two milking procedures per day and which neglect the offer of an increased milking frequency. The milking intervals are constant too, the majority being between 6 and 10 hours. This resulted in rather constant milk quantities per milking procedure ranging between 6 and 11 kg.   Milking system evaluation with respect to animal welfare The automatic milking system proved to be an extra course of disturbance, which was evident that the 3 boxes next to the milking unit were less occupied by the cows. Beside this, some animals showed fearful movements, when the milking device moved near to the udder. Additionally, cows showed a worse affability in the automatic milking system against external manipolations such as blood sampling due to the reduced human contact.   Animal health Animal health was not affected. This was the result of blood analyses in experiment II, demonstrating that the liver enzyme values were in the normal range, so that additional burdens can be excluded. An essential advantage of the automatic milking system is said to be an improved udder health. According to the investigations milk did not show differences between the somatic cell counts. The concentrations in the milk samples from both milking systems were high, amounting > 200.000/ml, but did not reach the limit for milk as food.   Stress effects In addition to performance registration it was investigated in experiment III to what extent the different milking systems stressed the cows. This was accomplished by analyzing the cortisol concentration in the blood during the first week of the experiment. Cows, which were milked in the automatic milking system were analysed to have an average concentration of 5.07 ng/ml as compared to 2.73 ng/ml of those, which were milked in the parlor. Although not significant the results may indicate a tendency towards increased stress for the cows milked automatically. Beside this, the cortisol concentration differed as dependend on the lactation rank. First-lactating cows showed the highest values in the blood on experimental day 3 in contrast to the multiparous cows, which showed increasing values in the course of the first experimental week with the maximum on day 6.   The results in total indicate that the automatic milking system has to be rated critically for the future. As costs of acquisation are very high, the entry of an automatic milking system must result in improved milk yield or labour must be saved. These advantages were not observed in the investigations. An additional disadvantage in terms of animal welfare is the increased stress associated with automatical systems. Long term burdens have certainly negative effects on health with consequences to longevity and performance.  

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss eines automatischen Systems des Milchentzugs auf Milchleistung und -inhaltsstoffe, sowie Futteraufnahmeverhalten und Tierverhalten im Vergleich zu einem konventionellen Melksystem untersucht. Im weiteren wurde der Einfluss der Laktationszahl auf die Leistungsparameter im jeweiligen Melksystem näher erforscht. Dazu wurden insgesamt vier Versuche über je etwa 100 Tage mit jeweils ca. 60 Tieren durchgeführt, wovon die Hälfte automatisch gemolken wurde, während die andere Hälfte der Tiere in einem Auto-Tandemmelkstand gemolken wurde. Die vie Versuche wurden zusätzlich so unterschiedlich angelegt, dass eine Reihe von verschiedenen vorab als bedeutsam bewerteten Einflussgrößen geprüft werden konnten. Dies betraf in erster Linie die Fütterung und den Zeitpunkt des Versuchsbeginns. In den Versuchen I bis III wurde den Tieren Grundfutter und separat Kraftfutter angeboten, während im Versuch IV eine TMR verfüttert wurde. Das Kraftfutter wurde den Tieren in den Versuchen I bis III über Abrufautomaten individuell zugeteilt. Von der zugeteilten Menge bekamen die automatisch gemolkenen Tiere bis zu 4 kg/Tag im Melkautomaten verabreicht. Diese Menge wurde im Versuch IV auf 2 kg/Tag reduziert. Die konventionell gemolkenen Kühe erhielten im Versuch IV zur Schaffung vergleichbarer Verhältnisse eine Menge von 2 kg Kraftfutter über Abrufautomaten zugeteilt, während der Rest an zugewiesener Kraftfuttermenge bei allen Tieren in die TMR eingemischt wurde. Der zweite entscheidende Faktor, der in den Versuchen variiert wurde, war der Versuchsbeginn in Bezug auf das Laktationsstadium der Kühe. Die Versuche I und II begannen um den 70. Laktationstag, während der Versuch III deutlich früher (etwa 10. Laktationstag) angefangen wurde, um die Einflüsse des Melksystems auf frisch laktierende Tiere zu untersuchen. Der Versuch IV, der im Anschluss an den Versuch III durchgeführt wurde, ermöglichte eine Datenerhebung praktisch über eine gesamte Laktation der Tiere.   Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:   Milchleistung Die Milchleistung wurde in den Versuchen I, II und IV durch die Art des Melksystems nicht signifikant beeinflusst, lediglich im Versuch III zeigte sich ein signifikanter Leistungsanstieg bezüglich der unkorrigierten Milchmenge durch den automatischen Melkvorgang, für die FCM-Leistung ergab sich ein umgekehrtes Bild; die Leistung im automatischen Melksystem war signifikant niedriger als im konventionellen Melksystem. Die Leistungssteigerungen insgesamt betrugen lediglich 5-7 % im Vergleich zum herkömmlichen Melksystem (Tabelle 39). Die höchsten Milchleistungensdifferenzen konnten dabei in den Versuchen I und III mit 6 bzw. 7 % erreicht werden. Im Versuch I wurden im automatischen Melksystem auch die höchsten Melkfrequenzen von im Mittel 3,0 Melkungen/Tag erreicht, während im Versuch III nur 2,6 Melkungen/Tag erreicht wurden (Tabelle 39). Insgesamt konnte aber zwischen den einzelnen Tieren kein Bezug zwischen der Melkfrequenz und der Milchleistung hergestellt werden (Abbildungen 20 und 21). Obwohl im Versuch III durch den frühen Versuchsbeginn um den 10. Laktationstag die höchsten Milchleistungen (35 kg/Tag) aller vier Versuche erreicht wurden, war kein leistungssteigernder Effekt auf FCM-Basis durch eine höhere Melkfrequenz im automatischen Melksystem nachzuweisen.   Milchinhaltsstoffe Bei den Milchinhaltsstoffen wurde in erster Linie der Fettgehalt der Milch durch die Art des Melksystems beeinflusst. Dabei lag er in allen vier Versuchen im automatischen Melksystem tendenziell bis signifikant niedriger (0,16 bis 0,71 %-Punkte) als im konventionellen Melksystem. Dieser Effekt wurde vom Versuchszeitpunkt beeinflusst. Während im Versuch III im frühen Stadium der Laktation signifikante Unterschiede hinsichtlich des Milchfettgehaltes festgestellt wurden (3,53 % im Melkautomaten zu 4,24 % im Melkstand), verschwanden diese nahezu im folgenden Versuch IV gegen Ende der Laktation (4,4 % in beiden Melksystemen). Die übrigen Milchinhaltsstoffe wie das Eiweiß und die somatische Zellzahl wurden in diesen Erhebungen von der Art des Melksystems nicht beeinflusst (Tabelle 38).   Einfluss der Laktationszahl Die Zahl der Laktation hat sowohl Einfluss auf die Höhe der Milchleistung als auch auf spezifische Parameter, die nur das automatische Melksystem betreffen. Die Milchleistung von älteren Tieren war allgemein höher (24,9 kg/Tag bis 35,8 kg/Tag, Tabelle 44) als die von jungen Tieren, die in ihrer ersten Laktation standen (22,2 kg/Tag bis 29,7 kg/Tag). Im automatischen Melksystem war die Milchleistung von erstlaktierenden Kühen im Vergleich zum konventionellen Melksystem bei insgesamt geringem Leistungszuwachs mehr gestiegen (+ 6,0 %) als bei älteren Tieren (+ 3,7 %). Die Begründung hierfür ist, dass die Melkfrequenz zumindest im Versuch I bei jungen Kühen im automatischen Melksystem mit 3,5 Melkungen/Tag (Tabelle 46) gegenüber dem zweimaligen Milchentzug in herkömmlichen Melksystemen deutlicher gesteigert werden konnte als bei älteren Tieren, die im Mittel nur 2,9 Melkungen/Tag erreichten.   Futteraufnahmeverhalten Weder die Gesamtaufnahme an Grundfutter noch an Kraftfutter wurde in den vier Versuchen durch die Art des Melksystems beeinflusst (Tabelle 36). Bezüglich der Tagesverteilung der Grundfutteraufnahme konnten aber Unterschiede festgestellt werden (Abbildungen 17 und 18). Die Grundfutteraufnahme verteilte sich im automatischen Melksystem wie auch die Zeiten des Melkens gleichmäßiger über den gesamten Tag. Zusätzlich konnte ein Effekt des Fütterungszeitpunktes in beiden Melksystemen herausgearbeitet werden. Die Futteraufnahme stieg jeweils nach der Fütterung an, egal ob zweimal (Versuch I, Abbildung 17) oder nur einmal am Tag (Versuche II bis IV, Abbildung 18) gefüttert wurde.   Ruheverhalten Das Ruheverhalten der Tiere wurde durch die Beurteilung des Liegeverhaltens der Tiere im Versuch II näher bestimmt. Dabei lagen zu jedem Zeitpunkt des Tages im automatischen Melksystem weniger Tiere in den Liegeboxen (Abbildung 36), da die Bewegungsabläufe, wie der Gang zum Melksystem und zum Futtertrog gleichmäßig über den Tag verteilt war und dadurch immer einige Tiere in Bewegung waren. Die Zahl der liegenden Tiere betrug im Mittel im automatischen Melksystem 5-12 Tiere pro Stunde, während im konventionellen Melksystem immer 10-20 Tiere pro Stunde in den Liegeboxen anzutreffen waren. Die einzigen Ruhephasen im automatischen Melksystem fanden in den frühen Morgenstunden, in denen der Milchtank des Melkautomaten gereinigt wurde und das Melksystem somit für etwa 1,5 h verschlossen blieb, statt. Bemerkenswert in dieser Hinsicht war schließlich noch, dass die letzten drei Liegeboxen vor dem Melkautomaten von einigen Kühen gemieden wurden (Abbildung 38). Dies deutet darauf hin, dass das automatische Melksystem einen erhöhten Lärmfaktor im Stall darstellt und einige Tiere darauf empfindlicher reagieren als andere. Von diesen Tieren wurde der Bereich des Melkroboters nur zu den Melkzeiten aufgesucht.   Rangordnungseinflüsse Einflüsse einer bestehenden Rangordnung lassen sich daran erkennen, dass Tiere, die einen höheren Rang in der Herde genießen, bestimmte Verhaltensweisen, wie z.B. die Futteraufnahme oder den Melkakt zu bevorzugten Zeiten des Tages vornehmen, während die Tiere mit einem niedrigeren Rang diese Aktionen zu den „unattraktiveren“ Zeiten durchführen müssen. So konnte gezeigt werden, dass die bevorzugten Zeiten des Melkens im automatischen Melksystem von den frühen Morgenstunden bis zum Nachmittag dauerten. In der übrigen Zeit des Tages wurden auch noch Melkungen durchgeführt, wobei deren Zahl deutlich geringer war. Hier dürften dann Tiere mit einem niedrigeren Rang in der Herde beteiligt gewesen sein.   Melkverteilung in einem automatischen Melksystem Die täglichen Melkungen in einem automatischen Melksystem waren gleichmäßig über den Tag verteilt, etwa 4-6 Melkungen/h (Abbildung 11). Allerdings war eine geringgradig vermehrte Frequenz der Melkungen zu den im konventionellen Melksystem üblichen zwei Melkzeiten zu erkennen (06:00 Uhr und 15:00 Uhr). Dies waren in erster Linie die Tiere, die mit zwei Melkungen täglich zufrieden waren und das Angebot einer höheren Melkfrequenz nicht wahrnahmen. Auch die Zwischenmelkzeiten waren relativ konstant, der Hauptanteil lag zwischen sechs und zehn Stunden (Abbildung 15). Daraus ergaben sich auch gleichmäßig verteilte Einzelgemelksmengen, die im Mittel zwischen 6 und 11 kg lagen (Abbildung 23). Hieraus kann abgeleitet werden, dass der Melkautomat hinsichtlich der eigenständigen Bestimmung des Tagesablaufs durch die Tiere Vorteile gegenüber dem konventionellen System bieten kann.   Tiergerechtheit des Melksystems Das automatische Melksystem stellt einen zusätzlichen Unruheherd im Stall dar. Dies machte sich u.a. dadurch bemerkbar, dass die letzten drei Liegeboxen vor dem Melkautomaten deutlich weniger genutzt wurden als die übrigen Boxen (Abbildung 38). Außerdem zeigten manche Tiere beim Heranfahren des Melkzeuges schreckhafte Bewegungen, deren Auswirkungen nicht näher untersucht wurden. Bei den Manipulationen von außen, wie z.B. die Blutentnahme, zeigten die Kühe im automatischen Melksystem eine weniger gute Umgänglichkeit, da sie in diesem Melksystem weniger Kontakt mit Menschen hatten.   Tiergesundheit Die Gesundheit der Tiere wurde in den hier durchgeführten Untersuchungen, soweit dies zu beurteilen war, durch die Art des Melksystems nicht beeinflusst. Dies konnte durch die Blutanalysen des Versuches II gezeigt werden, aus deren Ergebnissen ersichtlich wurde, dass der Stoffwechsel der Tiere durch die Art des Melksystems nicht beeinträchtigt wurde. Da die Parameter der Leberenzymwerte alle im Normbereich angesiedelt waren, konnte eine solche Belastung ausgeschlossen werden. Ein wichtiger Vorteil eines automatischen Melksystems soll die Verbesserung der Eutergesundheit sein. Hierzu konnte lediglich die somatische Zellzahl untersucht werden. Diese lag sowohl im automatischen wie auch im konventionellen Melksystem mit > 200.000/ml recht hoch, allerdings unterhalb der vom Gesetzgeber erlaubten Höchstzahl für Milch als Lebensmittel. Keine Unterschiede zeigten sich zwischen den beiden Melksystemen.   Stresseinwirkungen In wie weit das eine oder andere Melksystem einen zusätzlichen Stresseinfluss für die Tiere darstellt, konnte mit den Blutanalysen im Versuch III zur Bestimmung des Cortisolgehaltes in der ersten Versuchswoche ansatzweise untersucht werden. Kühe im automatischen Melksystem wiesen im Mittel mit 5,1 ng/ml im Vergleich zu 2,7 ng/ml im herkömmlichen Melksystem tendenziell höhere Werte auf, die Hinweise auf eine vermehrte Stresseinwirkung des automatischen Melksystems geben könnten. Weiterhin verhielten sich Erstlaktierende anders als ältere Kühe. Während erstlaktierende Kühe am 3.Tag die höchsten Cortisolgehalte im Blut aufzeigten, stiegen diese bei älteren Tieren erst im Verlaufe der ersten Versuchswoche an.   Durch die dargestellten Ergebnisse ist der Einsatz automatischer Melksysteme für die Zukunft als kritisch zu beurteilen. Da die Anschaffungskosten sehr hoch sind, muss dieses Melksystem bei den Tieren zu einer deutlichen Steigerung der Milchleistung führen oder aber die Arbeitsentlastung für den Landwirt muss beträchtlich sein. Diese Effekte sind aber nach diesen Untersuchungen nicht zufriedenstellend gelöst. Als weiteren Nachteil im Hinblick auf den Tierschutz ist der mit dem automatischen Melken erhöhte Stress bei den Tieren zu nennen. Dieser Umstand sollte bei der Weiterentwicklung nicht außer Acht gelassen werden, da sich diese Belastungen langzeitig sicherlich negativ auf die Gesundheit und auf die Leistung der Tiere auswirken.    

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Spolders, Markus: Effekte eines automatischen Systems des Milchentzugs ("Melkroboter") auf Futteraufnahmemenge, -rhythmik, Kau- und Wiederkauaktivität sowie stoffwechsel- und leistungsbiologische Zusammenhänge bei Hochleistungskühen im Vergleich zum herkömmlichen Melksystem. Hannover 2002. Tierärztliche Hochschule.

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