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"SHAKY"

  • Shaken für die Kühe

    Eine Totale Mischration (TMR) muss kontrolliert und überprüft werden. Ist eine Mischung zu „lang“, fressen Kühe weniger und geben weniger Milch, ist sie zu kurz, kann sie die Pansengesundheit schädigen. Eine Schüttelbox sollte heute in jedem TMR-Betrieb bereitstehen und regelmäßig verwendet werden. Damit wird die Struktur (Futterlänge in cm und mm), aber nicht die Faserversorgung (NDF und ADF) einer Ration gemessen. Altes Futter, kurz geschnitten, kann  strukturarm sein, der Faseranteil wird dadurch aber nicht verringert. Die Strukturversorgung hat wenig mit der Geschwindigkeit des Pansens und somit mit der Mistkonsistenz zu tun. Das ist von der Fasermenge in der Ration abhängig.

    In immer mehr Herden auch in Österreich werden heute Mischrationen angeboten. Seit sich die Auffassung durchgesetzt hat, dass nicht zuerst die Trockenmassenaufnahme die Milchleistung bestimmt, sondern ganz im Gegenteil die Milchleistung und die Größe des Pansens die Trockenmassenaufnahme treibt, werden Mischrationen immer beliebter. Früher hieß es, man solle leistungsgerecht füttern. Heute geht man davon aus, dass Rationen zuerst pansengerecht sein müssen und mit steigender Milchleistung auch mehr von der vorgelegten Ration gefressen wird. Damit vollzieht sich auch ein Wandel von der Komponentenfütterung, über aufgewertete Grundfutterrationen hin zu Voll-TMRs. Es hat sich herausgestellt, dass Gruppenfütterung in „kleinen“ Herden unter 200 Milchkühen zu viel Stress bei den Tieren führt, dass die Gruppengrößen nicht konstant gehalten werden können, dass der logistische Aufwand für die Entscheidungen zum Gruppenwechsel und dass der Arbeitsaufwand für das Mischen für unterschiedliche Gruppen zu hoch ist. Damit setzt sich die einphasige TMR immer mehr durch. Und sogar in Herden, die von automatisierten Melksystemen gemolken werden, geht man von immer geringeren Mengen an Kraftfutter pro Roboterbesuch aus. Im Durchschnitt werden Kühe kaum öfter als 3 Mal am Tag den Roboter betreten. Dann sollte die Kraftfuttermenge pro Besuch mit 750 g beschränkt werden, um plötzliche Schwankungen im pH Wert des Panseninhalts zu vermeiden. Das System ist ähnlich einer AGR mit Kraftfutterzufütterung über einen Transponder, setzt aber nährstoffdichtere Mischrationen voraus.  

    Mischrationen haben den Nachteil, dass Kühe, ihrem natürlichen Trieb folgend, versuchen weniger schmackhafte Anteile weg zu selektieren und damit zu einer überproportionalen Aufnahme von Kraftfutter neigen. Längere Futterteile werden häufiger zur Seite geschoben. Gerade diese langen Teile werden für die volle Funktionsfähigkeit des Pansens benötigt. Sie bilden die Pansenmatte. Diese Schicht zwischen der obenliegenden Gasblase und dem Pansensee ist für die Funktion des Pansens unumgänglich wichtig. Dort werden alle Feinteile solange zurückgehalten bis ihr Auftrieb so gering wird, dass sie in den Pansensee absinken. Damit ist die Pansenmatte auch für die kontinuierliche, über einen langen Zeitraum gleichmäßige Versorgung der Pansenmikroorganismen verantwortlich.

    Man hat angenommen, dass der Anteil an langen Teilen, auch als Struktur bezeichnet, für die Stabilität des Pansen pH-Wertes und die Wiederkaudauer hauptverantwortlich wäre. Die nebenstehende Graphik zeigt, dass das nicht der Fall ist. Pansen-pH-Wert und Wiederkaudauer sind vor allem vom Zellwandanteil einer Ration abhängig. Die Struktur (=Länge der Teile in cm oder mm gemessen) baut die Pansenmatte auf. Sie ist dafür verantwortlich, dass die Kuh wiederkauen kann. Das Wiederkauen selber ist vom Zellwandgehalt (NDF) abhängig. Mit anderen Worten. „ Ohne ausreichende Strukturversorgung entsteht keine Pansenmatte. Ohne Pansenmatte ist das Wiederkauen gar nicht möglich. Aber es muss die Faserversorgung passen, damit  Kühe  wiederkauen!“

    Der Wiederkäuer ist von Natur dazu befähigt zellwandreiches Futter als Nahrungsgrundlage zu verwerten. Er bedient sich dazu eines Vormagensystems,  in dem eine Vielzahl von Mikroorganismen die Zerlegung zu verwertbaren Bestandteilen vornimmt. Diese Mikroorganismen sind von der Versorgung mit „physikalisch effektiven Zellwandträgern“ (peNDF) abhängig. Somit braucht ein gesunder Wiederkäuermagen unterschiedliche Futterlängen, lange Teile für die Erhaltung einer passenden Pansenmatte und  ganz kurze für die Versorgung der Mikroorganismen.  Die Pansenmatte ist die Grundlage für das Heraufwürgen von Wiederkaubissen. Sie werden solange zermahlen bis deren Auftrieb so gering ist, dass sie in den Pansensee absinken. Man nimmt an, dass Futterteile mit einer Länge von weniger als 4 mm keinen Auftrieb mehr haben und daher absinken. Erst dann werden sie mittels der Pansenkontraktionen in den Dünndarm zur weiteren Verdauung weitergeleitet. Der Wiederkäuer braucht also eine bestimmt Menge an langen Futtermittelbestandteilen, die man als physikalisch effektive NDF bezeichnet. 

    Mit jedem Zusammenziehen des Pansens (Pansenkontraktion) wird der Pansensee durch die Pansenmatte gedrückt. Zieht sich die Flüssigkeit langsam wieder zurück, werden alle Teile, die keinen Auftrieb haben, in den Pansensee als Versorgungsgrundlage für die dortigen Pansenmikroorganismen mitgenommen. Beim Wiederkauen werden die langen Teile an der Oberseite der Pansenmatte, nahe der Speiseröhre hervorgewürgt. Die zermahlenen Teile werden beim Abschlucken an der Unterseite der Pansenmatte abgelegt und wandern mit den Pansenkontraktionen immer weiter nach hinten. Sind sie zu lang, sinken sie nicht ab und werden wieder an die Oberseite und in Richtung Speiseröhre transportiert.

    Wie lang müssen Futteranteile sein, damit eine funktionsfähige Pansenmatte gebildet wird?

    Diese Frage stand lange im Zentrum vieler Überlegungen zur Rationsgestaltung von Milchkühen. Viele Ansätze wurden diskutiert und haben alle ihre Berechtigung, aber auch ihre Schwachstellen. Für die Beurteilung direkt vor den Kühen hat sich die Verwendung einer Schüttelbox als gut geeignet erwiesen. Auch da gibt es unterschiedliche Ansätze. Die Schüttelbox der Penn State University („New Penn State Forage Particle Separator“) scheint derzeit am weitesten verbreitet. Sie besteht aus 3 gleichgroßen Sieben und einer Auffangschale für Feinteile. Man kann damit nicht nur Mischrationen auf ihren Anteil an pansenmattenaufbauende Partikellängen untersuchen, sondern auch einzelne Grundfutter, wie Maissilagen oder Grassilagen.  

    Jud Heinrichs und seine Mitarbeiter entwickelten in den 1990er Jahren diese Schüttelbox mit 2 Sieben mit runden Löchern und einer Auffangschale. Das dritte Sieb wurde erst später hinzugefügt.  Nach intensiven Untersuchungen wurde es als ideal gefunden, wenn wenigstens 10 % vom Gewicht der Frischmasse einer TMR länger als 19 mm sind. Daher hat das obere Sieb einen Lochdurchmesser von 19 mm. Das war zu einer Zeit revolutionär, als man noch davon ausging, dass die Partikellänge für Milchkühe bei 4 cm liegen sollte. Das untere Sieb hatte einen Lochdurchmesser von 8 mm. Man ist davon ausgegangen, dass für die Bildung der Pansenmatte mindestens 8 mm Partikellänge notwendig sind. Damit wurden folgende Richtlinien für eine TMR herausgegeben: 6 - 10% oder mehr sollten im oberen Sieb zurückbleiben, 30 – 50% im unteren Sieb und 40 – 60% sollten in der Auffangschale gefunden werden.

    Neben dem Versuch auch Grassilagen zu evaluieren, wurden auch Maissilagen mit der Schüttelbox untersucht. Gerade für Maissilagen eignet sich dieses System, für Grassilagen weniger.  Es sollten 10 -15% vom Gewicht der Frischmasse im oberen Sieb, 40 – 50% im unteren Sieb und 40 – 50% in der Auffangschale gefunden werden.

    Da bei einer folgenden wissenschaftlichen Untersuchung von 831 TMR-Proben im  Durchschnitt 58% durch beide Siebe gefallen sind, wurde zur besseren Charakterisierung einer TMR ein drittes Sieb eingeführt. Die Lochgröße wurde mit 1,3 mm gewählt, da kleinere Futterbestandteile schnell im Pansen verdaut oder durch den Pansen transportiert werden. Dieses untere Sieb wurde nicht mit runden Löchern, sondern mit quadratischen Öffnungen, wie bei einem Fliegengitter,  ausgestattet. Diese mit drei Sieben ausgestattete Schüttelbox eignet sich besonders für die Überprüfung von Totalmischrationen. Die Richtlinien für hochleistende Milchkühe wurden wie folgt festgelegt: 2 -8 % vom Gewicht der Frischmasse einer TMR im oberen Sieb; je 30 - 50% im mittleren und unteren Sieben; und nicht mehr als 20 % in der Auffangschale. Im unteren Sieb sind die Öffnungen quadratisch, daher sind die längsten Teile, die in der Diagonale durchfallen können 1,7 mm. 

    Nach Untersuchung in den USA, Kanada und Japan wurde im Jahr 2013 das untere Sieb mit 4 mm Löchern ausgestattet. Für hochleistende Milchkühe dürfte diese Partikellänge einen Grenzwert für die Funktionsfähigkeit des Pansens darstellen. Damit kann der international beachtete Wert „physikalisch effektive NDF“ (peNDF) leichter abgeschätzt werden. Nach dem Verlassen des Pansens werden die Partikel im weiteren Verlauf des Magendarmtrakts nicht mehr verkürzt. Im Mist finden sich bei gesunden Kühen hauptsächlich sichtbare Partikellängen in dieser Länge oder kürzer. Längere Teile im Mist deuten auf eine zu hohe Pansengeschwindigkeit hin. Mit der Änderung des Lochdurchmessers haben sich auch die Richtwerte für das untere Sieb und die Auffangschale verändert: 6 - 10% oder mehr sollten im oberen Sieb zurückbleiben, 30 – 50% im mittleren Sieb, 10 – 20% im unteren Sieb und nicht mehr als 30 – 40% sollten in der Auffangschale gefunden werden.

    Verwendung der Schüttelbox

    Die Siebe werden mit abfallenden Lochgrößen ineinander gestellt. In der Originalbeschreibung wird ein Volumen von 1,5 l einer TMR auf das obere Sieb gegeben. Der Siebturm wird 40 Mal hin und her bewegt (Doppelhübe), wobei er nach 5 Doppelhüben um 90° gedreht wird. Die Bewegungsweite ist mit 45 cm angegeben. Die Frequenz mit der geschüttelt wird, sollte 1,1 Hertz betragen. 1 Hertz ist die die Anzahl sich wiederholender Vorgänge pro Sekunde. Wichtig ist, dass sich die gesamte Masse über die ganze Oberfläche der Siebe bewegt. Danach wird der Inhalt jedes einzelnen Siebes und der Auffangschale gewogen und das Ergebnis als Prozentzahl der Gesamtmenge ausgewiesen. Mit dieser Methode wurden die vorhin dargestellten Werte und Richtlinien für die Längenverhältnisse in einer TMR festgelegt. Die Darstellungsform kann sich unterscheiden. 

    Möglichkeit 1 bei Verwendung der Schüttelbox mit dem unteren Sieb mit der Öffnung von 1,3 mm: 

    Ca. 5% länger als 19 mm

    Ca. 40% Länge von 8 mm bis 19 mm

    Ca. 40% Länge von 8 mm bis 1,7 mm

    Ca. 15% kürzer als 1,7 mm

    Möglichkeit 2:

    Ca. 95% oder weniger sind kürzer als 19 mm

    Ca. 55% kürzer als 8 mm

    Ca. 15% kürzer als 1,7 mm

    Wird eine Ration gleich nach dem Mischen ausgeschüttelt und auch die Futterreste vor dem Ausputzen des Futtertisches, dann kann man feststellen, ob die Tiere Teile aus der Ration selektiert haben. In Situationen, wo selektiert wird, kann man Veränderungen der Mengen in den Sieben beobachten. Ziel muss es sein, dass die Mischung und die Futterreste sehr ähnliche Verhältnisse der Partikellängen aufweisen.

    Wenn man die Ergebnisse der US-Untersuchungen mit unseren Silagen und TMR Proben macht, dann wird schnell klar, dass wenige Bauern die Grassilage fein häckseln und auch weniger trockenes Futter, vor allem Luzerneheu, in TMRs eingemischt wird, als offensichtlich in den USA. Gleichzeitig sind Rationen im Süddeutschen Raum üblicherweise mit hohem Grundfutteranteil zusammen gestellt. Um befriedigende Ergebnisse zu erhalten, muss die Schlagzahl, nicht die Frequenz des Schüttelns deutlich erhöht werden. In unseren Vergleichen kamen wir zu guten und nachvollziehbaren Ergebnissen, wenn man die Anzahl der Schüttelbewegungen verdoppelt und nach einem Auflockern der Reste noch eine weitere Abfolge von Schüttelvorgängen anhängt. Damit wurde erst nach je 10 Mal schütteln der ganze Turm um 90° nach rechts gedreht. Es wurde insgesamt 100 Mal statt 80 Mal und dann zusätzlich noch einmal 50 Mal geschüttelt. 

    Einige Bauern haben für den Eigengebrauch solche und andere Schüttelboxen nachgebaut und setzen sie mit Erfolg in ihren Herden ein. 

    Der Nachteil am „New Penn State Forage Particle Separator“ ist das sperrige Maß. Die Box braucht viel Platz und ist daher schwer zu transportieren. 

    Die Schüler der Landwirtschaftliche Fachschule Vöcklabruck haben sich auf die Suche nach einer leicht transportablen Schüttelbox gemacht. Gefunden wurde „Shaky 2.0“ von der Firma Wasserbauer. 

    Im Gegensatz zum original „New Penn State Forage Particle Separator“ besteht dieses Instrument zur Darstellung des Verhältnisses der verschieden Längenanteile eine TMR aus Nirosta Stahlblech und ist konisch geformt. Die einzelnen Siebe können ineinander gelegt werden. Damit man immer eine glatte Oberfläche zur Verfügung hat, auf der das Messinstrument zu bewegen ist, wird ein geteiltes Kunststoffbrett dazu geliefert. Die Auffangschale ist trotz des konischen Baus so groß, dass eine elektronische Waage geschützt transportiert werden kann. Im Unterschied zum Original ist die Fläche der Siebe nach unten abnehmend. Das untere Sieb besteht nicht aus quadratischen, sehr eng beieinander liegenden Öffnungen, sondern aus runden Löchern mit einem Durchmesser von knapp 2 mm. Materialbedingt sind die Böden der ersten beiden Siebe, deutlich dünner als beim Original aus Plastik. Das führt dazu, dass die passenden Teile schneller und leichter durch die Öffnungen fallen. 

    Der konische Bau, die dadurch bedingten unterschiedlichen Siebflächen und die dünnen Böden der oberen beiden Siebe führen dazu, dass diese Schüttelbox anders zu bedienen ist als das Original. Will man ähnliche Ergebnisse erzielen, muss die Art der Bedienung angepasst werden. 

    Die Schüler schüttelten 230 TMR Proben aus. Verwendet wurde „Shaky 2.0“ und ein original „Penn State Forage Particle Separator“ mit 1,3 mm Kantenlänge am unteren Sieb. Dabei wurde zuerst die Methode standardisiert. Dann wurden die Proben mit den unterschiedlichen Messinstrumenten parallel geschüttelt und die Ergebnisse fotographisch und auch gleich computermäßig festgehalten.

    Im letzten Arbeitsschritt wurde die Standardmethode für „Shaky 2.0“ entwickelt, um wiederholbar gleiche Ergebnisse mit den beiden Messinstrumenten zu erreichen. Für diese Untersuchungen stand mit „Shaky2.0“ eine Schüttelbox mit 19 mm Löchern im oberen Sieb, mit 8 mm im mittleren Sieb und mit 2 mm Löchern im unteren Sieb zur Verfügung. Laut Herrn Schmidberger von der Firma Wasserbauer wird in naher Zukunft auch ein Gerät mit 4 mm Lochdurchmesser im unteren Sieb zur Verfügung stehen – „Shaky 4.0“. 

    Weil die dünnen Böden des oberen und mittleren Siebs den Partikeln weniger Widerstand entgegensetzen, ist folgende Bedienung anzuwenden: 

    Der Siebturm wird 12 Mal hin und her bewegt (12 Doppelhüben), danach wird er um 90° gedreht. Dieser Vorgang wird noch 3 Mal wiederholt, bis alle 4 Seiten durchgeschüttelt sind. Das obere Sieb wird danach entfernt und man wiederholt den Vorgang mit 4 Doppelhüben für jede Seite. Dann wird auch noch das mittlere Sieb abgehoben und man wiederholt die Doppelhübe mit den verbleibenden 2 Elementen 4 Mal pro Seite. Die Bewegungsweite bleibt bei 45 cm, genauso bleibt die Schüttelfrequenz mit 1,1 Hertz gleich. 

    Die Richtigkeit dieser Empfehlung wird durch das statistische Ergebnis von 84 parallelen Schüttelungen mit dem „Penn State Forage Particle Separator“ und „Shaky 2.0“ belegt. Die durchschnittlichen Abweichungen nach oben und unten am oberen Sieb betrugen 3,4%, im mittleren Sieb 2,55%, im unteren Sieb 0,15% und in der Auffangschale 3,3%.

    Neben den interessanten Ergebnissen waren es aufregende Tage, es wurden 18 Betriebe besucht und direkt vor Ort die Untersuchungen in der Praxis durchgeführt. Der Kontakt und Austausch mit den Landwirten war ebenso, wie die ersten Versuche wissenschaftlicher Arbeit und Genauigkeit, interessant und lehrreich. Die Zusammenarbeit mit einem etablierten Wirtschaftbetrieb der näheren Umgebung führte zu einem besseren Kennenlernen zwischen Schule, Landwirtschaft und Industrie. Der Gedanken, dass alle im Boot „Landwirtschaft“ sitzen und daher an einem Strang ziehen sollten, wurde mit Leben erfüllt. Die Schule war damit nicht nur Vermittlerin von Wissen, sondern war mittendrin in der Gewinnung neuer Erkenntnisse. 

    Von Fachlehrer Benedikt Griesmayr und Fachtierarzt für Rinder Dr. Michael Neumayer

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