automatische fütterung für rinder · 2019. 4. 26. · institut für landtechnik und tierhaltung...
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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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Entwicklung der Automatisierung bei Milchvieh
Strukturwandel:
3
Arbeitsbelastung in den Betrieben sehr hoch
Familien-/Fremd-/Saison-AK
Arbeit Auslagern
Kooperation
baulich-/technische Maßnahmen Automatisierung
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Entwicklung der Automatisierung bei Milchvieh
Strukturwandel:
Arbeitsbelastung in den Betrieben sehr hoch
Trend zur Automatisierung ist zu beobachten
4
FütternFüttern
EntmistenEntmisten EinstreuenEinstreuen
StallklimaStallklima DatenDaten
MelkenMelken
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Entwicklung der Automatisierung bei Milchvieh
Strukturwandel:
Arbeitsbelastung in den Betrieben sehr hoch
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“
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Automatisches Füttern - Systemübersicht
Stufe II: Halb-Automatische FütterungLagerung
Entnahme und Transport
BevorratungMischen
Transport und Verteilen
Nachschieben
Flachsilos
Mobile Geräte
Schienengeführter Futtermischer
mobiler Futtermischer
Kraftfutter
Mineralfutter
Überdachter VorratsbereichKranbefüllung
Vorratsbehälter
X
Stationärer Mischer
Förderband
mobiler Verteilwagen
schienengeführter Verteilwagen
9
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Automatisches Füttern - Systemübersicht
Stufe III: Voll-Automatische FütterungLagerung
Entnahme und Transport
BevorratungMischen
Transport und Verteilen
Nachschieben
Schienengeführter Futtermischer
mobiler Futtermischer
Kraftfutter
Mineralfutter
X
Stationärer Mischer
Förderband
mobiler Verteilwagen
schienengeführter Verteilwagen
10
Hoch-/Tiefsilos
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Häufigkeit der Futtervorlage und Tierverhalten
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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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Aufenthalt im Fressbereich – Versuchsstall Triesdorf
14
OBERSCHÄTZL ET AL. 2016
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
OBERSCHÄTZL ET AL. 2016
HerdenverhaltenHerdenverhalten
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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)
OBERSCHÄTZL ET AL. 2016
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Arbeitszeitbedarf für Futternachschieben
20
(SIEFER, 2012)
Untersuchte Varianten: 4-reihiger Stall, 3-reihiger Stall kurzer Futtertisch 3-reihiger Stall langer Futtertisch
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Investitionsbedarf für Technik – Modellstall 80 Kühe
23
Jung
vieh
ab
6 M
onat
en
Lakt
iere
nde
Trockenst.
Schienenstrecke: 112 m
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Investitionsbedarf für Technik – Modellstall 160 Kühe
24
30,20
Schienenstrecke: 173 m
69,05
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Investitionsbedarf für Technik – Modellstall 240 Kühe
25Schienenstrecke: 273 m
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
80 Kühe (126 GV) 160 Kühe (248 GV) 240 Kühe (369 GV)
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Investitionsbedarf automatischer Fütterungssysteme
28
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
80 Kühe (126 GV) 160 Kühe (248 GV) 240 Kühe (369 GV)
Nettoinvestitionsbedarf/GV (€)
Investitionsbedarf pro GV
Technik
Technik und Futterhalle
Neubau
Stand: 02/2016
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Spezifische Jahreskosten automatischer Fütterungssysteme
30
Stand: 02/2016
0
50
100
150
200
250
300
80 Kühe (126 GV) 160 Kühe (248 GV) 240 Kühe (369 GV)
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Spezifische Jahreskosten automatischer Fütterungssysteme
31
Stand: 02/2016
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
80 Kühe (126 GV) 160 Kühe (248 GV) 240 Kühe (369 GV)
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
Institut für Landtechnik und Tierhaltung
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