Planbefestigter Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne

Planbefestigter Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne zur Reduzierung des Potenzials für Emissionen von Ammoniak und Geruch im Stall.

Synonyme: -

Abkürzung: -

Englische Übersetzung: Solid barn floor with a cross slope and urine-collection channel

1 Technische Beschreibung

1.1 Bauliche Ausführung

Dieser planbefestigte Boden ist je nach Ausführung mit einem Quergefälle von mindestens 2 % und einer im Laufgang mittig befindlichen Harnsammelrinne versehen (Abbildung 1). Die Laufgangoberfläche besteht entweder aus Beton oder aus einer profilierten Gummimatte. Ein Flüssigmistkanal ist nicht erforderlich, je nach Produkt ist jedoch das Verlegen auf einem bereits vorhandenen Flüssigmistkanal möglich.

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  Abbildung 1: Planbefestigter Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne, Aufsicht (© KTBL; K. Neumann)

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  Abbildung 2: Planbefestigter Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne, Frontansicht (© KTBL; K. Neumann)

1.2 Funktionsprinzip

Durch die Oberfläche und das Gefälle des Bodens zur Laufgangmitte ist ein schneller Abfluss von Flüssigkeiten hin zu einer Harnrinne möglich (Abbildung 2). So wird eine schnelle und kurzzeitige Trennung von Kot und Harn erreicht, wodurch besonders Ammoniakemissionen gemindert werden können. Der auf der Bodenoberfläche verbleibende Kot wird mit einem stationären, auf das Quergefälle abgestimmten Schieber, der auch die Harnrinne räumt, regelmäßig abgeschoben. Der Antrieb erfolgt über Seil- oder Kettenzugtechnik mit automatischer Steuerung.

2 Erzielter Umweltnutzen

In einem Versuchsstall in der Schweiz konnte eine Minderung von Ammoniak von 20 % gegenüber der Referenz ohne Gefälle nachgewiesen werden. Die Messungen erfolgten zeitgleich in zwei identischen Stallabteilen (Zähner et al. 2017). Nach Experteneinschätzungen wurde ebenso eine Minderung von 20 % (Konventionswert) angegeben (VDI 3894 Blatt 1). Messungen in den Niederlanden ergaben eine Reduktion von 38 % (8 kg NH₃ pro TP und Jahr) (IenW 2021). Die Übertragbarkeit dieser Minderungsleistung auf Praxisbedingungen in Deutschland ist nicht verifiziert.

Mit der Minderung der Ammoniakemissionen ist mit einer Reduktion der Geruchsemissionen zu rechnen. Andere Umwelteinwirkungen sind aktuell nicht bekannt.

3 Umweltleistung und Betriebsdaten

Der Boden ist regelmäßig (mindestens alle zwei Stunden) mit einem stationären, dem Boden angepassten Schieber zu reinigen. Der Schieber muss über einen Aufsatz verfügen, um gleichzeitig die Harnsammelrinne zu reinigen.

Durch eine regelmäßige Reinigung erhöht sich der Energiebedarf.

4 Medienübergreifende Auswirkungen

Es liegen keine medienübergreifenden Auswirkungen vor.

5 Auswirkungen auf das Tierwohl

Neben dem natürlichen Bewegungsverhalten (LAVES 2007) wird durch trockene Laufgänge die Euter- und Klauengesundheit (Somers et al. 2005, Magnusson et al. 2008) positiv beeinflusst.

Für einen tiergerechten Einsatz von Reinigungsgeräten sind bestimmte Managementmaßnahmen zu berücksichtigen. Eine Entmistung während der Hauptfressphase sollte vermieden werden (Buck et al. 2012, KTBL 2016a).

Aufgrund der Minderung von Ammoniakemissionen im Stall verbessert sich die Luftqualität (EFSA 2009), wodurch der Gesundheitsstatus der Tiere begünstigt wird.

6 Für Anwendbarkeit relevante technische Aspekte

Der Stallboden ist für Neubauten als auch für Umbauten geeignet.

Prinzipiell kann dieser emissionsarme Boden in allen Produktionsrichtungen eingesetzt werden. Der Einsatz erfolgt bisher nur bei Milchkühen. Die emissionsmindernde Wirkung wird nur in einstreulosen oder einstreuarmen Haltungsverfahren ohne Langstroh erreicht.

Die für die Emissionsminderung notwendigen Reinigungstechniken können nicht uneingeschränkt eingesetzt werden. Milchkühe und Mutterkühe kommen ohne große Probleme mit den Reinigungsgeräten zurecht. Junge Tiere können womöglich von der Reinigungstechnik verletzt werden. Insbesondere in der Bullenmast können größere Bullen die mobile Technik behindern oder sogar beschädigen. Stationäre Entmistungsanlagen funktionieren dort hingegen problemlos.

7 Wirtschaftliche Auswirkung

Tabelle 1: Ökonomische Kenndaten zum planbefestigten Boden mit Quergefälle und Harnsammelrinne

Investition und Kosten	Tierplätze (TP)
	100	600
	€/TP
Investition
Gebäude und bauliche Ausrüstung	600	500
Technik und technische Anlage	95,00	63,00
Summe Investition	695,00	563,00
Kosten	€/ (TP • a)
Fixe Kosten
Gebäude und bauliche Ausrüstung	88,20	73,50
Abschreibung	60,00	50,00
Zinskosten	9,00	7,50
Gebäudeunterhaltung	18,00	15,00
Versicherung	1,20	1,00
Technik und technische Anlage	10,00	6,70
Abschreibung	7,60	5,10
Zinskosten	1,70	1,10
Unterbringung	0,70	0,50
Summe Fixe Kosten	98,20	80,20
Variable Kosten
Technik und technische Anlage	74,70	49,80
Reparaturen	59,60	39,70
Elektrische Energie	15,10	10,10
Summe variable Kosten	74,70	49,80
Gesamtkosten	172,90	130,00

Bei Neubauten entstehen zusätzliche Kosten für die Harnrinne von 58 - 60 € je Meter. Für die Betonierung des Gefälles können Mehrkosten von 1,4 - 2,2 €/m² veranschlagt werden. Das führt zu Mehrkosten von 100 - 120 €/m². Bei 5 m² Fläche je Tierplatz ist mit Investitionen von 600 €/Tierplatz bei 100 Tierplätzen und von 500 €/Tierplatz bei 600 Tierplätzen zu rechnen (Tabelle 1).

Die jährlichen Gebäudekosten (Abschreibung, Zinskosten, Reparatur, Versicherung) betragen 95 € je Tierplatz und Jahr bei 100 Tierplätzen, bei 600 Tierplätzen 63 € je Tierplatz und Jahr (Quelle: eigene Erhebungen).

Der Einbau einer stationären Entmistungsanlage für die Reinigung der Laufgänge kostet bezogen auf Tierplatz und Jahr zwischen 95 € bei 100 Tierplätzen und 63 € bei 600 Tierplätzen. Die fixen Kosten (Abschreibung, Zinskosten, Unterbringung) liegen je nach Bestandsgröße zwischen 10,00 € bei 100 Tierplätzen und 6,67 € bei 600 Tierplätzen (KTBL 2016b). Der Einbau einer stationären Entmistungsanlage für die Reinigung der Laufgänge kostet bezogen auf Tierplatz und Jahr zwischen 95 € bei 100 Tierplätzen und 63 € bei 600 Tierplätzen. Die fixen Kosten (Abschreibung, Zinskosten, Unterbringung) liegen je nach Bestandsgröße zwischen 10,00 € bei 100 Tierplätzen und 6,70 € bei 600 Tierplätzen (KTBL 2016b).

Durch den Betrieb der Schieberanlage entstehen laufende Kosten für Betriebsstoffe (Strom) und Reparaturen in Abhängigkeit von den Einsatzzeiten. Bei 12 Reinigungsvorgänge pro Tag kann mit einer Laufzeit der Schieberanlage von 12 Stunden gerechnet werden. Ein einem Milchviehstall mit 100 Tierplätzen mit zwei Schieberanlagen werden bei einem Strombedarf von 1,5 kW/h pro Schieberanlage für den Antrieb etwa 66 kWh je Tierplatz und Jahr benötigt. Im Vergleich dazu liegt der Wert beim zweimaligen Betrieb pro Tag bei etwa 11 kWh je Tierplatz und Jahr. Bei 600 Kuhplätzen laufen vier Schieberanlagen mit etwa 44 kWh je Tierplatz und Jahr bei 12 Reinigungsvorgängen am Tag. Wird nur zweimal täglich gereinigt, sinkt der Strombedarf auf 7 kWh je Tierplatz und Jahr.

Die variablen Kosten für die stationäre Entmistungsanlage betragen bei 100 Tierplätzen ca. 74,70 € je Tierplatz und Jahr und bei 600 Tierplätzen 49,80 €. Wird die Anlage nur zweimal pro Tag betrieben reduzieren sich die variablen Kosten auf 12,40 € je Tierplatz und Jahr bei 100 Tierplätzen bzw. 8,30 € bei 600 Tierplätzen. Die Differenz beträgt 62,30 € und 41,50 € je Tierplatz und Jahr.

Bei 38 % Minderung der NH₃-Emissionen im Vergleich zum Ausgangspotenzial von 14,57 kg NH₃/Tierplatz und Jahr für einen Liegeboxenlaufstall ohne Minderungsmaßnahmen für 100 Milchkühe ergeben sich Kosten von 31,44 € bezogen auf ein kg NH₃-Reduktion pro Tierplatz und Jahr. Davon entfallen 16,04 € auf die jährlichen Gebäudekosten, 1,82 € auf die Fixkosten für die Technik und 13,58 € für die laufenden Kosten der Technik. Bei 600 Tierplätzen liegen die Gesamtkosten bei 23,20 € je Tierplatz und Jahr mit 13,36 € jährliche Gebäudekosten, 0,78 € feste Kosten Technik und 9,05 € variable Kosten.

8 Triebkraft der Anwendung

Durch die Minderung der Ammoniakemissionen können Betriebe im Rahmen von Genehmigungsverfahren für Stallneubauten oder -erweiterungen Anforderungen des Immissionsschutzes in Bezug auf den Schutz empfindlicher Pflanzen und Biotope vor schädlichen

Umwelteinwirkungen durch Ammoniak bzw. Stickstoffdeposition einhalten, sodass geringere Abstände zu den entsprechenden Schutzgütern möglich sind.

Seit Anfang 2022 werden Stallböden dieser Bauart durch das Agrarinvestitionsförderprogramm (AFP) als sogenannte „Spezifische Investitionen in Umwelt- und Klimaschutz“ („SIUK“-Maßnahme) bezuschusst. Demnach ist zu erwarten, dass diese Technik durch diese gezielten Fördermaßnahmen vermehrt eingesetzt wird. Angaben zur Anzahl der Antragstellungen liegen nicht vor.

Zudem ist aufgrund der erhöhten Trittsicherheit und dem positiven Einfluss auf Euter- und Klauengesundheit mit einer Verbesserung der Tiergesundheit zu rechnen.

9 Musteranlagen

Der Stallboden dieser Bauart wird aktuell im Projekt „Europäische Innovationspartnerschaft Bauen in der Rinderhaltung“ (EIP Rind) in Praxisställen untersucht. Nach Angaben aus dem niederländischen landwirtschaftlichen Emissionsinventar werden auf diesem Bodentyp etwa 0,3 % der Milchkühe in den Niederlanden (ca. 5.000 Milchkühe) gehalten (CBS 2022). In Deutschland hingegen ist nach Herstellerangaben diese Bauart mitunter am häufigsten verbreitet. Angaben zur Verbreitung liegen vom Hersteller vor und können über das KTBL und das Projekt EIP-Rind erfragt werden.

Literatur

Buck, M.; Wechsler, B.; Gygax, L.; Steiner, B.; Steiner, A.; Friedli, K. (2012): Wie reagieren Kühe auf Entmistungsschieber?. ART-Bericht 750, Ettenhausen

CBS (2022): Implementation of dairy cow housing types in 2020. Persönliche Mitteilung, Centraal Bureau voor de Statistiek, Netherlands, 2022

EFSA [Hrsg.] (2009): Scientific report on the effects of farming systems on dairy cow welfare and disease – Report of the Panel on Animal Health and Welfare. EFSA Journal 1143, European Food Safety Authority (EFSA), S. 1–38, https://www.doi.org/10.2903/j.efsa.2009.1143r

IenW [Hrsg.] (2021): Regeling ammoniak en veehouderij (Rav) – bwl-2013-07-v4. Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (IenW), Den Haag, https://www.infomil.nl/​publish/​pages/​130041/​bwl-​2013-​07-​v4.pdf (13.10.2021)

KTBL [Hrsg.] (2016a): Aktuelle Arbeiten zur artgemäßen Tierhaltung 2016 – Vorträge anlässlich der 48. internationalen Arbeitstagung Angewandte Ethologie bei Nutztieren der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft e.V. (DVG) Fachgruppe Ethologie und Tierhaltung vom 17. bis 19. November 2016 in Freiburg/Breisgau. KTBL-Schrift 511, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL), Darmstadt

KTBL [Hrsg.] (2016b): Makost - Maschinenkosten und Reparaturkosten. Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V., https://www.ktbl.de/home/webanwendungen/makost (16.03.2021)

LAVES [Hrsg.] (2007): Tierschutzleitlinie für die Milchkuhhaltung. 1. Auflage, Niedersächsisches Landesamt für Lebensmittelsicherheit und Verbraucherschutz, Tierschutzdienst, Arbeitsgruppe Rinderhaltung (LAVES), Oldenburg

Magnusson, M.; Herlin, A.H.; Ventorp, M. (2008): Short Communication: Effect of Alley Floor Cleanliness on Free-stall and Udder Hygiene. In: Journal of Dairy Science, 91, 10, S. 3927 – 3930, https://www.doi.org/10.3168/jds.2007-0652

Somers, J.; Frankena, K.; Noordhuizen‐Stassen, E.N.; Metz, J.H.M. (2005): Risk factors for interdigital dermatitis and heel erosion in dairy cows kept in cubicle houses in The Netherlands. In: Preventive Veterinary Medicine, 71, S. 23 – 34, https://www.doi.org/10.1016/j.prevetmed.2005.05.001

VDI 3894 Blatt 1 (2011): Emissionen und Immissionen aus Tierhaltungsanlagen, Haltungsverfahren und Emissionen Schweine, Rinder, Geflügel, Pferde. Verein Deutscher Ingenieure e.V., Beuth-Verlag, Berlin

Zähner, M.; Poteko, J.; Zeyer, K.; Schrade, S. (2017): Laufflächengestaltung: Emissionsminderung und verfahrenstechnische Aspekte - erste Ergebnisse aus dem Emissionsversuchsstall Tänikon. Tagung: Bautagung Raumberg-Gumpenstein 2017, HBLFA, 16.–17.05.2017