Perforierter Boden mit Profil und Dichtungsklappen
Perforierter Boden mit Profil und Dichtungsklappen zur Reduzierung des Potentials für Emissionen von Ammoniak und Geruch im Stall.
1 Bauliche Ausführung
Der perforierte Betonboden ist mit Gummieinsätzen versehen (Abb. 1). Betonboden sowie Gummieinsätze sind mit Rillen profiliert (Abb. 2). Zudem ist der Gummieinsatz mit einem Gefälle zum Schlitz versehen. Unterhalb der Gummieinsätze sind in den Schlitzen zum Flüssigmistkanal Dichtungsklappen (Abb. 3) aus Kunststoff eingesetzt.
Abb. 1: Perforierter Boden mit Profil und Dichtungsklappen (© KTBL; K. Neumann)
Abb. 2: Oberflächenbeschaffenheit des emissionsarmen Stallbodens mit Profil und Dichtungsklappen, Aufsicht (© KTBL; K. Neumann)
Abb. 3: Bodenelement mit Dichtungsklappe, die den Gasaustausch mit dem Flüssigmistkanal reduziert; Detail-Seitenansicht (© KTBL; K. Neumann)
2 Funktionsprinzip
Durch die Profilierung der Oberfläche werden Flüssigkeiten zügig abgeleitet. So wird eine schnelle Trennung von Kot und Harn erreicht, wodurch besonders Ammoniakemissionen von der Lauffläche gemindert werden. Emissionen aus dem Flüssigmistkanal werden durch den Einsatz von Dichtungsklappen, die den Gasaustausch zwischen dem Luftraum über dem Flüssigmistkanal und dem Luftraum im Stall einschränken, verringert. Diese Klappen öffnen sich bei Kotdurchtritt und schließen danach wieder. Der auf der Bodenoberfläche verbleibende Kot wird mit mobilen oder stationären Schiebern regelmäßig abgeschoben.
3 Erzielter Umweltnutzen
Durch die Minderung der Ammoniakemissionen und der Reduzierung des Gasaustausches zwischen Flüssigmistkanal und Stall ist auch eine Reduktion der Geruchs- und Methanemissionen zu erwarten. Andere positive Umwelteffekte sind aktuell nicht bekannt.
4 Umweltleistungen und Betriebsdaten
Dieser Boden wurde im Verbundvorhanden Emissionsminderung Nutztierhaltung (EmiMin) untersucht. Hierbei konnte die ursprünglich aufgrund von Literaturangaben erwartete Minderungsleistung nicht nachgewiesen werden. Für die perforierten Böden mit Dichtungsklappen betrug die Minderungswirkung 9 %.
Andere Emissionsmessungen in Liegeboxenlaufställen mit freier Lüftung zeigen eine Reduktion der Ammoniakemissionen um ca. 45–53 % (Emissionsfaktor: 6,0–7,9kg NH3 pro Tierplatz und Jahr) im Vergleich zum herkömmlichen Vollspaltenboden (IenW 2021, VERA 2021). Die Übertragbarkeit dieser Minderungsleistung auf Praxisbedingungen in Deutschland ist jedoch nicht verifiziert.
Die Minderungsleistung wird erreicht, wenn der Boden regelmäßig (mindestens alle zwei Stunden) mit einem Entmistungsroboter gereinigt wird. Für eine reibungslose Funktion der Dichtungsklappen ist eine zusätzliche Befeuchtung notwendig. Dementsprechend ist mit einem erhöhten Einsatz von Prozesswasser zu rechnen. Zudem erhöht sich der Energiebedarf durch eine regelmäßige Reinigung. Die Dichtungsklappen sind regelmäßig auf ihre Funktion zu überprüfen und ggf. auszutauschen.
5 Medienübergreifende Auswirkungen
Es liegen keine medienübergreifenden Auswirkungen vor.
6 Auswirkungen auf das Tierwohl
Durch die profilierte Oberfläche und die Gummieinsätze zeigen die Tiere eine erhöhte Trittsicherheit (Herstellerangabe 2020). 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).
Wichtig sind insbesondere Sensoren, die ein Zusammenstoß mit den Tieren verhindern. Aufgrund der Minderung von Ammoniakemissionen im Stall verbessert sich die Luftqualität (EFSA 2009), wodurch der Gesundheitsstatus der Tiere begünstigt wird.
7 Für Anwendbarkeit relevante technische Aspekte
Der Stallboden ist für Neubauten als auch für Umbauten geeignet. Umbauten sind jedoch mit einem höheren technischen Aufwand verbunden. Ein Flüssigmistkanal ist Voraussetzung. Bei Haltungsverfahren mit Einstreu und perforierter Lauffläche besteht die Gefahr, dass sich die Spalten zusetzen. Dieser Boden eignet sich deshalb nur für einstreulose bzw. einstreuarme Haltungsverfahren. Langstroh ist hierfür nicht geeignet. Bei Frost ist die Funktion der Dichtungsklappen nicht gewährleistet.
Prinzipiell kann dieser emissionsarme Boden in allen Produktionsrichtungen eingesetzt werden, ist aber bisher nur für Milchkühe verfügbar. Einschränkungen ergeben sich hinsichtlich der Spaltenbreite bei Kälbern und jüngeren Tieren (bis zum Ende des 6. Lebensmonats), die an die Bedürfnisse der Tiere und den Anforderungen der TierSchNutztV (2021) anzupassen wären. Da das Emissionsminderungspotenzial nur in Kombination mit einer regelmäßigen Reinigung erreicht wird, ist dieser Boden für Mastrinder und Jungrindern nur eingeschränkt einsetzbar, z. B. in Haltungsverfahren mit separaten Laufgängen und perforierten Böden.
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.
8 Wirtschaftliche Auswirkungen
| Investition und Kosten | Tierplätze (TP) | |
|---|---|---|
| 100 | 600 | |
| €/TP | ||
| Investition | ||
| Gebäude und bauliche Ausrüstung | 700 | 700 |
| Technik und technische Anlage | 175,00 | 117,00 |
| Summe Investition | 875,00 | 817,00 |
| Kosten | €/(TP • a) | |
| Fixe Kosten | ||
| Gebäude und bauliche Ausrüstung | 102,90 | 102,90 |
| Abschreibung | 70,00 | 70,00 |
| Zinskosten | 10,50 | 10,50 |
| Gebäudeunterhaltung | 21,00 | 21,00 |
| Versicherung | 1,40 | 1,40 |
| Technik und technische Anlage | 20,90 | 14,00 |
| Abschreibung | 17,50 | 11,70 |
| Zinskosten | 3,20 | 2,10 |
| Unterbringung | 0,20 | 0,20 |
| Summe Fixe Kosten | 123,80 | 116,90 |
| Variable Kosten | ||
| Technik und technische Anlage | 91,42 | 62,02 |
| Reparaturen | 57,80 | 38,50 |
| Elektrische Energie | 30,20 | 20,10 |
| Weitere Betriebsmittel | ||
| Wasser | 3,42 | 3,42 |
| Summe variable Kosten | 94,84 | 65,44 |
| Gesamtkosten | 218,64 | 182,34 |
Bei Neubauten wird dieser Boden statt herkömmlicher Betonflächenelement eingebaut. Mit etwa 140 €/m² kosten die Fertigteile das 2,5 fache herkömmlicher Böden (Tab. 1).
Bei Umbauten werden die vorhandenen Flächenelemente ausgebaut und entsorgt. Die neuen Elemente werden auf die vorhandenen Widerlager aufgelegt. Für den Rückbau, die Entsorgung der alten Bauteile und die Herrichtung der Kanäle für den neuen Boden können Kosten von 25 - 50 € je Tierplatz veranschlagt werden. Während der Umbauphase kann der Stall nicht im vollen Umfang genutzt werden. Dadurch können Leistungsverluste bei den Tieren und damit geringere Einnahmen entstehen.
Für die weitere Betrachtung der Kosten wird der Investitionsbedarf für den emissionsmindernden perforierten Boden unterstellt. Die jährlichen Gebäudekosten (Abschreibung, Zinskosten, Reparatur, Versicherung) betragen ca. 103 € je Tierplatz und Jahr (KTBL 2020).
Durch die regelmäßige Kontrolle und ggf. notwendigen Austausch von Dichtungsklappen ist mit einem höheren Kontroll- und Wartungsaufwand zu rechnen. Da dazu noch keine Erfahrungen vorliegen ist dies bei den Reparaturkosten nur teilweise berücksichtigt.
Die Reinigung der Böden erfolgt mit automatischen Reinigungsgeräten mit Wasserdüsen zur Feuchthaltung der Oberfläche. Die Technik kostet zwischen 175 € je Tierplatz bei 100 Tierplätzen und 117 € bei 600 Tierplätzen. Die fixen Kosten (Abschreibung, Zinskosten, Unterbringung) liegen bei etwa 20,88 und 13,92 € je Tierplatz und Jahr (KTBL 2016b). Die Reinigung der Böden erfolgt mit automatischen Reinigungsgeräten mit Wasserdüsen zur Feuchthaltung der Oberfläche. Die Technik kostet zwischen 175 € je Tierplatz bei 100 Tierplätzen und 117 € bei 600 Tierplätzen. Die fixen Kosten (Abschreibung, Zinskosten, Unterbringung) liegen bei etwa 20,90 und 14,00 € je Tierplatz und Jahr (KTBL 2016b).
Durch den Betrieb der Reinigungsautomaten entstehen laufende Kosten für Betriebsstoffe (Strom) und Reparaturen in Abhängigkeit von den Einsatzzeiten. Bei 18 Stunden Reinigungszeit und 6 Stunden Ladezeit liegt der Strombedarf bei etwa 131 kWh je Tierplatz und Jahr bei 100 Tierplätzen und 88 kWh bei 600 Tierplätzen.
Hinzu kommen die Kosten für das Wasser zur Befeuchtung der Oberfläche. Die Geräte besprühen die Fläche mit etwa 1 l Wasser je m² je Tag. Pro Tierplatz und Jahr werden etwa 1,8 m³ Wasser benötigt. Bei einem Preis von 1,90 €/m³ ergeben sich 3,42 € je Tierplatz und Jahr. Zumindest ein Teil dieses Wassers gelangt in die Flüssigmistkanäle und erfordert zusätzliches Lagervolumen.
9 Triebkraft der Anwendung
Durch die Minderung der Ammoniakemissionen können Betriebe im Rahmen von Genehmigungsverfahren für Stallneubauten oder Stallerweiterungen 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.
Zudem ist aufgrund der erhöhten Trittsicherheit und dem positiven Einfluss auf Euter- und Klauengesundheit mit einer Verbesserung der Tiergesundheit zu rechnen.
10 Musteranlagen
In den Niederlanden werden emissionsarme Stallböden seit 2009 eingesetzt. Nach Angaben aus dem niederländischen landwirtschaftlichen Emissionsinventar werden auf diesem Bodentyp etwa 4 % der Milchkühe in den Niederlanden (ca. 65.000 Milchkühe) gehalten (CBS 2022). Zur räumlichen Verteilung liegen keine Informationen vor.
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
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), pp. 1–38, https://www.doi.org/10.2903/j.efsa.2009.1143r
IenW [Hrsg.] (2021): Regeling ammoniak en veehouderij (Rav) – BWL2010.34.V10. Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (IenW), Den Haag, https://www.infomil.nl/publish/pages/130041/bwl-2010-34-v10.pdf, accessed 13. October 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, Zugriff am 16.03.2021
KTBL (2020): Investitionsbedarf emissionsmindernder Maßnahmen. Interne Berechnungen, unveröffentlicht, Darmstadt, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL)
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. Journal of Dairy Science 91(10), pp. 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. Preventive Veterinary Medicine 71, pp. 23–34, https://www.doi.org/10.1016/j.prevetmed.2005.05.001
TierSchNutztV (2021): Tierschutz-Nutztierhaltungsverordnung in der Fassung der Bekanntmachung vom 22. August 2006 (BGBl. I S. 2043), die zuletzt durch Artikel 1a der Verordnung vom 29. Januar 2021 (BGBl. I S. 146) geändert worden ist vom 2021
VERA [Hrsg.] (2021): Vera Verification Statement – Meadow Floor (Slatted floor). VERA Verification 008, Verification of environmental technologies for agricultural production (VERA), Copenhagen, https://www.vera-verification.eu/app/uploads/sites/9/2021/05/Verification-Statement_Proflex-Meadow-Floor-final-1.pdf, accessed 11. April 2022
