So soll der Kuhstall von morgen aussehen. Die Dresdner Vorgebirgs Agrar AG errichtet im sächsischen Kleincarsdorf diesen Gartenstall für Kühe.
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BerlinFast zwölf Millionen Rinder werden in Deutschland gehalten, darunter vier Millionen Milchkühe. Die meisten stehen in Ställen mit Betonböden und Abfluss-Spalten für Gülle. Die Belastungen auf dem harten Boden führen zu Entzündungen an Klauen und Gelenken. In vielen kleineren Betrieben werden die Tiere sogar noch angebunden gehalten. Dabei ist heute viel möglich, um die Lebensbedingungen der Kühe zu verbessern.

Lichtdurchflutet, luftig und begrünt. Der moderne Kuhstall sieht aus wie ein riesiges Gewächshaus. Ein Computer reguliert je nach Sonneneinstrahlung die Beschattung der transparenten Wände mit Jalousien und steuert den Ventilator. So herrscht stets ein angenehmes Klima in dem mehrere tausend Quadratmeter großen Stall. Darin wachsen auf kleinen Beeten Sträucher und Kräuter. Eine Allee mit Bäumchen säumt den zentralen Ruhebereich für die Kühe. Eine automatisch gesteuerte Beregnungsanlage sorgt regelmäßig für die nötige Bewässerung, ohne dass die Tiere nass werden.

Die Kühe liegen in kleinen Gruppen beisammen auf dem weichen Boden, der aus mehreren speziellen Kunststoffschichten besteht. Die Ausscheidungen der Tiere werden von den Drainage-Schichten erfasst und abgeleitet. Flüssiges landet so direkt in einem Tank, ein Teil dient als Flüssigdünger für die Pflanzen und gelangt so wieder in den natürlichen Stickstoffkreislauf. Die Tiere liegen trocken, und es riecht nicht unangenehm nach Ammoniak im Stall. Die Entsorgung der Kuhfladen besorgt ein kleiner Roboter, der sie wie eine Kehrmaschine vom Kunststoffboden einsammelt.

„Kühe, die sich wohlfühlen, sind gesünder und leben länger“, sagt Lutz Müller, Vorstand der Dresdner Vorgebirgs Agrar AG. Und sie geben mehr Milch, die sich exklusiv vermarkten lässt. Das sächsische Unternehmen plant im südlich von Dresden gelegenen Kleincarsdorf als eines der ersten in Deutschland, was in den Niederlanden seit 2015 erfolgreich erprobt wird. Dort hat der Biomilcherzeuger Chris Bomers in Groenlo, unweit der deutschen Grenze, den weltweit ersten Kuhgarten gebaut. Er dient als Vorbild für das Projekt der Sachsen. Bomers' Kuhgarten ist inzwischen eine Art Pilgerstätte für viele Forscher, die auf der Suche nach neuen Konzepten in der Landwirtschaft sind. Hierbei geht es darum, das  Wohl der Tiere mit effizientem Wirtschaften zu vereinen.

Das geht nicht ohne den Einsatz intelligenter Technik. Unter anderem sollen die Kühe das Stallklima selbst steuern, so die Vision von Professor Thomas Amon, Leiter der Abteilung Technik in der Tierhaltung am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam-Bornim. „In Zeiten des Klimawandels mit extremen Hitzeperioden im Sommer ist eine intelligente Steuerung des Stallinnenklimas für die eher kälteangepassten Kühe sehr wichtig“, sagt Thomas Amon.

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Das Muhen der Kühe

Wenn Kühe in die Brunst kommen oder sie sich nicht wohlfühlen, lassen sie das ihre Artgenossen lautstark wissen. Was sich für den Menschen wie ein schlichtes „Muh“ anhört, hat in der Sprache der Tiere deutlich unterscheidbare Nuancen. Forscher fanden heraus, dass sich während der Brunst die Anzahl der Laute pro Zeiteinheit ändert. Zudem fanden sie in den Lauten, harmonische und disharmonische Anteile, die Aufschluss über Empfängnisbereitschaft und Wohlbefinden der Tiere geben.  Das brachte Forscher auf die Idee,  einen Sensor zu entwickeln, der das Muhen der Kühe für den Menschen übersetzt. Das Gerät  lässt sich in ein Kuh-Halsband integrieren.

Kühe mögen es lieber kühl, sie fühlen sich bei Temperaturen um zehn Grad am wohlsten. Um herauszufinden, wie sich Veränderungen des Stallklimas auf das Wohlbefinden und die Milchleistung auswirken, sammelt Thomas Amons Team Langzeitdaten in einem Stall an der Lehr- und Versuchsanstalt für Tierzucht und Tierhaltung im brandenburgischen Groß Kreutz. „Atemfrequenz und Herzschlag sind Parameter, an denen sich Wohlbefinden oder Stress der Tiere ablesen lassen“, sagt die Wissenschaftlerin Sabrina Hempel. Mittels eines Sensors am Tier werden die Daten an einen Computer übertragen. Die Kühe tragen zudem ein Pedometer. Das Gerät zeichnet auf, wann die Tiere liegen, stehen oder laufen. „Geraten Kühe unter Hitzestress, stehen sie lieber, um die Wärme besser abgeben zu können“, erklärt Hempel. Auch Videoaufzeichnungen liefern wichtige Daten. Sie zeigen, dass die Kühe bei Hitze gern die Nähe des Ventilators aufsuchen. So können die Forscher Rückschlüsse ziehen, wo sich Hitze im Stall staut.

Zusätzliche Informationen liefern Experimente mit maßstabsgetreuen Stallmodellen im Windkanal. Damit lässt sich der Strömungsverlauf der Luft erkennen und optimieren. Bei der Berechnung fallen sehr große Datenmengen an, die alle in ein mathematisches Modell fließen. Deshalb greifen die Forscher bei der Modellierung auf Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) zurück. „KI-Modelle kommen bei komplexen Zusammenhängen zu genaueren Aussagen und liefern robustere Ergebnisse“, bemerkt Sabrina Hempel. Per Computer werden Luftaustausch, Temperaturverteilung und die Emissionen des Stalls in die Umwelt genau berechnet. „Der Stall wird intelligenter, denn er lernt vom Verhalten der Tiere.“

Im Stall seien autonome Komponenten und komplett automatisierte Systeme schon weit verbreitet, teilt das Bundeslandwirtschaftsministerium mit. Als wesentliche Gründe für die Anschaffung der Technik nennt die Studie die Arbeitsentlastung für den Landwirt, größere Produktivität und Effizienz. Sogar der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) bewertet die Entwicklung positiv. Allerdings ist die Technik nicht ganz billig. So sind es vor allem größere Betriebe mit vielen Tieren, die davon profitieren.

Im Stall von Landwirt Eickhoff im Sauerland stehen zum Beispiel etwa 300 schwarzbunte Kühe. Alle tragen ein Halsband mit einem Funkchip. An der Stalldecke sind über Futtergang, Tränke, Laufgang und Ruhebereich Scanner angebracht, die Signale von den Funkchips empfangen. Der Computer im Büro des Landwirts verarbeitet die Signale und erstellt dann ein Bewegungs- und Aktivitätsprofil jedes Tiers. Nur wenige Klicks in der Datenbank und schon weiß Eickhoff, was seine Tiere den ganzen Tag über treiben, wie es jeder Kuh geht und wie viel Milch sie gibt. Nichts bleibt ihm verborgen: Wann haben die Tiere sich von ihrem Lagerplatz erhoben, wie oft und wie lang haben sie den Futtergang und die Tränke aufgesucht, um zu fressen und zu trinken. Sind alle Kühe zum Melken gegangen?

Eigentlich ist das Melkkarussell bei den Kühen beliebt, sagt Eickhoff. Kein Wunder, entscheidet doch jedes Tier selbst, wann es zum Melken geht. „Die Tiere können sich das innerhalb eines gewissen zeitlichen Rahmens einteilen, wie sie möchten. Wir haben Kühe, die viel Milch geben und drei-, viermal täglich zum Roboter kommen. Andere kommen nur zweimal“, so Eickhoff.

Die sich langsam drehende Plattform bietet 20 Kühen gleichzeitig Platz. Eine nach der anderen steigt ein. Dann schließen sich die Gatter in den Boxen. Ein Kamerasystem erkennt jede Kuh an der individuellen Form des Euters, exakt vermessen mit einem Scanner. So weiß der Melkroboter genau, wo er zugreifen muss. Dann saugen sich die pneumatischen Melkbecher fest. Diese werden nach jedem Einsatz automatisch gereinigt und desinfiziert. Nach einer Runde im Karussell sind die Kühe abgemolken. Über den Chip im Halsband werden die Melkdaten an den Computer des Landwirts gesendet. Der weiß sofort, wie viel Milch jede Kuh gibt und ob die Qualität stimmt. Die Daten dienen auch zum Nachweis für die Molkerei. Auf sie kann zudem der Fütterungsroboter zugreifen, um Menge und Zusammensetzung des Futters individuell zusammenzustellen.

Selbstständig mischt der mannshohe Roboterwagen das Futter an. Dazu holt sein Greifarm die benötigten Zutaten wie Heu, Gras oder Mais aus nahe gelegenen Containern. Ist der Wagen ausreichend beladen, fährt er über am Boden verlegte Magnetbänder und teilt die Rationen im Gang vor den Boxen aus. Ein Infrarotsensor misst die Futterhöhe. Futter wird nachgegeben, wenn zu wenig vor den Kuhmäulern liegt. Manche Kühe verstreuen die Futterhaufen. Das bringt der Roboter wieder in Ordnung und schiebt den Kühen das  umhergestreute Futter wieder zu. „Die Tiere nutzen das Futter optimal und geben daher etwas mehr Milch“, meint Eickhoff. Der Landwirt will die neue Technik nicht mehr missen. Seine Tiere, wie es scheint, auch nicht.