Licht im Rinderstall

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1 Licht im Rinderstall K. Reiter, Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Institut für Landtechnik und Tierhaltung Inhalt Welche Bedeutung hat Licht für das Leben Bedeutung von Licht beim Sehen von Rindern Bedeutung von Licht für Wachstum und Leistung Messungen der Beleuchtungsintensität in einem Praxisbetrieb mit LED-Strahlern 1

2 Was ist Licht? Licht ist eine elektromagnetische Strahlung von der Sonne Sichtbarer Bereich für den Menschen von 380 bis 780 nm. (Quelle: Licht in der Rinderhaltung, Holsteg) Sonnentag: Lux; Sommertag im Schatten: Lux Bürobeleuchtung: 500 Lux, Mondlicht 0,25 Lux Die Bedeutung des Sonnenlichts (Quelle: Licht in der Rinderhaltung, Holsteg) Ohne Sonnenlicht gäbe es kein Leben Das Licht ermöglicht das Sehen Licht beeinflusst die biologische Rhythmik (Stoffwechsel, Hormone, Schlaf) Alle Lebewesen haben innere Uhren (Tag, Jahr) 2

3 Licht steuert die rhythmischen Abläufe bei allen Lebewesen die Aktivität über den Tag/Nacht (circadiane Rhythmik) die Aktivität über das Jahr (Reproduktion,Vogelzug) Wie steuert Licht die physiologischen Vorgänge bei Tieren? Verarbeitung von Licht über Rezeptoren im Auge zum Sehzentrum und zum Nucleus suprachiasmatikus (innere Uhr) Bei der Wirkung auf den Organismus sind die Wellenlänge des Lichtes die Licht- und Beleuchtungsintensität die Dauer der Lichteinwirkung von Bedeutung 3

4 Bedeutung von Licht für das Rind Licht beeinflusst das Sehen der Rinder im Stall und auf der Weide Licht hat Einfluss auf Wachstum und Leistung Licht beeinflusst das Wohlbefinden der Tiere Das Sehen beim Rind Auge: Retina, Linse (geringe Akkommodation) Sinneszellen: Zapfen Tages-und Farbsehen; Stäbchen für Dämmerungsehen 4

5 Sehfelder des Rindes Rundumsicht Rinder sehen rundum nach vorn, oben und hinten 330 Sichtbereich aber wesentlich nur zweidimensional 30 dreidimensionales räumliches Sehen 30 (Quelle: Verhalten der Rinder, Mounaix, 2003) Sehschärfe beim Rind Sehschärfewinkel geringer als beim Menschen die Konturen sind unscharf Kontraste schlecht erkannt Beleuchtungsintensität beeinflusst Sehschärfe (Quelle: Verhalten der Rinder, Mounaix, 2003) Nur rund 30 % unserer Sehschärfe 5

6 Hell-Dunkelanpassung (Adaptation) Anpassung der Pupille an Hell und Dunkel langsamer als beim Menschen (2 bis 3 x langsamer) Wichtig beim Treiben und Verladen der Tiere! Dämmerungssehen Rinder sehen in der Nacht besser als der Mensch Rinder besitzen eine reflektierende Schicht im Auge 6

7 Farbensehen beim Rind Rinder können Farben sehen Sie sind Dichromaten Sie sehen grün, gelb, blau gut Rot sehen sie schlecht Rot-Grünblindheit Stäbchen für das Dämmerungssehen Licht steuert die Tagesrhythmik der Aktivität bei Rindern (Langbein und Nichelmann, 1993) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Tageszeit 7

8 Das Licht beeinflusste die Reproduktion bei den Auerochsen Im Frühjahr bei zunehmender Lichtlänge wurden die Kälber bei den Wildrindern geboren. Die Pubertät setzte bei zunehmenden Lichttagen ein. Saisonale Effekte bei Rindern Das Wiedereinsetzen des Zyklus dauert bei Rindern im Winterhalbjahr länger Das Alter beim Einsetzen der Pubertät ist vom Geburtsmonat abhängig 8

9 Die Lichtintensität und -dauer beeinflussen die Milchbildung und das Wachstum innere Uhr Die Melatoninausschüttung wird bei LD verringert. Dadurch wird mehr Prolaktin und IGF-1 (Leber) gebildet, Diese beeinflussen die Milchbildung und das Wachstum Lichttaglänge über das Jahr 21. Juni 22. Dezember 8 bis 16 Stunden 9

10 Einfluss der Beleuchtungsdauer bei wachsenden Rindern Lichttag mit 16 Std. Licht und 8 Std. Dunkelheit (LD) Steigert das Körperwachstum bei Kälbern Früherer Eintritt in die Geschlechtsreife Positiver Einfluss auf die Entwicklung der Milchdrüse Einfluss der Tageslichtlänge auf die Milchleistung September bis April 16 Stunden Licht, Lux Milchleistung (kg/tag) 1 = Peters et al., = Peters et al., = Marcek & Swanson, = Stanislewski et al., = Evans & Hacker, 1989 Milchleistung war im Mittel um 2,0 kg je Tag erhöht Die Milchzusammensetzung blieb unbeeinflusst 10

11 Einfluss eines Kurztages beim Trockenstehen (Auchtung et al., 2005) Lichttag mit 8 Std. Licht und 16 Std. Dunkelheit Vergleich zu 16L : 8D erhöhen die Milchleistung in der folgenden Laktation verbessern die Eutergesundheit und das Immunsystem Lichteffekte bei einer Studie in Norwegen (Reksen et al., 1999) Beteiligt 1538 Betriebe mit Rindern (7200 Färsen) Jungviehaufzucht meist im Milchviehstall Beleuchtungsdauer mit Licht im Mittel 14 Stunden (>12 h), im Mittel 56 Lux Beleuchtungsdauer ohne Zusatzbeleuchtung im Mittel bei 8 Stunden Auswertungszeitraum November bis März Ergebnisse: Milchleistung war um 0,5 Liter je Tag erhöht Zwischenkalbezeit war um 4 Tage kürzer Besamungsindex war 0,07 niedriger NRR (75) war um 3,1 % höher Alter bei der ersten Kalbung war 6,6 Tage früher 11

12 Licht und Dunkelheit sind notwendig Dunkelheit + MEL Licht Melatonin taktet die innere Uhr, sonst Rhythmusstörungen Am Tag > 100 Lux (200 Lux) In der Nacht < 10 Lux Rhythmik der Melatoninausschüttung Licht in der Nacht beeinflusst die Melatoninausschüttung 12

13 Sonneneinstrahlung und Lichtreflektion im Stall optimieren Ausrichtung des Stalles Lichteinfall erhöhen Reflektierende Wände und Dächer Temperaturerhöhung beachten Viel Licht in den Stall (Licht am Tag einschalten) In den meisten Ställen ist es zu dunkel! Messungen in alten Ställen: Intensität unter 10 Lux Lampen reinigen 13

14 Laufwege im Stall und zum Melkstand ausleuchten Dunkler Bereich vom Stall und zum Melkstand Beleuchtungsprogramme Die Beleuchtungsintensität sollte in allen Stallbereichen am Tag >100 Lux und in der Nacht unter 10 Lux betragen Eine Lichttagverlängerung (max. 16 Stunden) kann zu einer Leistungssteigerung im Winter führen. Lichttage mit 16L und 8D ohne Unterbrechung haben keinen Effekt, Kurztagphasen sind für die Trockensteher notwendig Eine Kombination aus Beleuchtungsdauer für die Stallarbeit und leistungssteigernden Effekten: 12 Stunden Lichtdauer im Winter 14

15 Versuch unter Praxisbedingungen (Betrieb Familie Wenhart) Liegeboxenlaufstall mit 72 Kuhplätzen, 54 für Jungvieh, 30 Kälber Außenklimastall automatisches Melksystem LED-Strahler Lucid arena Hallenleuchte 1200 LED s im Strahler 100 W; 100 lm/w Abstrahlwinkel 120 Farbtemperatur 6500 Kelvin Schutzart IP Betriebsstunden Kosten 600 Euro Leuchtstofflampen 130 W, 85 lm/w, 200 Euro 15

16 Verteilung der LED Strahler im Stall LED Strahler 8 m 3 m Leuchtstofflampen 6 m 10 m 5 m 20 LED Strahler 18 Leuchtstofflampen Stall mit LED Licht 16

17 Messung der Beleuchtungsintensität mit Kugelkopfsensor (Ahlborn) Messbereich: 0 bis 50 klux Spektrale Empfindlichkeit: 360 nm bis 760 nm Max. spektr. Empfindlichkeit: 555 nm Signalausgang: 0 V bis 2 V Ergebnisse Beleuchtungsintensität bei verschiedenen Messungen (Lux) Nr. gesamter Stall Milchkühe Trockensteher Jungvieh Bedeckter Himmel Nach Sonnenuntergang alle Lampen an Orientierungslampe nach 16 Std. Licht (Nacht) 0,2 Am Tag wurden hohe Werte der Beleuchtungsintensität gemessen Nach dem Sonnenuntergang mit der Beleuchtung lag die Intensität bei über 100 Lux, bei den Trockenstehern bei rund 10 Lux. 17

18 Ergebnisse Verteilung der Beleuchtungsintensität bei Nacht (am 4. April 21:00) Jungvieh Trockensteher Milchvieh Kälber Kostenvergleich (Neser, 2012) 18

19 Zusammenfassung Durch optimalen Stallbau und zusätzliche Beleuchtung/ Beleuchtungsprogramme können das Wohlbefinden und die Leistung von Rindern verbessert werden Licht beeinflusst das Wachstum und die Reproduktionsleistung bei Rindern LED Strahler sind die Lichtquelle der Zukunft Danke für die Aufmerksamkeit 19