Feststoffeinstreu - mit Gülle und Gärsubstraten einstreuen?

Dr. Martin Spohr
Eutergesundheitsdienst der TSK Baden-Württemberg;
Juni 2016

Seit den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts werden Alternativen zur herkömmlichen Einstreu in Milchviehställen erprobt. Ein Schwerpunkt dabei liegt auf der Nutzung von Pressrückständen aus der Gülle- oder Gärsubstrat-Separation. Im englischen Sprachraum werden Begriffe wie „recycled manure solids“ (RSM) oder „green bedding“ verwendet, im deutschen Sprachraum ist der Begriff „Feststoffeinstreu“ gebräuchlich. Hinter diesen Begriffen verbergen sich eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien und Bearbeitungsverfahren.

 

Im folgenden werden wesentliche Punkte zu dieser Thematik beschrieben.

Warum Feststoffeinstreu?
Befragungen von Nutzern dieser Einstreumaterialien als auch wissenschaftliche Studien weisen nach, dass Integumentschäden (Hautwunden an Gliedmaßen und Beckenknochen) bei Nutzung von Tiefboxen mit Feststoffeinstreu deutlich seltener auftreten. Ob dieser Effekt allein der Feststoffeinstreu oder auch dem Boxensystem (Hoch- / Tiefbox) zuzuschreiben ist, bleibt unklar. Gleiches gilt für die Liegedauer der Kühe, die als unverändert bis verlängert beschrieben wird. Bei sachgerechter Boxenpflege werden die Kühe als sehr sauber beschrieben.
Ein gewichtiger Grund für die Nutzer von Feststoffeinstreu ist das einfachere Boxenmanagement. Einstreumaterial ist ständig auf dem Hof verfügbar, zusätzliche Aufwendungen für z.B. Strohbergung und Lagerung entfallen. Sowohl das Einbringen der Einstreu, als auch das Nivellieren der Liegefläche lässt sich mechanisieren. Der notwendige manuelle Aufwand der Boxenreinigung entspricht dem von Hochboxen. Mit Feststoffen eingestreute Liegeboxen sind auch von unerfahrenem Personal sehr gut und ohne hohen Arbeits- und Zeitaufwand zu pflegen. Die beim Abpressen der Feststoffe zurückbleibende Dünngülle ist leichter auszubringen (keine Schwimmschicht) und für Pflanzenbestände besser verträglich.
Die Herstellung von Feststoffeinstreu erfordert zusätzlich einen Gülleseparator und, wenn nicht bereits vorhanden, ein zweites Silo für die Dünngülle. Zusätzlich ist eine befestigte und ggf. überdachte Fläche für die Lagerung der separierten Gülle erforderlich, wenn das abgepresste Material nicht sofort in die Liegeboxen verteilt wird. Den Technik- und Gebäudekosten stehen Einsparungen bei Kauf, Bergung und Lagerung von Einstreu gegenüber.

Wie wird Feststoffeinstreu erzeugt?
Ausgangsmaterial für die Separatoren sind Gülle oder Gärsubstrate aus mesophilen und thermophilen Biogasanlagen. Die Feststoffe werden über Schnecken- oder Walzenpressen erzeugt, wobei der erzielte Trockenmassegehalt, je nach Einstellung der Presse, zwischen 25 und 35 % betragen kann.
Das Separat kann direkt in den Liegeboxen verteilt oder auf Vorrat gelagert werden. Während der Lagerung kann es zur aeroben Umsetzung von Nährstoffen (Kompostierung) kommen, wenn noch ausreichend kompostierbares Material vorhanden ist. Dies kann ein gewünschter Effekt sein, führt die Kompostierung doch zu einer deutlichen Erwärmung des Separates. Je nach Sauerstoffgehalt des Separates können Temperaturen von bis zu 65 °C erreicht werden. Um eine gleichmäßige Kompostierung des Materials zu erreichen, sollte das Separat in flachen, langen Mieten gelagert oder nach einer Woche erneut umgesetzt werden. Die Erhitzung des Materials führt zu einer deutlichen Reduktion des Gesamtkeimgehaltes, einer massiven Veränderung der Keimflora und, durch den Austritt von Wasserdampf, zu einer Erhöhung des TS-Gehaltes um bis zu 12 % innerhalb einer Kompostierdauer von 7 Tagen (eigene Untersuchungen). In Abhängigkeit des TS-Gehalts unmittelbar nach Separation kann dies durchaus erwünscht sein. Damit der einmal erreichte TS-Gehalt nicht durch Zutritt von Regen oder Oberflächenwasser wieder reduziert wird, sollte das Material unter Dach gelagert oder mit „Zuckerrübenflies“ abgedeckt werden. Alternativ zur Kompostieren kann das Separat unter Luftabschluss gelagert werden (Silierung), dabei kommt es ebenfalls zu einer Reduktion der Keimzahl, nicht aber zur Erhöhung des TS-Gehaltes. Mithilfe der Abwärme von Biogasanlagen kann das separierte Gärsubstrat getrocknet werden.

Wie sind die Anforderungen an das Boxenmanagement?
Die Einstreu muss zwei unterschiedliche Funktionen erfüllen. Zum einen soll sie eine weiche, trittfeste Matratze bilden, die Liegekomfort und Feuchtigkeitsbindung ermöglicht, zum anderen soll sie eine hygienische, keimarme, trockene Liegefläche bereitstellen, die die Euter sauber hält und vor Mastitiden schützt .
Zum Aufbau einer Matratze ist ausreichend feuchtes Material erforderlich, das beim Betreten der Box zusammengepresst wird. Zu trockenes Material bindet nicht ab und wird auf die Laufgänge herausgezogen. Die Einstreu wird mangels Matratzenbildung ständig umgegraben, so dass keimreiches Material aus dem Untergrund immer wieder an die Oberfläche gelangt. Beim erstmaligen Aufbau einer Matratze sollte daher mit Kalk-Stroh-Mischungen begonnen und mit Feststoffen weitergestreut werden. Die Einstreumenge von Feststoffen sollte so gewählt werden, dass Einstreuschichten von nicht mehr als 10 cm Dicke auf die vorhandene Matratze aufgetragen werden.
Der Keimgehalt unbenutzter Einstreumaterialien ist sehr variabel. Anorganische Stoffe (Kalk, Sand) haben einen sehr geringen originären Keimgehalt, organisches Material dagegen ist als Ernährungsgrundlage für Mikroorganismen immer mit hohen Keimzahlen belastet. Kompostierte, silierte, getrocknete Feststoffe oder Substrate aus thermophilen Biogasanlagen sind generell mit niedrigeren Keimzahlen behaftet als frisches Gülle-Separat. Aber auch Kalk-Stroh-Mischungen, die nicht sofort in die Liegeboxen verteilt werden, oder Sägemehl aus Nassholzsägereien können erhebliche Keimkonzentrationen aufweisen. Unabhängig vom Keimgehalt der frischen Einstreu erhöhen sich die Keimkonzentrationen aller Einstreumittel in der benutzten Liegebox durch Eintrag von Kot, Urin und Milch innerhalb von ein bis zwei Tagen auf ein Maximum. Zur Erzielung einer hygienisch einwandfreien, keimarmen Liegefläche sind die Entfernung von Verschmutzungen und die Erhaltung eines möglichst hohen TS-Gehaltes des oberflächlichen Einstreumaterials erforderlich. Die Abtrocknung der Matratzenoberfläche setzt eine – möglichst ganzjährig - ausreichende Luftaustauschrate des Stalles voraus. Bei hoher rel. Luftfeuchte kann daher auch der zeitlich begrenzte Einsatz von Kalk auf der Liegefläche erforderlich werden. Feststoffe sollten nicht im Kopfkasten der Liegebox gelagert werden, da die Schichtdicke und der Speichel der Kühe eine unnötige Keimanreicherung verursachen.

Die Einstreufrequenz richtet sich nach der Stärke der Liegematratze. Eine ausgeprägte Muldenbildung sollte vermieden werden, da die Kühe sonst häufiger in der Box abkoten und die dünnere Matratze nicht mehr genügend Feuchtigkeit binden kann. Unter Praxisbedingungen sind Einstreuintervalle bei Tiefboxen von ca. einer Woche ausreichend, bei Hochboxen muss je nach Einstreuabdeckung der Liegefläche häufiger nachgestreut werden.

Gibt es Gesundheitsrisiken?
Berichte und Veröffentlichungen zu möglichen Gesundheitsbeeinträchtigungen von Milchkühen und Stallpersonal sind selten und oft nur als Fallbeispiele ausgeführt. Mögliche Beeinträchtigungen durch Staub oder erhöhte Ammoniak-Emissionen werden diskutiert, bisherige Ergebnisse dazu sind jedoch nicht eindeutig. Die meisten Informationen existieren zur Übertragung von Krankheitserregern, die sich in den Feststoffen nachweisen lassen. Hierbei handelt es sich um Krankheitserreger die aus dem Darm stammen (Salmonellen, Paratuberkulose) und um Umwelt-assoziierte Mastitiserreger. Die Entwicklung der Konzentration Umwelt-assoziierter Mastitiserreger in Feststoffeinstreu und die Auswirkungen auf die Eutergesundheit sind bekannt und teilweise als Fallbeispiele beschrieben worden. Die Konzentration von Mastitiserregern in benutzter Einstreu ist unabhängig von der Art des Einstreumaterials. Der Oberflächenkeimgehalt lässt sich durch die Intensität der Liegeflächenreinigung und durch den Feuchtigkeitsgehalt der oberflächlichen Einstreuschicht beeinflussen. Beides wirkt sich auch auf die Übertragungswahrscheinlichkeit der Bakterien auf die Zitzenhaut und damit auf die Häufigkeit von Neuinfektionen aus.

Zwei häufige, in der Praxis zu beobachtende Fehler führen zu einer Verschlechterung der Eutergesundheit:

  1. Die Liegefläche ist zu dreckig: Dies ist z. B. der Fall, wenn sich bei erstmaliger Befüllung der Tiefboxen mit getrocknetem Material keine Matratze entwickelt und die Einstreu von den Kühen ständig umgegraben wird. Den gleichen Effekt hat das Aufbrechen der Matratze durch Zinken-tragende Planierschilde oder das Nachstreuen von im Kopfraum gelagerten (feuchten) Feststoffen. Unter diesen Bedingungen ist eine vermehrte Verschmutzung der Euter zu beobachten, die Mastitisfälle sind häufig schwerwiegend (Klebsiellen-Mastitiden).
  2. Die Liegefläche ist zu feucht: Bei einer Matratzendicke von weniger als 10cm kann zusätzliche Feuchtigkeit durch Milch und Urin nicht aufgesaugt werden, ohne dass die Oberfläche feucht bleibt. Wenn die Luftaustauschrate im Stall zu gering ist (Traufen geschlossen, verstaubte Windnetze, fehlende Großraumlüfter) oder Witterungsphasen mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit (Nebel) herrschen, wird das oberflächliche Abtrocknen frisch eingebrachter Separate verzögert oder ganz unmöglich gemacht. Trotz des höheren Keimdrucks an den Zitzenkuppen sehen die Euter nicht zwangsläufig dreckiger aus. Die Oberflächen der Liegeboxen sind „klamm“, Einstreumaterial bleibt an den Händen kleben, lockeres, trockenes Separat ist im Euterbereich nicht zu finden.

Zur Vermeidung Umwelt-assoziierter Mastitisfälle sind folgende Maßnahmen zu berücksichtigen:

  • Hohe Luftaustauschrate im Stall gewährleisten
  • Liegemulden auffüllen / dünne Schichten nachstreuen / Einstreu in Kopfkästen regelmäßig entfernen
  • Liegeflächen ebnen, nicht umgraben
  • Bei Bedarf (hohe rel. Luftfeuchtigkeit) mit Kalk abstreuen

Wie sind die gesetzlichen Regelungen?
Die Verwendung von separierter Gülle und Gärsubstraten aus NawaRo-Anlagen ohne Hygienisierung wird in der EU-Verordnung (EG) Nr. 1069/2009 und den darauf abstellenden Rechtsakten geregelt. Nach Auffassung des zuständigen Fachreferates für Tiergesundheit beim BMEL (2015) erlaubt die EU-Verordnung die Verwendung separierter Gülle zur Herstellung von Einstreumaterial nicht (Antwort vom 2.3.2015 auf eine Anfrage des niedersächsischen Landwirtschaftsministeriums). Die Auffassung des BMEL wird aber nicht von allen Länderministerien geteilt. Darüber hinaus ist eine Neufassung der nationalen tierische Nebenprodukte-Beseitungungsverordnung in Arbeit, so dass vor der Nutzung der Feststoffeinstreu das zuständige Veterinäramt befragt werden sollte. Im Vereinigten Königreich dürfen Güllefeststoffe als Einstreu unter bestimmten Auflagen verwendet werden. Die Auflagen sollen sicherstellen, dass Gülle nur aus dem eigenen Betrieb stammt und deren Pressrückstände auch nur im eigenen Betreib verwendet werden. Unter diesen Auflagen bleibt die seuchenhygienische Einheit des Betriebes gewahrt und die sichere Endverwertung der Gülle gewährleistet. Die Nutzung mobiler Separatoren (Maschinenringe, Lohnunternehmen) wird unter dem Gesichtspunkt der Seuchenverschleppung kritisch gesehen.

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