Landwirtschaft 4.0: Künstliche Intelligenz für mehr Tierwohl im Stall

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Das Bildungs- und Wissenszentrum Boxberg (LSZ) und die Universität Hohenheim erschließen Datenquellen für eine zukunftsfähige Schweinehaltung.

Versuchsdaten zum Tierverhalten, biologische Daten aus dem Routinebetrieb, Daten zur Haltungsumgebung, zur Tiergenetik …: Zu der Sauenherde inklusive Ferkelaufzucht und Schweinemast am Bildungs- und Wissenszentrum Boxberg (LSZ) liegen immense Datenmengen vor. Ein Schatz, der bisher kaum nutzbar ist. Denn die Datensätze, erfasst in Excel-Tabellen, Papierformularen oder durch Fachanwendungen, sind nicht vernetzt. Wirtschaftsinformatiker der Universität Hohenheim in Stuttgart führen im Projekt „Landwirtschaft 4.0: Informationssystem für die Schweinehaltung“ diese Daten in einer Digitalen Plattform zusammen – und erschließen sie so für die Datenanalyse und für das maschinelle Lernen. Das ermöglicht neue Erkenntnisse, die dem Tierwohl und einer zukunftsfähigen Ausrichtung der Schweinehaltung zugutekommen. Das Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz (MLR) fördert das Projekt unter der Leitung der LSZ. Mit einer Fördersumme von fast 200.000 Euro für die Universität Hohenheim stellt es ein Schwergewicht der Forschung dar.

Stress mit dem Buchtennachbar, Kampf um den Zugang zu Ressourcen wie Wasser, Futter und Beschäftigungsmaterial, gesundheitliche Probleme, zu hohe Schadgasgehalte im Abteil – all diese Faktoren fördern das Schwanzbeißen bei Schweinen. Wissenschaft und Praxis gehen davon aus, dass ein Zusammenwirken dieser Risikofaktoren eine Rolle spielt – doch hier gibt es noch viele Wissenslücken.

An dieser Stelle setzt intelligente Big Data-Analytik an. „Damit können wir große Datenmengen zu diesen Faktoren aus unterschiedlichen Quellen analysieren – und so neue Informationen gewinnen und bisher unbekannte Zusammenhänge aufdecken“, erläutert Prof. Dr. Stefan Kirn, Leiter des Fachgebiets Wirtschaftsinformatik II an der Universität Hohenheim.

„Die Tierhaltung bietet herausfordernde Anwendungsfälle für maschinelle Lernverfahren, z.B. kann das Wohlergehen der Tiere verbessert oder auch das betriebliche Management optimiert werden“, unterstreicht Wirtschaftsinformatiker Martin Riekert, der das Teilprojekt der Universität Hohenheim leitet.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Tierhaltung
Ein Thema, das die Forscher im Visier haben, ist die Frage, wie man frühzeitig gesundheitliche Risiken bei den Ferkeln mittels Maschineller Lernverfahren erkennen kann. Dafür untersuchen sie derzeit rund 25 Variablen und werten Daten seit 2011 zu rund 50.000 Schweinen aus, um zu prüfen, ob Vorhersagen zu frühzeitigen gesundheitlichen Risiken möglich sind.

„Eine andere denkbare Anwendung wäre auch, im Rahmen eines Tierwohlmonitorings das Tierverhalten zu überwachen, um Stress frühzeitig zu erkennen“, so Riekert. Das Team wertet dazu über Videokameras mit Deep Learning das Liegeverhalten der Tiere aus.
Darin liegt auch eine wichtige Anwendung für die breite Praxis. Landwirtschaftliche Nutztierhaltung steht vor zukunftsorientierten Aufgaben. Viele Konsumenten wollen heute wissen, wo die Tiere herkommen, wie sie gehalten und gefüttert werden und dass es ihnen gut geht. Die Daten vom Tier selbst und aus der Haltungsumgebung, der Haltungstechnik und zum Gesundheitszustand geben in ihrer Verknüpfung Auskunft auf die vielen Fragen. Bedeutende Beiträge für mehr Akzeptanz der Tierhaltung in der Gesellschaft und ein besseres Image bringt die Digitalisierung und Vernetzung.

Viele einzelne Dateninseln am Bildungs- und Wissenszentrum Boxberg
Umsetzen wollen die Hohenheimer Wissenschaftler das konkret mit dem Bildungs- und Wissenszentrum Boxberg (LSZ). Die Herausforderung an der LSZ: „Dort liegen zwar sehr viele Daten vor, aber sie sind nicht nutzbar, da es sich um lauter Insellösungen handelt. Sie sind nicht vernetzt“, legt Dr. Achim Klein dar, der bis Ende August 2019 den Arbeitsbereich Knowledge Extraction leitete, dem das Teilprojekt zugeordnet ist. „In der tierischen Erzeugung gibt es einen enormen Nachholbedarf. Denn anders als in der Pflanzenproduktion sind die Datensätze kaum für die Datenanalytik erschlossen.“

Zu den Sauen, Ferkeln und Mastschweinen in den Lehr- und Versuchsställen werden sehr unterschiedliche Daten erfasst. „Wir haben routinemäßig erhobene strukturierte Daten wie Sauenplanerdaten oder Mast- und Schlachtdaten “, berichtet Riekert. „Dazu kommen weitere strukturierte Daten zur Haltungsumgebung wie Abteiltemperatur, Lüftungseinstellungen, Wasserdurchfluss oder Futterverbrauch. Außerdem unstrukturierte Versuchsdaten zum Tierverhalten, die uns unter anderem über 50 Videokameras liefern.“

Digitale Vernetzung statt Insellösungen
Erfasst wurden diese Daten bisher mit Excel-Tabellen und Fachanwendungen – die Datenerfassung ist bisher nicht einmal überall digital. Im Projekt führen die Wissenschaftler diese heterogenen Daten in einer Datenplattform (Data Warehouse) zusammen.

Sie statten dafür den gesamten Stall mit WLAN aus und installieren Industriecomputer mit Touchscreens. Vorhandene externe Systeme, zum Beispiel Lüftungs- und Fütterungssysteme, binden sie ein. Das Ziel: Im papierlosen Stall entfallen manuelle Schritte, die Daten gehen ab sofort über die neue Eingabemaske direkt in die Datenplattform. „Die Dateneingabe wird so schneller und effizienter“, erklärt Tobias Zimpel, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt. „Es erfolgt vor Ort eine Plausibilisierung, und die Mitarbeiter können jederzeit auf das Infosystem zugreifen.“

Durch die Vernetzung stehen die Daten dann für die Datenanalyse bereit. „Durch maschinelles Lernen kann das System in den vielfältigen Daten die Muster und Gesetzmäßigkeiten erkennen“, erläutert Riekert. „Ziel ist es, bisher unerkannte Zusammenhänge abzuleiten und daraus Entscheidungshilfen und Prognosemodelle zu entwickeln, die dem Tierwohl, der Forschung und dem betriebsindividuellen Management zugutekommen.“

HINTERGRUND: Projekt „Landwirtschaft 4.0: Informationssystem für die Schweinehaltung“
Das Projekt „Landwirtschaft 4.0: Informationssystem für die Schweinehaltung“ wird vom Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR) im Rahmen der Strategie der Landesregierung „Landwirtschaft 4.0 nachhaltig.digital“ gefördert. Die Projektleitung liegt beim Bildungs- und Wissenszentrum Boxberg (LSZ). Das Fachgebiet Wirtschaftsinformatik II an der Universität Hohenheim erhält für seinen Projektteil 197.648 Euro, die Gesamt-Fördersumme beträgt rund 0,3 Mio. Euro. Das Vorhaben startete am 1.11.2016 und endet am 31.12.2019.

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung
32,5 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim 2018 für Forschung und Lehre. In loser Folge präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende Forschungsprojekte mit einem finanziellen Volumen von mindestens 350.000 Euro für apparative Forschung bzw. 150.000 Euro für nicht-apparative Forschung.

Quelle: Universität Hohenheim

Elektro-Nottötung von Saugferkeln – #TiHo-Tierschutztagung2019

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Um eine Alternative zum üblichen Verfahren der Nottötung nicht überlebensfähiger Ferkel, also dem Kopfschlag mit anschließendem Kehlschnitt, zu entwickeln, wurden an der TiHo Versuche zur Elektrotötung durchgeführt. Auf der diesjährigen Tierschutztagung in Hannover, stellte Dr. Alexandra von Altrock (TiHo) die Ergebnisse vor. Zwar werden ausgewachsene Schweine schon lange mit Strom (not-)getötet, ob sich diese Methode auch für Ferkel unter 5 kg Körpergewicht eignet, war aber bis jetzt wissenschaftlich nicht hinreichend untersucht worden.

Dr. Alexandra von Altrock

Vor den eigentlichen Tierversuchen wurde, zusammen mit dem Institut für Physik, ein Modell entwickelt, um Hinweise auf sinnvolle Parameter zu bekommen. Mithilfe von CT- und MRT-Bildern wurde dieses Modell für Ferkel-Kopf und -Thorax erstellt und den verschiedenen Gewebearten jeweils elektrische Leitfähigkeiten zugewiesen. Am Ende konnten hiermit Stromstärken und die Stromrichtung dargestellt werden.

Bei einer ersten Überprüfung an einem toten Ferkel wurden jedoch relativ große Unterscheide festgestellt. Speziell die Stromstärken am Tier unterschieden sich von den Modellwerten, die Tendenzen jedoch erwiesen sich als gleich.

Für die Elektrobetäubung gibt es Vorgaben in der Tierschutzschlachtverordnung (Mindeststromstärke und Mindestdurchströmungsdauer), für die Elektrotötung gab es bisher nur vage Angaben in der wissenschaftlichen Literatur. Die exakten Werte sollen hier nicht verraten werden, aber am Ende erwies sich eine dreimalige Durchströmung, an Schläfen und Thorax, als am besten geeignet (zweimalige Durchströmung am Thorax zur Elektrotötung, bei vorheriger Betäubung durch eine einmalige Durchströmung des Gehirns). Zwischen den Stromstößen zur Betäubung und Tötung liegt hierbei eine Pause von 20 Sekunden.

Im Anschluss an die klinische Studie ist nun ein zweijähriger Feldversuch geplant, bei dem ein vollautomatisches System zum Einsatz kommen soll. Hier werden, in einem abgeschlossenen Behälter, alle Stromstöße an den korrekten Ansatzstellen und im geforderten Zeitabstand gesetzt. So soll eine anwenderfreundliche Lösung zur Verfügung gestellt werden, die auch der Arbeitssicherheit Rechnung trägt.

(Abbildungen © TiHo)

Ein ausführliches Interview mit Dr. Alexandra von Altrock zum Ablauf der Versuche ist hier zu hören:

Ergebnis der Verbraucherbeteiligung liegt vor: Bundesministerin Julia Klöckner wird Nutri-Score® einführen

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Die Bundesministerin für Ernährung und Landwirtschaft, Julia Klöckner, hat heute in Berlin bekanntgegeben, welches Modell einer vereinfachten erweiterten Nährwertkennzeichnung sie in Deutschland einführen will. Vorausgegangen war eine umfassende, wissenschaftlich fundierte sowie unabhängige Verbraucherforschung im Auftrag des Ministeriums. Im deren Vorfeld hatte die Bundesministerin erst das Max Rubner-Institut eine ernährungswissenschaftliche Analyse zahlreicher Modelle durchführen lassen und dann alle Beteiligten an einen Tisch geholt. Gemeinsam mit den Koalitionsfraktionen, dem Verbraucherzentrale Bundesverband und dem Lebensmittelverband Deutschland (BLL) hatte sie beschlossen, welche Modelle genau in die Verbraucherforschung gegeben werden – die eine europarechtliche Voraussetzung für die Notifizierung ist. Deren Ergebnis liegt nun vor – ein entsprechender Verordnungsentwurf wird zeitnah von der Bundesernährungsministerin vorgelegt werden.

Julia Klöckner: „Als erweitertes Nährwertkennzeichen für Deutschland will ich den NutriScore einführen. Damit treffe ich eine valide Entscheidung in einer Debatte, die seit über einem Jahrzehnt sehr emotional – teils auch polarisierend – geführt wird. Umso wichtiger daher, dass wir mit der von uns durchgeführten wissenschaftlichen Analyse und Verbraucherforschung nun eine belastbare und verlässliche Datengrundlage haben.

Der Wunsch der Verbraucher nach mehr Sicherheit und Transparent beim Kauf von Lebensmitteln – das zeigen die Ergebnisse – ist groß. Für viele erscheint es bisher schwer, beim Thema gesunde Ernährung vieles richtig zu machen und sich sicher bei der schnellen Kaufentscheidung zu fühlen. Gerade in einer Zeit, in der vermehrt zu Fertigprodukten gegriffen wird, die teilweise zu viel Zucker, Salz oder Fette enthalten. Das hat gesundheitliche, aber auch volkswirtschaftliche Folgen, die ich nicht hinnehmen will. Mit dem NutriScore soll es nun eine Kennzeichnung auf der Vorderseite geben, die viele der Anforderungen erfüllt, die die Verbraucher an ein zusätzliches Nährwertkennzeichen formulieren: Er ist auf den ersten Blick erfassbar, leicht zu verstehen und nutzt die eingängige, bereits gelernte Farbwelt einer Ampel. Der NutriScore lässt dabei zwar keine Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Nährwerte zu. Verbraucher erwarten vor allem aber eine zusammenfassende Bewertung, die schnelle Orientierung gibt. Weitere Informationen kann man weiterhin der Nährwerttabelle sowie der Zutatenliste entnehmen.

Die Ergebnisse der von uns beauftragten wissenschaftlich fundierten Verbraucherbefragung sind europarechtlich zwingend vorgeschrieben, um ein Modell einzuführen. Wir sind dabei sehr strukturiert vorgegangen: wissenschaftliche Analyse und Seriosität der Kennzeichnungsmodelle, qualitative Befragung und Auswertung. Für mich ist das Ergebnis der Verbraucherbeteiligung maßgeblich und ich nehme das ernst. Der NutriScore ist wissenschaftlich seriös, bekannte Schwachstellen des Algorithmus werden optimiert. Für den deutschen Markt werde ich sehr zeitnah die rechtliche Grundlage für die Verwendung von NutriScore schaffen und den Kollegen des Kabinetts zur Zustimmung vorlegen. Das ist ein Meilenstein in der Ernährungspolitik.“

Kernergebnisse der Repräsentativerhebung
Auf die Frage, welches dieser Modelle in Deutschland eingeführt werden sollte, entschieden sich:
• 57 Prozent für Nutri-Score®
• 28 Prozent für das MRI-Modell
• 7 Prozent für Keyhole®
• 5 Prozent für das BLL-Modell

Testaufgaben zeigen, dass der Nutri-Score® unter den vier untersuchten Modellen am besten verstanden wird:
• Nutri-Score®: 70 Prozent der Befragten konnten Testaufgaben zur Einordnung eines Lebensmittels vollständig richtig lösen
• MRI-Modell: 60 Prozent
• Keyhole®: 35 Prozent
• BLL-Modell: 21 Prozent

Die höchsten Empfehlungswerte erreicht Nutri-Score® in zwei besonders relevanten Verbrauchergruppen:
• bei Personen, die sich selten oder gar nicht mit der Zusammensetzung von Lebensmitteln beschäftigen (67 Prozent),
• bei Personen mit Adipositas, Body-Mass-Index (BMI) über 30 (64 Prozent).

Die Ergebnisse im Detail finden Sie auf der Homepage unseres Bundesministeriums unter folgendem Link: www.bmel.de/eNWK

Studiendesign
Die INFO GmbH Markt- und Meinungsforschung hat im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) eine umfassende Studie zum Thema „Evaluation von erweiterten Nährwertkennzeichnungs-Modellen“ durchgeführt. Ziel der Studie war es, eine fundierte Datengrundlage für die Evaluation von erweiterten Nährwertkennzeichnungs-Modellen zu erarbeiten, insbesondere um die EU-rechtlichen Vorgaben an eine erweiterte Nährwertkennzeichnung zu erfüllen.

In der Studie wurden der Nutri-Score®, das Modell des Lebensmittelverband Deutschland e.V. (vormals Bund für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde e.V.; BLL), das Modell des Max Rubner-Instituts (MRI) und das Keyhole® vergleichend untersucht und bewertet. Die drei zentralen Untersuchungskriterien hierbei sind waren: die Wahrnehmung der Modelle, die Verständlichkeit, d.h., ob ein bestehendes System auch objektiv verständlich ist, sowie das Verständnis der Verbraucher/innen und damit die Frage, ob die Verbraucher das vorliegende Modell zutreffend interpretieren.

Im Rahmen der Studie wurden im ersten Schritt im Zeitraum Juli/August 2019 insgesamt 10 Fokusgruppendiskussionen durchgeführt, in denen es vor allem um die Anforderungen der Verbraucher/innen an ein solches erweitertes Nährwertkennzeichnungs-Modell und die Detailbewertung der verschiedenen Modelle ging.

Auf dieser Grundlage wurde der Fragenkatalog für den zweiten Schritt, der sich anschließenden Repräsentativbefragung, erarbeitet. Diese wurde mit insgesamt 1.604 Interviews durchgeführt.

Quelle: BMEL

Mehr Forschung, neuer Name, neue Professur: WING forscht künftig an der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

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Das Wissenschafts- und Informationszentrum Nachhaltige Geflügelwirtschaft (WING) wird ab dem 1. Oktober 2019 zur Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) gehören und seinen Namen in „Wissenschaft und Innovation für nachhaltige Geflügelwirtschaft“ ändern. Die Abkürzung WING bleibt bestehen. Finanziert wird die Forschungseinrichtung weiterhin vom Landesverband Niedersächsische Geflügelwirtschaft e.V. (NGW). Für die Leitung des WING wird der NGW zudem eine Stiftungsprofessur für das Gebiet „Geflügelhaltung und -gesundheitsmanagement im globalen Kontext“ an der TiHo finanzieren. Die inhaltliche und wissenschaftliche Gestaltung der Professur liegt in den Händen der TiHo.

Der Zusammenschluss mit der TiHo ermöglicht WING, im Bereich der Geflügelhaltung zu forschen und die Zusammenarbeit mit der TiHo zu intensivieren. Ziel ist es, selbst Innovationen zur Verbesserung des Tierwohls hervorzubringen. Bisher konzentrierte sich WING unter anderem darauf, globale Erkenntnisse in der Geflügelhaltung verständlich aufzu-arbeiten und zu kommunizieren. Mit der Stiftungsprofessur erweitert sich der Wirkungsbereich von WING. Die Forschung, unter der noch zu besetzenden Stiftungsprofessur, wird sich auf folgende Bereiche erstrecken: Marktanalyse, Haltung von Geflügel, Fütterung, Ernährungssicherheit sowie Tiergesundheit.

Wie bisher wird WING weiter auf den Wissenstransfer setzen und der Öffentlichkeit neutral, sachlich und wissenschaftlich Einblicke in die Geflügelhaltung geben. WING bringt Tierhalter und Verbraucher in Kontakt, sodass die Verbraucherinnen und Verbraucher erfahren, woher ihre Lebensmittel vom Geflügel stammen. Dafür organisieren die WING-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter gemeinsam mit geflügelhaltenden Betrieben Tage der offenen Tür und bieten Schulausflüge zu Betrieben an. Zudem werden die WING-Mitarbeiter weiterhin nationale und internationale Forschungsergebnisse im Bereich Eier- und Geflügelwirtschaft bündeln und diese Ergebnisse veröffentlichen.

Die Forschungseinrichtung WING wird mittelfristig räumlich an der Außenstelle für Epidemiologie der TiHo in Bakum angesiedelt werden.

Quelle: TiHo

Kolostrum für das neugeborene Kalb – mehr als nur Immunglobuline

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Von Dr. Christian Koch, DLR Westpfalz, Hofgut Neumühle

Kolostrum stellt für das neugeborene Kalb die wichtigste Quelle zur Versorgung mit Immunglobulinen, aber auch wichtigen Nährstoffen nach der Geburt dar. Die besondere Bedeutung der Immunglobuline auf den Gesundheitsstatus ist hinlänglich untersucht und auch bekannt. Neben diesen Immunglobulinen sind jedoch noch andere bioaktive Substanzen, wie z.B. Hormone, Wachstumsfaktoren und maternale Immunzellen in der Biestmilch vorhanden.

Der Start ins Leben ist für jedes Individuum ein einschneidendes Erlebnis, so auch für das Kalb. Auch im Hinblick auf die Ernährung des Neugeborenen stellt die Geburt eine Herausforderung dar, da sich die Versorgung des Kalbes aus ernährungsphysiologischer Sicht dramatisch ändert. Während der Trächtigkeit wird das Kalb mit Nährstoffen über die Plazenta und über die Nabelschnur versorgt. Nach der Geburt muss die Nahrungsaufnahme dann über das Maul erfolgen. Neben diesen logischen Veränderungen ändert sich aber auch die Versorgung der Kälber im Hinblick auf die Hauptenergieträger. Stand als Hauptenergieträger während der Trächtigkeit Glukose zur Verfügung, so wird dieser durch Fett, Eiweiß und Laktose (Milchzucker) aus der Milch ersetzt. Nach der Geburt soll das Kalb so schnell wie möglich und auch so viel als möglich Erstkolostrum aufnehmen, wobei hierbei immer die Versorgung des Kalbes mit Immunglobulinen für den Immunschutz im Fokus steht.

Früh viel Kolostrum bringt Vorteile
Dem Kalb so viel als möglich in den ersten Lebensstunden zu vertränken ist auch ohne Zweifel ein fundamental wichtiger Grund. Im Rahmen einer aktuellen Studie aus Kanada von Fischer und Kollegen (2018) wurden 27 Bullenkälber der Rasse Holstein in 3 vergleichbare Gruppen zu je 9 Kälbern eingeteilt. Die 3 Gruppen unterschieden sich nur im Zeitpunkt der ersten Kolostrumversorgung. Eine Gruppe erhielt 45 Minuten (0 h) und die beiden weiteren Gruppen 6 Stunden (6 h) bzw. 12 Stunden (12 h) nach der Geburt hitzebehandeltes Kolostrum mit einem IgG-Gehalt von 62 g IgG/Liter Kolostrum. Alle Kälber erhielten 7,5 % ihres Geburtsgewichtes, was ca. 3,2 Liter entspricht, als Erstkolostrummenge. Um die passive Immunisierung der Kälber zu analysieren, wurde der Gehalt an Immunglobulinen im Blutserum bestimmt. Hierzu wurden innerhalb der ersten 51 Lebensstunden alle 3 Stunden Blutproben von den Kälbern entnommen (Abb. 1). Bereits nach sechs Stunden erreicht die Gruppe, die nach 45 Minuten mit Kolostrum versorgt wurde, den Sollwert von > 10 mg IgG/ml Blutserum. Nach 15 Stunden wurde die höchste IgG-Konzentration im Blutserum gemessen. Die beiden Gruppen die nach 6 bzw. 12 Stunden nach der Geburt erstmalig Kolostrum erhielten, erreichen hingegen erst nach 24 bzw. 30 Stunden nach der Geburt die höchste IgG-Konzentration. Interessanterweise liegen die sehr früh mit Kolostrum versorgten Kälber auch 48 h nach der Geburt noch auf einem höheren Niveau im Vergleich zu den später versorgten Kälbern.

Durch die deutlich spätere ausreichende Versorgung mit Immunglobulinen in den beiden später mit Kolostrum versorgten Gruppen erhöht sich hierüber deutlich die Krankheitsanfälligkeit und kann dadurch die Immunität dieser Kälber über das gesamte Leben nachhaltig beeinflussen. Neben den genannten Immunglobulinen hat die Aufnahme an Kolostrum auch systemische Effekte auf den Ernährungsstatus sowie die Stoffwechselsituation und auf den Hormonhaushalt. Hierbei sind biologisch aktive Inhaltsstoffe wie Hormone, Wachstumsfaktoren und weitere Peptide, die im Kolostrum z. T. in sehr hohen Konzentrationen (bis zu 300fach höher im Vergleich zu Vollmilch) vorkommen, von großer Bedeutung.

Wertvolle Inhaltsstoffe im Kolostrum
Kolostrum von Rindern besteht aus einem Cocktail aus Nährstoffen (inklusive essentieller Fettsäuren und Aminosäuren), Mineralstoffen, Spurenelementen, Vitaminen und deren Vorstufen, sowie einer Reihe von nicht nutritiven Inhaltsstoffen, allen voran Immunglobulinen, aber auch Hormonen, Wachstumsfaktoren, Enzymen und weiteren biologisch aktive Stoffen (Tab. 1)…


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APP – immer wieder ein akutes Problem

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Von Prof. Isabel Hennig-Pauka, TiHo Hannover, Außenstelle Bakum

So schnell kann es gehen – gestern waren die Schweine noch unauffällig und zeigten einen guten Appetit, heute lagen drei von ihnen mit schaumig-blutigem Ausfluss an der Rüsselscheibe tot im Stall. Die Sektion der Tiere ergab die für eine Actinobacillus-Pleuropneumonie (APP) typischen hämorrhagisch-nekrotisierenden Lungengewebsveränderungen – vor allem in den Hauptlappen – in Kombination mit einer hochgradigen Pleuritis (Abb.1). Oft sind es gerade schwere Mastschweine in der Endmast, die verenden, weshalb eine lange Immunität bei einer Impfung essentiell ist. Bisweilen sterben auch Sauen, oder sie verferkeln als Folge hohen Fiebers, verursacht allein durch APP oder in Kombination mit anderen Erregern, z.B. Influenzaviren.
Durch intensive Forschungsarbeit unterschiedlicher Gruppen weltweit konnte eine breite Wissensbasis bezüglich der Pathomechanismen und Virulenzfaktoren von APP, sowie seiner Wechselwirkungen mit dem Wirtsorganismus geschaffen werden. Trotzdem führt dieser Erreger nach wie vor zu großen Verlusten auf betroffenen Betrieben.

APP-Ausbruch oft unerwartet
Die Vorberichte zu den an den Folgen einer APP-Infektion verendeten Tieren sind vielfältig. Allen gemeinsam ist, dass bereits seit langem bekannt ist, dass der Betrieb positiv für APP ist. Es wird derzeit vermutet, dass es in den meisten Betrieben vor einer Erkrankung nicht zum Eintrag eines neuen Stammes gekommen ist, sondern dass inapparente Trägertiere durch den Einfluss eines Triggers zu Ausscheidern wurden. So kommt es dann zu einem nicht vorhersagbaren Zeitpunkt zu den klassischen Ausbrüchen. Begleitfaktoren begünstigen einen Krankheitsausbruch, bzw. führen dazu, dass aus dem stillen Besiedler plötzlich ein Killerkeim wird. Die Faktoren auf zellulärer Ebene, die zu dieser Verwandlung führen, können derzeit nur vermutet werden. Experimentelle Studien deuten darauf hin, dass Stress, der die Ausschüttung von Stresshormonen (Catecholaminen) induziert, den Erreger zur vermehrten Expression von Virulenzfaktoren veranlasst. Die Stressoren im Feld können unterschiedlicher Natur sein. Gerade in den Übergangszeiten Frühjahr und Herbst wird klimatischer Stress durch Zugluft oder ausgeprägte Tag-Nacht-Temperaturschwankungen mit Krankheitsausbrüchen in Verbindung gebracht. Koinfektionen mit viralen Erregern, wie Influenzaviren oder PRRSV, spielen ebenfalls eine bedeutende Rolle. Gerade bei Schweinen in der Endmast kann es deswegen zu erheblichen wirtschaftlichen Schäden kommen, wenn APP akut ausbricht.

Erreger versteckt sich in Tonsillen
Um die Infektionsdynamik in endemisch infizierten Betrieben aufschlüsseln und möglicherweise in der Zukunft die Wahrscheinlichkeit für klinische Erkrankungen besser abschätzen zu können, wäre die Diagnostik des Kolonisationsstatus der Tonsillen (im Volksmund auch Mandeln genannt) wünschenswert….


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Ileitis: Erster kombinierbarer intramuskulärer Impfstoff in Europa zugelassen

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MSD Tiergesundheit bringt den ersten kombinierbaren intramuskulären Impfstoff in Europa gegen Lawsonia intracellularis auf den Markt.

Circa 90% aller schweinehaltenden Betriebe in Europa sind von Lawsonia intracellularis, dem Erreger der Ileitis, betroffen. Auswirkungen können hohe Verluste, Durchfälle und verschlechterte Leistungen wie reduzierte tägliche Zunahmen und schlechtere Futterverwertung sein. Vor allem die subklinische Ileitis bleibt auf den ersten Blick unsichtbar und äußert sich nur in verschlechterten Leistungen, die die Wirtschaftlichkeit von schweinehaltenden Betrieben beeinträchtigen.

Der intramuskuläre Impfstoff gegen Lawsonia intracellularis reduziert nachweislich:
• Tierverluste
• Durchfälle
• Schäden am Darm
• Erregerausscheidung
• Verminderungen der täglichen Zunahmen.

Durch die Impfung in den Muskel erhält jedes Tier sicher die volle Impfdosis. Besonders anwenderfreundlich und arbeitswirtschaftlich ist die Mischbarkeit mit der gebrauchsfertigen Kombi- Impfung gegen PCV2 und M. hyo von MSD Tiergesundheit. Im Bedarfsfall ist die Einzelanwendung mittels Lösungsmittel möglich. Der Totimpfstoff kann bei zeitgleicher antibiotischer Therapie erfolgreich angewendet werden, so dass auch unter solchen Betriebsbedingungen die Wirksamkeit gegenüber Lawsonia intracellularis gewährleistet ist. Die Immunitätsdauer von 21 Wochen bietet einen langen Schutz während der Mast.

Fachinformationen erhalten Sie von Ihrer betreuenden Tierärztin / Ihrem betreuenden Tierarzt.

Quelle: MSD Tiergesundheit

Tiertransporte bei Hitze: Bundesagrarministerium verschärft Regelungen

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Temperaturüberschreitungen werden künftig als Ordnungswidrigkeit gewertet und mit Bußgeldern geahndet – Aufbau einer Datenbank für Transportrouten läuft

Tiertransporte im Hochsommer bei über 30 Grad sind laut EU-Transportverordnung rechtlich untersagt. Verstöße gegen diese Vorschrift sollen zukünftig als Ordnungswidrigkeit eingestuft und mit einem Bußgeld sanktioniert werden. Das hat die Bundesministerin für Ernährung und Landwirtschaft, Julia Klöckner, im Vorfeld der Agrarministerkonferenz in Mainz angekündigt. Eine entsprechende Änderung der Tierschutz-Transportverordnung wurde den Ländern bereits zur Stellungnahme vorgelegt. Die Bundesländer, die für die Genehmigung der Transporte zuständig sind, erhalten die Möglichkeit, Transportbedingungen und Temperaturvorgaben konsequenter durchzusetzen.

Denn eine Ministeriums-Auswertung der genehmigten Transporte aus Deutschland über die bulgarisch-türkische Grenze im Juli/August 2017 und Juli 2018 sowie die Auswertung in Bezug auf die Temperaturen im Bestimmungsland hatte ergeben: Von den insgesamt 210 Transporten wurden 184 bei Temperaturen von über 30 Grad Celsius durchgeführt – 26 bei Temperaturen von 30 Grad Celsius oder weniger. Bei 35 der Transporte lag die maximale Temperatur am Tag der Abfertigung durch die lokale Behörde unter 30 Grad Celsius.

Julia Klöckner: „Wenn es bei den Tieren im Transporter über 30 Grad heiß ist, ist der Transport untersagt. Und das völlig zurecht! Die Bundesländer sind für die Einhaltung der Bestimmungen und des Tierschutzes zuständig. Unsere Daten zeigen aber, dass gegen geltende Vorschriften verstoßen wird – bisher ohne ausreichende Sanktionsmöglichkeiten. Das werden wir nun ändern. Wenn Regeln nicht eingehalten werden und gegen das Tierwohl gehandelt wird, muss es Strafen geben, die weh tun. Temperaturüberschreitungen sollen daher künftig als Ordnungswidrigkeit eingestuft und entsprechend geahndet werden.

Konkret bedeutet das, dass die Unternehmer empfindliche Bußgelder zahlen müssen, wenn sie Tiere bei zu hohen Temperaturen verladen und transportieren. Wir haben die klare Erwartung, dass die Bundesländer diese Möglichkeit nutzen, um die Anforderungen an den Tierschutz konsequenter als bisher durchzusetzen. Neben dem Aufbau einer Datenbank für Transportrouten ist die jetzt vorgesehene Verschärfung eine weitere wirksame Maßnahme, mit der wir die Länder beim Vollzug unterstützen.“

Hintergrund:
Verfassungsrechtlich sind die Bundesländer für die Überprüfung und Genehmigung der Tiertransporte zuständig. Eine bundeseinheitliche Regelung für die Genehmigung bzw. Ablehnung von Tiertransporten kann –- aus rechtlichen Gründen –- nicht erlassen werden. Zudem ist eine Inaugenscheinnahme etwa des Fahrzeugs nur vor Ort möglich, nicht aus Berlin oder Brüssel.

Die Bundesländer sind dazu aufgerufen, eine einheitliche Linie bei ihren Entscheidungen zu entwickeln. Dabei unterstützen wir sie mit der gemeinsamen Entwicklung und dem Aufbau einer Datenbank für Transportrouten beim Friedrich-Loeffler-Institut. Für die Einrichtung der Datenbank wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft eigens eine Bund-Länder-Arbeitsgruppe gegründet – der Aufbau der Datenbank ist auf einem guten Weg. Darin sollen die Länder Informationen über Transportrouten teilen können. Auch zu der Frage, ob es entlang einer Route ausreichend Versorgungsstationen gibt. Die Datenbank soll die Veterinäre vor Ort dabei unterstützen die Plausibilität von Transportplanungen besser bewerten zu können.

Die Verschärfung der Tierschutz-Transportverordnung ist ein weiteres Mittel, um die Länder beim Vollzug zu unterstützen. Der Entwurf zur Änderung der nationalen Tierschutz-Transportverordnung mit einer Ergänzung einer Ordnungswidrigkeit in Bezug auf Temperaturüberschreitungen hat das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft den Ländern zur Stellungnahme übermittelt.

Quelle: BMEL

Antibiotikaresistenzen steigen massiv an

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In Schwellen- und Entwicklungsländern nehmen antibiotikaresistente Mikroorganismen in Nutztieren stark zu. Auf einer Karte zeigt ein internationales Forschungsteam unter ETH-Federführung erstmals auf, wo der Handlungsbedarf am größten ist. Um weitere Resistenzdaten zu sammeln, haben die Forschenden eine offene Webplattform geschaffen.

Die Welt erlebt ein beispielloses Wirtschaftswachstum in Schwellen- und Entwicklungsländern. Immer mehr Menschen in Indien, China, Lateinamerika oder Afrika sind zu mehr Wohlstand gekommen, was sich in einem erhöhten Verzehr von Fleisch und Milchprodukten äußert. In Afrika hat der Fleischkonsum in den letzten zwei Jahrzehnten um mehr als die Hälfte zugenommen, in Asien und Lateinamerika um zwei Drittel.

Um die wachsende Nachfrage zu decken, wurde die Tierzucht intensiviert, unter anderem mit einem höheren Einsatz von Antibiotika. Bauern setzen die Medikamente nicht nur ein, um kranke Tiere zu behandeln, sondern auch um Infektionen vorzubeugen. Denn wo Tiere in großer Zahl auf kleinem Raum unter mangelhaften hygienischen Bedingungen gehalten werden, brechen leicht Krankheiten aus. Antibiotika werden jedoch auch dafür verwendet, um den Gewichtszuwachs der Tiere zu erhöhen.

Die Folgen des unsachgemäßen und übermäßigen Antibiotikaeinsatzes sind jedoch gravierend: Der Anteil der Bakterien, die gegen Antibiotika resistent sind, wächst rapide. Dadurch büßen die Medikamente ihre Wirksamkeit ein – was weitreichende Folgen hat für die Gesundheit der Tiere und die des Menschen.

Brennpunkte der Resistenzen kartieren
Entwicklungs- und Schwellenländer haben oft nur wenige Kapazitäten, um den Gebrauch von Antibiotika und Resistenzen auf Betrieben zu überwachen. Die Anwendung von Antibiotika ist dort meist schlechter reglementiert und dokumentiert als in reichen Industrienationen.

Ein Team von Forschenden unter der Leitung von Thomas Van Boeckel, SNF-Assistenzprofessor für Gesundheitsgeografie und Politik an der ETH Zürich, hat soeben in der Fachzeitschrift «Science» eine Karte der Antibiotikaresistenzen in Nutztieren aus Entwicklungs- und Schwellenländern veröffentlicht.

Um herauszufinden, wo und in welchen Nutztierarten Resistenzen bei den Krankheitserregern Salmonella, E. coli, Campylobacter und Staphylococcus aureus aufgetreten sind, schufen die Forscherinnen und Forscher eine umfangreiche Literaturdatenbank.

Gemäß dieser Studie sind Tiere im Nordosten Chinas, in Teilen Indiens und des südlichen Brasiliens sowie des Iran und der Türkei am stärksten von Antibiotikaresistenzen betroffen. In diesen Ländern sind die genannten Bakterien mittlerweile gegen eine Vielzahl der in der Fleischproduktion und in der Humanmedizin eingesetzten Mittel resistent. Erst wenige Resistenz-Hotspots finden sich zurzeit in Afrika mit Ausnahme von Nigeria und der Region um Johannesburg.

Die meisten Resistenzen treten gegen diejenigen Antibiotika auf, die am häufigsten bei Tieren verwendet werden: Tetracycline, Sulphonamide, Penicilline und Quinolone. In gewissen Regionen haben diese Substanzen ihre frühere Wirksamkeit gegen Infektionen fast völlig eingebüßt.

Alarmierender Trend bei Mehrfachresistenzen
Um nachzuverfolgen wie sich Mehrfachresistenzen entwickeln, haben die Forschenden einen neuen Index geschaffen. Dieser beziffert für jede Region den Anteil der Antibiotika mit Resistenzraten von mehr als 50 Prozent. In Schwellen- und Entwicklungsländern hat sich dieser Index für Hühner und Schweine in den letzten 20 Jahren nahezu verdreifacht. Zurzeit versagen ein Drittel der Antibiotika in 50 Prozent der Fälle in Hühnern und ein Viertel der Mittel in 50 Prozent der Fälle in Schweinen.

«Dieser beunruhigende Trend zeigt, dass in der Tierzucht eingesetzte Medikamente ihre Wirksamkeit rasch einbüßen», sagt Van Boeckel. Dies werde sich auf die Nachhaltigkeit der Fleischindustrie und möglicherweise auch auf die Gesundheit von Konsumierenden auswirken.

Besorgniserregend sei dies deshalb, weil die Resistenzen besonders in jenen Ländern zunähmen, in denen auch der Fleischkonsum stark wachse und der Zugang zu tiermedizinisch verwendeten Antibiotika nur ungenügend reglementiert werde. «Antibiotika-Resistenzen sind allerdings ein globales Problem. Es ergibt keinen Sinn, mit beträchtlichem Aufwand auf der einen Seite der Erde Resistenzen einzudämmen zu versuchen, während sie auf der anderen Seite massiv steigen», sagt der ETH-Forscher.

Tausende von Studien flossen ein
Für ihre aktuelle Studie sammelten Forschende der ETH, der Princeton University und der Freien Universität Brüssel tausende von Publikationen sowie unveröffentlichte Berichte von Tiermedizinern aus aller Welt. Auf Basis dieser Daten generierten die Forschenden die nun erstmals veröffentlichten Resistenzverbreitungskarten.

Die Karten decken jedoch nicht das gesamte Untersuchungsgebiet ab, insbesondere gibt es in Südamerika große Lücken, welche die Forscher auf einen Mangel an öffentlich zugänglichen Daten zurückführen. «Aus weiten Teilen Südamerikas gibt es kaum offizielle Zahlen oder Daten», sagt Mitautor und ETH-Postdoktorand Joao Pires. Das habe ihn überrascht, denn aus einigen Ländern Afrikas seien sehr viel mehr Daten zugänglich, obwohl dort die Ressourcen für solche Erhebungen knapper seien als in Südamerika.

Open-Access-Webplattform entwickelt
Um ihre Resultate zu verbreiten und weitere Resistenzdaten zu sammeln, haben die Forscher die Webplattform resistancebank.org geschaffen. Dort können beispielsweise Tiermediziner oder Behörden neue Daten über Antibiotikaresistenzen in ihren Regionen hochladen und mit anderen Interessierten teilen. Die Web-Plattform ist frei zugänglich.

Van Boeckel erhofft sich davon, dass Wissenschaftlerinnen, die sich eine teure Publikation in einer Fachzeitschrift nicht leisten können, ihre Ergebnisse auf der Plattform teilen. «So stellen wir sicher, dass die Daten nicht in einer Schublade verstauben», sagt er, «gerade in Afrika oder in Indien schlummern viele relevante Ergebnisse, die das globale Bild der Verbreitung von Antibiotikaresistenzen vervollständigen.» Auch könne die Plattform Geldgebern dazu dienen, diejenigen Regionen zu identifizieren, die am stärksten von Resistenzen betroffen sind, um entsprechende Maßnahmen finanzieren zu können.

Da die Fleischproduktion weiter steigt, könnte die Webplattform dabei helfen, gezielter gegen Antibiotikaresistenzen vorzugehen und betroffene Gebiete auf den Weg einer nachhaltigen Fleischproduktion zu bringen. «Die reichen Länder des Nordens, die seit den 1950er Jahren Antibiotika verwenden, sollen dabei helfen, dass die Umstellung gelingt», findet Van Boeckel.

Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Kälber intensiv füttern ist gut für Tier und Leistung

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Nicht nur die reichliche und frühzeitige Kolostrumversorgung ist wichtig: Wissenschaftler sind sich einig, dass im frühen Kälberalter die Weichen für die Leistungsfähigkeit der Milchkühe gestellt werden. Kälber sollten mit dem Ziel der optimalen Organentwicklung ihr Wachstumsvermögen möglichst vollständig ausschöpfen. Dazu brauchen sie genügend Futterenergie, bereitgestellt z.B. aus Milchaustauschern (MAT) bester Qualität.

Im Anschluss an das embryonale Wachstum erfolgt ein sehr intensives zelluläres Wachstum, d.h. die Organe wachsen. Diese Phase ist zeitlich auf etwa 40 Tage begrenzt, da die meisten Organstrukturen (z. B. Euter, Lunge und Leber) nur innerhalb der ersten 5 bis 8 Lebenswochen in ihrem Wachstum positiv beeinflusst werden können. Ein Versuch (Brown et al. 2005) beweist das: Kälber wurden unterschiedlich intensiv mit MAT gefüttert (1,1 % bzw. 2 % MAT-Trockenmasse der Körpermasse, MAT mit 21,3 % Rohprotein). Ein Teil der Kälber wurde nach der 8. Lebenswoche geschlachtet und deren Euterdrüsengewebe untersucht. Die intensiv versorgten Kälber hatten in dieser Zeit eine dreifach höhere Parenchymmasse ausgebildet als die Vergleichsgruppe. Mit den anderen Kälbern wurde der Versuch noch 6 Wochen weitergeführt. Die Nährstoffversorgung wurde nur durch das begrenzte Angebot an Aufzuchtfutter variiert. Am Ende der 14. Woche zeigten die in den ersten acht Wochen intensiv versorgten Tiere ebenfalls eine deutlich höhere Euterdrüsenmasse. Die unterschiedliche Gabe an Aufzuchtfutter im Anschluss an die Tränkphase der Kälber führte aber nicht mehr zu einer besseren Entwicklung. Ab einem Körpermassebereich von 150 kg wird im Verhältnis mehr Fett gebildet als Organgewebe. Für die Fütterung gilt also: Je jünger, desto intensiver, je älter, desto restriktiver.

Ein weiterer Versuch (van Amburgh und Soberon 2013) belegt, dass intensiv aufgezogene Kälber später als Milchkuh aufgrund der guten Organentwicklung mehr Leistung erbringen können…


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