vergleichende klimatologische und physiologische untersuchungen am rind in einem offenstall und in...

Aus dem Institut ftir Tierzucht der Eidgerrossischen Techniscben Hochschule, Zurich

Vorstand: Prof. Dr. H. Lortschcr

Vergleichende klimatologische und physiologische Untersuchungen am Rind in einem Offenstall und in einem

Stall konventioneller Bauart

Von

F. W E B E R

&fit 14 Abbildungen

1. Einleitung

Versuche iiber Offenstallhaltung konnen nach zwei Gesichtspunkten hin angelegt, durchgefuhrt und ausgewertet werden. Der naheliegende praktische Zweck liegt darin, Anhaltspunkte zu gewinnen iiber die fur die tierischc Produktion gunstigste und betriebswirtschaftlich zweckmai3igste Stallbauart. Es zeigt sich aber, dai3 solche Versuche auch geeignet sein konnen, iiber das unmittelbar Praktische hinausgehende Informationen allgemeiner, klima- physiologischer Art zu liefern. Das Studium des Verhaltens der Tiere und im besonderen der tierischen Produktion unter verschiedenen und wechselnden klimatischen Bedingungen wird in den letzten Jahren besonders intensiv betrieben. Im Hinblick auf die Tierhaltung in subtropischen und tropischen Gebieten steht dabei die Frage nach der Anpassung an warme Klimabe- dingungen durchaus irn Vordergrund. Ini Zusammenhang mit der Offen- stallhaltung ist das entsprechende Problem aber auch fur den kalten Tempe- raturbereich von Bedeutung geworden, und amerikanische Versuche dariiber gehen bis zur Jahrhutidertwende zuruck (10). Fruchtbare Gesidttspunkte ergeben sich dann, wenn die Reaktionen des Rindes auf verschiedene klima- t ishe Bedingungen nidit fur sich betrachtet werden, sondern wenn man sie als Ausdruck ein und clerselben umfassenden Gesetzmailigkeit zu verstehen sucht. Einer solchen klimaphysiologischen Betrachtungsweise scheint auch die Offenstallfrage zuganglich. Die bestehenden Abhfngigkeiten konnen alber nur dann experimentell sicher bestimmt werden, wenn der Versudwansteller die wichtigsten Variablen - also vor allem Temperatur und Feuchtigkeit - nach Belieben konstant halten oder variieren kann, d. h. wenn er iiber einen eigentlichen Klimastall verfugt. Dieser gestattet es auch, fur den Verlauf einer Abhangigkeitskurve wichtige extreme Bedingungen zu schaffen und innezuhalten, die in der Natur vielleicht uberhaupt nicht oder nur fur kurze Zeit erreicht werden. Viele bis jetzt bekannte Tatsachen stammen denn auch aus einem Institut, das einen zur Aufnahme von Groi3vieh ein-

2. Tierzlichrg. Ziichrgsbiol., Bd. 64 Heft 1 1

2 W E B E R

gerichteten Klimastall besitzt, namlich aus dem psychroenergetischen Labo- ratorium der Universitat Columbia, Missouri (6, 1 3 bis 16, 20 bis 23). Ab:r auch wenn der Versuchsansteller angewiesen ist auf die sich bietenden natur- lichen Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, kann er doch gewisse Schlusse ziehen, allerdings wird er dann entweder den Versuch uber eine langere Zeitdauer ausdehnen oder in der Interpretation der Ergebnisse ent- sprechend vorsichtig sein miissen.

11. Versuchsanordnung

Die Untersuchungen wurden durchgefuhrt auf dem Versuchsgut fur Tierzucht, Chamau, wahrend 18 Wochen von Anfang Dezember 1952 bis Anfang April 1953. Urn einen moglichst weiten Temperaturbereich zu er- fassen, wurde als V e r s u c h s s t a 1 1 ein nordseitig gelegener Separatstail gewahlt, dessen drei nach Norden gerichtete Fenster mit einer gesamteii

Flache von 2l/2 m2 efitfernt wurden. Ein ostwarts ge- richtetes Fenster blieb eingesetzt, nachdrem es sich ge- zeigt hatte, dai3 sonst eiii einseitig gerichtetcr Durch- zug i m Stall entstanden ware. Die Innenmafie des Stalles betrugen 12,60 X 5,30X 2,25 m, der Raum- inhalt also 150,3 m3. Als V e r g l e i c h s s t a l l - in der Folge Normalstall

Abb. 1. Versuchsanordnung gennnnt - dient!: ein grc- fler, 40 m langer Stall auf

der Sudseite der Scheune, dessen Fenster geschlossen blieben (siehe Abb. 1). Die Luftung erfolgte durch gewohnliche, nach dem Schwerkraftprinzip arbeitende Entluftungskanale. Die Tiere waren in beiden Stallen angebunden, die Krippe war durch ein holzernes Absperrgitter abgetrennt.

Die Z u s a m m e n s e t z u n g d e r G r u p p e n war durch Erwa- gungen nicht rein versuchstechnischer Natur mitbestimmt, da der Versuch auch zu Demonstrationszwecken dienen sollte. Die Offenstallgruppe wurde deshalb nach Rasse und Alter sehr heterogen zusammengesetzt. Sie bestand aus zwei in Laktation stehenden Kuhen, funf im Januar und Februar ab- kalbenden Rindern und drei ein- und zweijahrigen Jungtieren. Fur die Normalstallgruppe suchte man dazu in Rasse, Gewicht, Alter, Belegdatum und voraussichtlichem Produktionsvermogen moglichst entsprechende Tiere aus; bei den meisten der so zusammengestellten Vergleichspaare handelte cs sich zudem um Halbgeschwister. Tabelle 1 vermittelt eine Obersicht uber die beiden Tiergruppen.

S t

3 offene Fenster

Drei Gruppen von Faktoren wurden gemessen, namlich die m e t e o - r o l o g i s c h e n G r o G e n , die t i e r i s c h e n L e i s t u n g e n und der F u t t e r v e r z e h r. Mit registrierenden Apparaten wurden in beiden Stallen und im Freien Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit bestimmt. Ferner wurde in beiden Stallen mit Hilfe eines Davoser Frigorimeters, mit

Klimatologische und physiologische Untersuchungen am Rind

N r . des Vergleichs-

paares

3

I Gewicht b. ' *Iter 1 Versuchs- Name i Jahrc mittc kg

T a b e l i e 1 U b c r s i c h t u b e r d i e V e r s u c h s t i e r e

Arnika F1, ' 7

Albula Arnika Br,

Diibli ' 3 Nelli i 3 Brunette I 3 Bella 1 3 Carola Corinna Bessy Betty Blondine Berna Cari ta Capr i

Diva Darba

I 2

! 3

i 3

1 3

1 2

1 3

I i 1

I 1 j

663 618 f 568 558 E 617 586 E 582 ( 562

483 472 I 658

610 606 f 443 44s i 267 297 I

0 I Damara 1 323 ( Druide ' 1 j 300 10 j N

R a s e Laktationslagc

1 I I ~

Fleckvieh

Braunvieh I

Braunvieh ~

I Braunvieh i Jersey x Braunvieh Ayrshirc x Fleckvieh

Fleckvieh

Fleckvieh i I IFleikvieh I

I I Braunvieh

O = Offenstall N = Normalstall

---- Zeitskala: Woche beginnend 1. 5. 2. 2. 30.

am: 12. 1. 2. 3. 3. 52 53

Wochen-Nr. 49 2 6 10 14

gmchwarzter Oberfladie die AbkuhlungsgroGe gemessen, wzhrend ein gleiches Gerat mit blanker Oberflache zur Bestimmung der Luftbewegung diente. Urn Einflusse von seiten des Melkers auszuschalten, wurden die Tiere mit der Maschine gemolken; jedes Gemelk wurde gewogen und dessen Fettgehalt bcstimmt. Die Gewichtsveranderungen wurden durch wochentliche Wagun- gcn kontrolliert. Das Futter wurde jedem Tier taglich abgewogen und in der unterteilten Krippe vorgelegt. Nicht aufgenommene Futterreste wurden fur die ganze Gruppe gemeinsam zuruckgewogen. Die Gehaltszahlen fur das Rauhfutter stammen von Analysen der landwirtschaftlichen Versuchsanstalt Zurich-Oerlikon, fur die Silage, die Ruben und das Kraftfutter wurden Mittelzahlen angenornmen. Bei der Fiitterung versuchte man nicht ohne be- sondere Grunde (Abkalben usw.) davon abzugehen, die sich entsprechenden Tiere in beiden Stallen genau gleich zu futtern.

111. Ergebnisse und Diskussion

A. Meteorologische GroBen 1 . T e m p e r a t u r

Zur Darstellung der Temperaturverhaltnisse wurden aus den Registrier- streifen Durchschnittstemperaturen fur zwolfstundige, mit Tag und Nacht zusammenfallende Perioden bestimmt. Aus je 14 dieser Werte wurde eiii

l*

W E B E R 4..

Wochendurchschnitt errechnet. Der zeitliche Verlauf dieser Wochendurch- schnitte in beiden Stallen und im Freien geht aus Abb. 2 hervor.

Abb. 3 veranschaulicht die Temperaturdifferenz zwischen den Stallen und der Auflenluft und zwischen den Stallen unter sich. Die im Zusammen- hang mit beiden Abbildungen interessierenden statistishen Maflzahlen sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Die allgemeine Tendenz des Temperaturverlaufes kann durch einc Parabel mit senkrechter Achse recht gut wiedergegeben werden. Die ein- grzeichneten Parabeln wurden nach der von FISHER (8) angegebenen Me- thode der orthogonalen Polynomiale berechnet. Diese Methode kann dann angewendet werden, wenn die Werte auf der X-Achse alle gleich weit auseinanderliegen und wenn auf jeden x-Wert nur ein y-Wert entfillt. Die Rechenarbeit wird gegenuber dem sonst anzuwendenden, der Mehrfach- regression entsprechenden Verfahren bedeutend vereinfacht.

Die Kurven sind von der Form y = a + bx + cx2,

wobei y = Temperatur, x = fortlaufende Nr. der Woche. Zum Zeichnen diente allerdings die aquivalente Form:

y = A' + B' + C F2, wobei die verschiedenen F-Werte den Tabellen von FISHER und YATES (9) entnommen wurden.

Beim Vergleich der Abb. 2 und 3 fallt auf, daf3 die Temperaturunter- schiede zwischen den Stallen und der Auaeiiluft nicht konstant sind, sondern dai3 sie mit steigender A d e n - temperatur sinken. Wir werden spater noch untersuchen, was (das bedeutet.

lemperalurdifferenien O C 1 16 15 Normalstall -Aussenluft 14 13 12 11 10 Normalstall - Olfenrlall 9 8 7 6 5 4 3 2

Woche 1

49 50 51 52 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1952 1953

kbb. 3. Verlauf der . durchschnittlichen Temperaturd,ifferenzen zwischen den Stallen und der Auflenluft und-zwischen den Stallen

unter sich

Iemperatur'C

1 8 8

Abb. 2. Verlauf der Wochendurchschnitte der Temperatur mit zugehoriger Streuung

Klimatologische und physiologische Untersucliungen am Rind 5

Durdxchnitt Cber die ganze

Versuchsperiodc

T a b e l l e 2 U b e r s i c 11 t ii b e r d i e T e m p e r a t u r v e r h 3 I t n i s s c

( W o c h e n d u r c h s c h n i t t e) ,

I Streuung der

Gesanltdur&- schnittc u m die Regressionslinic,

Variationsbereich Wphendurch- Streuung der derWo&endur&- schnltte urn dcn Wochendurch-

schnitte schnitt

im Freien (F) ~ (41

Normalstall (N) 12,9

0 - F 5,4

12,8 N-F N - 0 I 7,4

Offenstall (0) 5,5

I

- 6,O-10,2

0,7 - 14,5 10.2- 17,5 3,9- 7,l

7,3- 16,3

3,O- 9,5

15,30 17 11,66 17

3,36 17 0,68 17 5,12 17 2,93 17

s'? F.G.

2,25 15

2,09 15

1,lO 15 0,25 15 0,39 15 0,40 15

Bei der Beurteilung des -Temperaturverlaufes sind die kurzfristigen Schwankungen der Tages- und Nachttemperaturen um den Wochendurch- schnitt zu unterscheiden von den langfristigen Schwankungen der Wochen- durchschnitte selbst.

Die S c h w a n k u n g e n d e r H a l b t a g e s w e r t e um den Wochendurchschnitt sind in Abb. 2 durch zwei die Temperaturkurven be- gleitende Linien angedeutet, und zwar so, dai3 der Abstand zwischen den beiden Begleitlinien der haiben, fu r unregelmai3igen Verlauf korrigierten S t r e u u n g (s?) entspricht. Dieser Mai3stab wurde gewahit, u m ein zu weitgehendes Obereinandergreifen der Figuren zu vermeiden. Die Ver- kleinerung des Maflstabes sowie der Umstand, dai3 die Streuung als Ab- stand von der angeglichenen Kurve und nicht von den tatiichlich gemessenen Wochendurchschnittswerten aufgetragen wurde, erklart es, weshalb einzelne Temperaturdurchschnitte aui3erhalb des Streuungsbereiches liegen. Man erkennt, dai3 die Grofle der Streuung je nach dem herrschenden Witterungs- charakter sich stark iindert, dai3 sie aber in ihrem Verlauf an allen drei Meflorten ubereinstimmt. Wie zu erwarten war, ist sie weitaus am groi3ten im Freien, bedeutend kleiner im Offenstall und am kleinsten im Normalstall.

Wegm des verschiedenen Variationsbereiches erscheint es gegeben, die S c h w a n k u n g e n d e r W o c h e n d u r c h s c h n i t t e se1,bst nicht an Hand ihrer Streuung um den Gesamtdurchschnitt (s?), sondern an Hand ihrer Streuung um die Regressionslinie (s'?) zu vergleichen (siehe Tabelle 2). Auch die langfristigen Schwankungen nehmen von der Auflenluft iiber den Offenstall zum Normalstall ab, doch sind die Unterschiede nicht sehr grog, und sie erreichen die statistisch gesicherte Hohe nicht ganz.

Abb. 2 laflt erkennen, dai3 offenbar die Temperaturen in beiden Stallen mit der Auflentemperatur und damit auch unter sich streng korre- Iiert sind. Dasselbe geht ubrigens auch aus den kleinen Streuungen der Temperaturdifferenzen hervor, die der Summe der Streuungen der beiden Temperaturen, aus denen die Differenz sich zusammensetzt, entsprechen niuflte, wenn diese beiden unter sich nicht korreliert waren. Der genaue Zusammenhang wird in Abb. 4 dargelegt, wo die beiden Stalltemperaturen als Funktion der Auflentemperatur aufgetragen sind. Die Reaktion auf

W E B E R 6

% ' 05:

80 -

15 -

70 -

65 -

60-

I lichkeit von p - 0,04 gesichert.

2. F e u c h t i g k e i t Die Messung der relativen

Luftfeuchtigkeit ist mit einem grofleren Fehler behaftet als diejenige der Temperatur, weil die Hygrographen ungenau ar- beiten und einer standigen 0tberpt;iifiung mit dem Psychro- meter bedurfen. Dieser Mei3feh-

K1imatoloi;ische und physiologische Untersuchungen am Rind 7

Vsriationsbereich dcr Wochendurchschnirte

In gleicher Weise wie fur die Temperatur wurden auch bei der relativen Fcuchtigkeit aus den Registrierstreifen Halbtagesdurchschnitte errechnet, aus diesen die Wochendurchschnitte und daraus endlich ein fur die ganze Ver- siichsperiode geltender Durchschnitt. Diese totalen Durchschnitte sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

T a b e l l e 3

U b e r s i c h t ii b e r d i e F e u c h t i g k c i t s v e r h i I t n i s s c (Wochcndurchschnittr)

! I

71-96 I 61-83 I 64-79

im Freicn' Offenstall R'onnalstall 1 F j 0 1 N

Totaldurchschnitt . . . . . . I 4,l ! Variationsbereich

der Wochendurchschnitte 2,s-6,9

dcr Wodiendurchschnicte 17,23 Strcuung I

relative Fcuchtigk.

010

5,o

3,6-7,8

17,74

n Lsolu te Fcuchtigk. gr HPO/m'

Luft

I Strcuung der Wochendiirhschnitte 1 795 I 721 400.

8,3

7,3-9,8

6,95

Differen; 0-F

-13

-4 -(-19)

267

0,9

0,7-1,2

0,33

Differenz N--F

-9

-5 -(-18)

179

4 2

2,9-5,l

7.12

Dic Feuchtigkeitsverhaltisse in beiden Stallendiirfen als durchaus normal xigesprochen werden. Die absolute Feuchtigkeit im Offenstall uberstieg diejenige im Freien urn nur wenig; bedeutend grofler war diese Differenz irn Normalstall, do& erreichte die relative Feuchtigkeit auch hier die Grenze nicht, die man fur gesunde Stalle im allgemeinen verlangt (19). Die kleinen Streuungen fur die Differenzen der absoluten Feuchtigkeit zwischen Stallen und Auflenluft deuten auf enge Korrelationen hin. Diese Korrelationen werden in den Abb. 5 und 6 unVd in Tabelle 4 illustriert.

Auffallend hoch ist die Korre- lation zwischen den absolcuten Feuch- tigkeiten imoffenstall und imFreien. Daraus mu13 man schlieflen, dafl der Feuchtigkeitsaustausch mit der Au- flenluft sich im Offenstall rasch und glcichma fl ilg voll zie h t .

Abb. 6. Zusarnrnenhang zwischen den absoluten Fcuchrigkeiten in den St5flcn und im

Freien (Wochendurchschnirte)

I 10- grH,0/m3 tuft

9 -

Abs. Feudtigkeil in den Stallen

0 -

1-

6-

5 -

3 - Abr Feuchligkeit irn Freien

2 3 4 5 6 7 I gr ~ , O / m ~ ~ u f t

t

8 W E B E R

T a b e l l e 4 Z u s a m m e n h a n g d c r F e u c h t i g k c i t e n i n d e n S t a l l c n a n d i m F r e i e n

(Wochendurchschnitte)

~~

!

absolute 1 Korr. Kocff. . . . . . . . Durch Korr. erfafiter Feuchtigkeit

-____

relative

Feuchtigkeit

Variationsanteil . Regr. Koeff. . . . . . . .

Korr. Kocff. . . . . . . . Durch Korr. erfafiter

Variationsantcil . R e g . Koeff. . . . . . . .

3. A b k u h l u n g s g rofi e

1 Zusammcnh:

Offenstall Auficnluft

0,96

92,2 % 0,97

2 !usammenhang Normalstall -

Aufienluft ~

0,78

60,7 % 0,49

0.90

8 1 2 % 0,64

3 Untersmiede

zwischen 1 und 2

gesichert: t=2,46 p i 0,05 - -

nicht t= 0,85 gesichert: p> 0,Os

Die Temperatur ist ein unvollstandiges Ma8 fur die Beanspruchung, der ein Tier durch das Klima ausgesetzt ist. Windbewegung, Strahlungs- verhaltnisse und eventuelle Niederschlage sind Faktoren, die mit berucksichtigt werden mussen. Man mochte gerne alle diese Elemente als Ausdruck der gesamten Klimawirkung in einer Groi3e zusammenfassen, wenn man wuate, mit welchen Gewichten man zu diesem Zweck die einzelnen Faktoren versehen mui3te. Die A b k ii h 1 u n g s g r o 13 e stellt ein derart komples zusammengesetztes Mai3 dar, das mit Hilfe des sogenannten D a v o s e r F r i g o r i m e t e r s direkt experimentell bestimmt werden kann. Sie ist definiert als die Wfrmeenergie, die einer den klimatischen Einflussen frei zuganglichen geschwarzten Kupferkugel-von- 7,5 cm Durchmesser je Sekundc und je cm2 Oberflache zugefuhrt werden mui3, urn ihre Temperatur auf einem konstanten Wert zu halten (24). Diese mit einem Kontaktthermo- meter konstant eingehaltene Temperatur wird in Anlehnung an die Korper- temperatur des Menschen bei bioklimatologischen Messungen meist bei 36,5 O C festgesetzt. Wegen der hoheren Korpertemperatur des Rindviehs wurde sie bei funseren Versuchen auf 39,5 O C festgelegt. Die Aufheizung der Kugel erfolgt elektrisch, der morgens und abends a,bgelesene Stromzahler liefert somit automatisch integrierte Tages- bzw. Nachtwerte fur die Ab- kuhlungsgrofie. Aus dem Stromverbrauch, der von Wattsekunden in Milli- kalorien umgerechnet wird, bestimmt sich die Abkuhlungsgrofle, A, nach folgender Formel:

Y

Heizenergie A = Kugeloberflache * Expositionszeit ausgedruckt in mcal/sec, cm2.

zusammen (12): Die Abkuhlungsgrofie im Freien setzt sich aus folgenden Komponenten

1. W a r m e a b g a b e d u r c h L e i t u n g u n d K o n v e k t i o n Dieser Wfrmeverlust, L, setzt sich zusammen aus einem Anteil, der

direkt an die Umgebung abgeleitet wird (Konduktion), und aus einem Teil, der von der bewegten Luft mitgefuhrt wird (Konvektion). Er ist der

Klimatologischc und physiologische Untcrsuchungen am Rind 9

Differenz A T zwischen Frigorimetertemperatur und Umgebungstempe- ratur proportional: (2) L = ~ L . A T

keit abhangig. Die Warmeubergangszahl ist ihrerseits von der Windgeschwindig-

2. W a r m e a b g a b e d u r c h A b s t r a h l u n K Die genaue rechnerische Erfassung. dieses Gliedes ist schwierig, nach dein

Stefan-Boltzmannschen Gesetz ist es jedenfalls proportional der 4. Potenz der Temperaturen von Frigorimeter und Umgebung.

3. W a r m e a b g a b e d u r c h N i e d e r s c h l a g e

von Bedeutung, dagegen naturlich nicht bei Messungen in Stallen.

4.

Dieses Glied ist nur bei einer Aufstellung des Instrumentes im Freien

W a r m e g e w i n n k u r z w e 11 i g e E i n s t r a h l u n g v o n H i m m e l u n d S o n n e

Eine direkte Einstrahlung von der Sonne kommt bei der Aufstellung des Frigorimeters im Stall kaum vor. Wie weit die indirekte Einstrahlung eine Rolle spielt, kann nur schwer abgeschatzt werden.

Es fallt auf, daf3 bei dieser Aufzahlung die Luftfeuchtigkeit fehlt. In der Ta t spielt sie fur die Abkuhlungsgroi3e keine wesentliche Rolle, weil die Warmeubergangszahl ixL (siehe G1. 2) kaum abhangig is t von der Luft- feuchtigkeit. Dai3 wir die Kflte in einer feuchten Atmosphare unange- nehmer empfinden als in einer trockenen, ist auf andere Umstande zuruck- zufuhren.

Eine exakte Berechnung der Abkiihlungsgrofle aus allen Komponenten ist kaum moglich. Nach CH. HENNEBERGER (12) raf3t sich unter gewissen ver- einfachenden Annahmen und unter Vernachlassigung der kurzwelligen Ein- strahlung die Abkuhlungsgrofie im Stall aus folgender Gleichung ungeffhr errechnen :

d u r c h

( 3 ) A = [(0,145 + 0 ,117~) (TI< - T L ) ] + [1,102*10-9 ( T K 4-T~a4)] - - - Konduktion + Konvektion Abstrahlung

wobei: v = Windgeschwindigkeit in m/sec TI; = absolute Temperatur des Frigorimeters TL = absolute Temperatur der umgebenden Luft

Es gibt zwei Wege, um zu priifen, ob die gemessene Abkuhlungsgrofle sich tatsachlich SO zusammensetzt, wie die theoretische Gleichung es vorsieht:

1. Man setzt die Wochendurchschnitte der Temperaturen und Wind- geschwindigkeiten in Gleichung ( 3 ) ein und vergleicht die so erhaltenen theoretischen Abkuhlungsgroflen mit den gemessenen an Hand eines Kor- relationsgitters (Abb. 7). Je besser die errechneten Werte mit den gemessenen iibereinstimmen, um so enger mussen sich die Wertepaare um die Diagonale scharen.

Fur die Windgeschwindigkeiten wurden Werte eingesetzt, die aus Messungen mit einem Anemometer stammen (siehe weiter unten). Solche Messungen wurden nur im Offenstall durchgefuhrt, und zwar wahrend 17 Wochen. Sie lieferten ungenaue Resultate, sonst ware wahrscheinlich die Korrelation zwischen den berechneten und den gemessenen Abkiihlungs-

10 W E B E R

groflen noch bedeutend hoher. Die Regressionslinie fallt zudem nicht mit der Diagonalen zusammen; ihr Steigungsmafl b R =: 0,96 ist allerdin, 0s vom Steigungsmafl der Diagonalen b D = 1,OO nicht gesichert verschieden. Man

darf daraus schliefl'en, daf3 die gemessene Abkiihlungs- grofle um 'einen konstanten, der Differenz zwischen dlen beiden Durchschnittcn ent- sprech,enden Betrag kleiner irst als ,die ,na& Formel (3) :berechnete. Di'ese Differenz betra,gt 1,13 mcal/cm2 sec.

2. Mit Hilfe einer Mehr- Korrelalion : r - t 0.95 fachregressilon kann stati-

stisch untersucht werden, wie die geemessene Atnkiih- lungsgrofle gleich8zeiti.g mit

en d,er Tempei-atur, tder Winld- geschwindigkeit und der

m calIcm?sec reI.ativen Luftfeuchtigkeit Abb. 7. Vergleich der berechneten mit der gemessenen z'Jsammenhan'gt- Tkr wie- Abkuhlungsgrofie im Offenstall (Wochcndurchschnitte) der aus den Wochen,durch-

schnitDen errechnete Zu- sammenhang wird fur den Offenstall durch folgende partiellen Regressions- koeffizienten wiedergegeben:

2us.hang A,bkiihlungsgrofle!Windgeschw. im Stall : b2 = + 1,92 p - 0,001 %us.hang Abkuhlungsgrofldrelative Feuchtigkeit

bl und b, sind gut gesichert, b, dagegen bei weitem nicht. In Worten ausgedruckt bedeuten diese Koeffizienten, dafl die Abkuhlungsgrofle (bei konstanter Windgeschwindigkeit) pro Grad Temperaturerhohung um 0,32 mcal/cm2sec sinkt und dafl sie (bei konstanter Temperatur) um 1,92 mcaV cm2 sec steigt, wenn die Windgeschwindigkeit um 1 m/sec zunimmt. Die relative Feuchtigkeit bleibt ohnc Einflufl auf die Abkiihlungsgrofle. Diese statistische Analyse der gemessenen Werte deckt sich damit in ihrer Tendenz wenigstens mit der theoretischen Erwartung.

Dafl nach Gleichung. (3) um ,durchschnittlich 1,13 mcaVcmP sec zu hohe Rbkuhlungsgroflen errechnet werden, ist nicht auf die Vernachlassigung eines eventuellen Warmegewinnes des Frigorimeters durch diffuse "burzwellige Strahlung zuriickzufuhren, denn diese Differenz ist unabhingig von der Tageslange und damit von der moglichen Hohe einer solchen Einstrahlung. Gleichung (3) wurde eigentli& fur ein im Freien stehendes Instrument aufgestellt. Wegen der Nahe und der Temperatur der umgebenden Flfcheri (Tiere!) ist aber die Ausstrahlung im Stall nicht so groi3 wie im Freien, wo- durch diese Differenz erklart wird. Jedenfalls kann die Messung der Ab- kuhlungsgrofle nicht mit geniigender Sicherheit durch die Berechnung aus den sie zusammensetzenden Elementen ersetzt werden.

Die Hohe und der zeitliche Verlauf der Aabkiihlungsgrofle in beiden Stallen ist aus Abb. 8 zu ersehen; leider war es nicht moglich, sie auch im Freien zu bestimmen. Ihr Verlauf ist im wesentlichen demjenigen der Temperatur entgegengesetzt. Wegen des Ausfalles eines Instrumentes im

%us.hang Abkuhlungsgrofle/Stalltemperatur : bl = - 0,32 p < 0,001

: b, = - O,O1 p > 0,05

Kliniatologische und physiologischc Untersuchungen .am Rind 11

Normalstall konnte dort nur bis zur Woche 10153 gemessen werden. Die hohen Werte in den Wochen 49/52 und 50/52 sind auf die damals herrschenden ungewohnlich groflen Windgeschwindigkeiten zuriickzufuhren. Ober die vergleich,bare Periode 49.' 52 bis l0 /53 betrug die durchschnittliche Abkiihlungsgrofle irn Offenstall In c a 1 / c m ' s e c rnit einern Variationsbereich von 9,11 bis 11,39 rncal/cmz sec und im Normalstall 6 , 9 3 m c a 1 / c rn s e c mit einern Variations- bereich von 6,41 bis 7,40 mcal/crng sec. Das bedeutet allerdings nicht, dafl ,die Tiere irn . Offenstall auch irn selben VerhEltnis mehr Warrne abgaben als die Normal- stalltiere, weil sie irri Gegensatz zurn Meflinstrument ihre Warme- abgabe weitgehend regulieren konnten.

1 O , O 8

A bku hlu ngrgrorre 1 2 4 mcal/cmjrec

Offenrlall

8 Normalstall

PI 1 l..\--r-4' --s------ *--'

Woche 49 50 51 52 1 2 3 I 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 1 1952 1953

Abb. 8. Vcrlauf der AbkuhlungsgroRe i n beidcn StZllcn (Wochcndurchschnitte)

6

Es ist aufschluflreich, den Uncerschied in der Abkuhlungsgrofle zwischen Tag und Nacht zu verfolgen. Ein solcher Vergleich ist deshalb moglich, weil die Zahler jeweils rnorgens um 07.30 und abends zwischen 17.30 und 18.00 abgelesen wurden, so dai3 die Zwischenzeiten rnit Tag und Nacht zusammen- fielen. Die durchschnittlichen Werte, wiederum n u t fur die Periode 49/52 bis 10/53, sind zusammen mit den Ternperaturen in Tabelle 5 zusamrnen- gestellt.

T a b e l l e D u r c h s c h n i t r l i c h e U n t e r s c h i e d c i n d c n S t a l l t e m p c r a t u r e n u n d d c n A b k U h l u n g s g r O R e n z w i s c h e n T a g u n d N a c h t 4 9 / 5 2 - 10/53

Offenstall Normalstall Tag Nacht 1 Tag Nacht

Abkiihlungsgr6Be mcalfcm? sec 9,92 10,06 I 7,06 6,84 Tcmperatur 0 C . . . . . . . . . . . . . . . , i

Der Offenstall ist tagsiiber warmer als wahrend der Nacht, und die Abkuhlungsgrofle dernentsprechend etwas kleiner. Irn Normalstall sind die Verhaltnisse gerade unigekehrt, zweifellos deshalb, weil dort wahrend des Tages infolge der Stallarbeiten ein verrnehrter Luftaustausch rnit der Auflen- luf't stattfand.

4. W i n d b e w e g u n g Es wurde bereits angedeutet, dai3 die Messung der Luftbewegung rnit

dem gewohnlichen Schalenkreuzanemometer im Innern von Gebauden kaum nioglich ist, weil die hier auftretenden Windgeschwindigkeiten den Schwellen- wert der Anemometer, der um 0,4 m/sec herum liegt, oft nicht erreichen. Von vornherein unmoglich war diese Methode ini Normalstall, und auch im Offenstall dienten die Anemometerablesungen nur zu Vergleichszwecken. Eine interessante Moglichkeit zur Bestimrnung der Windgeschwindigkeit ergab sich aus der Vervendung eines zweiten Frigorimeters mit blanker statt geschwarzter Oberflache. Dieses Frigorimeter gibt keine Strahlung

4,3 3,7 11,9 12,6

12 W E B E R

~

Schwankungsbereich Durchschnitt der Wochen-

durchschnitte m/sec m/sec

0,48

0,17

Offenstall . . . . . . . . . . . . . I 0,40-0,60

0,08-0,25 Normalstall . . . . . . . . . . . , . I '

ab, so dai3 in Gleichung (3) der zweite Klammerausdruck wegfallt. Dns verbleibende Glied kann nach v hin aufgelost werden (2).

Die Dbereinstimmung zwischen den im Offenstall nach beiden Methoden gemessenen Windgeschwindigkeiten ist in Albb. 9 in Form eines Kor- relationsgitters dargestellt. Die Abbildung vermittelt zudem einen Eindruck von der Groi3e der Windgeschwindigkeit und ihren Schwankungen im Ver- lauf der Versuchsperiode. Die Korrelation ist ziemlich schlecht, und es ist sehr wahrscheinlich, dai3 die Frigorimetermethode die genaueren Werte fur die Windbewegung liefert. Wenn dennoch im vorhergehenden Abschnitt bei

der Zusarnmensetzung der Ab- kuhlungsgrofle #die Anemometer- werte verwendet wurden, so deshalb, weil sie im Gegensatz zu den

070- Frigorimeterwerten unarbhangig von der A'bkuhlungsigrofle mbestimmt w u rden.

Aus dem Stromverbrauch des blanken Frigorimeters gewinnt man ubrigens ein weiteres Kriterium, um Gleichung (3) auf ihre Richtigkeit hin zu prufen. Der Unterschied zwi-

I schen dem Warmeverbrauch beider 030 0 i,o 0,ko 0 60 0.70 0 8 0 m , E c Frigorimeter mut3 namlich dem zwei-

ten Klammerausdruck entsprechen. In Wahrheit ist er aber geringer, was die bereits geaufierte Vermu- tung bestatigt, dai3 die Absorahlung im Stall kleiner ist als im Freien.

VergIeichbare ZahJen fur die mit dem blanken Frigorimeter gemessenen Windgeschwindigkeiten liegen vor fur 13 Wochen von 50/52 bis 10/53. Sie sind in Talbelle 6 zusammengestellt.

Windgerchw mi l Frigorimeter gemersen Y A rnlsec

Regression b- + 0.38

Windgeschw mil Anemometer gemerren

Abb. 9 . Vergleich der nach zwei verschiedenen Methoden gemessenen Windgeschwindigkeiten

im Offenstall (Wochendurchschnitte)

T a b e t t e 6 U b e r s i c h t u b e r d i e m i t d e m b l a n k e n F r i g o r i m e t e r g e m e s s e n e n

W i n d g e s c h w i n d i g k e i t e n i n b e i d e n S t a l l e n 5 0 / 5 2 b i s 10/53

Schwankungsbereich der Halbtages-

durchschnitte m/sec

' 0,11-1,11

nicht bercchnet

Klimatologkdic und physiologische Untersudiungen am Rind 13

m I r e c c

vollstandiger vor sich als bei schwacher. Die negative Korrelation ist an Hand der Wochendurchschnitte in Abb. 10 dargestellt.

Man kann diesen Zusammenhang auf statistischem Wege leicht noch etwas enger gestalten, indem man berucksichtigt, daf.3 die fragliche Tempc- raturdifferenz no& mit einer dritten, von der Windgeschwindigkeit unab- hangigen GroBe korreliert ist, namlich der A d e n - temperanur (siehe folgenden Abschnitt). Korrigiert man die Temperaturdiffe- renz um diesen Einflui3 cd. h. raduziiert man sie also auf gleiche Adentempera- turen), so verikleinert sich i'hr Summenqnadrat von 11,56 auf 5,44 und die negative Korrelaoion mit der Winrdgeschwlindigkeit steigt - atbsolut genommen - von 0,54 auf 0,68. Der Unterschied geht aus dem Vergleich der Abb. 10 und Abb. 11 deutlich hervor, und man erkennt, wie sehr man die Streuung leiner Variablen dadurch herab- setzen kann, dai3 man ihre Korrelation zu einer dritten Groi3e rechnerisch er- fai3t und verwertet.

Einen ahnlichen Zu- sammenhang wie zwischen Win dgeschwin di gkei t un d Temperaturdifferenz er- wartet man auch zwjischen Windgeschwindigkeit und Feuchtigkeitsdifferenz. Die- se Erwartung bestatigt sich aber nicht, indem die Diffe- renz der absolutien Feuchtig- keiten im Offenstall und im Freilen rnit der Luftbe- wegunlg !in keiner Weise korreliert ist (r = 0.03 !I. I ler

Tea

O C

7

6

5

4

3

diff. Offenstall -Aurrenluft

Korrelation: r = -0 .54 1 p<o,05 Regression : b = -426

m I rec

0.40 0.15 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 Windgerchw im Offenstall

Abb. 10. Zusammenhang der Temperaturdifferenz Offenstall-AuRenluft mit der unkorrigierten Wind-

gesdlwindigkeit im Offenstall

Korr. 1ernp.diff.Oflenrtall. Normalstall I 7

I D

, ,

vermutete Zusammenhang oritt erst auf, wenn man statt der Wochendurch- schnitte die Feuchtlgkeitsangaben von Halbtagen rnit extremen Windverhalt- iiissen vergleicht, doch lerreicht er nicht eine statistisch lgesicherte Hohe. Das unterschiedliche Verhaltctn von Temperatur und Feuchtiigkeit ihangt offenbar damit zusammen, dai3 die im Stall produzierte Wfrme nicht nur der Luft, sondern auch den umgebenden Wanden usw. mitgeteilt wird, was bei der Feuchtigkeit im geringeren MaBe der Fall ist.

14 W E B E R

5. D i e W a r m e p r o d u k t i o n d e r O f f e n s t a l l t i e r e Fur jede klimaphysiologische Betrachtungsweise ist es von ausschlag-

gebender Bedeutung zu wissen, wie sich die Warmeproduktion der Tiere mit wechselnden Auflentemperaturen verandert. Man konnte meinen, in der Abkiihlungsgrofle ein Mafl fur die Warmeabgabe eines Korpers unter verschiedenen Auflenbedingungen zu besitzen. Das Frigorimeter ist jedoch ein sehr unvollkommenes Modell des tierischen Korpers, weil das Tier erstens in der Lage ist, den Wirmeabflufl aus dem Korperinnern an die Oberflache durch zahlreiche physikalische und chemische Mechanismen zu regulieren und weil es zweitens einen nicht unbetrachtlichen Teil der Warme nicht an den aufleren Oberflachen abgibt sondern bei der Atmung gebunden an Wasser- dampf.

Die Warmeproduktion beim Groflvieh wird sozusagen ausschliefllich auf indirektem Wege gemessen, namlich aus dem Sauerstoffverbrauch und der Kohlendioxydabgabe. Es gibt verschiedene Methoden dafur, die meist auf der Messung des Atemvolumens und der Zusammensetzung der Atem- luft beruhen. Solche Messungen wurden im vorliegenden Versuch nicht durchgefuhrt, doch sol1 versucht werden, aus den Temperatur- und Feuchtig- kcitsdaten gewisse Anhaltspunkte iiber die Warmeproduktion der Tiere im Offenstall zu gewinnen. Kurzfristig gesehen verlaufen die TemDeratur-

I = 5.20-0.20~t0.0141' rm+, = 0.75 ( p < 0.01) :I, , , , , , , , , , , , , x c

-7 -6 - 5 -6 -3 - 2 - 1 0 I 2 3 6 5 6 7 8 9 10 11 'E Ausrenlemperalur

Abb. 12. Zusammenhang der Temperaturdifferenz Offenstall-AuRenluft mit der AuRentemperatur

(Wochendurchsdinitte)

kurven im Offenstall hnd im Freien nicht vollstandig par- allel: die Stalltemperatur hinkt etmas hinter der Auflentempe- ratur nach und schwankt weni- ger. Dadurch steigt die Tempc- raturdifferenz bei voruber- gehend tiefen Auflentempe- raturen und sinkt bei hohen. Dieser kurzfristige Effekt sollte aber wahrscheinlich dann nicht mehr auftreten oder sich wenigstens stark abschwachen, wenn man die 7lVochenmittel der Temperaturen vergleicht, unter der Voraussetzung, dai3 die Wirmeproduktion im Stall immer gleich ,hoch ist. Die TemDeraturdifferenz zwischen

Offenstall und Auflenluft - ausgedriickt in WoAenmitteln - ware dann ungefahr der Warmeproduktion der Tiere proportional. In Abb. 12 ist diese Temperaturdifferenz aufgetragen als Funktion der Aufientemperatur.

Die Temperaturdifferenz steigt eindeutig mit sinkender Auflen- temperatur, do& scheint die Beziehung nicht linear zu sein: eine Parabel ist jedenfalls den Wertepaaren besser angepai3t als eine Gerade. Der Re- gressionskoeffizient fur das quadratische Glied ist allerdings nur mit einer Wahrscheinlichkeit von p - 0,07 gesichert. Der Korrelationskoeffizient r multipel = 0,75 ist mit einer Wahrscheinlichkeit p < 0,Ol gesichert; als multipler Koeffizient ist er trotz der fallenden Beziehung positiv. Nimnit man die Nichtlinearitat des Zusammenhanges als genugend gesichert an und ist die Temperaturdifferenz tatsachlich ein ungefahres Mafl fur die Warme- produktion der Offenstalltiere, so scheint aus Abb. 12 hervorzugehen, da13

Klirnatologisthe und physiologische Untcrsuchungen am Rind 15

durchschnittliche offenstali-Tcmperatur

diese WSrmeproduktion in der Gegend zwischen zwei und zwolf Grad Aunentemperatur am geringsten ist.

Ahnlich wie im Ietzten Abschnitt konnte man versuchen, den Zu- sammenhang enger zu gestalten, indem man die Temperaturdifferenz um den Einflui3 der Windbewegung korrigieren wiirde. Da aber mit zunehmen- der Windbewegung auch die Wirmeabgabe der Tiere steigen mui3 und es ja hier nur um ihren Zusammenhang mit der Temperatur geht, wiirde man dadurch die Temperaturdifferenz wahrscheinlich uberkorrigieren, weshalb darauf verzichtet wurde.

Zu dieser direkten Wirmeabgabe i s t nun noch die an den Wasserdampf der Ausatmungshft gebundene Warme hinzuzuzahlen. H. POEHLMANN (19) nimmt an, dai3 dieser Wirmeanteil bei tiefen Temperaturen um so vicl sinkt, dai3 der Anstieg der direkt abgegebenen Wi rme kompensiert wird, so dai3 die gesamte Wirmeabgabe uber einen weiten Temperaturbereich hin konstant bleibt. Da die Luftfeuchtigkeit im Offenstall und im Freien sich rasch ausgleicht, ist es schwer, aus dem Feuchtigkeitsunterschied auf die Hohe der Wasserdampfabgabc: der Tiere zu schlieaen. Aus den Wochendurch- schnitten Iai3t sich jedenfalls keine gesicherte Korrelation errechnen. Ein moglicher Zusammenhang t r i t t erst dann zutage, wenn die Unterschiede in der absoluten Feuchtigkeit an je zehn besonders warmen und besonders kalten Tagen mit wenig Wind miteinander verglichen werden:

durchschnittliche Fcuchtigkeitsdifferenz

Offenstall-Auflenluft

...................... ' 1,39 10 warme Tage 1 13,5 10 kalte Tngc -_ . . - ... __ - -. 1 ,O I 1,oo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Differcnz . I 12,5 I 0,39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

t = 2,42

p < 0,05

Der Unterschied ist zwar gesichert, aber jedenfalls nicht so groi3, wie man erwartcn mochte. Ohne allerdings aus diesem Ergebnis allein einen sicheren Schlui3 ziehen zu wollen, mu13 man es doch als fraglich bezeichnen, ob durch Verkleinerung der Atemfrequenz bei tiefen Temperaturen die erhohte direkte Warmeabgabe vollstandig kompensiert wird. Man mug wohl eher annehmen, dai3 die totale Warmeabgaibe unter Offenstall- bedingungen mit sinkender Temperatur ansteigt.

Diese Auffassung wird gestutzt durch die im Klimastall von Columbia, Missouri, durchgefuhrten Messungen der tierischen Warmeprodu ktion bei Veranderung der Stalltemperatur von 10 O C auf - 15 O C und auf + 35 O C (13, 14, 15, 21, 2 2 ) . Der Zweck dieser Untersuchungen war, den Temperatur- bereich herauszufinden, wo die Wirmeproduktion des Rindes am geringsten ist. Es zeigte sich, dai3 tliese Z o n e d e r T h e r m o n e u t r a 1 i t a t bei Kuhen in Laktation bei einer Umgebungstemperatur zwischen 4 O'C und 16 O C liegt (siehe besonders 15). Sinkt die Temperatur darunter, so steigt die Wirmeproduktion ziemlich stark an. Steigt die Temperatur daruber, so erhoht sich die Warmeproduktion vorerst leicht, um dann bei Temperaturen uber 27 O C wider Erwarten rapid abzufallen. Dieser Abfall hangt allerdings

16 W E B E R

mit weitgehenden Veranderungen des physiologischen Systems zusammen: Erhohung der Korpertemperatur, Einschrankung des Futterkonsums, sehr starke Depression der Milchleistung.

Berucksichtigt man die Temperaturdifferenz zwischen Offenstall und AuBenluft, so stimmt der fur die Offenstallgruppe ermittelte, auf A d e n - temperaturen bezogene Bereich der Thermoneutralitat von 2 bis 12 O C recht gut mit den amerikanischen Versuchsergebnissen iiberein. Man mui3 annehmen, dai3 der Bereich'der Thermoneutralitat zugleich die fur die Milch- produktion gunstigste Temperzturzone darstellt. Es scheint - und das geht auch aus Abb. 12 hervor -, dai3 diese Zone nicht eng begrenzt ist und dai3 sie eher gegen die kalte Seite zu liegt. Die von verschiedenen Autoren an- gegebeiien wunschenswerten Stalltemperaturen fur Milchvieh liegen jedenfalls eher an der oberen Grenze der thermoneutralen Zone.

Es ist die Aufgabe der folgenden Abschnitte, diese aus energetischen 0 berlegungen gewonnenen Schlusse an Hand der tatiachlich gemessenen tierischen Leistungen zu uberprufen.

B. Tierische Leistungen

Bei der groi3en Streuung der Leistungsmerkmale und der Verschieden- artigkeit der Laktationslage der einzelnen Tiere (vgl. Tabelle 1) erscheint es von vornherein als fraglich, ob die zwischen den beiden Stallen zu erwarten- den Leistungsunterschiede durch einen Vergleich der beiden Gruppen- durchschnitte mit statistischer Sicherheit nachgewiesen werden konnen. Der naheliegende Ausweg, statt des Gruppendurchschnittes die Einzelleistungen der sich entsprechenden Tiere zu vergleichen, erlaubt zwar an sich eine ver- feinerte Analyse, ihre Wirksamkeit hingt aber' sehr davon ab, wieweit es gelingt, mit der Auswahl der Paare alle diejenigen Faktoren auszuschliei3en - abgesehen von der Versuchsfrage -, die die beiden Partner verschieden beeinflussen. Die Schwierigkeiten dieses Ausgleichs bringen es mit sich, dai3 bcsonders die Leistungsangaben einer exakten statistischen Bearbeitung nur schwer zuganglich sind. Viele Schlusse konnen deshalb nicht mit der wunsch- baren Sicherheit und Bestimmtheit gezogen werden und sind oft nur als Hinweise und Moglichkeiten aufzufassen. Wir untersuchen nacheinander d;e Milch- und Fettleistung der laktierenden Tiere und die Zuwachsleistung beim Jungvieh.

1. M i l c h l e i s t u n g u n d F e t t g e h a l t In Tabelle 7 sind die Milch- und Fettleistungen fur beide Gruppen

zusammengestellt. Die Zahlen beruhen, wie bereits erwahnt, auf der taglichen Kontrolle sowohl der Milchmenge wie des prozentischen Fettgehaltes. Die angegebenen Werte entsprechen nicht der totalen, in beiden Stallen ermolkenen Milchmenge, weil die Tiere beider Gruppen nicht wahrend genau gleich vie1 Wochen in Laktation standen (siehe Tabelle 1). Sie sind so berechnet, dai3 von jedem Partner eines Vergleichspaares gleichviel sich moglichst entsprechende Laktationswochen gezahlt wurden. Die Milchmenge ist bis auf eine kleine Differenz in beiden Stallen gleich groi3, die Fettmenge ist etwas groi3er im Offenstall, doch erreicht der Unterschied nicht eine

Klimatologische und physiologische Untersuchungen am Rind 17

Ver- glei&sA

Paar

3

1 2

4 5 6 7

statistisch gesicherte Hohe. Man mui3 allerdings beifugen, dai3 bei der kleinen Zahl von Vergleichspaaren die Unterschiede sehr grog sein mufiten, wenn man sie mit Sicherheit nachweisen wollte. Wie in allen statistischen Pruf- verfahren ist auch hier die tbloi3e Aussage, dai3 keine gesicherten Differenzen bestunden, unvollstandig und vielleicht sogar irrefiihrend, wenn nicht zugleich auf die durch die Versuchsmethodik mitbedingten (in unserem Fall hohen!) Fehlergrenzen hingewiesen wird.

Anzahl Tot. im Offenstall Tot. ini Normalstall Lakta- tions-

wocfien Mt: 1 ?: 1 Mi’ch kg I T: 725,3 30,75 642.7 23,30 975,2 40,18 1040,4 37,75

10 978,8 38,08 984,s 33,70 10 I 778,s 30,58 864,6 30,87

4 I 279,9 11,93 406,s 18,04 8 1 733,4 28,87 703,l 26,99

;:

4 I 353,l 13,70 256,7 9,90

Wir untersuchen im folgenden die Veranderungen der Milchnienge und des prozentischen Fettgehaltes im Laufe der Laktation. Bei der Untersuchung ihre; Variabilitat ers&eint es gegeben, zu unterscheiden zwischen den kurzfristigen Schwankungen, wie sie sich von Tag zu Tag ergeben, und den langfristigen, die aus den Veranderungen der Wo- chendurchschnitte resultie- ren. Als Mag fur die k u r z f r i s t i g e V a - r i a t i o n der Milchmenge wurde fur jedes Tier und jede Woche die, Streuung, 9, der Tagesmilchmengc um den jeweiligen Wo- chendurchschnitt berechnet. Bei den in Tabelle S angegebenen Werten han- delt es sich urn die Durch- schnitte der so errechneten Streuungen uber die ver- gleichbaren Laktations- wochen. Um die Unter- schiede zwischen den Part- nern der Vergleichspaare auf ihre Signifikanz hin zu

Arnita FI 1 2

7 0 68 66 6 4 62 60 5 8 56 5 1

5 2

50 18 16 L L

0 5 0 5 1 5 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3

52 1953 WOC

6 1 t Milch

58 Albula

5 6

5 4 5 2 50 4 8 1 6 L A 1 2

60 &&&

1 4 o m - reme.

12 OC

10

8

6

4

2

0

Abb. 13. Zusammenhang Mildileistung-Stalltemperatur fur zwei Offenstalltiere (Wocfiendurchschnitte)

Z. Tierz;ichtg.%iichtgsbiol.. Ed. 64 He& 1 2

18 W E B E R

untersuchen, wurden die Streuungen der sich entsprechenden Wochen gepaart und ihre Differenz mit dem t-Test gepruft. Auf die gleiche Weise wurde fur den Fettgehalt verfahren. Der tagliche Fettgehalt wurde als Mittel zwischen dem Fettgehalt der Morgen- und Abendmilch berechnet, ohne Beriicksichtigung der jeweiligen Milchmenge.

Die Berechnung der 1 a n g f r i s t i g e n V a r i a t i o n gestaltet sich schwieriger, weil in den zeitlichen Veranderungen der Wochendurchschnitte die fortschreitende Laktation sich bemerkbar macht. Um diesen laktationsbedingten Einflui3 auszuschalten wurde - ahnlich wie bereits bei der Temperatur - an die Wochendurchschnitte der Milchmenge und des Fett- gehaltes rnit Hilfe der Methode der orthogonalen Polynomiale eine Kurve zweiten Grades angeglichen und die Streuung um diese Kurve berechnet (siehe Abb. 13). Die Differenz zwischen zwei Streuungen wurde rnit dem F-Test gepruft, wobei beriicksichtigt werden muflte, dai3 zur Berechnung der Kurve zwei Freiheitsgrade in Anspruch genommen wurden.

Die Interpretation von Tabelle 8 erscheint durchaus nicht einfach. Falls die Milchleistung und der Fettgehalt rnit den meteorologischen Groi3en in Zusammenhang steht, mui3 man im Offenstall die groi3eren Streuungen erwarten als im Normalstall, und zwar sowohl kurzfristig wie langfristig. Bei den kurzfristigen Schwankungen der M i 1 c h 1 e i s t u n g scheinen aber zwischen den Stallen keine wesentlichen Unterschiede zu bestehen. Eine Ausnahme macht Paar 1: die groi3ere Streuung des Normalstalltieres I23t sich hier aber darauf zuruckfuhren, dai3 es sich um ein zahmelkiges Tier mit unregelmafiiger Milchmenge handelte. Die langfristigen Schwankungen dagegen sind im Offenstall durchwegs grofler als im Normalstall, wenn der Unterschied auch nicht bei jedem Vergleichspaar die Sicherheitsgrenze von 5 ‘’0 erreicht. Es scheint also, als ob die taglichen Schwankungen der Milch- nienge - innerhalb der im vorliegenden Versuch herrschenden Bedingungen wenigstens - kaum mit den Schwankungen der meteorologischen Groi3en

T a b t l l e 8 O b e r s i c h t i i b e r d i e S t r c u u n g e n , s 2 , d e r M i l c h l e i s t u n g

u n d d e s F k t r g e h a l t e s - i z I.

m 1, -

1 2 3

4

6 -

1 2

3 4 6

Offen- stall

-.

0,146 0,109

0,574 0,389

0,192

0,102

0,135 1,556 0,167

0,064

Milch kg: s*

qorrnal stall

0,404 0,148 0,456 0,295 0,208

0,088 0,050 0,216 0,038 0,060

DifTerenz P ~-

Offen- stall

0,100 0,028 0,145 0,089

0,040

0,0156 0,0125 0,1008 0,0380 0,0180

Fett 010: s2

Yormal- Differenz stall i P

0,364 0,05 1 0,087 0,036

0,095

0,O 128 0,0188 0,0514 0,0070 0,0292

< 0,Ol

f = 0,05 g, > 0,05

< 0,05 4 > 0,05

5 v)

> 0,05

> 0,05 g > 0,05

< 0,05 C > 0,05

6 s

3


nach sieben besonders kalten Nachten verteilt uber die Wochen 3/53

bis 8/53

korreliert seien. Hingegen scheint eine gewisse langfristige Anpassung zu bestehen. Welcher Ar t diese Anpassung ist, geht allerdings aus der Unter- suchung der Streuungen allein nicht hervor.

Der F e t t g e h a 1 t verhalt sich offenbar anders. Wahrend bei der lmgfristigen Streuung nur ein Vergleichspaar einen gesicherten Unterschied aufweist, sind die kurzfristigen Streuungen in den meisten Fallen deutlich verschieden. Merkwiirdigerweise tr i t t der Unterschied aber nicht systematisch zugunsten des einen Stalles auf.

Der allgemeine aus Tabelle 8 zu ziehende SchluB mui3 wahrscheinlich dahin gehen, dai3 die Milchmenge auf die taglichen Scliwankungen der Aui3enbedingungen - immer im Rahmen des Versuches! - wenig reagiert, dai3 sie sich hingegen im Gegensatz zum Fettgehalt langfristig anpafit. Die kurzfristigen Schwankungen des Fettgehaltes im Offenstall bedurfen einer weiteren Abklarung.

Um diesen allgenieinen S c h l d zu iiberprufen, untersuchen wir nun direkt die Beziehungen zwischen der Milchleistung bzw. dem Fettgehalt und den Klimabedingungen, und zwar in der Offenstallgruppe allein, weil der Bereich der erfaaten klimatischen Bedingungen dort groi3er ist. Wir trennen dabei wieder die kurzfristigen von den langfristigen Schwankungen.

Fur die Untersudiung der k u r z f r i s t i g e n S c h w a n k u n g e n wurde eine vereinfachte Methode gewahlt, indem die sieben kaltesten Nachte der Versuchsperiode herausgegriffen und die gesamte am folgenden Morgen crmolkene Milch mit Clem fur die jeweilige Woche geltenden Durchschnitt der Morgenmilch verglichen wurde. Das Ergebnis ist aus Tabelle 9 zu ent- nchmen: wahrend die Milchmenge mit dem Vergleichsdurchschnitt fast genau ubereinstimmt, ist der Fettgehalt erhoht. Dieses Ergebnis deckt sich also mit dem bereits gezogenen Schlui3.

T a b e l l e 9 K u r z f r i s t i g c R c a k t i o n v o n M i l c h m e n g e u n d F e t t g e h a l t

a u f t i e f e T e m p e r a t u r e n (gesamte Offenstallgruppe)

4,35 4,65 5,07 4 3 3

6,03 6,21

Milch kg jc Kuh

4,OO 4,OO

4,09

3,92 333 3,93 4,02

0,12 0,02

0,31 - 0,14

0,21

0,09 0,17

Vergleichs @

4,45 4,45

4,93 5,lO

6,21 6,21

5,88

37,23 5.32

-___

a t

P

3ifferenz

37,21

5,32

- 0,lO 0,20

- 0,03 400

- 0,18 0,oo 0,09

- 0,02

- 0,oo

>0,05 ....

Morgen- m.ilch

4,12

4,02

4,40 3,78 4,14

4,02 4,19

28,67 4,lO

27,89 0,78

3,98

1 - 0,07 2'04

Die Berechnung der 1 a n g f r i s t i g e n B e z i e h u n g e n scheitert zunachst wieder a m laktationsbedingten Einflui3. Die Milchmenge nimmt mit

2:>

20 W E B E R

i . , , I Korr.-Koeff.

fortschreitender Laktation - also gegen das Fruhjahr zu - ab, wahrend gleichzeitig Stall- und Aufientemperaturen steigen. KorreLert man also die Wochenwerte der Milchmenge und der Temperatur, so wird man von vornherein einen hohen negativen Koeffizienten erwapten konnen, der aber nur durch die gemeinsame Beziehung beider Variablen zu einer dritten, namlich cier Zeit, zustande kommt. Man kann dieses Zeitmoment dadurch aus- schalten, dai3 man nicht die absoluten Werte miteinander korreliert, sondern ihre Abweichungen von der bereits berechneten Regressionskurve. Abb. 13 sol1 dieses statistische Verfahren verdeutlichen. FISHER (8) gibt eine Methode an, wonach es moglich ist, aus den bei der Kurvenberechnung bestimmten Koeffizienten (siehe Gleichung Seite 4) direkt den Korrelationskoeffizienten zu errechnen. Weil die Zahl der Freiheitsgrade hier kleiner ist als bei gewohnlichen Korrelationen, wurde diese Rechnung nur an den zwei am langsten in Laktation stehenden Kuhen ArnikaFi und Albula durchgefuhrt. Das Resultat kann folgendermaflen zusammengefaflt werden:

Korr.-Koeff.

Kuh Milch 1 . Temp. Fett 7" 1 Temp. nnzani 1 Laktations- (Women-@) (Wochen- @) I wochen I ' I P

Arnika F1 . . . . . . . . . . . . . 12 -0,28 >0,05 - 0,03 > 0,05

Albula . . . . . . . . . . . . . . 1 18 1 -0,56 I < 0,05 1 +0,03 1 > 0,05 '

Auch die Resultate dieser Analyse stehen offensichtlich im Einklang mit den bereits gezogenen Schlussen. Wahrend die langfristigen Schwankungen des Fettgehaltes mit der Temperatur nicht korreliert sind, besteht an- scheinend ein Zusarnmenhang zwischen den Schwankungen der Wochen- durchschnitte der Milchleistung mit der Temperatur. Das negative Vor- z.eichen uberrascht: es bedeutet, dai3 1 a n g f r i s t i g g e s e h e n die Milch- leistung mit sinkender Temperatur ansteigt. Weil die Korrelations- koeffizieiiten nur an zwei Offenstalltieren ermittelt wurden und der eine Wert nicht gesichert ist, mussen wir es uns versagen, diese vom physio- logishen Standpunkt aus durchaus nicht unerklarliche Tatsache naher zu kommentieren. Wir hoffen aber, aus spateren speziell auf diese Frage hin angelegten Versuchen Genaueres aussagen zu konnen. Insbesondere mussen die Leistungen nicht nur niit der Temperatur, sondern auch mit der Ab- kuhlungsgroae in Beziehung gesettt werden, um zu einer zureichenden Deutung zu gelangen. Berechnet man im vorliegenden Fall dieselben Kor- relationen zwischen Milchleistung und Abkuhlungsgrofle, statt zwischen Milcfileistung und Temperatur, so ergeben sich folgende Koeffizienten:

ArnikaFl Albula

: + 0,27 (p > 0,05) : + 0,65 (p < 0,OI)

Sie sind, absolut genommen, von den vorhergehenden nicht gesichert verschieden; ihr Vorzeichen hat deshalb gewechselt, weil die Abkuhlungs- groi3e mit sinkender Temperatur steigt.

2. Z u w a c h s l e i s t u n g Wir beschranken uns bei der Berechnung der Zuwachsleistung auf die

je drei ein- und zweijahrigen Jungtiere. Ihre Gewichtsentwicklung wahrend der Dauer des Versuches kann in folgender Obersicht dargestellt werden:


f Carira

\ Damara Offenstall Diva

Lotales Gewicht zu Beginn des VersuchesZF) totalcs Gewicht am Ende dcs Vrrsuches'+)

949 kg 1175 kg

[ Capri Normalstall Darba 1 Druide

908 kg 1128 kg

totale Gewichtszunahme wahrend 18 - 2 = 16 Wochen . . . . . . . I 226 kg I 220 kg

'+) Die Anfangs- und Endgewichte sind als Mittel aus den Wiigungen der drei erstcii bzw. der drei letzten Versuchswochen b e r e b e t .

mufi der Regressions- ";" koeffizient 1 ubersteigen k g

p < 0,05 gesichert. Aus c

22 W E B E R

allgemeinen eingehalten werden. Zu diesem Zwecke wurden den Tieren die Rationen so bemessen, ldai3 moglichst wenig in der Krippe zuruckblieb. Die Rationen wurden jeweils fur eine Woche aufgestellt, nach Mai3gabe der in der vorhergehenden Woche produzierten Milch, des Korpergewichtes und der allgemeinen Beobachtungen. Eventuelle Futterruckstande wurden taglich fur jede Gruppe gemeinsam zuruckgewogen.

Wir lassen als Beispiel die Futterration der in der zweiten Hilfte der Laktation stehenden Fleckviehkuhe ArnikaFl und Kander aus der Woke 5/53 folgen: ka

Heu 4,5 Emd 4,5 Ruben 4,s Grassilage 895 Maissilage 5,s Hackselstroh l , Y

35 O / o Gerste 3Oo/o Erdnui3

I 0 '10 Kokoskuchen 1,o 15 O / o Kleie I 10 '10 Leinkuchen.

Kraftfutter

Der totale Futterverzehr der beiden Gruppen, ausgedruckt in Starke- einheiten, kann aus Tabelle 10 entnommen werden.

Aus der Tatsache, dai3 die in der Krippe zuruckgelassenen Futterreste in beiden Stallen fast genau gleich groi3 waren, darf man wohl schlieflen, dai3 der F u t t e r b e d a r f in beiden Stallen ungefihr gleich groi3 war.

T a b e l l e 10 O b e r s i c h t i i b e r d e n F u t t e r v e r z e h r

total vorgelegtes Futter: in St.E. ................. davon gehen ab als Futterreste. in St.E. ..........

in O/o des vorgelegten Futters: ................... effektiver Futterverzehr: in St.E. .................

2. W a s s e r k o n s u m

Offenstall

6317

187

2 3 %

6190

~

Normalstall .

6321

188

3,0%

6139

Die Tiere beider Gruppen wurden taglich zweimal an einem aui3erhalb des Stalles aufgestellten Brunnen getrankt. Der Wasserkonsum wurde mit Hilfe eines einfachen, auf dem Prinzip der kommunizierenden Rohren beruhenden Gerltes je fur die ganze Gruppe gemeinsam bestimmt. Aus den so gemessenen Werten wurde fur je eine Woche der durchschnittliche tagliche Wasserkonsum errechnet. Dieser schwankt von 222 Liter je Tag (52/52) bis 326 Liter je Tag (12!53) im Offenstall und von 242 Liter je Tag (3/53) bis 342 Liter je Tag (14/53) im Normalstall. Vergleicht man die Wochen- durchschnitte miteinander, so uberstieg der tagliche Wasserkonsum der gesamten Normalstallgruppe wahrend 17 Versuchswochen (die Messungen der Woche 49/52 fielen aus) denjenigen der Offenstallgruppe um 1 0 , 9 L i t e r . Diese a n und fur sich recht kleine Differenz (wenn man bedenkt, dai3 es sich dabei um je zehn Tiere gehandelt hat!) ist mit p - 0,04


zienilich knapp gesichert, indem wahrend einiger Wochen die Offenstalltiere sogar rnehr Wasser konsumierten als die Normalstalltiere.

Es besteht, innerhalb jeder Gruppe fur sich, ein enger Zusamrnenhang zwischen Stalltemperatur und Wasseraufnahme: mit steigender Ternperatur steigt auch der Wasserkonsum, und zwar je Grad Temperaturerhohung (in1 Wochendurchschnitt) um 6,3 Liter je Tag und ganze Gruppe im Offensta!l und um 11,9 Liter je Tag und ganze Gruppe im Normalstall. Beide Re- gressionskoeffizienten sind mit p < 0,OI hoch gesichert. Offenbar steht dem Rind also in der Dosierung der Wasseraufnahme ein wichtiges Mittel zur Regulierung seines Warmehaushaltes zur Verfiigung.

Zusammenfassung

Der auf dem Versuchsgut fu r Tierzucht, Charnau, vorn Dezember 1952 bis April 1953 durchgefuhrte Versuch umfaflte zwei gleich zusammen- gesetzte, je zehn Stuck Rindvieh umfassende Vergleichsgruppen, die in einem geschlossenen Stall konventioneller Bauart und in einem Offenstall unter- gebrachz waren. Die hnuptsachlichsten Ergebnisse lauten:

I. Meteorologische GroSen: 1. Temperatur: Die durchschnittlichen Offenstall- und Normalstall-

temperaturen lagen 5,4 0 C bzw. 12,s O C uber der Auflentemperatur, mit der sie im ubrigen eng korreliert waren.

2. Feuchtigkeit: Als Folge der besseren Luftumwalzung enthielt der Offen- stall nur 60 O/o der absoluten Feuchtigkeitsrnenge des Normalstalles.

3. Abkuhlungsgrofie: Die Abkuhlungsgrofle als zusamrnenfassendes Mafi der wirksarnen Abkiihlungsbedingungen stieg im Offenstall je Grad Ternperaturfall um 0,32 mcal/cm2 sec und je 0,l mlsec Zunahme der Mindgeschwindigkeit um 0,19 rncal/cm2 sec.

4. Windbewegung: Die durhschnittliche Windgeschwindigkeit im Offen- stall betrug 0,48 d s e c gegenuber 0,17 m/sec irn Normalstall.

5. Warmeproduktion: Abgeschatzt an der Temperaturdifferenz zwischen Offenstall und Auflenluft scheint es, als ob die Warrneproduktion der Offenstalltiere mit unter Null Grad sinkender Aufientemperatur zu- genornmen habe. Am geringsten war sie wahrscheinlich zwischen + 2 und -t- 12 O C Auflentemperatur.

11. Tierische Leistungen: i. Milchleistung und Fettgehalt: In der totalen Milchleistung und im

durchschnittlichen Fettgehalt bestanden zwischen den Vergleichspaaren keine gesicherten Differenzen. Innerhalb der Offenstallgruppe allein schienen gewisse Beziehungen zwischen den langfristigen Schwankungen der Milchrnenge sowie den kurzfristigen Schwankungen des Fettgehaltes einerseits und der Ternperatur bzw. der Abkuhlungsgrofie anderseits zu bestehen.

2. Zuwachs: Im Zuwachs des Jungviehs konnten zwischen den beiden Gruppen keine gesicherten Differenzen beobachtet werden.

111. Futterverzehr und Wasserkonsum: 1. Der Futterverzehr war in beiden Stallen uiigefahr gleich grofl. 2. Der Wasserkonsum war durchschnittlich 10,9 Liter je Tag und Gruppe

grofier im Normalstall. Mit steigender Stalltemperatur stieg er in beiden Stiillen stark an.

24 W E B E R , Klimatologische und physiologische Untersuchungen am Rind

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