TP12: Digitale Wertschöpfungsketten für eine nachhaltige kleinstrukturierte Landwirtschaft

TP 12: Weidemanagement und Tierfütterung

Stand der Wissenschaft sowie Problemstellung

Die Menge und Qualität des verfügbaren Futters auf Weiden, sowie das Verhalten von Kühen bei der Futteraufnahme sind wichtige Parameter, die bei der Entwicklung digitaler Entscheidungshilfen für optimales Weidemanagement nebst verfügbarer Betriebsdaten eine große Rolle spielen. Neue Sensortechniken, wie zum Beispiel ein Kauschlagmesser in Form eines Halfters oder ein Grashöhen- und Aufwuchsmessgerät, sowie ein mobiler NIRS-Scanner ermöglichen die automatische Erfassung dieser Parameter (z.B. Fress- und Wiederkaudauer, Grashöhe, Grasqualität und verfügbares Futter), die bis dato noch nicht auf extensiven Grünlandstandorten wie denen im Schwarzwald kalibriert und validiert wurden. Besondere Herausforderungen sind hierbei vor allem die weitläufige Verteilung der Weiden, sowie die Heterogenität ihrer Vegetation. Zudem fehlt eine Verknüpfung und Integration von sensorbasierten Klima-, Vegetations- und Tierdaten in digitale Entscheidungshilfen für das Herden- und Beweidungsmanagement.

Industriepartner

fodjan GmbH | Itin + Hoch GmbH | TrueNorthTechnologies | Trouw Nutrition Deutschland GmbH

Ziel und Gegenstand des Forschungsvorhabens

Ziele sind der Einsatz von Sensoren, wie ein Grashöhen- und Aufwuchsmessgerät, eines NIRS-Scanners sowie ein Kauschlagmesser und die Kopplung der erfassten Daten zur Verbesserung des Beweidungs- und Fütterungsmanagements in der weidebasierten Milchrinderhaltung im Schwarzwald. Dazu wird eine Datenerhebung auf vier Milchviehbetrieben im Hochschwarzwald über einen Zeitraum von zwei Jahren durchgeführt. Basierend darauf werden die Sensortechnologien zur Schätzung der Biomasse und des Futterwertes der Weidevegetation auf heterogenen Grünlandflächen kalibriert und validiert. Die automatische Erfassung des Fress- und Weideverhaltens, der Futteraufnahme und Leistung von Einzeltieren wird ebenfalls für weidende Milchrinder validiert. Später werden die Daten in Entscheidungshilfen integriert, welche den Landwirten/innen eine Optimierung des Beweidungs- und Fütterungsmanagements ermöglichen.

Beschreibung Arbeitsprogramm und erwartete Ergebnisse

Praxistaugliches Messgerät zur Bestimmung der verfügbaren Futtermenge auf der Weide durch robuste Kalibrationen passend zu heterogenen Grünlandtypen im Schwarzwald
Erfassung der Futteraufnahme der Milchkühe auf der Weide durch Sensoren zur Bestimmung optimaler Beweidungs- und Zufütterungsstrategien
Entwicklung und Bewertung eines Prototyps einer digitalen Entscheidungshilfe für das Herden- und Beweidungsmanagement mit Integration von Betriebsdaten, Sensordaten und Klimadaten

Publikationen

Scheurer, L., Zimpel, T., Werner, J., Perdana-Decker, S., Dickhoefer, J. (2024). Predicting herbage biomass on small-scale farms by combining sward height with different aggregations of weather data. Agronomy Journal, 1-17. (DOI: doi.org/10.1002/agj2.21705)
Speidel, L.; Perdana-Decker, S.; Werner, J.; Bermejo Dominguez, G.; Winter, D.; Dickhöfer, U.; Gallmann, E.; Pfeiffer, M.; Bahrs, E. (2023): Digitale Anwendungsoptionen in landwirtschaftlichen Kleinstrukturen der Pferdehaltung und weidebasierter Milchviehhaltung. In: Züchtungskunde, 95, (5) S. 339-355
Perdana-Decker, S., Velasco, E., Werner, J., Dickhoefer, U. (2023):
On-farm evaluation of models to predict herbage intake of dairy cows grazing temperate semi-natural grasslands. animal, 17(5), 100806

Perdana-Decker, S.; Velasco, E.; Werner, J.; Dickhoefer, U.(2023):
Effect of grazing management on spatial distribution and grazing behaviour of lactating dairy cows on multi-species, permanent grassland. 11th International Symposium on the Nutrition of Herbivores (ISNH), Florianopolis, Brazil
Zimpel, T., Perdana-Decker, S., Leukel, J., Scheurer, L., Dickhoefer, U., Werner, J. (2023). Estimating pasture yield using machine learning and weather data: effect of small and large prediction horizons. Animal – Science Proceedings, 14, 25-26. http://doi.org/10.1016/j.anscip.2023.04.137
Werner, J., Perdana-Decker, S., Dickhoefer, U. (2023): Sensoren-basiertes Entscheidungsunterstützungssystem für die bedarfsgerechte Zufütterung bei weidenden Milchkühen In: Bibic, V., Schmidtke, K. (eds.) 16. Wissenschaftstagung ökologischer Landbau – One Step Ahead, Frick, 08 März -10 März 2023. 421
Perdana-Decker, S., Velasco, E., Werner, J., Dickhoefer, U. (2023): Effect of grazing management on nitrogen use efficiency of lactating dairy cows in grazing temperate semi-natural grasslands, in Society of Nutrition Physiology (eds.), Proceedings of the Society of Nutrition Physiology, Volume 32, Göttingen, 07 March – 09 March, 72
Perdana-Decker, S., Velasco, E., Werner, J., Dickhoefer, U. (2023): Stickstoffnutzung weidender, laktierender Milchkühe auf ökologischen Milchviehbetrieben. In: Bibic, V., Schmidtke, K. (eds.) 16. Wissenschaftstagung
Perdana-Decker, S., Velasco, E., Hoehn, D., Bateki, C., Werner, J., Dickhoefer, U. (2022): Estimating pasture dry matter intake of grazing dairy cows from their chewing behaviour as measured by an automatic sensor system. In: Berckmans D., Oczak M., Iwersen M., Wagener K. (eds.) In Proceedings of the 10th European Conference on Precision Livestock Farming, Vienna, 29 August – 2 September 2022. 905-910 ISBN: 978-83-965360-0-6
Werner, J. Digitalisierung (3-2021): Die transparente Weide In: Ö – ökologisch erfolgreich, p. 24-26 Link dazu: https://www.oekologisch-erfolgreich.de/Tierhaltung/article-6931009-190071/die-transparente-weide-.html
Stumpe, C., Werner, J., Krug, P., Weber, J. (2021): Mehr Wissen über Wiesen und Weiden – Möglichkeiten der Digitalisierung. In: Milchpraxis 3/2021 (55. Jg.) 1-3
Stumpe, C., Werner, J., Krug, P., Weber, J. (2021): Digitalisierung in der Weidewirtschaft. In: BIOTOPP 2|Tier, p.32-34
Werner, J., Stumpe, C., Höhn, D., Bateki, C., & Dickhöfer, U. (2021): Case study on monitoring sward height and available biomass with a rising plate meter on pastures of dairy farms in Southwest Germany. Grassland Science in Europe, 26, 98-100.
Griepentrog, H. W., Bahrs, E., Frank, M., Dickhöfer, U., & Winter, D. (2021): Anwendungen innerhalb digitaler Wertschöpfungsketten für eine nachhaltige kleinstrukturierte Landwirtschaft (DiWenkLa. 41. GIL-Jahrestagung, Informations-und Kommunikationstechnologie in kritischen Zeiten.