Kategorie: FORSCHUNGSPROJEKTE

Feed 4.0 – Projekt für digitalen Futtermittelhandel im Milchviehbereich

Was ist EIP Agri?

EIP-Agri steht für Europäische Innovationspartnerschaft „Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit“. Die Bildung sogenannter „operationeller Gruppe“ (OG) in mehreren Projekten bildet den Grundstein für innovative Umsetzungen und soll den Austausch zwischen Landwirten, Wissenschaftlern und weiteren Interessenten fördern. Für die Umsetzung eines Projektes im Freistaat Sachsen muss eine OG mindestens zwei voneinander unabhängige Akteure umfassen und ihren Sitz in Sachsen haben.

Weitere Informationen zur Sächsischen Vernetzungsstelle der EIP-AGRI finden Sie hier.

Die Herausforderungen der Praxis, die uns zu Feed 4.0 motiviert haben

Die Fütterung hat einen überragenden Einfluss auf Tierwohl und Leistung sowie auf den CO2-Fußabdruck der Milchproduktion. An die Fütterung einer modernen Milchkuh bestehen zahlreiche Anforderungen in Bezug auf Gesundheit, Leistung, Nährstoffkreislauf, Klimawandel und Ökonomie. Futtermittel sind Naturprodukte und daher in verschiedenen Qualitäten und endlichen Mengen verfügbar. So haben Milchviehhalter gemeinsam mit Fütterungsberatern die Fütterung der Tiere sehr genau zu balancieren. Wetterextreme verknappen die Verfügbarkeit von Futtermitteln in zunehmendem Ausmaß. Es gilt daher, neue Wege zu finden, mit denen die Betriebe verfügbare Futtermittel bewerten und bestmöglich kombinieren können, um Tierwohl, Klimabilanz und die Wirtschaftlichkeit nachhaltig zu optimieren.

Bestehende Webplattformen für den Handel von Grundfuttermitteln sind ein erster wichtiger Schritt. Es bedarf jedoch einer intelligenten Weiterentwicklung dieser Marktplätze, damit die Landwirte im betrieblichen Futtermitteleinkauf der Vielzahl an Anforderungen Rechnung tragen und eine schnelle Übersicht über passende Optionen zu Ihrer aktuellen Betriebssituation und Ration erhalten können.

fodjan App im Milchviehstall

Die Lösungsidee: Ein digitaler Futterzukauf-Assistent

Durch die Teilnahme am Projekt »FEED 4.0« soll die Ressourceneffizienz in der Milchviehhaltung durch künstliche Intelligenz im Futtermitteleinkauf der Betriebe verbessert werden.So sollen landwirtschaftliche Betriebe digital bei der betriebsindividuell optimalen Einkaufsentscheidung für Futtermittel unterstützt und die bestehenden Webplattformen mit dem geplanten, digitalen Prototyp verbunden werden.

Die von der OG geplante Plattform basiert auf dem Ansatz von Industrie 4.0. Das bedeutet im konkreten Fall, dass nicht die Landwirte oder Berater selbst das Onlineangebot nach passenden Futtermitteln durchsuchen, sondern ein spezieller Suchalgorithmus diese Aufgabe schneller und wesentlich umfassender automatisch übernimmt. Die Nutzer gewichten Ihre Anforderungen an die Futterration. Der Suchalgorithmus schlägt daraufhin automatisch ein passendes Futtermittel inklusive einer, entsprechend den Zielen optimierten, Empfehlung zum konkreten Einsatz innerhalb der Futterration vor. Dieser Suchalgorithmus fungiert dabei als Assistent. Letztlich entscheiden Landwirte und Berater, welchen Vorschlag sie wählen und passen daraufhin die Ration gegebenenfalls an. Beide Zielgruppen des Systems sollen in den Entwicklungsprozess des Softwareprototypen frühzeitig eingebunden werden.

Die Projektpartner

  • fodjan GmbH: Projektleitung und Koordination der OG sowie Entwicklung des Softwareprototypen und Bereitstellung der Plattform.
  • Agrarberatung Koesling Anderson: Unterstützung bei der Anbindung der Futterindustrie sowie bei der konkreten Einbindung der Vorschläge in die Rationsberechnungsmatrix
  • Luchbergmilch eG – Agrarunternehmen Starbach-Sachsen eG: Durchführung der operativen Tests der Prototypen in Zusammenarbeit mit fodjan
  • Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden: Wissenschaftliche Begleitung des Projekts

Projektergebnisse

Landwirtschaftliche Betriebe können im Ergebnis des Projektes nun digital bei der betriebsindividuell optimalen Einkaufsentscheidung für Futtermittel sowie beim Futtermittelmanagement besser unterstützt werden.

Neben Konzepten und Prototypen für Appfunktionen zur Kotsieb- sowie Schüttelbox-Auswertung und -Dokumentation, wurde zudem ein digitaler Marktplatz für Futtermittel, der von Händlern und Landwirten einfach gespeist werden kann, entwickelt. Daneben wurde auch ein umfassendes Kontraktmanagement zur Reichweitenprognose zugekaufter, aber auch eigener Futtermittel anhand der Nutzeranforderungen umgesetzt. –> Mehr zum Kontraktmanagement

Auf Basis der Projektarbeit wurden zudem mehrere Konzepte zur Umsetzung eines digitalen Feed-4.0 Assistenten erstellt, der mithilfe intelligenter Such-/Vorschlagsfunktionen passende Zukaufsfuttermittel zu den vorhandenen Rationen vorschlägt. Des Weiteren wurden Betrachtungen zum Einsatz von Futtereffizienz und IOFC als Kennzahlen in der Fütterungsberatung und Rationsberechnung erstellt und u.a. in Veranstaltungen wie dem NDL Meet Up 2023 in Dresden präsentiert.

Zudem können bestehende Webplattformen mit den digitalen Prototypen verbunden werden sowie sich zu den erstellten Anforderungen und Konzepten vom Konsortium beraten lassen.

Während des Projektes wurde der Fokus der futtergesundheitlichen Bewertung des Status Quo in der Literatur insbes. auf das neu entwickelte GfE-Modell verlegt, wozu das Konsortium zusammen mit dem LKS in Sachsen konkrete Vorschläge zur Umsetzung in der Praxis erarbeitet hat. Zudem haben sich die Akteure entschieden auch nach dem Projektzeitraum hieran weiterzuarbeiten, um für die Branche eine Sandbox, eine Testversion des neuen Modells in der Rationsberechnung, zu gestalten, um die Neuerungen für Berater und Landwirte greifbarer zu machen.

Bei Interesse an mehr Informationen zu den Projektergebnissen, wie diese bei Ihnen eingesetzt werden können uvm. wenden Sie sich gern an support@fodjan.de. Zudem werden die Projektergebnisse auch auf der Agra am 13.4.2024 im Programmbereich Robotik & Digitalisierung präsentiert.

Algen in der Schweinefütterung – Das Forschungsprojekt AlgaPork

Wir von fodjan sind Teil des EIP-AGRI Forschungsprojektes AlgaPork, in dem wir gemeinsam mit unseren Partnern den Effekt von Mikroalgen in der Schweinefütterung untersuchen.

Kleine Alge, großer Effekt

In der Schweinefütterung sind aktuell mehrere Herausforderungen zu bewältigen. Dazu zählen neben Emissionsthemen und der Erhöhung der Produktionseffizienz insbesondere auch der Einsatz geeigneter bzw. einheimischer Eiweißfuttermittel. Angesichts der wachsenden Weltbevölkerung ist aber auch mehr und mehr eine Futtermittelproduktion notwendig, die wenig Agrarland benötigt, damit dieses für die Produktion von Nahrungsmitteln zur Verfügung steht. Zudem spielt auch der Wunsch des Verbrauchers nach GVO-freier Fütterung, Reduktion des Antibiotika-Einsatzes und dem Tierwohl in der Schweinehaltung eine immer größere Rolle.

In diesem Zusammenhang rückt der Einsatz von Mikroalgen aus dem Chlorella-Cluster in der Schweinefütterung in den Fokus. Chlorella-Mikroalgen sind einzellige Süßwasseralgen, die für verschiedene wertvolle Inhaltsstoffe bekannt sind, so z.B. Proteine, Omega-3-Fettsäuren, Vitamine oder auch sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe. Dabei sind auch der Gehalt und die Wertigkeit des Proteins sehr hoch. Mikroalgen besitzen also das Potenzial, als alternatives Eiweißfuttermittel eingesetzt zu werden und die Futtereffizienz zu verbessern. Aufgrund der Inhaltsstoffzusammensetzung wird Mikroalgen zudem eine immunstimulatorische sowie prä- und probiotische Wirkung zugeschrieben. Damit sind Mikroalgen möglicherweise auch als gesundheitsfördernd einzustufen.

Bild: drak.de

In dem Forschungsprojekt „AlgaPork“ geht es darum, die Wirkung von Mikroalgen in der praktischen Schweinefütterung zu untersuchen, insbesondere auf die Produktmenge, -qualität, die Produktivität und das Tierwohl.

Dabei sollen die Algen direkt auf dem landwirtschaftlichen Betrieb in einem Photobioreaktor produziert und frisch über die Flüssigfütterungsanlage verfüttert werden. Damit wird die Produktion der Algen günstiger, die nötige Biomasse wird direkt vor Ort produziert und die immunstimulatorische Wirkung wird bei Frischfütterung höher eingeschätzt als bei der Fütterung von getrockneten Algen. Damit soll die Tiergesundheit, das Tierwohl und die Wirtschaftlichkeit in der Schweinemast weiter verbessert werden. Wir freuen uns schon auf die Ergebnisse des Versuchs!

Die Projektpartner

Die Versuche werden dabei in der Agraset-Agrargenossenschaft eG Naundorf (Landkreis Mittelsachsen) durchgeführt. Insgesamt werden hier pro Jahr 16.200 Mastschweine pro Jahr gemästet. Daneben betreibt Agraset noch weitere Betriebszweige wie z.B. Pflanzenbau auf 5.260 ha und Milchproduktion mit 950 Milchkühen, mehr Infos auf www.agraset.de. Die Algen werden dann direkt auf dem Betrieb in einem Photobioreaktor produziert und an Tiere in der Vormast verfüttert.

Von der GICON – Großmann Ingenieur Consult GmbH (Dresden) stammt der Photobioreaktor und wird die technische Betreuung des Photobioreaktors übernommen. In diesem werden die Algen kultiviert. Neben ausreichender Nährstoff- und Wasserversorgung sind die Sonnenscheindauer und die Strahlungsintensität ausschlaggebend für das Wachstum der Algen.

Der GICON Photobioreaktor – in diesem werden die Mikroalgen produziert

Wir von fodjan übernehmen die Entwicklung der Software, und der Dateninfrastruktur sowie die Auswertung der Versuche.

Die wissenschaftliche Betreuung sowie die Umsetzung von Vorversuchen im Labor übernimmt die Universität Rostock.

Gefördert wird das Projekt durch das Sächsische Staatsministerium für Energie, Klimaschutz, Umwelt und Landwirtschaft (SMUL) im Rahmen des Entwicklungsprogramms für den ländlichen Raum im Freistaat Sachsen (EPLR).

Aktueller Stand und Projektablauf

Bis Anfang 2021 wurden einige Vorversuche zur Akzeptanz von Algen als Futtermittel durchgeführt. Diese und weitere Versuche im Labor der Uni Rostock ergaben wichtige erste Erkenntnisse. Zudem wurde die Anlage konzipiert bzw. geplant und ein Versuchsplan für den eigentlichen Versuch entwickelt. Erste Versuchsreihen haben sehr positive Ergebnisse gezeigt. Während die Tiergesundheit gesteigert werden konnte, sind der Futtermitteleinsatz und der CO2-Ausstoß reduziert worden. Hier finden Sie eine Veröffentlichung zu den ersten Ergebnissen.

Von Juni 2021 bis Oktober 2022 stehen die praktischen Versuche zum Einsatz von Mikroalgen in der Fütterung der Vormast an. Dazu werden bei mehreren Vormastgruppen mit jeweils 300 Tieren zusätzlich 5 Wochen lang mit Mikroalgen aus dem Chlorella-Cluster gefüttert. Insgesamt können so im Versuchszeitraum über 2000 Schweine gefüttert werden, welche mit der gleichen Anzahl von Schweinen unter gleichen Haltungsbedingungen, aber ohne Algenzufütterung, verglichen werden.

Es werden auf der einen Seite Daten zu Tierwohl, Produktivität und Tiergesundheit erhoben (z.B. Zunahmen, Produktqualität, Krankheiten, …). Mithilfe innovativer Sensorik werden zudem noch zusätzliche Daten erfasst.

Die Datenverarbeitung und -auswertung erfolgt geplanterweise bis Dezember 2022.

Hier schon einige Bilder aus den Vorversuchen:

Den Schweinen scheints zu schmecken. Wir freuen uns schon auf die nächsten Untersuchungsergebnisse!

Wir sind Teil des ReMissionDairy-Projekts

Wir sind Teil des 3-jährigen BLE Innovationsprojekts ReMissionDairy für eine effiziente Milchkuhfütterung.

Das sind die Ziele von ReMissionDairy

Angesichts der weltweiten strukturellen Entwicklungen und Klimaänderungen werden von der Landwirtschaft und insbesondere der tierischen Produktion Strategien zur Steigerung der Produktionseffizienz und zur Minimierung der Klima- und Umweltwirkungen gefordert. Diesem Appell geht das Verbundprojekt ReMissionDairy nach: Mithilfe innovativen Fütterungscontrollings und -managements sollen die Fütterungseffizienz gesteigert und die Methanemissionen aus der Milchviehhaltung gesenkt werden. Ziel von ReMissionDairy ist daher die Einrichtung einer Web-Plattform, die Fütterungsstrategien zur Minderung von Methan- und Stickstoffemissionen unterstützt und somit die Effizienz in der Milchviehhaltung steigert.

Die geplante innovative Web-Plattform soll als Basis für das selbständige Fütterungscontrolling und -management im Betrieb dienen und aktuelle Kennzahlen zur Effizienz zur Verfügung stellen. Auf diese Weise unterstützt ReMissionDairy deutschlandweit Landwirte dabei, Managemententscheidungen auf Tiergruppen- und Herdenebene informationsbasiert zu treffen. Optimierungsmaßnahmen können unter Berücksichtigung von Tiergesundheitsaspekten gezielt geplant und umgesetzt werden. Damit können die Produktionseffizienz betriebsindividuell und nachhaltig gesteigert und die Umweltwirkung des einzelnen Betriebes reduziert werden.

Auf 30 Pilotbetrieben, die im Rahmen einer Fütterungsberatung intensiv betreut werden, werden über zwei Jahre exakte Fütterungsdaten erhoben und ausgewertet. Die Daten zur Fütterung werden mit den Daten aus der Milchleistungsprüfung und Milchgüteprüfung sowie weiteren tierbezogenen Daten zusammengeführt. Die Schätzung des Energiestatus und der Methanemissionen der Kuh erfolgt auf der Basis von Milch-MIR-Spektren. Die Ergebnisse aus der Berechnung von Leistungs-, Emissions- und Fütterungsparametern werden zur Kalkulation von Einsparpotenzialen genutzt. So kann die ReMissionDairy Web-Plattform Landwirte und Fütterungsberater dabei unterstützen, die Fütterungseffizienz zu steigern.

Das Projektteam

ReMissionDairy ist ein Verbundprojekt, in dem Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft ihr Knowhow und ihre Erfahrung einbringen. Das Projektteam umfasst folgende Partner: Vereinigte Informationssysteme Tierhaltung w. V. (vit), Deutscher Verband für Leistungs- und Qualitätsprüfungen e. V. (DLQ), Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, die Landeskontrollverbände in Baden-Württemberg, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen und Weser-Ems sowie die beiden Firmen agrosom und uns, fodjan.

Mehr zu ReMissionDairy finden Sie hier: https://remission-dairy.de/

fodjan & Uni Hohenheim entwickeln App für Kenia

Wissenschaftliche Erkenntnisse in die landwirtschaftliche Praxis umzusetzen, scheitert oft daran, dass das Bindeglied zwischen beiden Bereichen fehlt und es zu keiner Umsetzung kommt. Das ist selbst in Europa oft nicht ganz einfach, noch viel schwieriger ist es aber in Entwicklungsländern z.B. in Afrika. Die Digitalisierung bietet hier jedoch viele Chancen, neue Wege zu gehen. Diese Chance haben Frau Prof. Dr. Uta Dickhöfer und ihr Team am Fachgebiet für Tierernährung und Weidewirtschaft in den Tropen und Subtropen der Universität Hohenheim erkannt und sich zum Ziel gesetzt, die Milchviehfütterung in Afrika zu verbessern, indem sie den Landwirten ihre Forschungsergebnisse mit Hilfe von Smartphones direkt „in die Hand geben“.

Milchviehbetriebe in Afrika

Milchbauer mit seinen Kühen in Kenia

Kleine und mittlere Milchviehbetriebe spielen eine bedeutende Rolle in der Versorgung mit Milch und Milchprodukten und als Einkommensquelle für Millionen von Menschen im sub-saharischen Afrika. Die Betriebe halten meist 1-15 Milchkühe lokaler Rassen oder deren Kreuzungen mit exotischen Milchviehrassen wie Holstein- oder Jerseyrindern. Die Fütterung basiert je nach Jahreszeit auf Weidefutter, angebauten Futtergräsern, Ernteresten (z.B. Stroh und Laub von Kulturpflanzen) und zugekauften Kraftfuttermitteln. Insbesondere der Mangel an Grundfutter und dessen geringer Futterwert, aber auch fehlende Kenntnisse zur Fütterung und zu einem, dem Bedarf der Tiere angepassten, Einsatz von Kraftfuttern, begrenzen die Gesundheit und Leistung der Tiere und somit die Profitabilität der Milchviehhaltung. Wir wollen den Landwirten daher eine digitale Entscheidungshilfe bereitstellen, anhand der sie Informationen zu ihren Futtermitteln bekommen und die Fütterung ihrer Tiere verbessern können.

Start des Tropenprojekts

Futtermittel in Kenia – hauptsächlich Gras und Buschwerk

Im ersten Schritt der Entwicklung wurde das Futterbewertungsmodell mit Bedarfswerten für Energie und Protein der lokal genutzten Milchviehrassen unter dortigen Haltungsbedingungen angepasst. Eine weitere wichtige Datengrundlage ist die Futtermitteldatenbank. Hier wurden Informationen zum Futterwert wichtiger tropischer Grund- und Kraftfutter aus vorherigen Studien des Fachgebietes, aber auch aus wissenschaftlichen Publikationen und öffentlich zugänglichen Übersichtstabellen in einer Datenbank zusammengetragen.

An diesem Punkt begann unsere Zusammenarbeit. Aus dem vorhandenen Wissen und gegebenen Daten hat fodjan eine individuelle App-Version für Hohenheims Tropenprojekt entwickelt. Dieser erste Prototyp wurde von einer Masterstudentin der Universität drei Monate lang in Kenia in der Praxis getestet. Sie hat den lokalen Milchviehbauern die App vorgestellt, Rationen gerechnet und viele Ideen für die nächsten Entwicklungsschritte gesammelt. Positiv überrascht waren alle Beteiligten über das schier große Interesse seitens der Landwirte und Organisationen.

Wir freuen uns daher auf die weitere Zusammenarbeit.