Inspirierende Ideen: Biosensoren in der Milchviehhaltung

In den letzten 20 Jahren haben sowohl Estland als auch Finnland ihre Landwirtschaft modernisiert, insbesondere im Milchsektor. Die Produktion und die Effizienz wurden optimiert. Die Milchviehbetriebe in den beiden Ländern weisen jedoch einige grundlegende Unterschiede auf. Die größten estnischen Milchviehbetriebe werden wie Industriebetriebe mit bis zu 2 000 Kühen pro Betrieb geführt. In Finnland sind die Milchviehbetriebe zwar sehr modern, aber typischerweise familiengeführt und haben nur selten mehr als 500 Kühe.

Der estnische Milchwirtschaftscluster (EDC) leitet diese OG und die grenzüberschreitende Zusammenarbeit. Seit 2018 arbeitet MAVAS parallel zur finnischen OG SMARTFEED, die von der Universität Oulu koordiniert wird. Beide befassen sich mit dem Einsatz von Biosensoren in der täglichen Milchviehhaltung.

MAVAS – Estland

Anfang 2017 gab der EDC die Entwicklung einer technischen Plattform für ein Biosensorsystem in Auftrag, mit dem die häufigsten Mastitis-Erreger in der Milch nachgewiesen werden können. Die Sensoren können die Erreger innerhalb von 20 Minuten identifizieren. Als zweite Phase dieser Entwicklungsarbeit wurde die MAVAS OG gegründet, deren Ziel es ist, einen Express-Prototyp zu entwickeln und diesen in landwirtschaftlichen Betrieben zu testen.

An dieser OG sind Mitglieder des EDC und wissenschaftliche Partner wie TorroSen Ltd, der estnische Tierzüchterverband, die estnische Universität für Biowissenschaften und das Kompetenzzentrum für Gesundheitstechnologien beteiligt.

Hardi Tamm, der auch Vorsitzender des EDC ist, erklärt: „Das Projekt umfasst den Vergleich der Biosensorergebnisse mit anerkannten Labormethoden, die Optimierung der Messmethoden in verschiedenen Betrieben, die Vorbereitung eines Biosensor-Prototyps und die Prüfung der Analysegeräte in den Betrieben sowie die Bestimmung der Erregerzahl in mastitisbefallener Milch. Die verschiedenen Arten von Mikroben, die Mastitis verursachen, werden in den einzelnen Betrieben identifiziert. Prototypische Sensorgeräte werden in den Betrieben aufgestellt, um die Verteilungsmuster der Erreger zu kartieren. Dies ermöglicht es den Landwirten, die Geräte zu testen und Rückmeldungen über ihren Einsatz unter realen Betriebsbedingungen zu geben.“

SMARTFEED Finnland

SMARTFEED, die finnische OG, zielt darauf ab, Methoden, Werkzeuge, Analytik und Datentransfer zu entwickeln, um ein System zur Überwachung der Silagequalität sowie der Energie- und Proteinbilanz von Milchkühen in landwirtschaftlichen Betrieben zu schaffen. „Das Ziel ist es, die Effizienz, Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit der Betriebe zu steigern, indem die Futterkosten gesenkt werden. Schnelle, halbautomatische Messsysteme verringern auch den Arbeitsaufwand“, erklärte Pekka Kilpelainen, der Projektleiter von SMARTFEED.

Im Rahmen des Projekts werden mehrere Instrumente entwickelt und getestet, die hauptsächlich auf Biosensoren zur Überwachung des Wohlbefindens der Milchkühe und des Nährstoffhaushalts basieren. Diese werden eine schnelle Probenahme und Analyse von Silage und Futter für die Betriebe sowie die Speicherung und Nutzung von Messdaten ermöglichen.

Für die finnische OG ist es sehr wichtig, die Landwirte als zentrale Akteure in das Projekt einzubinden und aktiv an der internationalen Zusammenarbeit zu beteiligen. So werden Informationen direkt an sie weitergegeben und sie haben die Möglichkeit, von Gleichgesinnten zu lernen.

Zu den Mitgliedern dieser finnischen OG gehören die Abteilung für Messtechnik an der Universität Oulu, ProAgria Rural Advisory Services (finnisches Netz von Beratern für den ländlichen Raum), die finnischen Unternehmen MTech Digital Solutions und SEMES (Hersteller von Silageprobenahmegeräten), acht Milchviehbetriebe und ein Tierarzt.

Zwei Operationelle Gruppen bündeln ihre Kräfte

Schließlich planen beide Seiten, ihre Entwicklungen in landwirtschaftlichen Betrieben ihrer Länder zu testen, um die Fähigkeit und Wirksamkeit der Biosensoren unter verschiedenen Bedingungen zu bewerten. „Wir fanden diese Zusammenarbeit nützlich, weil die Kombination von Sensoren hilft, optimale Lösungen zu finden. Der multilaterale Wissenstransfer und Erfahrungsaustausch findet nicht nur zwischen Wissenschaftlern statt; er ist ein positives Ergebnis der Zusammenarbeit. Wir empfehlen diese grenzüberschreitende Praxis nachdrücklich, um die europäische Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern“, fügte Herr Tamm hinzu.

Ende April 2019 besuchte SMARTFEED seine estnischen Kollegen. Zu der Gruppe gehörten Landwirte, Forscher, Vertreter der ländlichen Beratungsorganisation ProAgria und ein kommunaler Tierarzt. Die Landwirte waren tatsächlich am eifrigsten dabei, Fragen zu stellen, als SMARTFEED drei estnische Betriebe besuchte: einen kleineren Bio-Betrieb mit 200 Kühen, einen Betrieb mit 2 300 Kühen und einen mittelgroßen Betrieb mit 700 Kühen. Die finnischen Studenten der Veterinärwissenschaften von der Estnischen Universität für Biowissenschaften fungierten als Dolmetscher und halfen den Landwirten bei der Kommunikation. Wissenschaftler und Verwaltungsmitarbeiter der Projekte erörterten künftige gemeinsame Forschungs- und Entwicklungspläne. Schließlich besuchten sie alle die größte baltische Landwirtschaftsausstellung, Maamess, in Tartu.