Zusammenfassung Diplomarbeit Envirolyte Schwein 2007

„Auswirkung von elektro-aktiviertem Wasser auf die Leistungen von Sauen und Ferkeln während der Säugeperiode"

Barbara Hahn ¹⁾, Henning Willeke ¹⁾ und Jakob Lechner ²⁾

¹⁾ Fachhochschule Weihenstephan/Triesdorf

²⁾ Unabhängige Erzeugergemeinsschaft Hohenlohe-Franken, Niederstetten

Einführung

Wasser ist das wichtigste Futtermittel eines Tierbestandes. Mit der angebotenen Quantität und Qualität steht und fällt nicht selten die Tierleistung und Tiergesundheit.

Zur Hygienisierung des Tränkewasser steht eine Reihe von Verfahren und Aufbereitungsprodukten zur Verfügung, relativ neu in der Tierhaltung sind Produkte aus dem Bereich Chlorelektrolyse bzw. elektro-aktiviertes Wasser. Neben der Listung in der Biozid-Verordnung sind diese Verfahren zur Hygienisierung von Trinkwasser nach § 11 der dt. TrinkVO und der Liste des Bundesumweltamtes unter „Elektrolytische Herstellung von Chlor vor Ort" seit November 2006 zugelassen und im Entwurf des Arbeitsblattes W 229 beschrieben.

Ziel dieser Arbeit ist es, innerhalb von Versuchen zu klären, in welcher Weise sich der Einsatz von neutralem Anolyte auf die Leistungsparameter von Ferkeln und Sauen während der Säugeperiode auswirkt.

Material und Methode:

Systembeschreibung Grundprinzip Chlorelektrolyse aus Wasser und Sole

Elektro-aktiviertes Wasser entsteht als Endprodukt einer speziellen Chlorelektrolyse, d.h. Gewinnung einer schwachchlorigen Lösung aus einer Salzsole (NaCl) und kalkfreiem Wasser mittels eines elektrischen Reaktors durch eine ionen-selektive Membran bzw. Diaphragma getrennte Elektrodenkammern vor Ort.

Grafik A - Basisreaktionen Anolyte und Catholyte

Die Endprodukte der Anodenkammer werden generell als „Anolyte" bezeichnet, die Endprodukte der Kathodenkammer als „Catholyt".

Innerhalb des Versuches wurde eine Besonderheit der elektro-chemischen Aktivierung verwendet - sog. „neutrales Anolyte".

Hierbei werden kalkfreies Wasser versetzt mit einer vollgesättigte Salzsole nur der Kathodenkammer zugeführt und darauf folgend durch die Anodenkammer geleitet. Die Gewinnung von Catholyt als alkalische Komponente aus dem Prozess wird hierbei nur optional vorgenommen.

Es bestehen erhebliche Unterschiede zu „saurem Anolyte", welches sich durch einen pH 2 - 3 und den Wirkstoffen Cl2 (freies Chlor) und in Teilen Chlordioxid auszeichnet (Cl02).

Grafik B Systembeschreibung/Basisreaktionen bei Herstellung neutrales Anolyte *

Catholyt

                      * alkalische Sole = Catholyt            H20 (Wasser) + NaCl (Salz als Sole)

                     * Quelle: Kaehn (2007)

Inhaltsstoffe und Eigenschaften „neutrales Anolyte" aus einer Envirolyte®-Anlage:

Neutrales Anolyte als schwachchlorige Lösung zeichnet sich v. a. durch einen mittleren pH-Wert (7,5 bis 8,5 pH) und dem Hauptwirkstoff hyperchlorige Säure mit einem Redox-Potential zwischen 780 und 900 mV aus, das mit einer einfachen Stromspannungsmessung erfasst werden kann.

Die desinfizierenden Eigenschaften entstehen v. a. durch die Entstehung bzw. Kombination verschiedener weiterer Oxidantien aus der hyperchlorigen Säure (HOCl), Hyperchloridionen (OCl ^-) und in/aus dem Wasser entstehendem Sauerstoff (02), Ozon (03) und Hydroxidionen.

Durch die von statten gegangenen Redox-Reaktionen sind diese Inhaltstoffe „aktiviert": Ihr Redoxpotential (die Bereitschaft mit anderen Stoffen zu reagieren) ist höher, aktiver, da die Wassermoleküle Energie aus den elektrischen Feldern aufnehmen und somit in einen energiereichen Elektronenzustand angehoben werden.

Darüber hinaus werden die im aufbereitetem Gesamtwasser durch Wasserstoffbrückenbindungen entstandenen „Wassercluster" im Reaktionsprozess aufgelöst - das Produkt hat eine vermehrte Benetzungseigenschaft (s. Kaehn, 2007).

Bild 1 Envirolyte-Anlage mit vorgeschaltetem Entkalker, Faß im Vordergrund zur Herstellung der Salzsole, weitere Fässer Auffangbehälter für 100%iges Anolyte.

Die Versuche wurden auf zwei Betrieben durchgeführt, die mit je einer Wasseruhr für die Versuchs-und Kontrollgruppe ausgestattet wurden.

Im Betrieb A einer Großanlage mit 800 Sauen (geschlossenes System Altgebäude, Abferkelung auf Stroheinstreu/unperforiert) stand ein Abferkelabteil mit je 21 gegenüberliegenden Abferkelbuchten zur Verfügung.

Im Versuch standen 39 Kreuzungssauen zur Verfügung (20 Sauen als Versuchs-und 19 als Kontrollgruppe).

Der Betrieb wird mit Stadtwasser versorgt. Bei einer Seite (21 Abferkelbuchten) wurde eine Zudosierung von 5 %igem neutralem Anolyte aus einer Envirolyte®-Systemanlage vorgenommen. Die Kontrollseite erhielt unbehandeltes Tränkewasser.

Versuchsabteilung mit 2 x 21 Abferkelbuchten, Wasserversorgung (Stadtwasser) konnte so organisiert werden, daß eine Seite a 21 Buchten mit normalen Wasser und die andere zweite Seite mit 5% Anolyte versorgt werden konnte.

Zusätzlich wurde den Sauen in der Versuchsgruppe 4 Tage vor bis 3 Tage nach dem Abferkeln täglich jeweils 2 x 2 Liter 100%iges Anolyte in den Trog zur Steigerung der Wasseraufnahme verabreicht.

Die Fütterung der Sauen bestand aus einer Futtermischung aus Weizen, Gerste, Sojaöl und einem Ergänzungsfutter, welches ad libitum angeboten wurde. Die Inhaltsstoffe waren 13,4 MJ ME , 16,9 XP, 5,5 % XF, 0,9 % Lysin und 37,4 % Stärke. Den Ferkeln wurde ab dem 10ten Tag ein Prestarter angeboten.

Der Anolyteeinsatz wurde durch ph-und Redoxpotentialmessungen überprüft. Hierbei wurde in der Kontrollgruppe ein Redoxwert von 330 mV des unbehandelten Wassers am Nippel bei einem ph-Wert von 8,2 festgestellt.

In der Versuchsgruppe konnte an den Tränkenippeln von Sau und Ferkeln in der letzten Bucht ein Redoxwert von 770 mV bei einem ph-Wert von 8,3 (5 %iges Anolyte) gemessen werden, ausgehend von einem Redox in 100%igem Anolyte von 790 mV.

Betrieb B war ein spezialisierter Abferkelbetrieb mit 60 Abferkelplätzen (strohlos), integriert in ein arbeitsteiliges Ferkelerzeugungssystem (betriebsgetrenntes Decken, Warten und Abferkeln).

Zur Verfügung standen ein Abteil mit 28 Plätzen als Kontrollgruppe mit unbehandeltem Fernwasser und 4 Abteile mit je 8 Plätzen als Versuchsgruppe mit 3 %igem Anolyte versetztem Fernwasser.

Die Versuchssauen waren Zweirassen-Kreuzungstiere aus DE und DL, nach der Züchtung BW-Hybrid, die mit Pietrain gekreuzt wurden.

Die Inhaltsstoffe der Futtermischung lauten wie folgt: 13,06 MJ ME, 16,88% XP, 5,3% XF, 39,27% Stärke, 1,04% Lysin. Die Rohstoffe der Mischung waren Gerste, Weizen, Grünmehl/ Luzerne, Sojaöl und einer externen Futtermischung. Ab dem zehnten Lebenstag wurde den Ferkeln Prestarter angeboten.

Das 100%ige Anolyte wies ein Redoxpotential von 770 mV bei einem pH-Wert von 8,65 auf. An den Ferkelnippeln der am weitesten entfernten Bucht der Versuchsgruppe stellte sich bereits nach einer Woche ein Redoxpotential von 765 mV bei einem pH-Wert von 7,67 ein. Dagegen lag das Redoxpotential an den Ferkelnippeln der Kontrollgruppe bei 505 mV bei einem pH-Wert von 7,6.

Zusätzlich bekamen die Sauen vier Tage vor, bis drei Tage nach dem Abferkeln täglich zwei Liter 100%iges Anolyte zur Steigerung der Wasseraufnahme direkt in den Trog.

Es wurden 2 Versuchsdurchgänge mit jeweils 28 Sauen in der Kontrollgruppe und 32 Sauen in der Versuchgruppe im ersten Versuchsdurchgang und 28 zu 28 Sauen im zweiten Versuchsdurchgang ausgewertet.

Das Sauenalter bzw. die Wurfnummern wurden sowohl im Betrieb A als auch im Betrieb B bei Gruppenbildung berücksichtigt und eine gleichmäßige Verteilung durchgeführt.

Versuchsergebnisse Betrieb A

Die Sauen verbrauchten durchschnittlich 22,5 Liter Wasser pro Tag in der Versuchsgruppe und 20,6 Liter in der Kontrollgruppe, wobei über die ganze Säugeperiode die Wasseraufnahme in der Versuchsgruppe deutlich höher lag (siehe Grafik 2).

Tabelle 1 : Wurfleistungsergebnisse im Betrieb A

Die Anzahl geborener Ferkel mit 15,15 % und 13,89 % in der Kontrollgruppe ist als ausgesprochen hoch zu bezeichnen. Die Anzahl tot geborener Ferkel ist mit 1,26 trotz der höheren Ausgangswurfgröße im Vergleich Kontrollgruppe um 0,74 Ferkel niedriger.

Insgesamt bestand beim Absetzen ein Differenz von 0,36 Ferkel. Die höhere Verlustrate in der Versuchsgruppe ist aufgrund der Einzelwiegung ganz deutlich auf die niedrigeren Geburtsgewichte in dieser Gruppe zurückzuführen.

Sauenkondition Betrieb A

Die Rückenspeckdicke wurde mit Hilfe eines Ultraschallgerätes gemessen. Beim Einstallen wurde für die Tiere der Versuchsgruppe 16,6 mm bzw. die der Kontrollgruppe 17,4 mm gemessen.

Beim Ausstallen waren diese Werte 13,0 mm bzw. 13,6 mm, also in beiden Gruppen war die Verminderung der Rückenspeckdicke gleich groß.

Ferkelgewichte Betrieb A

Die Gewichte der Ferkel wurden am Tag der Geburt 5.10, am 18.10. und am 30.10.2006 festgestellt. Bedingt durch die höhere Wurfgröße in der Versuchsgruppe waren die Ferkelgewichte um 90 g (hochsignifikant) leichter als in der Kontrollgruppe (1,34 kg vs 1,43 kg). Am 14.ten Lebenstag betrug die Differenz 170 g (signifikant verschieden) und am 26ten Lebenstag konnten keine signifikanten Gewichtsunterschiede zwischen den Gruppen festgestellt werden: Die Ferkel wogen 6,94 kg im Schnitt in der Versuchgruppe und 7,02 kg in der Kontrollgruppe. Die Gewichtsunterschiede sind weitgehend aufgeholt worden, wie auch das Diagramm zeigt.

           Grafik 3 Versuchsergebnisse Betrieb B

Tabelle 2 : Wasserverbrauch in Liter je Sau und Tag

Der Wasserverbrauch im Betrieb B liegt wie die Tabelle 2 ausweist auf sehr hohem Niveau.
Im Durchgang 1 wurden fast gleiche Wassermengen aufgenommen, im Durchgang 2 zeigte die
Versuchsgruppe um ca. 1,3 Liter je Sau und Tag verminderte Wasseraufnahme.

Tabelle 3: Wurfleistung Ferkel pro Sau Betrieb B

Im ersten Durchgang liegen die lebend geborenen Ferkel in der Versuchsgruppe mit 10,97 Ferkeln pro Wurf fast um ein halbes Ferkel höher, bei fast identisch geborenen Ferkeln. Die tot geborenen Ferkel sind in der Versuchsgruppe um 0,37 Ferkel signifikant geringer. Die prozentualen Verluste aufgrund von Totgeburten liegen bei 5,3% in der Versuchsgruppe und 7,4 % in der Kontrollgruppe. Da zudem die zusätzlichen Verluste während der Säugeperiode in der Versuchsgruppe niedriger ausfallen als in der Kontrollgruppe, wird in der Versuchsgruppe über ein halbes Ferkel mehr abgesetzt.

Im zweiten Durchgang beträgt die Differenz totgeborene Ferkel zwischen Versuchs-und Kontrollgruppe -0,1 Ferkel. Hier waren in der Versuchsgruppe bei zwei Würfen 7 totgeborene Ferkel festgestellt worden, so daß hierdurch der Mittelwert der Ferkelzahlen der übrigen Sauen erheblich verschoben wurde.

Aufgrund der niedrigeren Anzahl totgeborener Ferkel in den Versuchen zuvor wurde aufgrund der Beobachtung, daß die Sauen in der Versuchsgruppe bei der Geburt durch vermehrte Schleimbildung einen deutlich kürzeren Geburtsablauf durchliefen im zweiten Durchgang auf dem Betrieb B die Geburtsdauer mit erfaßt.

In der Kontrollgruppe im zweiten Durchgang betrug die durchschnittliche Abferkeldauer 5 Stunden und 11 Minuten, hingegen in der Versuchgruppe 3 Stunden und 41 Minuten. Diese erhebliche Verkürzung der Geburtsdauer könnte einen Grund für die niedrigere Anzahl totgeborener Ferkel pro Wurf sein.

Tabelle 5 : Ferkelgewichte Erfassung Betrieb B

*) mit unterschiedlichen Buchstaben gekennzeichnete LSQ-Mittelwerte sind hochsignifikant (p<=0,01) voneinander verschieden

Die Geburtsgewichte waren in beiden Durchgängen mit durchschnittlich über 1,6 kg relativ hoch. Im ersten Durchgang waren die Ferkel der Kontrollgruppe um 90 g schwerer, wohingegen im

zweiten Durchgang die Versuchsgruppe 40 g höhere Geburtsgewichte aufzeigte. Bei Wiegung vor dem Absetzen konnten im ersten Durchgang mit 8,36 kg in der Versuchsgruppe vs 8,32 kg in der Kontrollgruppe bzw. 8,27 kg zu 8,09 kg im zweiten Durchgang relativ gute Absetzgewichte, aber keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden.

Zu Beginn des zweiten Durchgangs merkte der Betriebsleiter an, daß im Stall der Kontrollgruppe erfahrungsgemäß höhere Absetzgewichte erzielt werden. Aus diesem Grunde wurde ein dritter Durchgang durchgeführt und alle Abteile mit 5 %igem Anolyte versorgt. Die Beobachtung, daß die Geburtsdauer durch einen höheres Auftreten von geburtserleichterndem Gebärkanalschleim Verkürzt werden, konnte bestätigt werden. Die Wiegung der Ferkel bei Geburt und Absetzen erbrachte eine um 230 g höhere Zunahme je Ferkel in der Säugeperiode im Abteil der Kontrollgruppe.

Die Ergebnisse aus den Durchgängen 1 und 2 auf dem Betrieb B müßten also betreffend der Absetzgewichte um 230 g korrigiert werden, so daß die Versuchsgruppe deutlich höhere Zunahmen in der Säugeperiode erzielte.

Es bestehen Anzeichen, daß die Aufzuchtferkel aufgrund der unter der Sau erworbenen verbesserten Vitalität verbessertes Wachstum zeigten. In einem Pilotversuch konnte dies bereits nachgewiesen werden, aber es bedarf hierzu weiterer Exaktversuche.

Fazit:

In der Schweineproduktion gilt es Reserven auszuschöpfen. Die ausreichende Versorgung der Tiere mit einwandfreiem Wasser ist aus tiergesundheitlichen Gründen Veraussetzung.

Im Rahmen eines Versuches wurde geprüft, ob elektro-aktiviertes Wasser über die Hygienisierung des Tränkewassers hinaus sich auf die Leistungen der Sauen auswirkt.

Die Wurfgröße konnte nicht beeinflußt werden, da die Tiere von Versuchs-und Kontrollgruppe im Deckzentrum und Wartebereich gleich behandelt worden sind. Die Anzahl der totgeborener Ferkel lies sich um durchschnittlich 0,4 verringern, was auf die verkürzte Geburtsdauer zurückzuführen ist.

In der Säugeperiode konnten tendenziell bessere Zunahmen festgestellt werden. Im Betrieb A und im ersten Durchgang im Betrieb B waren in der Versuchsgruppe die Gewichte bei der Geburt signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe. Beim Absetzen bestanden hingegen keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen, d.h. die Ferkel der Versuchsgruppe hatten aufgeholt.

Im Betrieb B muß aufgrund der nachträglich festgestellten Abteileffekte davon ausgegangen werden, daß die Ferkel der Versuchsgruppe 230 g mehr zunehmen als in der Kontrollgruppe.

Der Wasserverbrauch konnte im Betrieb A in der Versuchsgruppe (durchschnittlich 22,5 vs 20,6 Liter/Sau u. Tag) um 10 % erhöht werden. Im Betrieb B bestand grundsätzlich eine deutlich höhere Wasseraufnahme, die zwischen den Durchgängen schwankte (durchschnittlich 33,31 vs 33,53 im D1 und 26,56 vs 27,92 Liter je Sau u. Tag).

Es bedarf einer Langzeitstudie in wie weit sich der Einsatz von Anolyte auf die Gesundheit der Sau und damit deren Leistung auswirkt.

Literatur:

Kaehn, K. (2007): Anmerkungen zum Gelbdruck W 229 Fbmt, Proceedings 8.ter Würzburger Medizinkongress, Seite 156

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