Ein Melkroboter arbeitet rund um die Uhr. Die Beleuchtung rund um das automatische Melksystem darf deshalb nicht einfach nach denselben Regeln geplant werden wie das Licht in einem konventionellen Melkstand. Kühe sollen den Roboter auch nachts problemlos erreichen, gleichzeitig braucht die Herde eine klar erkennbare Dunkelphase. Für Wartung, Reinigung und Tierkontrolle benötigen Menschen wiederum deutlich mehr Licht als eine Kuh zur nächtlichen Orientierung.
Die Lösung besteht deshalb nicht in einer dauerhaft hellen Beleuchtung am AMS, sondern in getrennten Lichtniveaus für Tagesbetrieb, Nachtorientierung und Arbeiten am Melkroboter. Während der Tagesphase sollten Übergänge zum Roboter gleichmäßig beleuchtet sein. In der Dunkelphase empfiehlt die DLG für eine Orientierungslampe am automatischen Melksystem höchstens 10 Lux. Für Arbeiten am Tier oder an der Technik sollte zusätzlich separat schaltbares helles Arbeitslicht vorhanden sein.
Grundlagen zu den Beleuchtungsstärken im Stall finden sich unter Wie viel Lux braucht ein Kuhstall?. Den übergeordneten Zusammenhang zwischen Tages- und Nachtbeleuchtung erläutert Stallbeleuchtung für Rinder.
Warum ist Licht am Melkroboter besonders wichtig?
Beim automatischen Melken bewegen sich Kühe selbstständig zwischen Liegebereich, Fressplatz und Melkroboter. Anders als beim konventionellen Melkstand gibt es damit keinen festen Zeitraum, in dem die gesamte Herde zum Melken zusammengetrieben wird. Der Zugang zum AMS muss grundsätzlich auch in den Abend- und Nachtstunden funktionieren.
Für die Kuh bedeutet das: Sie muss Laufweg, Eingang, Roboterbox und Ausgang sicher erkennen können. Gleichzeitig sollte die Nacht nicht durch eine dauerhaft helle Lichtinsel unterbrochen werden. Für den Menschen entstehen andere Anforderungen. Bei einer Kontrolle müssen beispielsweise Euter, Zitzen, Verschmutzungen und technische Komponenten erkennbar sein. Reinigung und Wartung benötigen ebenfalls ausreichend Licht.
Eine einzige Beleuchtungsstärke kann beide Aufgaben deshalb nur schlecht erfüllen.
Wie viel Lux braucht ein Melkroboter?
Hier muss zwischen Tag, Nacht und Arbeitsbeleuchtung unterschieden werden.
Während der normalen Tagesphase gelten für den umliegenden Lauf- und Aufenthaltsbereich ungefähr 150 Lux als sinnvolle Orientierungsgröße. Auch der Weg zum Melkroboter sollte gleichmäßig und ausreichend beleuchtet sein.
Während der Dunkelphase sieht es anders aus. Die DLG empfiehlt, dass eine Orientierungslampe am AMS keinesfalls mehr als 10 Lux erzeugt. Die Nachtbeleuchtung soll die Dunkelphase möglichst wenig beeinträchtigen.
Für Wartungs-, Reinigungs- und Kontrollarbeiten darf das Licht dagegen deutlich heller sein. Hier steht die sichere Arbeit des Menschen im Vordergrund.
| Situation | Beleuchtung |
|---|---|
| Tagesphase im Tierbereich | ca. 150 Lux |
| Zugang und Laufbereich tagsüber | ca. 150 Lux, möglichst gleichmäßig |
| Nachtorientierung am AMS | höchstens ca. 10 Lux |
| Kontrolle, Reinigung, Wartung | separat zuschaltbares helles Arbeitslicht |
Die Werte zeigen, warum ein automatisches Melksystem idealerweise mehrere Lichtkreise oder zumindest unterschiedliche Schaltstufen benötigt.
Brauchen Kühe nachts Licht am Melkroboter?
Nicht unbedingt.
Rinder verfügen über ein ausgeprägtes Dämmerungssehen. Eine reflektierende Schicht im Auge, das Tapetum lucidum, unterstützt die Nutzung geringer Lichtmengen. Die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft weist deshalb darauf hin, dass Rinder nachts nur wenig Licht zur Orientierung benötigen.
Auch eine Untersuchung, bei der Kühe unter unterschiedlichen Lichtbedingungen durch einen Hindernisparcours liefen, liefert einen interessanten Hinweis: Selbst vollständige Dunkelheit verringerte in diesem Versuch weder Gehgeschwindigkeit noch Schrittfrequenz. Die Kühe konnten sich also trotz Hindernissen orientieren.
Daraus folgt nicht, dass jeder AMS-Bereich vollkommen dunkel sein muss. Es zeigt aber, dass eine helle Dauerbeleuchtung nicht notwendig ist, nur damit eine Kuh nachts ihren Weg findet.
Warum maximal 10 Lux während der Dunkelphase?
Die Grenze hängt mit dem biologischen Tag-Nacht-Rhythmus zusammen.
Licht steuert bei Rindern nicht nur das Sehen. Es beeinflusst auch die Melatoninbildung und damit den circadianen Rhythmus. Während der hellen Tagesphase ist die Melatoninkonzentration niedrig, während sie nachts ansteigt.
Die DLG verweist auf Untersuchungen, nach denen Beleuchtungsstärken von 10 Lux oder weniger den normalen nächtlichen Anstieg der Melatoninkonzentration ermöglichten. Daraus wird die Empfehlung abgeleitet, während der Dunkelphase auch bei Not- und AMS-Beleuchtungen 10 Lux nicht zu überschreiten.
Mehr über die erforderliche Dauer dieser Dunkelphase steht im Beitrag Wie lange brauchen Kühe Licht und Dunkelheit?.
Eine helle Lichtinsel vor dem Roboter vermeiden
Nicht nur der absolute Luxwert ist wichtig. Für den Kuhverkehr spielt auch die Verteilung des Lichts eine Rolle.
Rinder passen ihre Augen langsamer an starke Helligkeitsunterschiede an als Menschen. Läuft eine Kuh aus einem dunklen Stallbereich unmittelbar auf einen sehr hell beleuchteten Melkroboter zu, muss sie sich an den Wechsel anpassen. Umgekehrt gilt das Gleiche beim Verlassen eines hellen Bereichs in einen dunklen Laufgang.
Die DLG empfiehlt deshalb für Melkstand und automatisches Melksystem, auffällige Schatten, starke Unterschiede der Beleuchtungsstärke und Blendung zu vermeiden.
Die Beleuchtung sollte also nicht nur innerhalb der Roboterbox betrachtet werden. Besonders wichtig sind Eingang, Wartebereich, Laufwege und Ausgang.
Gleichmäßige Übergänge unterstützen den Kuhverkehr
Bei einer bestehenden Anlage lohnt sich deshalb eine einfache Kontrolle vom Tierbereich aus.
Man sollte prüfen:
- Gibt es unmittelbar vor dem AMS einen dunklen Abschnitt?
- Entsteht unter einer einzelnen Leuchte eine sehr helle Zone?
- Werfen Stützen oder technische Bauteile harte Schatten?
- Blickt die Kuh beim Eintritt direkt in eine Leuchte?
- Ist der Ausgang wesentlich dunkler als die Roboterbox?
- Gibt es Reflexionen auf nassen Böden oder Metallflächen?
Bei einer LED-Beleuchtung im Kuhstall sollten diese Übergänge bereits in der Beleuchtungssimulation berücksichtigt werden.
Licht direkt über dem Eingang kann ungünstig sein
Eine leistungsstarke Leuchte unmittelbar vor dem Roboter erscheint zunächst logisch. Sie kann jedoch einen starken Kontrast zwischen dem AMS und dem angrenzenden Laufgang erzeugen.
Besser ist häufig eine Beleuchtungsverteilung, die den Zugang schrittweise und gleichmäßig aufhellt. Auch Blendung sollte vermieden werden. Eine Kuh nähert sich dem AMS aus einer relativ niedrigen Augenhöhe. Eine für den Menschen unproblematische Leuchte kann aus dieser Perspektive direkt im Blickfeld liegen.
Die Position der Leuchten ist deshalb mindestens ebenso wichtig wie ihre Leistung.
Wie sollte der AMS-Bereich tagsüber beleuchtet sein?
Während der Tagesphase sollte der Bereich des Melkroboters Bestandteil der allgemeinen Stallbeleuchtung sein.
Für Lauf- und Aufenthaltsbereiche werden ungefähr 150 Lux empfohlen. Entscheidend ist aber nicht, dass exakt auf jedem Zentimeter derselbe Messwert erreicht wird, sondern dass keine ausgeprägten dunklen Zonen und extremen Lichtspitzen entstehen.
Bei offenen Milchviehställen liefert natürliches Tageslicht häufig einen erheblichen Teil dieser Beleuchtung. Künstliches Licht ergänzt nur bei Bedarf.
Eine Kombination aus Tageslichtsensor, Dimmung und Zeitsteuerung kann verhindern, dass die LEDs bei ausreichendem Tageslicht unnötig mit voller Leistung laufen.
Arbeitslicht am Melkroboter separat planen
Die Beleuchtung, die für die Kuh ausreicht, reicht nicht automatisch für den Menschen.
Am automatischen Melksystem müssen unter anderem:
- Tiere kontrolliert,
- Euter beurteilt,
- Verschmutzungen erkannt,
- technische Komponenten geprüft,
- Reinigung durchgeführt,
- Wartungsarbeiten erledigt
werden.
Dafür sollte ein separat schaltbares Arbeitslicht vorhanden sein. Eine solche Leuchte darf deutlich heller sein als die Nachtorientierung, weil sie nur bei Bedarf eingeschaltet wird.
Der Vorteil liegt auf der Hand: Der Landwirt muss während einer nächtlichen Kontrolle nicht die gesamte Stallbeleuchtung aktivieren.
Gute Farbwiedergabe hilft bei der Tierkontrolle
Für Arbeitslicht ist nicht nur die Beleuchtungsstärke relevant.
Die DLG betont für Melkbereiche eine hohe Farbwiedergabe, weil Auffälligkeiten am Tier und in der Milch erkennbar sein müssen. Als Farbtemperatur nennt sie für den Melkbereich etwa 5.000 bis 6.000 Kelvin.
Das bedeutet nicht, dass der Melkroboter rund um die Uhr mit 6.000 Kelvin beleuchtet werden sollte. Diese Empfehlung bezieht sich auf die Arbeitsqualität des Menschen. Für die schwache Nachtorientierung gelten andere Anforderungen.
Die Unterschiede zwischen Farbtemperatur, Spektrum und tatsächlicher Helligkeit werden unter Welche Lichtfarbe für Milchkühe? ausführlich erklärt.
Ist Rotlicht am Melkroboter sinnvoll?
Rotlicht wird häufig für nächtliche Kontroll- oder Orientierungsbeleuchtung angeboten.
Die Idee beruht darauf, dass Rinder im langwelligen roten Bereich weniger empfindlich sehen als im blau-grünlichen Bereich. Deshalb kann schwaches rotes Licht für den Menschen Orientierung ermöglichen, ohne dieselbe Lichtwirkung wie eine helle weiße Leuchte zu erzeugen.
Allerdings ist die Aussage „Kühe sehen Rotlicht nicht“ falsch. Rinder können langwellige Lichtreize wahrnehmen. Außerdem hängen die Auswirkungen einer Nachtbeleuchtung nicht allein von ihrer Farbe ab, sondern auch von Intensität, Dauer und Verteilung.
Interessant ist außerdem eine Untersuchung zur Orientierung von Kühen: Bei ungleichmäßigem roten Licht bewegten sich die Tiere langsamer als unter gleichmäßigem roten oder weißen Licht. Auch bei Rotlicht bleibt eine gleichmäßige Verteilung also relevant.
Mehr dazu steht im Beitrag Rotlicht im Kuhstall: Vorteile und Grenzen.
Rotlicht nicht als Ersatz für Dunkelheit betrachten
Ein kräftig rot beleuchteter AMS-Bereich sollte nicht automatisch als „dunkel“ gelten.
Die Lichtfarbe allein entscheidet nicht darüber, ob die physiologische Nacht erhalten bleibt. Eine schwache rote Orientierungsleuchte kann ein sinnvolles Werkzeug sein. Eine hohe Lichtintensität über mehrere Stunden ist dagegen etwas anderes.
Für die Planung gilt deshalb auch bei Rotlicht:
Nur dort einsetzen, wo es benötigt wird, und so schwach wie möglich betreiben.
Wenn die Kuh den Roboter auch ohne zusätzliche Nachtbeleuchtung zuverlässig erreicht und der Mensch kein Orientierungslicht benötigt, besteht kein Grund, nur aus Prinzip eine Lampe einzuschalten.
Bewegungsmelder am Melkroboter?
Ein Bewegungsmelder klingt zunächst nach einer energieeffizienten Lösung. Im unmittelbaren Tierbereich kann er aber problematisch sein, wenn bei jeder Bewegung plötzlich helles Licht eingeschaltet wird.
Eine Kuh, die sich einem dunklen AMS nähert und unmittelbar davor eine starke weiße Beleuchtung auslöst, erlebt einen abrupten Helligkeitswechsel.
Für Arbeitsbereiche, die nur von Menschen betreten werden, kann eine automatische Schaltung dagegen sinnvoll sein.
Eine mögliche Lösung besteht aus dauerhaft sehr schwacher oder gar keiner Nachtorientierung und einem separat durch den Mitarbeiter aktivierten Arbeitslicht.
Nachtlicht und Arbeitslicht nicht an denselben Schalter hängen
Eine einfache technische Trennung verhindert viele Probleme.
Für den AMS-Bereich können beispielsweise drei Betriebszustände vorgesehen werden:
Tagesbetrieb: Der Melkroboter ist in die normale Stallbeleuchtung integriert. Laufwege und Übergänge sind gleichmäßig beleuchtet.
Nachtbetrieb: Die Tagesbeleuchtung ist ausgeschaltet. Falls erforderlich, bleibt nur eine sehr schwache Orientierung mit höchstens etwa 10 Lux aktiv.
Arbeitsbetrieb: Bei Wartung, Reinigung oder Tierkontrolle wird separat eine helle Arbeitsbeleuchtung eingeschaltet.
Damit kann jede Aufgabe mit dem benötigten Lichtniveau erfüllt werden.
Wie misst man 10 Lux am Melkroboter?
Der Luxwert sollte dort gemessen werden, wo die Tiere dem Licht tatsächlich ausgesetzt sind.
Eine Messung unmittelbar unter einer Nachtleuchte ist nur begrenzt aussagekräftig. Sinnvoll sind mehrere Messpunkte:
- Zugang zum AMS,
- unmittelbar vor dem Eingang,
- innerhalb des Tierbereichs des Roboters,
- Ausgang,
- angrenzender Laufgang.
Besonders wichtig ist der Vergleich zwischen diesen Bereichen.
Wenn beispielsweise am Roboter nur 8 Lux gemessen werden, unmittelbar daneben aber 40 Lux durch eine andere Stallleuchte vorhanden sind, funktioniert die geplante Dunkelphase trotzdem nicht wie vorgesehen.
Ein gewöhnliches Luxmeter kann für betriebliche Kontrollmessungen verwendet werden. Die Grenzen der Luxmessung bei unterschiedlichen Lichtspektren erläutert Wie viel Lux braucht ein Kuhstall?.
Reflexionen durch Edelstahl und nasse Böden berücksichtigen
Im Umfeld eines automatischen Melksystems befinden sich häufig viele technische und leicht zu reinigende Oberflächen.
Licht kann auf Metall, Kunststoff oder nassem Boden reflektiert werden. Dadurch können aus Sicht des Tieres Blendungen entstehen, obwohl der gemessene Luxwert zunächst unauffällig erscheint.
Bei der Beurteilung sollte deshalb nicht nur senkrecht nach unten gemessen werden. Entscheidend ist auch der visuelle Eindruck aus ungefährer Augenhöhe der Kuh.
Ein einfacher Rundgang aus Richtung der Tiere kann Probleme zeigen, die auf einem Beleuchtungsplan nicht sofort auffallen.
Schatten durch den Melkroboter selbst beachten
Das AMS ist eine komplexe Maschine mit Roboterarm, Türen, Schutzbügeln, Leitungen und weiteren Bauteilen.
Dadurch entstehen zahlreiche mögliche Schattenbereiche.
Eine einzige Leuchte über der Mitte des Roboters kann beispielsweise die Oberseite der Anlage gut beleuchten, während der Bereich am Euter oder seitlich neben dem Tier deutlich dunkler bleibt.
Für Arbeitsbeleuchtung kann deshalb eine Verteilung auf mehrere Leuchten sinnvoller sein als ein einzelner sehr starker Strahler.
Die genaue Anordnung hängt vom jeweiligen AMS-Modell und der Stallgeometrie ab und sollte mit den Montage- und Sicherheitsvorgaben des Herstellers abgestimmt werden.
Schutz gegen Wasser und Stallklima
Leuchten am Melkroboter werden unter anspruchsvollen Bedingungen betrieben.
Der Bereich wird regelmäßig gereinigt, die Luftfeuchtigkeit kann hoch sein und Leuchten können mit Spritzwasser sowie Reinigungsmitteln in Kontakt kommen.
Die DLG empfiehlt im Melkbereich deshalb mindestens IP65.
Zusätzlich sollte geprüft werden, ob die verwendete Leuchte für ammoniakhaltige Stallluft geeignet ist. IP65 beschreibt den Schutz gegen Staub und Wasser, sagt aber allein noch nichts über die langfristige Materialbeständigkeit gegenüber Stallgasen aus.
Diese Punkte sind auch bei der allgemeinen LED-Beleuchtung im Kuhstall relevant.
Flimmern am Melkroboter vermeiden
LED-Beleuchtung sollte möglichst flimmerarm ausgeführt werden.
Rinder können schnelle Helligkeitsänderungen anders wahrnehmen als Menschen. Eine Lampe kann für den Landwirt scheinbar gleichmäßig leuchten, obwohl der LED-Treiber starke periodische Schwankungen erzeugt.
Im AMS-Bereich kommt hinzu, dass Kühe diesen Bereich regelmäßig betreten und dort während des Melkvorgangs für mehrere Minuten stehen.
Bei dimmbaren Nachtleuchten sollte daher geprüft werden, wie die Helligkeitsregelung technisch umgesetzt wird. Eine schlechte Dimmung darf nicht dazu führen, dass aus einem ruhigen Licht eine stark pulsierende Lichtquelle wird.
Das Thema behandeln wir später ausführlich im Beitrag „Flimmerfreie LED im Rinderstall“.
Muss der Melkroboter selbst beleuchtet werden?
Die Anforderungen unterscheiden sich je nach Hersteller und Modell.
Ein AMS besitzt eigene Sensorik und je nach System optische Komponenten für verschiedene Funktionen. Ob und welche externe Beleuchtung dafür erforderlich ist, sollte deshalb nicht pauschal festgelegt werden.
Hier gelten die konkreten Vorgaben des Herstellers.
Die allgemeine Stallbeleuchtung sollte nicht verändert werden, wenn dadurch die Funktion der Sensorik oder eine Herstelleranforderung beeinträchtigt werden könnte.
Davon getrennt sind die Beleuchtung für die Kuh und die Arbeitsbeleuchtung für den Menschen zu planen.
Beleuchtung darf den Kuhverkehr nicht ersetzen
Wenn Kühe einen Melkroboter schlecht aufsuchen, kann die Beleuchtung ein möglicher Faktor sein. Sie ist aber nur einer von mehreren.
Kuhverkehr wird unter anderem beeinflusst durch:
- Stalllayout,
- Rangordnung,
- Laufwegbreiten,
- Sackgassen,
- Bodenqualität,
- Fütterungsmanagement,
- Wartezeiten,
- Position des AMS,
- Gesundheitszustand der Tiere.
Eine zusätzliche Lampe löst deshalb nicht automatisch Probleme mit niedriger Besuchsfrequenz.
Sind jedoch auffällige Schatten, Blendung oder starke Hell-Dunkel-Übergänge vorhanden, gehört die Beleuchtung zu den Punkten, die überprüft werden sollten.
Licht am Melkroboter Schritt für Schritt prüfen
Für bestehende AMS-Betriebe lässt sich die Beleuchtung mit einer einfachen Kontrolle bewerten.
1. Tageslicht prüfen: Sind Zugang, Roboter und Ausgang während der Tagesphase ausreichend und gleichmäßig beleuchtet?
2. Nachtlicht messen: Bleibt die Orientierung während der geplanten Dunkelphase unter etwa 10 Lux?
3. Übergänge ansehen: Gibt es starke Unterschiede zwischen Laufgang und AMS?
4. Blendung prüfen: Sind Leuchten aus Richtung der Kuh direkt sichtbar?
5. Schatten beobachten: Werfen Roboter, Stützen oder andere Bauteile störende Schatten?
6. Arbeitslicht testen: Reicht das separat schaltbare Licht für Tierkontrolle, Reinigung und Wartung?
7. Leuchten kontrollieren: Sind Schutzart, Stallbeständigkeit und Flimmerverhalten geeignet?
8. Nachts erneut prüfen: Eine Anlage, die tagsüber gut aussieht, kann nachts völlig andere Lichtverhältnisse erzeugen.
Gute AMS-Beleuchtung braucht mindestens zwei Lichtniveaus
Eine dauerhaft gleich helle Beleuchtung ist für einen Melkroboter keine optimale Lösung.
Tagsüber müssen Kuhverkehr und Orientierung unterstützt werden. Nachts soll die Dunkelphase erhalten bleiben. Bei Arbeiten benötigt der Mensch wiederum deutlich mehr Licht.
In der Praxis bedeutet das mindestens:
hell und gleichmäßig während der Tagesphase, sehr schwach oder dunkel während der Nacht und separat hell bei Kontroll- und Wartungsarbeiten.
Besonders wichtig sind die Übergänge zum AMS. Schatten, Blendung und abrupte Helligkeitswechsel können für Kühe relevanter sein als ein einzelner hoher Luxwert.
Der Melkroboter sollte deshalb nicht als isolierte beleuchtete Maschine betrachtet werden. Die entscheidende Planungsfläche reicht vom angrenzenden Laufgang über den Eingang und die Roboterbox bis zum Ausgang.
Quellen
- DLG – Merkblatt 415 „Beleuchtung und Beleuchtungstechnik im Rinderstall“. Empfehlungen für Melkstand und AMS, Vermeidung von Schatten und Blendung, Farbtemperatur, IP65 sowie maximal 10 Lux am AMS während der Dunkelphase.
DLG-Merkblatt 415 öffnen - Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft – Intelligente LED-Leuchte. Informationen zum Sehvermögen von Rindern, Dämmerungssehen und zur Orientierung am Melkroboter.
LfL-Beitrag öffnen - Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft – Licht im Milchviehstall. Empfehlungen zu 150 Lux in der Tagesphase, maximal 10 Lux in der Dunkelphase, gleichmäßig beleuchteten Übergängen zum AMS sowie technischen Anforderungen an Stallleuchten.
LfL-Information öffnen - Lindkvist et al. – Effect of light intensity, spectrum, and uniformity on the ability of dairy cows to navigate through an obstacle course. Untersuchung zur Orientierung von Kühen bei Dunkelheit sowie unter unterschiedlich verteilter roter und weißer Beleuchtung.
Studie bei PubMed öffnen - Effects of photoperiod and light intensity on dairy cows in an automatic milking system. Untersuchung verschiedener Lichtintensitäten und Photoperioden bei Holstein-Kühen in einem AMS-Betrieb.
Studie bei PubMed öffnen
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