Untersuchungen zur Pathovar-Prävalenz beim Escherichia coli- bedingten Durchfall neugeborener Saugferkel in ökologisch wirtschaftenden Ferkelerzeugerbetrieben

Saugferkeldurchfall ist eine Faktorenkrankheit, die durch Tierverluste, Wachstumsdepressionen und zusätzlichen therapeutischen Aufwand zu großen wirtschaftlichen Einbußen in der Ferkelproduktion führt. Im Zuge des vorgestellten Forschungsprojekts wurden 699 Kotproben von Saugferkeln mit Durchfall aus 258 Würfen von 18 ökologisch wirtschaftenden Ferkelerzeugerbetrieben auf enterotoxische Escherichia coli (ETEC), Clostridium (Cl.) perfringens, Rotaviren und Kokzidien untersucht. Außerdem wurden 369 Kotproben von Sauen und 419 Proben von gesunden Ferkeln auf Cl. perfringens untersucht. Eine Genotypisierung aller kulturell angezüchteten Cl. perfringens Isolate mittels RAPD-PCR sowie eine MLST von 8 Isolaten schlossen sich an. In 39,5% der erkrankten Würfe wurde Cl. perfringens Typ A nachgewiesen, welches damit der am häufigsten nachgewiesene Durchfallerreger war. 89,7% der Cl. perfringens Typ A Isolate wurden positiv auf das β2-Toxingen getestet. Rotaviren traten in 27,6% und Kokzidien in 20,0% der erkrankten Würfe auf, während ETEC mit 7,7% unerwartet selten diagnostiziert wurden. Cl. perfringens Typ C wurde in keiner Probe nachgewiesen. Auffällig ist, dass die Nachweisrate für Cl. perfringens Typ A bei gesunden Saugferkeln mit 58,9% über der bei erkrankten Saugferkeln liegt und dass nur 8,6% der Cl. perfringens Typ A Isolate von Sauen das β2-Toxingen tragen, welches in 94,2% aller Isolate von Saugferkeln (gesund und erkrankt) nachgewiesen wurde. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass die Rolle der Sau als Infektionsquelle für die Saugferkel in Hinblick auf Cl. perfringens bisher überschätzt wurde. Die Genotypisierung der Cl. perfringens Typ A Isolate mittels RAPD offenbart eine hohe genetische Diversität der Isolate. Ferner geht aus einer Befragung der Betriebsleiter hervor, dass auf den meisten der teilnehmenden Betriebe erhebliche Defizite bei der Durchführung von Hygienemaßnahmen im Abferkelstall sowie Überwachung von Geburtsverlauf und Kolostrumaufnahme bestehen

Analyse und Optimierung des MSG-Auftragschweißens von eisenhaltigen, abrasionsbeständigen Schutzschichten

Das Metall-Schutzgas-Auftragschweißen hat sich zur Herstellung von Verschleißschutzschichten in einer Dicke von mehreren Millimetern etabliert. Nebst den Vorteilen hinsichtlich Bedienbarkeit und Automatisierbarkeit weist es aber nur einen engen Freiheitsgrad bezüglich der Variation der Energieanteile im Lichtbogenbereich und daraus resultierend Limitierungen zur gezielten Modifikation der Mikrostrukturen von Verschleißschutzschichten auf. In dieser Schrift werden auf der Basis einer Analyse der Wärmebilanz im Lichtbogenbereich unter Zugrundelegung relevanter Werkstoffsysteme Möglichkeiten zur Optimierung des MSG-Schweißens aufgezeigt sowie die Auswirkungen hinsichtlich einer verbesserten Mikrostruktur und daraus resultierend einer erhöhten Verschleißbeständigkeit der aufgeschweißten Schicht untersucht. Im Besonderen werden die semifunktionsanalytische Berechnung der Aufmischung, das Auftragschweißen übereutektischer FeCrC-Schichten mittels des MSG- und des Plasma-MIG-Schweißprozesses, die Wärmeeinbringung beim Plasma-MIG-Schweißen und ein Modell für die Auflösungskinetik der Wolframschmelzkarbide beim MSG-Auftragschweißen von wolframschmelzkarbidhaltigen Pseudolegierungen behandelt.:1 Einleitung, Problemstellung und Zielsetzung 1 2 Stand von Wissenschaft und Technik 3 2.1 Das tribologische System 3 2.2 Verschleißarten, Verschleißmechanismen und Verschleiß- 4 erscheinungsformen 2.2.1 Oberflächenzerrüttung 5 2.2.2 Abrasion 6 2.2.3 Adhäsion 8 2.2.4 Tribochemische Reaktion 9 2.2.5 Verschleißerscheinungsformen 9 2.3 Verschleißmessgrößen 10 2.4 Modellbildung und Berechnung des tribologischen Verhaltens 10 2.4.1 Flächenpressung ohne Adhäsion 11 2.4.2 Flächenpressung mit Adhäsion 13 2.4.3 Scherungshypothese 15 2.4.4 Werkstoffliche Parameter der kontinuumsmechanisch 16 basierten Modelle zur Berechnung von abrasivem Verschleiß 2.4.5 Modelle zur Berechnung von abrasivem Verschleiß heterogener Werkstoffe 18 2.5 Abrasionsbeständige Stähle und Gusslegierungen 23 2.5.1 Unlegierte Stähle 24 2.5.2 Niedriglegierte Stähle 24 2.5.3 Manganhartstähle 24 2.5.4 Werkzeugstähle 25 2.5.4.1 Kaltarbeitsstähle 26 2.5.4.2 Warmarbeitsstähle 27 2.5.4.3 Schnellarbeitsstähle 28 2.5.5 Abrasionsbeständige Stähle und Gusslegierungen 28 2.5.5.1 Perlitischer Hartguss 29 2.5.5.2 Ledeburitisch-martensitisches Gusseisen 29 2.5.5.3 Hochchromhaltige Gusseisen 30 2.6 Der Einsatz von weißen, hochchromhaltigen Gusslegierungen 33 unter abrasiv-korrosiven oder erosiv-korrosiven Bedingungen 2.7 Schweißzusatzwerkstoffe für den Hartauftrag 36 2.7.1 Allgemeines 36 2.7.2 Hartlegierungen gegen Abrasion durch mineralische Stoffe 36 2.7.3 Pseudolegierungen gegen Abrasion 38 2.8 MSG-Schweißprozesse für den Hartauftrag 42 2.8.1 Allgemeines 42 2.8.2 Möglichkeiten der erweiterten Verschiebung der Wärmebilanz 47 2.8.2.1 Modifizierung des grundwerkstoffseitigen Wärmeflecks 47 2.8.2.2 Mehrdrahtschweißen 50 2.8.2.3 Zusätzliche Erwärmung des Tropfendepots im Eindrahtverfahren 52 2.8.2.4 Hybridverfahren mit einer Drahtelektrode 52 2.9 Modelle zur Berechnung des Aufmischungsgrads beim MSG- Auftragschweißen 54 2.10 Stabilität der MSG-Schweißprozesse für den Hartauftrag 55 3 Forschungsbedarf, konzeptionelle Vorgehensweise, 58 Berechnungsmodelle und Versuchsplanung 3.1 Forschungsbedarf 58 3.2 Konzeptionelle Vorgehensweise 61 3.3 Berechnungsmodelle 62 3.3.1 Modell zur Berechnung der Aufmischung durch einen Lichtbogen 62 3.3.2 Modell zur Berechnung der Aufmischung durch eine modifizierte 70 Wärmequelle 3.3.2.1 Pendelquelle und Kreisringquelle 70 3.3.2.1.1 Beispielhafte Illustrationen 71 3.3.2.1.2 Grundfunktionen des Modells 72 3.3.2.1.3 Berechnungsverfahren 76 3.3.2.2 Goldak-Wärmequelle 82 3.3.3 Modell zur Berechnung der Auflösung der 83 Wolframschmelzkarbide 3.4 Versuchsplanung zur Schweißprozess- und 90 Schweißnahtanalyse 3.4.1 Übersicht 90 3.4.2 Versuchsplanung für die Basisschweißprozesse mit 91 Fülldrahtelektrode 3.4.3 Versuchsplanung für das Schweißen mit modifiziertem 94 werkstückseitigen Wärmefleck 3.4.3.1 Versuchsprogramm für das MSG-Auftragschweißen mit 95 pendelndem Schweißbrenner 3.4.3.2 Versuchsprogramm MSG-Auftragschweißen mit mechanisch induzierter 95 Rotation der Schweißdrahtelektrode 3.4.3.3 Versuchsprogramm für das Auftragschweißen mit dem Plasma-MIG-Schweißprozess 3.4.4 versuchsplanung zur Verschiebung der Energieanteile zugunsten 98 des Abschmelzprozesses beim MSG Auftragschweißen mit einer Fülldrahtelektrode 3.4.5 Versuchsplanung für das Auftragschweißen mit einer dicken 100 Massivdrahtelektrode 3.4.6 Versuchsprogramm für das Schweißen von Auftragschichten 101 mit erhöhter Beständigkeit gegen Tribokorrosion 3.4.7 Versuchsprogramm Schweißen von Auftragschichten auf Platten 102 3.4.8 Versuchsplanung zur Bestimmung der spezifischen Enthalpie 104 des Schweißtropfens 3.4.9 Planung der Schweißungen zur Ermittlung des thermischen 104 Wirkungsgrads des Plasma-MIG-Schweißprozesses 3.4.10 Planung der Schweißungen zur Ermittlung der Wolframkarbid- 105 auflösung im Zusatzwerkstoff 3.4.11 Versuchsplanung zur Ermittlung der Oberflächentemperaturen 106 des Schmelzbades und zur Auflösung der Wolframkarbide im Schmelzbad 3.4.12 Versuchsplanung zur Auflösung der Wolframschmelzkarbide 107 im Schmelzbad mit reduzierter Schmelzbadströmung 4 Versuchsaufbau, Versuchsdurchführung und Methoden 108 der Prozessauswertung 4.1 Allgemeines 108 Vorgehensweise zur Ermittlung der elektrischen Schweißleistung 109 und zur Prozessstabilität sowie zur Bestimmung der Temperatur der Schmelzbadoberfläche 4.3 Vorgehensweise zur kalorimetrischen Ermittlung des effektiven 113 Wärmewirkungsgrades der Plasma-MIG-Schweißprozesse 4.4 Vorgehensweise zur kalorimetrischen Ermittlung der Wärmeein- 115 bringung in den Schweißtropfen bei kurzschlussfreien Schweißprozessen 4.5 Vorgehensweise zur Ermittlung der Auflösung der Wolframkarbide 118 im Tropfen 4.6 Drahtvorwärmung 118 4.7 Wiederaufschmelzung von Probensegmenten im Quarzglasrohr 119 5 Methodik und Analyseverfahren zur Charakterisierung 120 der Schweißnähte 5.1 FeCrC-Legierungen 120 5.1.1 Analyse der Schweißraupen 120 5.1.2 Stromdichte-Potenzial-Bestimmung 120 5.1.3 Verschleißuntersuchungen der Plattenauftragungen 122 5.2 Pseudolegierungen 124 6 Darstellung und Diskussion der Versuchs- und Berechnungs 126 ergebnisse 6.1 Charakterisierung der Schweißprozesse 126 6.1.1 Modifizierter Kurzlichtbogen mit reversiblem Drahtvorschub 126 6.1.1.1 Allgemeine Prozesscharakterisierung 126 6.1.1.2 Einfluss der Schweißprozessgase auf die Prozessstabilität 132 6.1.1.3 Einfluss der Drahtelektrode auf die Prozessstabilität 144 6.1.1.4 Einfluss der Drahtvorschubgeschwindigkeit auf die Prozess- 146 stabilität 6.1.2 Modifizierter Kurzlichtbogen mit konstanter Drahtvorschubge- 149 schwindigkeit 6.1.3 Impulslichtbogen 150 6.1.4 Der sprühlichtbogenähnliche Werkstoffübergang 154 6.1.5 Prozessinstabilitäten durch die Anwendung gefalzter Fülldraht- 154 elektroden 6.2 Energieeintrag in Zusatz- und Grundwerkstoff 155 6.2.1 Gesamtenergieeintrag 155 6.2.2 Energieeintrag in den Zusatzwerkstoff 156 6.2.3 Umgesetzte Leistung in der Lichtbogensäule beim Schweißen 162 im modifizierten Kurzlichtbogen 6.2.4 Energieeintrag in den Grundwerkstoff durch den Lichtbogen 162 6.3 Aufmischung 165 6.3.1 Steuerung der Aufmischung mittels Reduktion der zugeführten 165 elektrischen Leistung unter Anwendung von Fülldrahtelektroden 6.3.2 Steuerung der Aufmischung mittels Modifizierung des grund- 184 werkstoffseitigen Wärmeflecks 6.3.3 Zusammenhang zwischen Aufmischung, Gefüge und Härte 187 6.4 Abrasiver Verschleiß in Abhängigkeit von Gefüge und Härte 192 6.5 Berechnung des Primärkarbidanteils in Abhängigkeit vom Auf- 197 mischungsgrad 6.6 Einfluss des Stickstoffs im Schweißprozessgas auf die Korrosions- 206 beständigkeit der Auftragschweißung 6.7 Auftragschweißen mit einer dicken Massivdrahtelektrode und 214 externer Drahtvorwärmung 6.8 Prozessbezogene Auflösungskinetik der Wolframkarbide 218 6.8.1 Charakterisierung der Pulverregime und der Wolframkarbide 218 6.8.2 Auflösung der Wolframkarbide 220 6.8.2.1 Auflösung der WSC-Karbide im eisen- und nickelhaltigen 220 Tropfe

Entwicklung eines Verfahrenskataloges für statistisch abgesicherte ethohydraulische Forschungen

Im Rahmen der Entwicklung und Bemessung von Anlagen zur Herstellung der Durchgängigkeit von Fließgewässern ist die Berücksichtigung des Verhaltens von Fischen in Bezug auf die wasserbaulichen Strukturen unerlässlich. Die Untersuchung im Vorfeld des Baus von fischrelevanten Schutz- und Durchgängigkeitsstrukturen außerhalb des bereits publizierten Standes der Technik ist speziell in Nordrhein-Westfalen dahingehend geregelt, dass mittels geeigneter Untersuchungen vorab eine hohe Funktionalität des Systems nachgewiesen werden muss. Das Mittel der Wahl sind hier neben den rein ingenieurtechnischen Methoden (wie beispielsweise numerische oder physikalische Strömungsmodellierungen) ethohydraulische Untersuchungen, welche die Verhaltensweisen aquatischer Organismen in Bezug auf bauliche oder hydraulische Strukturen erforschen. Bislang folgt der Ansatz hinsichtlich der Datenaufnahme und der späteren statistischen Auswertung von ethohydraulisch zählbaren Ereignissen keiner allgemeingültigen, standardisierten Vorgehensweise, was jedoch aktuell von verschiedenen Seiten als zukunftsorientierte Methodik gefordert wird. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Grundlagen und Erkenntnisse aus eigenen Projekten und der Literatur in einem sog. Verfahrenskatalog zusammengestellt, welche der Qualitätssicherung während der Planung und Durchführung ethohydraulischer Tests dienen sollen (Forschungsgegenstand I). Neben einer standardisierten Bewertung reizinduzierter Fischreaktionen ermöglicht die Anwendung der Kataloginhalte eine Auswertung ethohydraulisch zählbarer Ereignisse mittels schließender Statistik, was eine hohe Belastbarkeit der Ergebnisse gewährleistet. Darüber hinaus wird eine allgemeingültige Stichprobenplanung entwickelt, die es ermöglicht, die Anzahl an tatsächlich benötigten Versuchstieren bereits vor Beginn der ethohydraulischen Tests verlässlich zu bestimmen (Forschungsgegenstand II). Die im Rahmen der Stichprobenplanung ermittelte Anzahl an Versuchstieren gewährleistet, dass die Anzahl getesteter Tiere ausreichend ist, um vorhandene signifikante Effekte mit hoher Sicherheit nachzuweisen. Im Umkehrschluss kann bei fehlenden Signifikanzen eine zu geringe Stichprobengröße als Ursache ausgeschlossen werden, so dass eine zeit- und kostenaufwendige Versuchswiederholung mit größeren Stichproben unnötig ist. So wird vor dem Hintergrund ethischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte berücksichtigt, dass so wenig Tiere wie möglich, aber so viele, wie für statistisch aussagekräftige Ergebnisse nötig, für die Untersuchungen verwendet werden. Das Produkt der vorliegenden Arbeit ist ein Verfahrenskatalog für ethohydraulische Untersuchungen, der die erarbeiteten Grundlagen und Erkenntnisse bündelt und als digitale Version zur Nutzung bereitstellt. Die angesprochene Nutzergruppe sind Durchführende von ethohydraulischen Tests. Die digitale Anwendung beinhaltet Vorgaben und nützliche Informationen, die als Grundlage für eine standardisierte Vorgehensweise während ethohydraulischer Tests und der späteren Datenauswertung zu berücksichtigen sind sowie ein allgemeingültiges Rechenmodul zur Stichprobenplanung

Auf Augenhöhe: Wissenstransfer zwischen Forschung und Praxis der ökologischen und nachhaltigen Land- und Lebensmittelwirtschaft (Teilprojekt des FiBL Deutschland e.V.)

Im vom FiBL bearbeiteten Teil des Projektes wurde ein sehr breiter Ansatz gewählt: Unterschiedlichste Akteure der ökologischen Landwirtschaft und Lebensmittelwirtschaft, die sich mit dem Thema Wissenstransfer beschäftigen, wurden angesprochen mit dem Ziel, sie zur Kooperation zu gewinnen und gemeinsam aktuelle Fragestellungen aus dem Bereich Wissenskommunikation zu bearbeiten. Eine Vernetzung mit Kolleg/innen in anderen Organisationen sollte aufgebaut werden, die die Projektlaufzeit überdauert und die Nachhaltigkeit sichert. Als Ergebnisse des Projekts entstanden Leitfäden/Praxishandreichungen zur Konzeption und Organisation von Veranstaltungen und von Videoaufnahmen. Weitere Praxishandreichungen stellen grundlegende Voraussetzungen zur Wissenskommunikation sowie aktuelle Werkzeuge für typische Netzwerkarbeiten im Steckbriefformat vor. Eine Tagung zur Wissenskommunikation wurde durchgeführt und dokumentiert. Die Tagungsdokumentation umfasst neben Videos, Fotos, Graphic Records auch die Präsentationen der Vorträge. Sie bietet einen fundierten Einblick in aktuelle Themen und Methoden der Wissenskommunikation. Zwei Vorhaben zur Praxisforschung wurden umgesetzt. Zum einen wurde der Aufbau des Verbunds zur ökologischen Praxisforschung V.Ö.P durch das Projekt begleitet. Der durch Bioland, Demeter und Naturland getragene Verbund bleibt auch nach Ende der Projektlaufzeit aktiv. Zum anderen wurden in einer Studie die Voraussetzungen für gelingende Praxisforschung in der Landwirtschaft analysiert. Mitarbeitende aus Organisationen der ökologischen Lebensmittelwirtschaft wurden im Rahmen einer Ausbildung im Bereich des Wissensmanagements qualifiziert. Die Teilnehmenden wurden dabei begleitet, Projekte des Wissensmanagements in ihren Organisationen durchzuführen und zu optimieren. Die DLG-Feldtage 2016 und die Öko-Feldtage 2017 dienten wiederum als Plattform für vielfältige Wissenstransfer-Veranstaltungen (Infostand, Vorträge, Diskussionen etc.) für die landwirtschaftliche Praxis

Ökonomische, ökologische und Tierwohlaspekte der Weidehaltung von Hochleistungskühen

Dieses Projekt zielte darauf ab, die Grünlandnutzung durch Weidehaltung für Milchkühe mit zu untersuchen. Vor dem Hintergrund, dass der Energiebedarf durch alleinige Weidehaltung in den Sommermonaten nicht gedeckt werden kann und Weidehaltung mit einem höheren Arbeits-aufwand verbunden sein kann, jedoch gleichwohl positive Effekte auf die Tiergesundheit dokumentiert wurden, war es das Ziel zu untersuchen, ob ein ökonomisch messbarer Weideeffekt besteht und welche Rolle das Tierwohl sowie die ökologischen Landschaftsfunktionen des Grünlandes spielen. Die Ergebnisse der on-farm Analyse zeigten, dass bei kombinierter Stall- und Weidehaltung ähnlich hohe Milchleistungen wie bei ganzjähriger Stallhaltung möglich sind. Auffälligkeiten am Integument der Tiere resultieren hauptsächlich aus Mängeln in der Haltungsumwelt und können das Tierwohl erheblich beeinträchtigen. Die Haltung auf der Weide bringt unter diesem Aspekt deutliche Vorteile, allerdings werden die Regenerationseffekte im folgenden Winter größtenteils wieder neutralisiert. Die Berücksichtigung dieser Aspekte in der Effizienzmessung zeigte, dass das mitunter größte Einsparpotential im Sinne einer Verbesserung der technischen Effizienz bei den Lahmheiten liegt. Es lässt sich kein Arbeitsmehraufwand bei den Weidebe-trieben im Saisonwechsel feststellen, da durch Einsparungen bei anderen Arbeitsvorgängen der Mehraufwand der Weidearbeiten ausgeglichen wurde. Das größte Potenzial bietet die Futterversorgung über die Weide. Hierfür ist ein eng aufeinander abgestimmtes Weide- und Herdemanagement essentiell, da unangepasstes Weidemanagement zu unterschiedlich ausgeprägten Trittschäden und in der Konsequenz zu Ertragsausfällen und Veränderungen der Futterqualität infolge von Verschieben der Artenzusammensetzung führt. Die Ergebnisse zeigten weiterhin, dass Grünlandnutzung als Weide zu einer erhöhten Humusspeicherung und somit zu einer echten klimawirksamen Kohlenstoffsequestrierung führt