Sozialverhalten in Rindviehherden: Einflüsse des Haltungssystems

• Forschungsstelle: BLV
• Projektnummer: 2.04.05
• Projekttitel Englisch: Effects of housing conditions on social behaviour in cattle herds

Schlüsselwörter (Deutsch)

Rindvieh, Kühe, Sozialsystem, Ortungssystem, Tiergerechtheit, Haltungssystem

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Aufgrund der strukturellen Veränderungen in der Landwirtschaft werden Milchviehherden zunehmend grösser. Gleichzeitig werden neue Haltungsformen/Stalleinrichtungen eingesetzt (z.B. Automatische Melksysteme, eingeschränktes Tier-Fressplatzverhältnis), deren Auswirkungen auf das Wohlergehen der Kühe beurteilt werden müssen. Mit Hilfe traditioneller Methoden (Direktbeobachtungen, Videoaufzeichnungen) ist es sehr aufwändig, kontinuierlich Interaktionen zwischen den Kühen in grossen Herden zu verfolgen oder kontinuierlich festzuhalten, welche Auswirkung das Haltungssystem auf die sozialen Verhaltensweisen der Kühe haben kann. In der Konsequenz können solche Fragestellungen nur mit grossem personellem Aufwand und meist nur an einer Herde angegangen werden.
Ein neu entwickeltes Ortungssystem der Firma ABATEC erlaubt es, den Aufenthaltsort einer kompletten Herde kontinuierlich zu bestimmen. Das Ortungssystem kann auf Praxisbetrieben sowohl im Stall als auch auf der Weide eingesetzt werden. Es basiert auf Radar-Technologie und liefert ohne Störung der Tiere durch kontinuierliche Beleuchtung auch in der Nacht Daten.
In einem ersten Schritt soll das Ortungssystem validiert werden. Hierbei sollen aus den Aufenthaltsorten und aus den räumlichen und zeitlichen Veränderungen derselben, soziale Interaktionen der Tiere untereinander abgeleitet werden.
Mit Hilfe des validierten Ortungssystems lassen sich in einem zweiten, grundlagenorientierten Teil auf ca. 10-12 Praxisbetrieben, Fragen in Bezug auf das Sozialsystem von Milchkühen beantworten. Hierzu werden Daten zur Proximität der Tiere sowie zu soziopositiven und sozionegativen Interaktionen zwischen den Tieren gesammelt, um Fragen zur Struktur der Rangordnung und zur Verteilung von bevorzugten soziopositiven Interaktionspartnern untersuchen zu können. Das Ortungssystem bietet hier den Vorteil, eine grosse Stichprobe in kurzer Zeit bearbeiten zu können.
In einem dritten Teil sollen angewandte Fragestellungen zur Tiergerechtheit untersucht werden (z.B. eingeschränkter Zugang zu Ressourcen durch eingeschränktes Tier-Fressplatzverhältnis).
Um den zeitlichen Aufwand zu optimieren, sollen die Fragestellungen der Teile zwei und drei auf denselben Betrieben bearbeitet werden.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Due to the structural changes on farms, the cattle herds are getting increasingly bigger. At the same, time new housing conditions becoming important (e.g. automatic milking systems, limited feeding space). It is necessary to test the welfare of dairy cows in consequence to the housing conditions. With traditional methods (direct monitoring/video recording) it is very time consuming to monitor the effect of housing conditions on interactions and social behaviour between cows in large herds. For this reason such questions could only be answered with huge personal effort and usally focused on one cattle herd only.
A recently developed positioning system is able to record the position of all individuals in a complete cattle herd. The positioning system can be used on farms in a stall or on pasture. It is based on radar technology. And thus it is able to collect information even at night without disturbing the animals with continuous lighting.
The first step of the project is to validate the positioning system. For this the positions and the spatial and temporal changes of the positions will be used, to identify interactions of the animals.
A second aspect deals with basic questions on the social system of dairy cows. For this purpose, the positioning system will be installed on 10-12 farms. Information about the proximity and about sociopositive and socionegative behaviour will be collected. With this data questions about social dominance, social hierarchy and social bonding can be tested. With the positioning system it is possible to investigate large sample size in a relatively short period of time.
In a third part we want to test the effect of different housing conditions on the social behaviour of dairy cows (e.g. access to limited resources > a reduced animal-feeding place ratio).
To optimize the time budget, the three parts will be tested on the same farms.

Projektziele (Deutsch)

Im Rahmen dieses Projekts sollen die Möglichkeiten des neuen Ortungssystem für das Erfassen von sozialen Gegebenheiten bei Milchkühe ausgelotet werden. In einem ersten Schritt werden die vom Ortungssystem erfassten Daten anhand von Direkt- und Videobeobachtungen validiert. Zudem sollen Programme entwickelt werden, die es erlauben, Informationen zur Sozialstruktur einer Rinderherde aus den Rohdaten des Ortungssystems zu extrahieren. Diese Informationen sollen auf der räumlichen Struktur einer Rinderherde (z.B. Nachbarschaft, Proximität der Individuen) sowie auf der Häufigkeit und Richtung von Dominanzinteraktionen (Aggressionen, welche zu einer Rangordnung führen) und soziopositiven Interaktionen (die eine Bevorzugung von Sozialpartnern anzeigen) basieren. Hierfür werden Daten zu räumlichen Distanzen zwischen den Tieren und zu zeitlich gekoppelten Ortsveränderungen systematisch kategorisiert. Nach erfolgter Validierung sollen ganz spezifische Verhaltenselemente, wie z.B. Ausweichen, aus den Daten herausgefiltert werden können.

Wenn dann mit Hilfe des Ortungssystem definierte Verhaltenselemente der Tiere in einer Herde aufgenommen werden, lassen sich Fragen zum Sozialsystem in grossen Rinderherden untersuchen. Ein zweites Ziel dieses Projekts ist es grundlegende Fragen zum Sozialsystem von Milchkuhherden zu untersuchen:
1) Welche Struktur (Linearität, Zirkularität) der Rangordnung haben Rinder in Abhängigkeit von der
Herdengrösse?
2) Welche Art von "Freundschaften" und Untergruppen (Proximität beim Liegen/Fressen/soziopositive
Verhaltensweisen) bilden sich in einer Rinderherde in Abhängigkeit von der Herdengrösse?
3) Hängt die Wahl von bevorzugten Sozialpartnern mit der Rangposition der jeweiligen Tiere zusammen?
Diese Untersuchungen sollen auf 10-12 Betrieben mit unterschiedlich grossen Herden durchgeführt werden. Nach Möglichkeit sollen Betriebe 6 Betriebe mit behornten und 6 Betriebe mit unbehornten Tieren gesucht werden.

In einem dritten Ziel des Projekts sollen angewandte soziale Aspekte behandelt werden. Hier soll das Ortungssystem Daten liefern, mit deren Hilfe das Wohlergehen der Tiere in Haltungssystemen untersucht werden kann:
1) Hat das Tier-Fressplatzverhältnis einen Einfluss auf die Häufigkeit von Aggressionen?
2) Hat das Tier-Fressplatzverhältnis einen Einfluss auf die Ausbildung von "Freundschaften" und Untergruppen?
3) Wenn es möglich ist genug Betriebe mit behornten Tieren zu finden ergibt sich die weitere Fragestellung: Gibt es Unterschiede zwischen behornten und nicht behornten Tieren in Bezug auf die oben genannten Fragestellungen?
Diese Fragen sollen zudem in Abhängigkeit der Herdengrösse auf den gleichen 10-12 Betrieben untersucht werden, die für die Grundlagenfragen genutzt werden.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

UMS 2009:

Resultate wurden bereits publiziert (ART Bericht) und an

Kongresse vorgestellt. Umsetzung: für welche anderen Fragestellungen

kann die Methode anwendbar?

Status: erledigt (mvo)

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Gygax, L., Stolz, S., Louw, M., Neisen, G. (2006): Korrelationen verschiedener sozialer Verhaltensweisen und räumlicher Nähe bei Milchkühen. KTBL-Schrift 448, 61-70.

Neisen, G., Wechsler, B., Gygax, L. (2007): Beziehung zwischen sozialem Rang und Nähe bei Milchkühen im Laufstall. KTBL-Schrift 461, 66-75

Gygax, L., Neisen, G., Wechsler, B. (2008): Soziale Beziehungen und Raumnutzung von Milchkühen im Laufstall und deren Veränderung bei der Eingliederung von Färsen. KTBL-Schrift 471, 97-107

29.10.2009: Umsetzungssitzung 2009: Resultate wurden bereits publiziert (ART Bericht) und an Kongresse vorgestellt. Umsetzung: für welche anderen Fragestellungen kann die Methode anwendbar? Neuer Status: „erledigt“ (mvo).

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

Gygax, L., Neisen, G., Bollhalder, H. (2007): Accuracy and validation of a radar-based automatic local position measurement system for tracking dairy cows in free-stall barns. Computers and Electronics in Agriculture 56, pp 23-33

Neisen, G. (2008): Positive relationsships in dairy cows: measurement, general atterns and reactions to the introduction of heifers, recorded ba y local position measurements system in cubicle houses. Inauguraldissertation, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Westfäische Wilhelms-Universität Münster.

Neisen, G., Wechsler, B., Gygax (2009): Choice of scan-sampling intervals - An example with quantifying neighbours in dairy cows. Applied Animal Behaviour Science, 116, 134-140.

Gygax, L.; Neisen, G.; Wechsler, B. (2009) Differences between single and paired heifers in residency in functional areas, length of travel path, and area used throughout days 1-6 after integration into a free stall dairy herd. Applied animal Behaviour Science 120: 49-55.

Neisen, G.; Wechsler, B.; Gygax, L. (2009) Effects of the introduction of single heifers or pairs of heifers into dairy-cow herds on the temporal and spatial associations of heifers and cows. Applied Animal Behaviour Science 119: 198-209.

Neisen^a,b, G.; Wechsler^a, B.; Gygax^a, L. (2009) Effects of the introduction of single heifers or pairs of heifers into dairy-cow herds on the temporal and spatial associations of heifers and cows. Applied Animal Behaviour Science 119: 127-136.

Reefmann^a,b,N.; Bütikofer Kaszàs^a,c, F.; Wechsler^a, B.; Gygax^a, L. (2009) Ear and tail postures as indicators of emotional valence in sheep. Applied Animal Behaviour Science 118:199-207.

Reefmann^a,b, N.; Bütikofer Kaszàs^a,c , F.; Wechsler^a, B.; Gygax^a, L. (2009) Physiological expression of emotional reactions in sheep. Physiology & Behaviour 98:235-241.

Reefmann^a,b,*, N.; Wechsler^a, B.; Gygax^a, L. (2009) Behavioural and physiological assessment of positive and negative emotion in sheep. Animal Behaviour 78:651-659.

Gygax, L., Neisen, G., Wechsler, B. (2010) Socio-spatial relationships in dairy cows. Ethology. Volume 116, Issue 1, pages 10–23.

Gygax, L., Neisen, G., Wechsler, B. (2009) Erstkalbende in Milchviehherden eingliedern: Paare haben es leichter als Einzeltiere. ART-Bericht 715.

Zugehörige Dokumente

• 2.04.05 Datenblatt, Gygax [PDF] 94 kB
• ART_Bericht_715_D [PDF] 589 kB
• Socio-spatial relationships_Gygax_2010 [PDF] 1'046 kB
• Publikation [PDF] 498 kB
• Animal Behaviour_Reefmann [PDF] 249 kB
• Applied Animal Behaviour Science_Reefmann [PDF] 466 kB
• Applied Animal Behaviour Science_Gygax [PDF] 330 kB
• Applied Animal Behaviour Science_Neisen [PDF] 594 kB
• Physiology&Behaviour_Reefmann [PDF] 405 kB