| dc.contributor.advisor | Traulsen, Imke Prof. Dr. | |
| dc.contributor.author | Gentz, Maria | |
| dc.date.accessioned | 2020-07-22T14:17:57Z | |
| dc.date.available | 2020-07-22T14:17:57Z | |
| dc.date.issued | 2020-07-22 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-142A-6 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-8111 | |
| dc.language.iso | eng | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 630 | de |
| dc.title | Pig tail biting in different farrowing and rearing systems with a focus on tail lesions, tail losses and activity monitoring | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.contributor.referee | Hummel, Jürgen Prof. Dr. | |
| dc.date.examination | 2020-07-09 | |
| dc.description.abstractger | Schwanzbeißen ist eine weit verbreitete Verhaltensstörung in der modernen Schweinehaltung. Definitionsgemäß handelt es sich um eine orale Manipulation des Schwanzes eines Schweins durch ein anderes. In der Literatur werden verschiedene Arten von Schwanzbeißen beschrieben, die sich durch die Art des Beißens und die Ursache unterscheiden. Aufgrund des Verbots des routinemäßigen Schwanzkupierens in der EU, steigt die Bedeutung der Haltungssysteme für unkupierte Schweine.
Ziel dieser Arbeit ist, die Auswirkungen von Abferkel- und Aufzuchtsystemen auf Schwanzverletzungen und -verluste bei Schweinen zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf unkupierten Tieren liegt. Wie im Folgenden beschrieben, werden verschiedene Haltungssysteme verglichen und ihr Einfluss auf Verhaltensanomalien während der Aufzucht- und Mastperiode bewertet.
In der ersten Studie wurden kupierte und unkupierte Schweine hinsichtlich ihrer Schwanzverletzungen und -verluste während der Aufzucht- und Mastperiode verglichen. Die Schweine wuchsen in drei Abferkelsystemen auf: konventioneller Ferkelschutzkorb (FC), freie Abferkelbuchten (FF) und Gruppenhaltung laktierender Sauen (GH). Nach dem Absetzen wurden die Schweine auf zwei Aufzuchtsysteme aufgeteilt: konventionelle Ferkelaufzucht (CONV), in der die Schweine im Alter von zehn Wochen umgruppiert und in konventionelle Mastbuchten eingestallt wurden und ein Wean-to-Finish-System (W-F), bei dem die Schweine bis zur Schlachtung in bestehender Gruppe in ihren Buchten blieben und ihnen während der Aufzucht mehr Platz zur Verfügung stand. Die wöchentliche Bonitur der Schwanzverletzungen und -verluste zeigte signifikante Unterschiede zwischen den Aufzuchtsystemen, wobei die W-F-Schweine weniger Schwanzverletzungen aufwiesen (Maximum: CONV 58,01 %, W-F 41,16%). Auch das Verletzungsniveau der kupierten und unkupierten Tiere unterschied sich signifikant. Bei kupierten Tieren treten im Allgemeinen weniger Verletzungen auf. Am Ende der Mastperiode hatten die im W-F aufgezogenen Schweine signifikant weniger Schwanzverluste (CONV 67,63 %, W-F 38,2 %). Zusammenfassend konnten keine langfristigen Auswirkungen früher Sozialisierung nachgewiesen werden, da die Abferkelsysteme keine Effekte auf Verletzungen und Verluste zeigten. Das höhere Platzangebot und die reduzierten Umgruppierungen im W-F-Aufzuchtsystem verringerten die Häufigkeit von Schwanzverletzungen und -verlusten erheblich.
Auf Basis der Ergebnisse der ersten Studie, sollten nun die Schweine mit Schwanzverletzungen näher untersucht werden. Hierfür diente ein Parameter, der die Verletzungen der Tiere nach Häufigkeit und Dauer unterschied. Die zweite Studie zielte
darauf ab herauszufinden, ob Schweine mit unterschiedlich schweren Schwanzverletzungen mit Hilfe einer Clusteranalyse in biologisch relevante Gruppen eingeteilt werden können. Es wurden Tiere verglichen, die in FC, FF, GH gehalten und in CONV und W-F aufgezogen wurden. Die Schweine wurden in fünf Verletzungsgruppen eingeteilt, die von (I) keine Verletzungen bis (V) viele langanhaltende Verletzungen reichten. Die Trennbarkeit der vordefinierten Verletzungsgruppen wurde anhand des tierindividuellen Verletzungsparameters überprüft. Der Kupierstatus wurde als der Parameter mit dem größten Einfluss identifiziert. Die Aufteilung der Gruppen mit Hilfe einer k-means-Clusteranalyse gelang für die Verletzungsgruppen I und V. Zusammenfassend ließ sich feststellen, dass nicht alle Schweine in gleichem Maße von Schwanzbeißen betroffen waren. Der Einfluss des Kupierstatus konnte ebenso nachgewiesen werden wie die Reduktion der Schwanzverletzungen durch mehr Platz in der Aufzuchtperiode.
Ziel der dritten Studie war es zu untersuchen, wie sich durch eine künstliche Amme aufgezogene Ferkel (AR) langfristig entwickeln. Diese Tiere wurden mit Schweinen aus dem aus dem konventionellen Ferkelschutzkorb hinsichtlich der Schwanzverletzungen und -verluste, Hautverletzungen und Leistung verglichen. Alle Schweine wurden in einem konventionellen Aufzuchtsystem aufgezogen. Bei den Ergebnissen der Schwanzverletzungen wiesen die AR-Schweine weniger Verletzungen als die FC-Schweine auf, denn insgesamt hatten weniger als 15 % der AR-Schweine Schwanzverletzungen. Bis zum Ende der Mast traten bei lediglich 6,9 % der AR-Schweine Schwanzverluste auf; damit unterschieden sie sich signifikant von den FC-Schweinen. Während die AR-Schweine nach dem Umstallen in die Aufzucht signifikant weniger Hautverletzungen aufwiesen, konnten nach der Umstallung und Umgruppierung in die Mast keine Unterschiede zwischen den Systemen mehr festgestellt werden. In den ersten vier Lebenswochen hatten die FC-Schweine die höchsten täglichen Zunahmen, in der Aufzuchtperiode nahmen die AR-Schweine am meisten zu und in der Mastphase zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Systemen. Insgesamt wiesen die AR-Schweine weniger Schwanzverletzungen und -verluste auf und erreichten vergleichbare Tageszunahmen. Dies ist auf reduzierte Umgruppierungen im Verlauf und identische Haltungsbedingungen während der Aufzucht und Mast zurückzuführen. Trotzdem müssen neben Tierwohlaspekten auch wirtschaftliche Aspekte bei der Bewertung des Systems Beachtung finden.
Die vierte Studie konzentrierte sich auf das Aktivitätsverhalten von Schweinen. Zu drei Zeitpunkten während der Aufzuchtperiode (Beginn, Mitte, Ende) wurde das Verhalten der Tiere manuell und automatisch aufgezeichnet und ausgewertet. Bei der manuellen Analyse wurde die point-sampling-Methode angewendet und die Aktivität jedes Schweins alle zwölf Minuten bestimmt. Die automatische Auswertung basierte auf einem Computer-Vision-Algorithmus und erfasste die Schweine als Ellipsen. Es wurden sowohl die Koordinaten, als auch die
Mittelpunkte der Ellipsen der einzelnen Tiere analysiert. Durch Verknüpfung der nächstgelegenen Ellipsen wurde die Bewegung der Schweine innerhalb von 50 Bildern aufgezeichnet. Die Auswertung erfolgte auf Buchtenebene. Die Ergebnisse der manuellen Tiererkennung waren präziser als die des automatischen Systems. Der Algorithmus hatte zwar eine hohe Treffsicherheit, jedoch konnten teilweise verdeckte Schweine nicht erkannt werden. Dem Menschen ist es möglich das Verhalten der Tiere auch bei nicht vollständig sichtbarem Körper zu interpretieren. Dieses Erfahrungsdefizit über Form und Bewegung der Tiere kann der Algorithmus noch nicht ausgleichen. Der tägliche Verlauf der manuell und automatisch ermittelten Aktivität und die Trends der zu- oder abnehmenden Aktivität waren jedoch vergleichbar. Darüber hinaus konnten die Tage mit hoher Genauigkeit automatisch in inaktive, aktive und sehr aktive Phasen unterteilt werden. Insgesamt bestand eine hohe Übereinstimmung zwischen den beiden Analysemethoden.
Im Allgemeinen lässt sich festhalten, dass insbesondere das Haltungssystem während der Aufzucht langfristige Auswirkungen auf Schwanzverletzungen und -verluste hat. Das höhere Platzangebot und die verminderten Umgruppierungen der W-F-Schweine wirken sich positiv aus. Trotzdem gibt es immer noch einen großen Unterschied zwischen kupierten und unkupierten Schweinen in Bezug auf Schwanzverletzungen und -verluste. Die Eigenschaften der Schweine mit und ohne Schwanzverletzungen können durch eine Clusteranalyse herausgearbeitet werden. Von künstlichen Ammen aufgezogene Schweine profitieren trotz Bedenken hinsichtlich des Tierschutzes von einer stabilen Gruppe und zeigen weniger Schwanzverletzungen und -verluste sowie weniger Hautverletzungen bei vergleichbaren Leistungsergebnissen. Reduzierte Umgruppierungen, mehr Platzangebot während der Aufzucht und somit weniger Stress, da keine neuen Hierarchien gebildet werden müssen, tragen maßgeblich zu vermindertem Schwanzbeißen bei. Darüber hinaus kann die automatische Verhaltensanalyse auf Buchtenebene erfolgreich aktive und inaktive Phasen trennen. Im Hinblick auf ein Frühwarnsystem für Schwanzbeißen verfügt die automatische Analyse über ein hohes Potenzial. | de |
| dc.description.abstracteng | Tail biting is a widespread behavioural disorder in modern pig housing systems. It is defined as an oral manipulation of a pig’s tail by another. Different types of tail biting are described throughout the literature which are discernible by the way of biting as well as multifactorial causes. Due to the prohibition of routine tail docking in the EU, adapted housing systems for undocked pigs have gained importance.
The aim of this dissertation is to investigate the effect of farrowing and rearing systems on tail lesions and losses of pigs, with a focus on undocked animals. Different housing systems, as described below, are taken into consideration as a means to evaluate their influence on behaviour abnormalities during rearing and fattening periods.
In Paper One, docked and undocked pigs are compared regarding their tail lesions and losses during rearing and fattening periods. The pigs are housed in three farrowing systems: conventional farrowing crates (FC); free farrowing pens (FF); and group housing of lactating sows (GH). Additionally, they are divided into two rearing systems: a conventional system (CONV), where the pigs were regrouped and transferred to conventional finishing pens at ten weeks of age; or a wean-to-finish (W-F) system, where the pigs remained in their pens until slaughter with increased space allowance during rearing. Significant differences in the rearing systems are observed through the weekly assessment of tail lesions and losses. Fewer lesions occur for the W-F pigs (maximum: CONV 58.01 %, W-F 41.16 %). Docked animals also experience statistically significantly fewer lesions than undocked animals. The W-F reared pigs have significantly fewer tail losses, as recorded at the end of fattening period (CONV 67.63 %, W-F 38.2 %). In conclusion, a long-term effect of early socialisation does not appear to influence tail biting, given that farrowing system does not have a statistically significant effect on tail lesions. Nonetheless, an increased space allowance and reduced regroupings included in the W-F rearing system decreases the frequency of tail lesions and losses, significantly.
Due to the findings of paper one, pigs with tail lesions were classified and characterised based on the frequency and duration of the lesion to create a latent parameter. Paper Two investigates whether pigs with different severity of tail lesions can be separated into biologically relevant groups using a cluster analysis. Pigs housed in FC, FF, GH and reared in CONV and W-F are included in the analysis. Animals are indicated according to five lesion groups: from (I) no lesions to (V) many long lasting lesions; the separability of the predefined lesion groups is checked by an animal individual lesion parameter. As docking status is the main parameter affecting tail lesions, it is also included in the analysis. Using a k-means cluster analysis, groups I and V, are clearly distinguishable; however, the middle lesion groups are less defined within the analysis. In conclusion, not all pigs are affected by tail biting to the same extent. Docking status as well as increased space allowance can lead to a reduction in tail lesions.
Paper Three examines the long-term effects of artificial rearing (AR) on tail biting and development of pigs. AR and FC pigs are compared with a focus on tail lesions and losses, skin lesions, and performance traits. In this study, all pigs are raised in a conventional rearing system. Results show that AR pigs exhibit fewer lesions than the FC pigs; less than 15 % of AR pigs had tail lesions. At the end of fattening period, only 6.9 % of the AR pigs had lost parts of their tails, which was significantly different from FC pigs. AR pigs also have significantly fewer skin lesions after rehousing to rearing. After regrouping and rehousing to fattening, skin lesion frequency is not differing. Performance traits differ during nursery period in favour of the FC pigs, but in contrast, AR pigs have the higher daily weight gains during rearing period. Fattening period does not have a significant effect. AR pigs exhibit fewer tail lesions and losses with comparable daily weight gains, which is a result of reduced regroupings and identical housing conditions during rearing and fattening periods. However, these results should be critically reflected in terms of animal welfare and economic feasibility, prior to making practical recommendations.
Paper Four focusses on the activity behaviour of pigs. Animals’ behaviours are recorded and evaluated manually and automatically at three time points during the rearing period (beginning, middle, end). The manual analysis uses the point sampling method and determines the respective activity of every pig every 12 minutes. The automatic evaluation is based on a computer vision algorithm and records the pigs as ellipses. The coordinates as well as the centers of the individual animal ellipses are measured. By linking the nearest neighbour ellipses, the movement of the pigs is recorded within 50 frames, adjusted to the manual time samples. The evaluation is carried out at pen level. The results show that the manual animal detection is more precise, but the automated analysis has a high accuracy and is only limited by objects that obscure the pigs. Humans can interpret the animals’ behaviour, even though single body parts are not visible, whereas automatic analysis systems have difficulties in adapting this human knowledge about the shape and movements of animal bodies. Nonetheless, the daily course of the manually and automatically assessed activity and the trends of increasing or decreasing activity are comparable. Furthermore, days can be automatically divided into inactive, active and very active phases with a high accuracy. Overall, there is a high level of agreement between the two methods of analysis.
In summary, it can be concluded that the housing system plays a particularly important role during the rearing period in influencing tail biting behaviour, with long-term effects on tail lesions and losses. Increased space allowance and reduced number of regroupings, as with the W-F pigs, appears to have a positive effect in reducing lesions. There remains a large difference in the number and severity of tail lesions and losses between docked and undocked pigs. Characteristics of pigs with and without tail lesions are identifiable using a cluster analysis. Despite animal welfare concerns, artificially reared pigs benefit from maintaining stable groups and exhibit fewer tail lesions and losses, less skin lesions, and their performance is comparable to pigs reared more traditionally. Fewer regroupings, more space during rearing and therefore less stress due to not needing to form new hierarchies contribute to less tail biting. Furthermore, the automatic behaviour analysis has shown to be able to successfully separate active and inactive time intervals at a group level. It promises a high potential, especially regarding early warning indicators for tail biting. | de |
| dc.contributor.coReferee | Schlecht, Eva Prof. Dr. | |
| dc.subject.eng | tail lesions; tail losses; farrowing system; rearing system; undocked pigs; docked pigs; rearing; fattening; scoring; assessment; stress; classification; artificial rearing; reduced regrouping; Activity; algorithm; nearest neighbour; activity index; behaviour analysis; distance index | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-142A-6-5 | |
| dc.affiliation.institute | Fakultät für Agrarwissenschaften | de |
| dc.subject.gokfull | Land- und Forstwirtschaft (PPN621302791) | de |
| dc.identifier.ppn | 1725349167 | |