| dc.description.abstractger | Die im deutschen Tierschutzgesetz §11, Abs.8 seit 2014 geforderte betriebliche Eigenkontrolle verpflichtet alle Tierhalter und tierbetreuenden Personen zur Erhebung und Bewertung von Tierschutzindikatoren im laufenden Bestand. Die Nutzung von Tierschutzindikatoren soll dazu beitragen, die graduellen tierschutzrelevanten Situationen zu erfassen, die dem Tierwohl zuordenbar sind. Sie ergänzen eine Bewertung von Haltungssystemen anhand ressourcenbasierter und managementbezogener Merkmale wie beispielsweise dem Platzangebot pro Tier. Durch die Anwendung von Tierschutzindikatoren soll sichergestellt werden, dass die für die Tierhaltung verantwortlichen Personen eine Tierhaltung gewährleisten, die sich an den Bedürfnissen der Tiere orientiert. In der vorliegenden Arbeit schließt der Begriff animal welfare den Terminus animal protection zum besseren Verständnis mit ein (vgl. §11, 8 Lorz and Metzger 2019).
Als geeignete Tierschutzindikatoren in der Mastgeflügelhaltung werden u.a. die Entwicklung des Lebendgewichts, die Mortalität oder auch die Fußballengesundheit diskutiert. Durch die regelmäßige Bewertung der erfassten Daten wird Herdenmanagern ein Soll-Ist Abgleich ermöglicht. Ein Indikator-basiertes Bestandscontrolling stützt sich im Vergleich zu Kontrollinstrumenten nicht auf die Anwendung von Grenzwerten mit gegebenenfalls einer gekoppelten Sanktionierung bei Über- oder Unterschreitung, sondern auf den regelnden Soll-Ist Abgleich durch die bestandsbetreuende Person. Dies erfordert Kenntnisse über Risikobereiche sowie Schwellenwerte und Zielgrößen. Die Steuerung eines Bestands mit der Implementierung von Maßnahmen, wenn erforderlich, soll messbar zu einer kontinuierlichen Verbesserung von Haltungsbedingungen für Nutztiere beitragen und die Eigenverantwortlichkeit der Tierhalter und –betreuer stärken. Können bereits im Betrieb vorliegende Daten genutzt werden, könnte dies die Akzeptanz eines solchen Indikator-basierten Managementsystems auf betrieblicher Ebene noch erhöhen und so den Tierschutz und das Tierwohl auf einzelbetrieblicher Ebene steigern.
In der vorliegenden Arbeit zum Mastgeflügel sollten die für das Bestandscontrolling in Putenbeständen erforderlichen Schwellenwerte und Erwartungswerte für die Indikatoren Mortalität und Fußballengesundheit erarbeitet werden. Anschließend wurden Erhebungsmethoden zur Fußballengesundheit als objektive, valide und reliabele Messgröße im Sinne eines Indikators im Bestandscontrolling bewertet. Im dritten Schritt wurden mögliche Managementmaßnahmen auf Ihre Eignung zur Förderung der Fußballengesundheit im Masthühnerbestand erprobt und evaluiert.
In der ersten Untersuchung (Chapter 3) wurden die Indikatoren Mortalität und Fußballengesundheit auf 13 putenhaltenden Betrieben im nord-westdeutschen Raum über einen Zeitraum von zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen erhoben und bewertet. Die Praxisstudie berücksichtigte beide Geschlechter sowie saisonale Einflüsse (Winterdurchgang Oktober bis März, Sommerdurchgang April bis September). Ein Bestand konnte sich auf mehrere Herden verteilen, eine Herde umfasste eine bauliche Einheit. Es wurde in jeder Herde anhand einer zufällig gewählten Stichprobe von 60 Tieren in vierwöchentlichem Abstand nach dem 5-stufigen Score nach Hocking et al. (2008) die Fußballengesundheit erhoben und bewertet. Insgesamt flossen 11.400 Einzeltierdaten, d.h. 22.800 Daten zur Fußballenbewertung, in die Studie ein. Diese Datengrundlage wurde auch für die 2. Studie, Chapter 4, genutzt. Bestandsdaten wie Mortalität sowie Daten zum Einstreumanagement wurden regelmäßig erfasst.
Aus den Daten der Aufzuchtverluste stellte sich im Ergebnis heraus, dass die Höhe der Tierverluste zum Ende der 1. Lebenswoche (LWo) positiv mit der Gesamtmortalität der Aufzucht korreliert (Spearman r=0,677; p<0,01). Für die Bestandsbetreuung gibt die 7-Tage Mortalität einen Hinweis darauf, ob das Management im weiteren Fortlauf der Herdenbetreuung intensiviert werden muss. Das heißt, auch für den Mäster, der die Tiere aus der Aufzucht übernimmt, ist diese Information von Bedeutung. Ein saisonaler Einfluss ließ sich ermitteln, im Sommerdurchgang war die Gesamtmortalität bei den Hahnenherden um 0,5 %-Punkte im Vergleich zum Winter erhöht. Zudem wurde insgesamt der Bereich 14./15. LWo als Risikozeitraum für die Mortalität herausgestellt, für die Sommerdurchgänge besteht jedoch ein zusätzliches Risikofenster um die 12./13. LWo sowie 20./21. LWo. Die Auswertung und Darstellung von Quartilen zeigt nicht nur Schwellenwerte und Risikobereiche für ein erhöhtes Mortalitätsrisiko auf, sondern auch das Potenzial von Betrieben über die Mastperiode, das für die Zielwertformulierung des Indikators Mortalität von Bedeutung ist.
Für den Indikator Fußballengesundheit wurden die ersten 8 LWo als Risikobereich für Pododermatitis identifiziert, unabhängig von Geschlecht und Saisonalität. Zum Schlachtzeitpunkt wurden keine Unterschiede zwischen den Geschlechtern festgestellt (Median Hennen 2,32 vs. Hahn 2,35 bei Score 0-unverändert bis Score 4-mehr als 50% nekrotisierter Sohlenballen). Die Ergebnisse zum Einstreumanagement in der Hahnenmast zeigten, dass ein ereignisbezogenes Einstreuen mit weniger Einstreuterminen (2-3 vs. 4-6 mal/ Woche), einer insgesamt geringeren Einstreumenge (11,2-14,2 vs. 17,5-22,6 kg Stroh/m²) und verbesserter Fußballengesundheit (FPD Score Median 2,2 vs. 2,7) einhergeht. Die Einstreumenge wurde als signifikanter Effekt (p=0,012) auf die Fußballengesundheit herausgearbeitet.
In der sich anschließenden Studie (Chapter 4) wurde die Methodik der Erhebung und Bewertung der Fußballengesundheit, um diese Messgröße im Sinne eines Tierschutzindikators nutzen zu können, untersucht. Die Erhebung der Veränderungen am Sohlenballen, wie bereits aus der 1. Studie beschrieben, erfolgte je Einzeltier an beiden Füßen, die Berechnung des Spearman‘ Rangkorrelationskoeffizienten für den Score rechter und linker Sohlenballen sollte Auskunft über die Methode zur Bewertung im Bestand geben. Auf Basis der Einzeltierdaten ergaben sich im Vergleich der Scores zwischen rechtem und linken Sohlenballen Korrelationen zwischen r=0,355 und r=1,000 (Spearman Rho). Für die frühzeitige Erkennung der Notwendigkeit von Maßnahmen empfiehlt sich daher die Bonitur beider Füße eines Tieres und der am stärksten veränderte Sohlenballen wird in die Bewertung übernommen.
Weiterhin wurden Berechnungen zum erforderlichen Stichprobenumfang für verschiedene Konfidenzintervalle (α=0,01, 0,05, 0,1) in Abhängigkeit von der Herdengröße vorgenommen, die auf einer erwarteten Prävalenz von Fußballenveränderungen beruhen. Die Berechnung der Stichprobengröße ergab beispielhaft für die manuelle Fußballenbewertung in einer Herde mit 4000 Tieren und einem erwarteten Auftreten von Sohlenballenveränderungen an 40 % der Herde die Erhebung von 77 Tieren bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von 10 %. Für die Bestandsbonitur leitet sich aus den Ergebnissen ab, dass die Stichprobe durchaus variieren und in Abhängigkeit von der Herdengröße und auch der zu erwartenden Prävalenz von Sohlenballenveränderungen erfolgen sollte. Als Anhaltspunkt liefern die erhobenen Daten aus der ersten Studie (Figure 4) Ergebnisse zum Auftreten von Fußballenveränderungen in den ersten 8 LWo.
Zudem bildeten 30 Fußballen geschlachteter Tiere die Grundlage eines Abgleichs von makroskopischer Bewertung (nach Hocking et al. 2008) und histologischer Untersuchung. Dafür wurden Gewebeproben von Metatarsalballen entnommen, welche vorab über 24 Stunden in einer 10% Formalinlösung fixiert waren. Nach einer Hämatoxilin-Eosin-Übersichtsfärbung wurden Epidermis und Dermis lichtmikroskopisch untersucht. Um die subjektive d.h. manuell bewertete Größe der Veränderungen am Sohlenballen in Relation zur Fläche des Metatarsalballens objektiv zu bewerten, wurde auf der Grundlage von 20 Sohlenballen mit Hilfe des Bildprogramms ImageJ 1.51k der Umfang des Metatarsalballens sowie veränderte Bereiche gemessen. Die Ergebnisse wurden der Bewertung des 5er-Scores nach Hocking et al. (2008) zugeordnet und interpretiert. Durch den Abgleich zwischen histo-pathologischen Veränderungen mit der makroskopischen Bewertung konnten moderate Ulzerationen dem makroskopischen Score 1 und Score 2 (nach Hocking et al. 2008) zugeordnet werden. Für die Bestandsbewertung ist folglich ein Scoringsystem erforderlich, das bereits erste Veränderungen an der Oberfläche des Sohlenballens separat von Score 0 – keine Veränderungen – ausweist. So können frühzeitig mögliche Ursachen zugeordnet und im Bestand Maßnahmen ergriffen werden. Ebenso ist das separate Kategorisieren von Narbengewebe ein wichtiger Hinweis für Abheilungsprozesse und den Erfolg von Maßnahmen im laufenden Bestand. Der am Beispiel des Scoringsystems nach Hocking et al. (2008) vorgenommene Vergleich der Bonituren von Sohlenballenveränderungen mittels manueller Bonitur und einem Bildprogramm, machte die s.g. optische Illusion deutlich und führte zur schlechteren Einstufung durch die manuelle Bonitur. Zudem zeigte sich, dass eine einheitliche Definition zur Abgrenzung des Metatarsalballens als Bezugsgröße für den Anteil veränderter Fläche notwendig ist. Das in den Schlachthöfen etablierte Scoringsystem nach Hocking et al. (2008) ist für die Bewertung zum Schlachtzeitpunkt (p.m.) erarbeitet worden und bildet die genannten Anforderungen für die Bewertung im Bestand, und p.m. vor dem Hintergrund der entwickelten Kamerasysteme, nicht oder nur unzureichend ab.
Abschließend wurde im Rahmen der Dissertation eine in den USA bereits bewährte Einstreumaßnahme im Bestand auf ihre Eignung zur Verbesserung der Fußballengesundheit unter den hiesigen Vorgaben zur Masthühnerhaltung geprüft (Chapter 5). Hierzu wurde in einer Praxisstudie der Effekt einer Applikation eines pH-Wert reduzierenden Einstreupflegemittels (Bisulfat-Komplex; SBS) auf die Fußballengesundheit sowie Sprunggelenksveränderungen und die Einstreuparameter Trockensubstanz (TS), pH-Wert und Ammoniumstickstoff (NH4-N) untersucht. Je Durchgang wurden in zwei baugleichen Ställen parallel eine Versuchs- und eine Kontrollgruppe, nachfolgend als TRT bzw. Con bezeichnet, gehalten und zwei Applikationsmengen mit jeweils einer Wiederholung geprüft. SBS wurde innerhalb 24 h vor Aufstallung der Tiere oberflächlich auf die Grundeinstreu, 700g/ m² Strohgranulat, in einer Menge von 250 g/ m² (TRT 1) oder 150 g/ m² (TRT 2) in der jeweiligen Versuchsgruppe (SBS) ausgebracht, die Kontrollgruppe (Con) wurde ohne Einstreupflegemittel gehalten. Die wöchentlich erhobenen tierbezogenen Merkmale Lebendgewicht sowie Fußballen- und Sprunggelenksveränderungen wurden an einer zufällig gewählten Stichprobe von 60 Tieren je Gruppe und Termin in Anlehnung an das Bewertungssystem nach Welfare Quality (Score 0-4) erhoben und bewertet. Einstreuproben wurden in den Bereichen Tränke, Futterlinie und freie Fläche wöchentlich entnommen und ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten keinen Effekt auf die Gewichtsentwicklung durch die Applikation des Bisulfat Komplexes (p=0,687 bzw. p=0,890). Die Verlustraten waren höher in den Versuchs- gegenüber den Kontrollgruppen (TRT 1 2,79 vs. Con 2,03%; TRT 2 2,88 vs. Con 2,27%). Das Auftreten von Fußballenveränderungen war durch die Bisulfat-Komplex Applikation signifikant verringert (p.m. p=0,011 und p=0,000), wobei die höhere Einsatzmenge (250g/m²) die besten Ergebnisse aufwies. Ein Unterschied zwischen den Gruppen bezüglich der Fersenhöckergesundheit konnte nicht nachgewiesen werden (p.m. p=0,200 und p=0,115), jedoch beeinflusste der TS-Gehalt der Einstreu diesen Parameter signifikant (p=0,037). Die anfängliche Reduktion des Einstreu pH-Wertes auf ca. pH 1,7 und 2,0 gegenüber 6,5 bzw. 6,7 in den Kontrollgruppen zeigten somit eine mögliche Managementmaßnahme für den Betrieb zur Prävention bzw. Verringerung von Fußballenveränderungen unter kommerziellen Bedingungen auf.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen sowohl den jahreszeitlichen Einfluss als auch das Erfordernis der Berücksichtigung des Alters der Tiere, um Bestandsdaten zu bewerten. Um das Tierwohl in Betrieben sowie das Risiko einer Auffälligkeit zu bewerten, müssen folglich mehrere Durchgänge einbezogen werden. Zudem unterstützt ein indikator-basiertes Bestandsmanagement bei der Früherkennung von Fehlentwicklungen, hierfür wurden Kenntnisse um Risikobereiche und Schwellenwerte sowie Ziel –und Erwartungsbereiche gewonnen. Die Ergebnisse können als Grundlage für die Anwendung eines Controllings in Putenbeständen unter Nutzung des Indikators Fußballengesundheit für die Pflege, Unterbringung, Ernährung und Bewegung (vgl. § 2 TierSchG) als nutzbare Informationsbasis für den Status quo der Herde dienen. Dass Tierschutzindikatoren wie Mortalität und Fußballenveränderungen bereits ab der Aufzucht erhoben und bewertet werden sollten, wird, unter Weitergabe der bewerteten Informationen auch an die Maststufe, sowie umgekehrt von der Maststufe einschließlich Schlachtung an die Aufzucht, zu einer kontinuierlichen Verbesserung in der Nutzgeflügelhaltung führen. Die Voraussetzung bilden einheitliche objektive Messverfahren sowie Bewertungssysteme; dafür liefert diese Arbeit für die Indikatoren Mortalität und Fußballenveränderungen neben Anforderungen in der Anwendung auch Lösungsansätze. | de |
| dc.description.abstracteng | For a long time, animal husbandry systems were evaluated with resource-based indicators like space per bird or measures of barn equipment. In favor of animal-based indicators the use of those evaluation systems were declined in recent years. In Germany, the Animal Protection Act (TierSchG 2017) obligates animal keepers to introduce and operate an on-farm-monitoring and controlling system to maintain and improve animal health and welfare, based on welfare-related, respectively animal protection, indicators (§ 11,8 TierSchG).
The term animal welfare includes animal protection in this thesis (cf. §11, 8 Lorz and Metzger 2019).
Thereby, liveweight development, mortality and foot pad lesions, for example, were discussed as suitable indicators. A continuous monitoring and evaluation of the flock data enables a target-performance comparison. The latter factor is fundamental for an indicator-based flock management. Compared to an audit by authorities which bases on limit values and possible penalties, an indicator-based system contains of a continuous target-performance comparison and threshold values, carried out by the flock manager. This approach requires knowledge about frames of risk, threshold values and target values as well. An indicator-based flock management aims to improve the environmental conditions of farm animals continuously and supports the farmers’ responsibility. Furthermore, acceptance would be increased by using data which is already part of the documentation.
It was the objective of this thesis to work out target values and threshold values for the animal-based indicators mortality and foot pad health, to use them as part of the management of turkey flocks. Then, methods to monitor and evaluate foot pad health were assessed against the background of an objective, valid and reliable variable within an indicator-based flock management. Afterwards, possible management measures were proved in broiler flocks to prevent foot pad lesions and thus becoming a suitable management measure in poultry farming.
The first study (Chapter 3) was conducted on 13 turkey farms, located in North West Germany. Mortality and foot pad health were monitored and assessed in two consecutive turkey production cycles and both sexes and seasonal effects (winter cycle from October to March, summer cycle from April to September) were considered within the study. The animal stock of a farm could be divided in several flocks, each barn represented one individual flock and 37 flocks were monitored and evaluated. Foot pad health of a representative randomized sample of 60 birds was monitored and evaluated in a four-week interval in accordance to the 5-point scoring system of Hocking et al. (2008). Overall, data of 11,400 birds and 22,800 feet were collected and evaluated in this study and built data basis for the second study (Chapter 4). Furthermore, mortality and data of litter management were recorded continuously. During rearing the bedding material consisted of either wood shaving or straw pellet whereas all animals were kept on straw during fattening.
It could be pointed out that the first week mortality rate was positive correlated to the overall mortality rate of the rearing period (Spearman r=0.677; p<0.01). So 7-day mortality indicates the necessary intensity of the further flock management and possible implications of additional management measures. Furthermore, it is important to supply the mortality data with placing the five week old birds on a separate fattening farm because managers of the fattening stock need to implement further measures as well, if required. A seasonal effect could be proved, mortality of male flocks increased about 0.5 % in summer time compared to the winter cycles. Time frames of higher risk for mortality were identified around 14 to 15 weeks of age for all seasons and additionally around 12 to 13 and 20 to 21 weeks of age during summer season. The data were outlined as quartiles which enables the presentation of threshold values and risk frames for mortality and also target values for mortality as an indicator for environmental and management conditions in turkey husbandry.
Regarding the indicator ‘foot pad health’, the study pointed out the first eight weeks of age as a time frame of higher risk for foot pad lesions. Sex and season had no effect. At time of slaughtering again no effect of sex was found (median female avg. score 2.32 vs. male avg. score 2.35; score 0 to 4 in accordance to Hocking et al. 2008).
The evaluation of litter management data of male flocks figured out the variables ‘weekly litter dispersing frequency’ and ‘litter amount in fattening period’ to be mostly associated with the prevalence and severity of foot pad lesions, while the effect of litter amount was significant (p=0.0129). An incident related dispersing interval required up to 50 % less material (11.2 to 14.2 vs. 17.5 to 22.6 kg straw/m² per cycle) and dispersing dates (2 to 3 vs. 4 to 6 times/ week per cycle) compared to a continuous interval and supported foot pad health (Median FPD score 2.2 vs. 2.7).
The objective of the second study (Chapter 4) was to evaluate the assessment method of ‘foot pad health’ against the background of using ‘foot pad health’ as an indicator for turkey welfare. Foot pad data were monitored as described in the first study. Both feet of an individual were monitored and the correlation between right and left foot of an individual was calculated. The results showed that the correlation between right and left foot of an individual ranged between r=0.355 to r=1.000 (Spearman Rho). So the recommendation for an early warning system within flock management could be to monitor both feet of an individual and the evaluation of the foot which is altered most.
The required sample size was calculated for different confidence intervals (α=0.01, 0.05, 0.1), flock sizes and expected prevalence of foot pad lesions. The calculation of the required sample size of food pads figured out that 77 birds should be assessed in a flock of 4,000 birds and an expected prevalence of 40 % within 10 % confidence interval. Recommendations for the application in the field would be to vary sample size in dependence of the expected FPD prevalence. Target values for planning until eight weeks of age were published in Figure 4.
Another objective of that study was the comparison between histological and macroscopic assessment of foot pad health. Therefore 30 foot pads from slaughtered male turkeys were investigated in accordance to the macroscopic scheme of Hocking et al. (2008). Tissue samples from the center of the metatarsal pad were removed and fixed in formic acid (10 %) for 24 hours. After hematoxylin/eosin staining the samples were examined under a light microscope and the histopathological characteristics of epidermis and dermis were investigated. To examine the size of a foot pad lesion and compare a manual method (i.e. subjective method) with a technical (objective) method the image processing system ImageJ 1.51k was used. The size of the metatarsal pad as well as the size of alterations were measured with the photographic image system. The dimensions of the alterations were categorized according to the scheme of Hocking et al. (2008).
Moderate ulcers were already found in metatarsal foot pads which were manual assessed with score 1 and score 2. Therefore, first lesions must be detected in a flock and a scoring system is used which separates Score 0 = no lesions from macroscopic first lesions. That enables an early implementation of measures if needed. Another point is the feedback of scar tissue, which should be categorized as a separate score. It is an important and possible motivating information to the flock manager due to scar tissue reflects the success of management measures while still indicating a time frame of critical housing or management conditions during the husbandry period.
The comparison between the manual macroscopic scoring and the image-based program resulted in an increasing of alterations for the manual scoring. The so called ‘optical illusion’ is responsible for the results and supports the application of an external standard and, if possible, technical-based assessment systems. Furthermore, a standard definition to the boundary of the metatarsal pad is required because the metatarsal pad is directly related to the size of foot pad lesions.
Finally, it should be considered that the assessment scheme from Hocking et al. (2008) was developed for the manual assessment at time of slaughter. As the study shows on-farm foot pad assessment and also new techniques at slaughterhouse require different as well as new standard foot pad Scoring systems.
In the third study (Chapter 5) an established management procedure in the US Poultry production was proved for its suitability to prevent foot pad lesions under European/ national requirements for broiler housing conditions. The application of a sodium bisulfate product (SBS) was tested in a field study as a litter additive. Additionally, to performance data of the birds’ litter parameters (pH value and dry matter content) as well as ammonium (NH4-N) were investigated. Therefore, two application rates of the litter treatment were examined in two experiments on a commercial farm with two barns. Each cycle consisted of one barn with an SBS treatment (TRT) and one group without any litter treatment (Con). SBS was spread on top of the litter (spelt granulate) 20 hours before chick placement with either 250 g/ m² (TRT 1) or 150 g/m² (TRT 2) in the treatment group. The performance data of liveweight, foot pad health and hock burn were recorded weekly on a randomized collected sample of 60 birds in accordance to the Welfare Quality Assessment System. Litter was sampled weekly in three different areas in the barns, around drinker line, feeder line and within the activity area.
No influence was proved on birds’ liveweight (p=0.687 and p=0.890). Mortality rate increased in TRT groups compared to control groups (TRT 1 2.79 % vs. Con 2.03 %; TRT 2 2.88 % vs. Con 2.27 %). The prevalence of foot pad alterations was significantly lower in the TRT groups compared to the groups without any litter treatment (p.m. p=0.011 and p=0.000) and more SBS (250g/m²) supported foot pad health best. The incidence of hockburn was not affected by the TRT (p.m. p=0.200 and p=0.115) but by dry matter content (p=0.037). The reduction of the litter pH in the beginning of the cycle from pH 6 in the control group compared to pH 1.7 (TRT 1) and 2.0 (TRT 2) seems to be a suitable management measure to prevent or reduce foot pad dermatitis under European commercial husbandry conditions.
The results show that an assessment and benchmark of poultry flock data needs to consider seasonal and age effects. More than one cycle is needed to evaluate animal welfare and the potential risk of a conspicuous farm. The studies pointed out time frames of risk, target and threshold values for mortality and foot pad health, which are essential for knowing risks in time. The data can be used within on farm controlling of turkey and broiler flocks and foot pad health indicates status quo of care, housing, feeding and activity (see legal requirements §2 German Animal Welfare Act; TierSchG 2017).
Animal welfare indicators need to be monitored and assessed since birds are placed as one day old chicks. A continuous improvement of housing conditions requires the transfer of data between rearing and fattening units. Only a feedback system between both production units enables manager from rearing and fattening birds to know the success of implemented and the possible need of other management measures. This practice assumes the same assessment methods during the husbandry period; first approaches can be derived from the present thesis. | de |