Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Lília Thays Sonoda

Reducing aggressive behaviour among young piglets by an electronic feed reward system

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-105256

title (ger.)

Reduzierung aggressiver Verhaltensweisen zwischen Ferkeln mit Hilfe eines elektronischen Futter-Belohnungssystems

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2014

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/sonodal_ss14.pdf

abstract (deutsch)

Übermäßiges aggressives Verhalten und Schwanzbeißen stellen derzeit bedeutende Verhaltensprobleme in der intensiven Schweinehaltung dar. Beides hat großen Einfluss auf das Wohlbefinden und die Lebensqualität der Tiere, beeinträchtigt die Tiergesundheit und verursacht bedeutende ökonomische Verluste entlang der Produktionskette. Um Wohlbefinden und Gesundheit der Tiere zu verbessern, wird seit 2008 durch die EU-Gesetzgebung gefordert, dass Schweinen ausreichende Mengen an Beschäftigungsmaterial zur Ausübung ihres Erkundungsverhaltens zur Verfügung gestellt werden müssen. Obwohl verschiedene Materialien zur Anreicherung der Haltungsumwelt bekannt sind, wie beispielsweise Stroh, werden diese oftmals wegen der zusätzlichen Kosten sowie aufgrund ihrer Unvereinbarkeit mit bestehenden Güllesystemen, nicht verwendet. Weiterhin ist wichtig, dass die Materialien die Tiere nicht nur beschäftigen, sondern auch kognitive Aufgaben beinhalten, die sich die natürliche Intelligenz der Tiere anregt. Diesbezüglich gab es bereits einige Studien, die zeigten, dass Schweine in der Lage waren, die verschiedensten Aufgaben mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden zu bewältigen. Jedoch ist das Wissen darüber, inwieweit eine kognitive Aufgabe Schweine von aggressivem Verhalten und Schwanzbeißen langfristig ablenken kann, noch begrenzt. In dieser PhD These werden die Ergebnisse einer neuartigen Form der Umgebungsanreicherung, die die Lernfähigkeit von Saugferkeln nutzt und das Potenzial haben soll, aggressive Verhaltensweisen in späteren Produktionsstadien zu reduzieren, vorgestellt. Die Studie ist Teil des EU Projektes BioBusiness, welches sich zum Ziel gesetzt hat, technologiebasierte Lösungsansätze für Verhaltensprobleme in der intensiven Schweinehaltung zu finden. Um dieses Ziel zu erreichen, war es zunächst notwendig, einen Überblick über die verschiedenen Problemfelder im Verhalten von Schweinen zu erhalten. Es wurde eine Literaturauswertung durchgeführt, um den aktuellen Stand der Forschung hinsichtlich Schwanzbeißen beim Schwein und die derzeitigen Managementstrategien, insbesondere in Bezug auf die Anreicherung der Haltungsumwelt, zu ermitteln. Hierbei galt es vor allem, das Potenzial von Precision Livestock Farming (PLF) Technologien zur Überwachung und Kontrolle des Verhaltens von Schweinen zu identifizieren, und insbesondere deren Möglichkeiten, das Auftreten von Schwanzbeißen in einem frühen Stadium zu erkennen, zu ermitteln. In einem zweiten Schritt wurde eine Anreicherung der Haltungsumwelt basierend auf einem Training von Saugferkeln im Abferkelstall getestet. Hierbei war das Ziel herauszufinden, ob kognitive Umweltanreicherung, bestehend aus einem Signalton gefolgt von einer Futterbelohnung, geeignet ist, aggressives Verhalten von Ferkeln nach dem Absetzen zu reduzieren. Um diese Hypothese zu testen, wurden Saugferkel in ihren Abferkelbuchten darauf trainiert, auf die Aktivierung eines elektronischen Futterautomaten, der mit Erdnüssen in Milchschokolade gefüllt war, zu reagieren. Hierbei mussten die Ferkel die Verknüpfung zwischen einem Signalton und einer Futterbelohnung während acht Tagen erlernen. Es zeigte sich, dass 68 % der Ferkel während der achttägigen Trainingsperiode den Signalton zu deuten lernten und innerhalb von 15 bis 30 Sekunden nach der Aktivierung den Futterautomaten aufsuchten. Zehn Tage nach Beginn des Trainings (acht Trainingstage mit einem dazwischen liegenden Wochenende ohne Training) wurden in einem zweiten Schritt die zuvor trainierten Ferkel abgesetzt, zu neuen Gruppen von 12 Ferkeln gemischt und in neue Buchten umgestallt. Vier Tage nach dem Absetzen wurde der elektronische Futterautomat genutzt, um aggressive Interaktionen in einem paarweisen Konfrontationstest, dem sog. Resident-Intruder Test zu unterbrechen. Hierbei wurde gezeigt, dass 84 % der aggressiven Interaktionen, wie Beißen, Kopfschläge und Aufreiten, in der Anfangsphase durch das bei der Aktivierung des Futterautomaten erklingende Tonsignal und die darauffolgende Futtergabe unterbrochen werden konnten. Aus diesen Ergebnissen lässt sich folgern, dass die angewandte Trainingsmethode zur Anreicherung der Haltungsumwelt für Saugferkel beitragen kann und grundsätzlich das Potenzial besitzt, aggressive Interaktionen zwischen Ferkeln nach dem Absetzen zu unterbrechen, indem diese von aggressiven Verhaltensweisen abgelenkt werden.

abstract (englisch)

Excessive aggressive behaviour and tail biting are currently important behavioural problems in intensive pig farming. Both issues have great impacts on the welfare and life quality of the animals, they also affect their health causing major economic losses along the production chain.

In order to enhance animal health and welfare, since 2008 it is required by EU legislation that pigs should have sufficient material for rooting in order to engage them in exploratory activities to maintain the animals occupied. Although there are various materials known to be suitable as environmental enrichment such as straw, not all the farms are willing and able to deal with additional costs for supply and the manure management generated by these substrates.

Additionally, it is important that the enrichment not only entertains but also involves the animals in cognitive tasks making use of their natural intelligence. In this regard, there were many studies attesting that pigs are able to learn the most varied types of tasks with different levels of difficulty. However, the understanding about how a cognitive task can redirect pigs’ behaviour when expressing aggressive behaviour or tail biting with long lasting effects is still limited.

In this PhD thesis, the results of a new approach of environmental enrichment using the learning abilities of suckling piglets with the potential to reduce aggressive interactions at a later production stage are reported. This study is part of a European project called BioBusiness that aimed to find answers based on technology to solve behavioural problems of pigs in intensive production farms.

To achieve the general objective of the BioBusiness project, first it was necessary to get an overall view about these different problematic behaviours. For this reason, a literature review was done to verify the state of the art regarding research on aggression as well as on tail biting and the current alternative management strategies focusing on environmental enrichment. In addition, the potential of Precision Livestock Farming (PLF) technologies, that are likely to monitor and control the behaviour of the pigs by the detection of outbreaks of tail biting at early stage, was described.

As a second step, environmental enrichment based on training of suckling piglets still in the farrowing unit was tested.

The goal was to verify whether the cognitive environmental enrichment using sound and food as reward can be a tool for reducing the level of excessive aggression among pigs, especially after weaning.

For testing this hypothesis, suckling piglets were trained in their farrowing pens to react to the activation of an electronic feeder filled with chocolate raisins. The piglets had to learn the link between a sound given by the feeder and a feed reward during a period of eight days. As a result, it was shown that the piglets were able to learn the training commands in the given training period, reaching a level of response in the order of 68% of reaction between 15 and 30 seconds after the activation of feeder.

After ten days from the beginning of the training (eight days of training with one weekend without training between the 5th and the 6th day), as a second step of the study, the same piglets used in the training were weaned, transferred to new pens, and mixed in groups of 12 piglets. Four days later, the electronic feeder was used to interrupt aggressive interactions expressed during confrontations of pairs of piglets in a test called resident-intruder test. It was shown that 84% of aggressive interactions in initial phase such as mounting, biting or head knocks could be interrupted by the sound followed by the chocolate raisins when the feeder was activated. It can be concluded that the used training method is suitable as environmental enrichment for suckling piglets and has the potential to reduce the length of aggressive interactions after weaning, by distracting and redirecting the attention of the piglets from fighting.

keywords

Konditionierung, Wohlbefinden, PLF, aggression, environmental enrichment, automatic monitoring,

kb

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