Methodischer Vergleich zur Erfassung von Verhaltensdaten beim Pferd unter besonderer Berücksichtigung einer hochpräzisen Echtzeitpositionserfassung

Abstract

Moderne Pferdehaltung in Deutschland beinhaltet noch immer vor allem Einzelboxenhaltung, mit einem stetigen Trend zur artgerechteren Aufstallung, welche die Haltung in einer Gruppe sowie eine vermehrte Bewegung der Tiere impliziert. Es ist jedoch fraglich, wie viel sich Pferde aus eigenem Antrieb am Tag fortbewegen, und wie verschiedene Bereiche eines solchen artgerechten Stalles frequentiert werden. Die exakten Ansprüche des Pferdes müssen noch genauer evaluiert werden. Die ist jedoch mit großem Aufwand verbunden, da herkömmliche Beobachtungsmethoden vor allem sehr zeitaufwendig sind. In der vorliegenden Untersuchung wurden verschiedene Methoden zur Verhaltenserfassung miteinander verglichen, insbesondere in der Anwendung am Pferd und im Einsatz bei einer Gruppen-Auslaufhaltung. Zum Einsatz kamen die Methoden Direktbeobachtung, Videobeobachtung, GPS, ALT-Pedometer sowie eine neuartige Methode der Funk-Ortung. Nachdem die neue Methode der Funk-Ortung aufgebaut, getestet und die Versuchspferde an das Tragen von Geräten und Gurten gewöhnt worden waren, wurde das Verhalten von neun Pferden über eine Episode von jeweils 24 Stunden erfasst. Hierfür wurden alle vorher genannten Methoden eingesetzt und diese miteinander verglichen. Pedometer wurden sowohl an Vorder- als auch an Hinterbeinen angebracht, um die Unterschiede in der Methodik ebenfalls zu erfassen. Im Vergleich der Methoden untereinander wurde die Video-Analyse als Gold-Standard gewählt und die Messungen mittels der anderen Methoden damit verglichen. Es konnte herausgearbeitet werden, dass Direktbeobachtung und Videoanalyse sehr genaue, aber auch sehr arbeitsintensive Methoden zur Erfassung von Verhaltensdaten darstellen. Die GPS-Technologie erzielte im Stall und in stallnahen Bereichen naturgemäß nur sehr schlechte Ergebnisse, aufgrund des mangelnden Sichtkontaktes zu den entsprechenden Satelliten. Auch die Technik der Pedometrie konnte nicht alle Verhaltensdaten erfassen. Zum einen können von den ALT-Pedometern ausschließlich Aktivität, Liegeverhalten und Temperatur erfasst werden. Aufenthaltsorte und ausgewählte Verhaltenskreise wie Futteraufnahme-, Ausscheidungs- oder Spielverhalten sowie die, für das Verhalten des Pferdes sehr wichtigen, Stereotypien bleiben unberücksichtigt. Zum anderen konnten die ALT-Pedometer auch im Bereich Liegeverhalten nicht überzeugen, da sie nicht klar zwischen Brust- und Seitenlage unterscheiden konnten. Die neue Technik der Funkortung beinhaltete zunächst umfangreiche Baumaßnahmen zur Installation des Systems. Auch die am Tier zu tragenden Geräte mussten zunächst verkleinert, die Akku-Leistung angepasst und spezielle Gurte für die Befestigung am Pferd konstruiert werden. Die erfolgten Messungen waren sehr aufwendig, da die Tiere permanent beaufsichtigt werden mussten, um die Gefahr einer Beschädigung der Gurte und Geräte zu minimieren. Die Funk-Ortung lieferte gute Ergebnisse, es konnten Aufenthaltsbereiche, Bewegungszustände und Geschwindigkeiten sowie erstmals auch die zurückgelegten Wegstrecken plausibel ermittelt werden. In Zukunft muss jedoch noch die Tiergerechtheit dieser Anwendung verbessert werden. Die Geräte und zugehörigen Akkus müssen verkleinert und in einer Form am Pferd angebracht werden, dass sie das Tier in seinem natürlichen Verhalten nicht stören und keinen weiteren Beobachtungsaufwand und Eingreifen von Seiten des Menschen nötig machen. Weiterhin sollte die Messungsgenauigkeit in der z-Achse überarbeitet werden, damit die Pferde nicht so häufig als liegend geortet werden. Wenn diese Probleme behoben sind, stellt die Funkortung eine viel versprechende Messmethode für die Zukunft dar, welche bei verschiedenen Tieren und Untersuchungen eingesetzt werden kann. Sie vereinfacht und beschleunigt aufwendige Verhaltenserfassungen um ein Vielfaches. In Kombination mit einer Videoüberwachungsanlage zur Erfassung von Umgebungseinflüssen könnte die Funkortung in Forschungsfragen gute Ergebnisse liefern. Besonders auch die Möglichkeit der direkten Umsetzung in Grafiken, und die sofortige Umrechnung und Nutzbarkeit der Daten und Wegstrecken vereinfachen aufwendige Verhaltensanalysen. Verhaltenserfassungen und damit verbundene mögliche Verbesserungen von Stallsystemen, Auslaufhaltungen und Gehegen könnten damit in Zukunft deutlich erleichtert werden. Modern german horse keeping includes individual single boxes with a trend towards the welfare, what implies stabling horses in groups, and increased movement of animals. However, it is questionable how much the horses spend walking of their own accord, and how different areas of such an animal barn are frequented. The exact requirements of the horse need to be evaluated more precisely. But this requires much work, since conventional observation methods are very time consuming. In the present study, different methods of recording behavior are compared, particularly in the application on the horse and in use by a group-range management. The methods used were direct observation, video monitoring, GPS, ALT-pedometer as well as a new method of radio-tracking. After the new method of radio-tracking was built, tested and the test horses were used to the wearing of devices and belts, behavior of nine horses was recorded by episodes of each 24 hours. This included all the previously mentioned methods of behavioural observation and these were compared to each other. Pedometers were attached to both front and hind legs also to capture the differences in methodology as well. While comparing the methods, video analysis was chosen as the gold standard and all measurements received by the other methods were compared to it. It was identified that direct observation and video analysis are very precise, but also very labor-intensive methods for collecting behavioral data. GPS technology achieved inside the stable and in areas nearby very poor results due to the lack of visual contact with the corresponding satellites. The technique using pedometer could not capture all important behavioral data. It is known that ALT pedometers can only measure activity, lying behavior and temperatures. Special behaviour, such as food intake, elimination or playing behavior and, very important for the behavior of horses, stereotypes are not included. Also the ALT pedometer could not convince in detecting lying behavior, because they did not clearly distinguish, if a lying procedure appeared on the horse s chest or on it s side. The new technology of radio location initially included extensive construction work to build up the system. The equipment to be worn on animals first had to be shrinked, the battery power and special straps adapted for attachment to the horse had to be constructed. The measurements were very labor-intensive, since the animals had to be constantly supervised to minimize the risk of damage to the belts and devices. The radio-tracking method yielded good results, it could recognize areas the horses had been to, states of motion and speed, and determined for the first time also the distance traveled by the horses. In the future, however, the animal welfare of this application must be improved. The units and associated batteries must be reduced in size and placed in a form on a horseback, that they do not disturb the animal in its natural behavior and minimize the need of observation and intervention efforts. Furthermore, the measurement accuracy in the z-axis is to be revised so that the horses are not detected as frequently lying. If these problems are resolved, the radio location is a promising method for the future, which can be used in different animals and studies. It simplifies and accelerates complex behavioral observations a lot. In combination with a video surveillance system for detecting environmental conditions the radio location system could provide good results even in research questions. Especially the possibility of direct implementation in graphics, and the immediate conversion and usability of the data and routes, simplifies an analysis. Behavioral observations and related improvements of livestock systems, free range systems and animal enclosures could be much easier in the future.