Einfluss von Haltung und Management auf das Tierwohl in der Milchviehhaltung | Effect of housing and management on animal welfare in dairy cattle

Das Ziel dieses Promotionsvorhabens war es, die Effekte verschiedener Haltungs- und Managementfaktoren auf das Tierwohlniveau in der Milchviehhaltung zu untersuchen. Hierfür wurden insgesamt 85 konventionell wirtschaftende Milchviehbetriebe mit Hilfe des Welfare Quality® Protokolls für Rinder bewertet. Dabei handelt es sich um ein vornehmlich tierorientiertes Indikatorensystem zur Beurteilung des Tierwohls auf Betriebsebene. Die Daten wurden im Zeitraum von April 2014 bis September 2016 von einem einzelnen, erfahrenen Prüfer in Norddeutschland erhoben. Jeder Betrieb wurde zweimal im Abstand von 6 Monaten (Sommer- und Winterhalbjahr) besucht, um saisonale Effekte auf die Ergebnisse des Welfare Quality® Protokolls zu minimieren. Die durchschnittliche Bestandsgröße betrug 383 ± 356 (Spanne 45 - 1.629) Kühe der Rasse Holstein-Friesian. Nur Betriebe mit Liegeboxenlaufställen und ganzjähriger Stallhaltung konnten an der Studie teilnehmen, um die Vergleichbarkeit der Haltungsbedingungen gewährleisten zu können. Der vorliegende Datensatz wurde im Rahmen des Promotionsvorhabens hinsichtlich des Einflusses verschiedener Haltungs- und Managementfaktoren ausgewertet (Studien I-III). Das Ziel der ersten Studie war es, den Effekt der Bestandsgröße auf das Tierwohlniveau in Milchviehbetrieben zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden 80 konventionelle Milchviehbetriebe entsprechend der Anzahl Kühe auf dem Betrieb in vier Bestandsgrößenkategorien eingeteilt C1 (<100 Kühe), C2 (100-299 Kühe), C3 (300-499 Kühe) und C4 (≥500 Kühe) und anhand verschiedener tierorientierter Indikatoren des Welfare Quality® Protokolls (WQP) für Rinder hinsichtlich ihres Tierwohlniveaus bewertet. Die Daten wurden mit Hilfe eines generalisierten linearen gemischten Modells statistisch ausgewertet. Keiner der Betriebe erzielte die höchste WQP-Bewertung “exzellent”. Die Mehrheit der Betriebe wurde als „verbessert“ (30%) oder „akzeptabel“ (66%) klassifiziert, während bei sechs Erhebungen die Betriebe als „nicht klassifiziert“ (4%) eingestuft wurden. Die durchschnittliche Troglänge pro Kuh und der prozentuale Anteil an Kühen mit Nasen- und Vulvaausfluss nahmen mit steigender Bestandsgröße zu, während die Anzahl Vertreibungen pro Kuh und Stunde mit steigender Bestandsgröße abnahmen. Der prozentuale Anteil an mageren Kühen, der prozentuale Anteil an verschmutzten Unterbeinen und die durchschnittliche Abliegezeit zeigten einen kurvilinearen Zusammenhang zur Anzahl Kühe im Betrieb. Weitere Indikatoren aus dem Welfare Quality® Protokoll für Rinder wurden von der Bestandsgröße nicht beeinflusst. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Effekte der Bestandsgröße gering waren und sich die Herdengröße demzufolge nicht als Indikator für das Tierwohlniveau auf Betriebsebene eignet. Haltungsbedingungen und Managementpraktiken scheinen einen größeren Einfluss auf das Tierwohl zu haben als die Anzahl Milchkühe pro Betrieb. Das Ziel der zweiten Studie war es, den Effekt der Bestandsdichte auf das Tierwohlniveau in der Milchviehhaltung zu untersuchen. Hierfür wurden 75 konventionelle Milchviehbetriebe mit Hilfe verschiedener tierorientierter Indikatoren des Welfare Quality® Protokolls für Rinder bewertet. Die Milchviehbetriebe wurden mittels der Berechnung von Tertilen in Bestandsdichtengruppen mit niedrigem (73-95%), mittlerem (96-103%) oder hohem (105-133%) Tier-Liegeboxen-Verhältnis (TLV); niedrigem (67-104%), mittlerem (105-121%) oder hohem (122-163%) Tier-Fressplatz-Verhältnis (TFV) und hohem (4,5-7,0 m²), mittlerem (3,7-4,4 m²) oder niedrigem (2,5-3,6 m²) Verkehrsflächenangebot (VFA) klassifiziert. Die Daten wurden mit Hilfe eines generalisierten linearen gemischten Modells statistisch ausgewertet. Die Anzahl schwer lahmer Kühe war höher in Betrieben mit hohem (37,7%), im Vergleich zu Betrieben mit niedrigem (22,3%) bis mittlerem (23,0%) TLV. Der prozentuale Anteil Kühe mit Nasenausfluss unterschied sich zwischen Betrieben mit hohem (19,1%) und Betrieben mit niedrigem (25,7%) TLV. Die meisten Kopfstöße pro Kuh und Stunde wurden in Betrieben mit niedrigem (0,6), im Vergleich zu Betrieben mit mittlerem und hohem TFV (0,3) aufgezeichnet. Die Punkte innerhalb des Kriteriums „Positive Emotionen“ waren höher in Betrieben mit mittlerem (85,1 Punkte) und hohem (83,9 Punkte) im Vergleich zu Betrieben mit niedrigem (74,1 Punkte) TFV. Der höchste prozentuale Anteil an schwer lahmen Kühen wurde in Betrieben mit mittlerem (31,2%) bis hohem (33,1%), während der niedrigste prozentuale Anteil in Betrieben mit niedrigem (18,8%) VFA beobachtet wurde. Im Gegensatz dazu wurde der höchste prozentuale Anteil an Kühen mit Mastitis (23,8%) in Betrieben mit niedrigem, im Vergleich zu Betrieben mit mittlerem VFA (17,8%) nachgewiesen. Weitere Indikatoren aus dem Welfare Quality® Protokoll für Rinder wurden von der Bestandsdichte nicht beeinflusst. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die vorliegende Studie keine konsistente Beziehung zwischen der Bestandsdichte und dem Tierwohl bei Milchkühen indiziert. Einige Tierwohlindikatoren fielen in Betrieben mit höheren Bestandsdichten besser aus, während andere in Betrieben mit niedrigeren Bestandsdichten bessere Werte erzielten. Folglich kann die Bestandsdichte allein nicht als geeigneter Indikator für das Tierwohlniveau auf Betriebsebene verwendet werden. Die in dieser Übersichtstudie untersuchten Parameter der Bestandsdichte (TLV, TFV, VFA) haben das Potential, Tierwohl von Milchkühen positiv oder negativ zu beeinflussen und sollten daher bei der Optimierung der Haltung und des Managements in Milchviehbetrieben gleichermaßen berücksichtigt werden. Das Ziel der dritten Studie war es, den Effekt von Haltungs- und Managementfaktoren auf Tierwohlindikatoren bei Milchkühen mit Hilfe eines Benchmarking-Ansatzes zu untersuchen. Insgesamt wurden 63 konventionelle Milchviehbetriebe mit Hilfe mehrerer tierorientierter Indikatoren des Welfare Quality® Protokolls für Rinder bewertet. Fünf Tierwohlindikatoren (magere Kühe, Läsionen/Schwellungen, schwere Lahmheit, Mastitisinzidenz und Sozialverhalten) wurden ausgewählt, weil sie verschiedene Aspekte des Tierwohls reflektieren. Zusätzlich wurden die vorherrschenden Haltungsbedingungen (wie z.B. Liegeboxendesign oder Laufflächengestaltung) dokumentiert und die Betriebsleiter hinsichtlich ihrer Managementmaßnahmen interviewt. Die Milchviehbetriebe wurden als Gruppen mit hohem Tierwohl (HW) und Gruppen mit niedrigem Tierwohl (LW) kategorisiert, indem die oberen und unteren Tertile für jeden einzelnen Tierwohlindikator separat kalkuliert wurden. Beide Gruppen wurden hinsichtlich ihrer Haltungsbedingungen oder Managementpraktiken mit Hilfe einer uni- und multivariablen logistischen Regressionsanalyse verglichen. Höhere Fütterungsfrequenzen (>1 vs. 1 x/Tag), die Fütterung einer Totalen-Misch-Ration (vs. einer Partiellen-Misch-Ration), Fütterungsgruppen (vs. 1 Fütterungsgruppe) und die Kraftfuttermenge (>8,5 vs. <8,5 kg/Tag) waren positiv mit einem niedrigeren prozentualen Anteil magerer Kühe assoziiert (p<0,20). Ein niedrigerer Anteil von schwer lahmen Kühen wurde mit einem mittleren Tier-Liegeplatz-Verhältnis (95-105 vs. <95 und >105 Kühe/100 Boxen), höheren Klauenpflegefrequenzen (>2,5 vs. <2,5 x/Jahr), regelmäßiger Anwendung eines Klauenbades (vs. keine Anwendung), planbefestigter Boden (vs. Spaltenboden) und Gummiböden (vs. keine Gummiböden) in Verbindung gebracht (p<0,20). Eine niedrigere Anzahl an Tieren mit einem hohen Gehalt somatischer Zellen in der Milch (>400.000 Zellen/ml) war positiv mit dem Melken in einem Melkstand (vs. Automatisches Melksystem), niedrigeren Melkfrequenzen (2 vs. >2 x/Tag) und routinemäßiger Anwendung eines antibiotischen Trockenstellers (vs. bedarfsweise) assoziiert (p<0,20). Assoziationen zwischen einem niedrigen Niveau von agonistischen Interaktionen und der Integration von Färsen in die Herde vor der Abkalbung (vs. nach der Abkalbung), einem niedrigeren Tier-Liegeboxen-Verhältnis (<95 vs. ≥ 95 Kühe/100 Boxen), größere Fressplatzbreiten (>3,6 m vs. <3,6 m), größeres Verkehrsflächenangebot (>4,4 m² vs. <4,4 m²), die Anwesenheit einer Kraftfutterstation (vs. keine Kraftfutterstation), einem mittleren Tier-Fressplatz-Verhältnis (105-118 vs. <105 und >118 Kühe/100 Fressplätze) und mittlere Troglängen pro Kuh (4,7-6,8 cm vs. <4,7cm und >6,8 cm) konnten beobachtet werden (p<0,20). Im Gegensatz dazu wurden keine Assoziationen zwischen den untersuchten Haltungs- und Managementfaktoren und den Prävalenzen von Läsionen und Schwellungen gefunden (p>0,20). Der Benchmarking-Vergleich von Betrieben mit höheren und niedrigeren Tierwohlbewertungen hinsichtlich ausgewählter Haltungs- und Managementfaktoren kann den Studienergebnissen zufolge nützliche Informationen über effektive Möglichkeiten zur Verbesserung des Tierwohls bei Milchkühen liefern. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass das Tierwohl auf Milchviehbetrieben durch viele verschiedene Haltungs- und Managementfaktoren beeinflusst werden kann. Aufgrund des multidimensionalen Charakters des Tierwohls ist eine pauschale Bewertung von Milchviehbetrieben anhand einzelner Haltungs- und Managementfaktoren wie z.B. Bestandsgröße und Bestandsdichte problematisch. Den Erkenntnissen der vorliegenden Dissertation zufolge ist vielmehr eine Betrachtung des Tierwohlniveaus auf Betriebsebene erforderlich, da sich nur so die komplexen Interaktionen von Haltungsumwelt und Managementpraxis annähernd abbilden lassen. Die Ergebnisse der Tierwohlbewertungen mit Hilfe des Welfare Quality® Protokolls für Rinder unterscheiden sich sehr deutlich zwischen den Betrieben, so dass von einem erheblichen innerbetrieblichen Potential zur Verbesserung des Tierwohls ausgegangen werden kann. Dabei könnte der im Rahmen des Promotionsvorhabens getestete Benchmarking-Ansatz einen wichtigen Beitrag zur Optimierung der Haltungsumwelt und der Managementpraxis leisten. Zum einen liefert dieses Verfahren wichtige Informationen zu potentiellen Erfolgsfaktoren aus den Bereichen Haltung und Management und zum anderen könnte durch den praxisnahen Vergleich mit anderen Milchviehbetrieben die Motivation zur Investition in erfolgsversprechende Tierwohlverbesserungsmaßnahmen erhöht werden.

The main objective of this Phd-study was to examine the effect of different housing and management factors on the animal welfare level in dairy cattle. Therefore, 85 conventional dairy cattle farms were assessed using multiple measures of the Welfare Quality® assessment protocol for dairy cattle. This is an predominantly animal-based indicator system for assessing the on-farm animal welfare level. Data were recorded from April 2014 to September 2016 by an experienced single assessor in Northern Germany. Each farm was visited two times at an interval of six months (summer period and winter period) to avoid seasonal effects on the outcome. The average herd size was 383 ± 356 Holstein-Friesian cows (range 45 to 1,629). Only farms with loose housing systems and zero-pasturing were included in the study in order to ensure the comparability of the housing conditions. The dataset was statistically analyzed regarding different housing and management factors (studies I-III). The objective of the first study was to examine the effect of herd size on animal welfare in dairy cattle farming. Therefore, 80 conventional dairy cattle farms were classified by the number of cows into four herd size classes C1 (<100 cows), C2 (100-299 cows), C3 (300-499 cows) and C4 (≥500 cows) and assessed using multiple animal-based measures of the Welfare Quality® assessment protocol for dairy cattle. Data were statistically analyzed using a generalized linear mixed model. None of the farms reached the highest rating “excellent”. The majority of the farms were classified as “enhanced” (30%) or “acceptable” (66%), while at six assessments farms were rated as “not classified” (4%). Mean trough length per cow, percentage of cows with nasal discharge and vulvar discharge increased with increasing herd size, while displacements per cow and hour decreased with increasing herd size. Percentage of lean cows, percentage of dirty lower legs and duration of the lying down process showed a curvilinear relationship with the number of cows per farm. Herd size did not affect any other indicators of the Welfare Quality® protocol. In conclusion, herd size effects were low and consequently herd size cannot be considered as a feasible indicator of the on-farm animal welfare level. Housing conditions and management practices seem to have a greater impact on animal welfare than the number of dairy cows per farm. The objective of the second study was to examine the effect of stocking density on animal welfare in dairy cattle farming. Therefore, 75 conventional dairy cattle farms were assessed using multiple animal-based measures of the Welfare Quality® protocol for dairy cattle. Stocking density groups were classified using tertiles by low (73-95%), medium (96-103%) or high (105-133%) cow-to-stall ratios (CSR); low (67-104%), medium (105-121%) or high (122-163%) cow-to-feeding place ratios (CFR) and high (4.5-7.0 m²), medium (3.7-4.4 m²) or low (2.5-3.6 m²) walking space availability (WSA). Data were statistically analyzed using a generalized linear mixed model. The number of severely lame cows were higher in farms with high (37.7%), compared to farms with low (22.3%) to medium (23.0%) CSR. Percentages of cows with nasal discharge differed between farms with high (19.1%) and farms with low (25.7%) CSR. Similarly, most head butts per cow and hour were recorded in farms with low (0.6), compared to farms with medium and high CFR (0.3). Scores of the criterion “positive emotions” were higher in farms with medium (85.1 points) and high (83.9 points), compared to farms with low (74.1 points) CFR. Highest percentages of severely lame cows were observed in farms with medium (31.2%) to high (33.1%), while lowest percentages were found in farms with low (18.8%) WSA. Contrastingly, the highest percentages of cows with mastitis (23.7%) were determined in farms with low, compared to medium WSA (17.8%). No other indicators of the Welfare Quality® protocol were affected by the examined stocking density parameters. In conclusion, findings of the present study did not indicate a consistent relationship between stocking density and animal welfare. Some indicators were better in farms with higher stocking densities, while others were better in farms with lower stocking densities. Therefore, stocking density cannot be considered as a feasible animal welfare indicator. Parameters of stocking density (CSR, CFR, WSA) affect animal welfare of dairy cows in different ways and should therefore be considered simultaneously for optimizing housing and management in dairy cattle farms. The objective of the third study was to examine the effect of housing and management factors on animal welfare indicators in dairy cows using a benchmarking approach. In total, 63 conventional loose housing dairy cattle farms with zero-pasturing were assessed using multiple animal-based measures of the Welfare Quality® protocol (WQP) for dairy cattle. Five indicators (lean cows, lesions/swellings, severe lameness, mastitis incidence, and social behavior) were selected, because they reflect diverse aspects of animal welfare. Additionally, housing conditions like barns, cubicles and floors were documented and farmers were interviewed concerning their management routines. Dairy farms were categorized as high welfare groups (HW) and low welfare groups (LW) by calculating upper and lower tertiles for each animal welfare indicator separately. Both groups were compared with regard to provided housing conditions or applied management practices using uni- and multivariable logistic regression analysis. Higher feeding frequencies (>1 vs. 1 x/day), feeding total mixed ration (vs. partly mixed ration), feeding groups (vs. 1 feeding group) and the amount of concentrate feeding (>8.5 vs. <8.5 kg/day) were positively associated with lower percentages of very lean cows (p<0.20). Lower prevalences of severely lame cows were related to medium cow-to-stall ratios (95-105 vs. <95 and >105 cows/100 stalls), higher frequency of claw trimming (>2.5 vs. <2.5 x/year), routine use of footbaths (vs. no routine use), solid flooring (vs. slatted flooring) and rubber mats on the floor (vs. no rubber mats) (p<0.20). Lower numbers of animals with high milk somatic cell counts (>400,000 cells/ml) were positively associated with milking in a milking parlor (vs. automatic milking system), lower milking frequency (2 vs. >2 x/day) and routine use of antibiotic dry cow therapy (vs. on demand) (p<0.20). Associations between lower levels of agonistic interactions and integration of heifers in the herd before calving (vs. after calving), lower cow-to-stall ratios (<95 vs. ≥ 95 cows/100 stalls), higher feeding alley widths (>3.6 m vs. <3.6 m), higher walking spaces per cow (>4.4 m² vs. <4.4 m²), presence of concentrate feeder stations (vs. absence), medium cow-to-feeding place ratios (105-118 vs. <105 and >118 cows /100 feeding places) and medium trough length per cow (4.7-6.8 cm vs. <4.7cm and >6.8 cm) were observed (p<0.20). Contrastingly, no associations between the preselected housing and management factors on the prevalences of lesions and swellings were found (p>0.20). Comparing farms with higher and lower animal welfare performances regarding selected housing and management factors, provide useful information about effective options to improve animal welfare in dairy cattle. Summarizing it could be determined, that animal welfare in dairy cattle farms is affected by several housing and management factors. Due to the multidimensional character of animal welfare a sweeping evaluation regarding single housing and management factors such as herd size and stocking density is problematic. Following the findings of the present Phd-study, an on-farm assessment of the animal welfare level is necessary to reflect the complex interactions between housing system and management practices. Results of the animal welfare assessments using the Welfare Quality® protocol widely differ between dairy cattle farms. Consequently, an enormous internal potential for improvements of the animal welfare level could be assumed. The tested benchmarking-approach could contribute to optimize housing conditions and management practices. On the one hand this method delivers relevant information on potential success factors from the fields of housing and management. On the other hand using a practical comparism with other dairy cattle farms might increase the motivation to invest in promising animal welfare improvement activities.