Forschung

Die Entwicklung innovativer Haltungsformen für schweinehaltende Betriebe in Österreich gewinnt vor dem Hintergrund des zunehmenden Interesses der Konsument:innen und besonders auch der Landwirt:innen am Tierwohl an Bedeutung. Dabei hat insbesondere die Haltung von Schweinen unter möglichst naturnahen Bedingungen (z.B. als Teil der Fruchtfolge am Feld) einen hohen Stellenwert. Häufig treten bei der Entwicklung und Umsetzung tierwohl-fördernder Haltungssysteme jedoch Herausforderungen auf, wie beispielsweise rechtliche Anforderungen, wie etwa den Grundwasserschutz, sicherzustellen. Im Projekt „Ackerschweine“ sollen die Voraussetzungen für die Umsetzung einer innovativen Haltungsform von Schweinen auf Ackerflächen geschaffen werden. Dieses Haltungssystem sieht vor, Schweine auf unbefestigten Ackerflächen zu halten, wobei ein Teil der Fläche, die den Tieren zur Verfügung steht, mit temporären Zelten überdacht ist. Dabei sollen die von den Tieren ausgeschiedenen Nährstoffe durch hohe Einstreumengen gebunden und anschließend kontrolliert als Wirtschaftsdünger auf den betrieblichen Ackerflächen ausgebracht werden. Das Projekt soll in zwei Phasen abgewickelt werden. Am Beginn (Phase 1) ist es das Ziel, insbesondere die grundwasserrechtlichen Anforderungen für diese Haltungsform zu entwickeln, um sicherzustellen, dass es zu keinem erhöhten Nitrataustrag ins Grundwasser kommt. Über (i) Vorversuche auf befestigter Fläche (AP 2.2), (ii) Untersuchungen der Sorptionsleistung von verschiedenen Einstreumaterialien (AP 2.4) und (iii) die Modellierung der anfallenden Ausscheidungen, Stoffmengen sowie deren Dynamik bei unterschiedlichen Umweltbedingungen und Besatzdichten (AP 2.3) werden die Grundvoraussetzungen zur Sicherstellung der Minimierung des Nährstoffeintrages in den Boden. In der zweiten Projektphase werden die optimierten Systeme auf Pilotbetrieben implementiert (AP 2.5) und die nachhaltige Grundwassersicherung durch ein begleitendes Monitoring der Stickstoffdynamik validiert (AP 2.6). Durch die etablierten Pilotsysteme am Acker werden interessierten Schweinehalter:innen die Voraussetzungen und Managementanforderungen für das System “Ackerschweine” vermittelt. Des Weiteren werden dank der wissenschaftlichen Begleitung die Stoffströme im Sinne einer “die Grundwasserqualität sichernden, nachhaltigen Kreislaufwirtschaft” dokumentiert. Ergebnis des Projekts ist ein umfassendes Merkblatt für die Etablierung der Haltungsform „Ackerschweine“ als alternatives, tierwohlförderndes System bei gleichzeitiger Sicherstellung der grundwasserrechtlichen Anforderungen in Österreich.

Um dem Klimawandel, den begrenzten Ressourcen und den Forderungen der Gesellschaft nach nachhaltigeren Produktionsformen zu begegnen, zielt ENSURE darauf ab, Strategien, Wege, Transformationspfade, Handlungsempfehlungen, Zuchtstrategien und Instrumente zu entwickeln, die zu einer zukunftssicheren, nachhaltigen Rinderhaltung beitragen. Es werden Szenarien und Strategien modelliert und entwickelt, um die Rinderhaltung durch verbesserte Ressourcennutzung, Fütterungsoptimierung, verbesserte Tiergesundheit, geringere Umweltbelastung und verbesserte Widerstandsfähigkeit auf System-, Betriebs- und Tierniveau proaktiv zu gestalten. Dies soll zu einer verbesserten Rentabilität und Zukunftssicherheit der Betriebe, zur Ernährungssicherheit, zur Verringerung der Umweltbelastung und zur Akzeptanz bei den Verbrauchern beitragen. Das Projekt ist in zwei Bereiche unterteilt: Bereich 1 „Szenarien und Strategien” und Bereich 2 „Optimierungslösungen”. Innerhalb von Bereich 1 werden die drei Projekte „Zukunftssichere Milch- und Rindfleischproduktionsnetzwerke in Österreich”, „AlPTouR – Almen, Tourismus und Resilienz der Rinderhaltung” und „Bessere Zucht zur Steigerung der Resilienz und Nachhaltigkeit” bearbeitet, wobei die BOKU an allen Projekten beteiligt ist. Bereich 2 umfasst fünf Projekte: „Sicherstellung einer besseren Reproduktion, Tiergesundheit und des Tierwohls“, „Sicherstellung einer besseren Fütterung und reduzierter Emissionen: Ein nachhaltiger Ansatz“, „Sicherstellung widerstandsfähiger Kühe“, „Sicherstellung der Gesundheit und des Wohlergehens von Kälbern in nachhaltigen Milchproduktionssystemen“ und „ALMSURE – Sicherstellung der Tier- und Umweltgesundheit in alpinen Milchviehhaltungssystemen“. BOKU ist an allen Projekten außer ALMSURE beteiligt.

Das Verständnis tierischer Emotionen ist ein wichtiger Bestandteil des Tierwohls. Menschen können Emotionen erkennen, indem sie Informationen aus Gesichtsausdrücken, Körperhaltung und Bewegungen zusammenfassen. Dieser „ganzheitliche Ansatz” wurde auch auf die Beobachtung von Tieren übertragen, z. B. durch die Kombination verschiedener Körperbewegungen und -teile oder durch die Anwendung der qualitativen Verhaltensbewertung (QBA). Es ist jedoch noch unbekannt, welche beobachtbaren Merkmale im Aussehen und in den Bewegungen eines Tieres verwendet werden und welche Kombinationen davon für die Wahrnehmung unterschiedlicher Valenz- und Erregungszustände am relevantesten sind. Darüber hinaus sind die genannten Verhaltensbeobachtungen bisher sehr zeitaufwändig und daher in einem kommerziellen Kontext nur begrenzt einsetzbar. Daher zielt unser Projekt darauf ab, eine neuartige räumlich-zeitliche Form des maschinellen Lernens für die ganzheitliche Bewertung des Tierwohls durch die Interpretation der Körpersprache zu erforschen, die sich an Arbeiten zur Erkennung menschlicher Aktivitäten und Emotionen mithilfe von KI orientiert. Es werden computergestützte maschinelle Lernverfahren eingesetzt, bei denen Modelle anhand zahlreicher Beispiele (individueller) Schweinekörpersprache trainiert werden, die bei bekannten unterschiedlichen emotionalen Zuständen (als Ground Truth) auftreten, z. B. positive Emotionen während der Fütterung oder negative Emotionen in einer ungewohnten Umgebung. Im Laufe der Zeit sollte es möglich sein, die Haltung und/oder Bewegungsart desselben oder eines ähnlichen Tieres mit einer bestimmten Valenz und einem bestimmten Erregungsniveau zu korrelieren. Im Rahmen der Modellentwicklung wird es durch Eye-Tracking während der experimentellen Beobachtungen möglich sein, Aspekte der menschlichen Wahrnehmung der Körpersprache von Tieren zu untersuchen. Das Modell wird unter verschiedenen anderen Situationen auf Praxisbetrieben, in Tiergruppen, verschiedenen Haltungs- und Alterssituationen angewendet und getestet. Die automatisierte Erkennung von Körperhaltungen und Bewegungen bietet die Möglichkeit, die Überwachung des Wohlergehens über die zeitlichen Beschränkungen des Menschen hinaus auszuweiten, um eine Überwachung einer großen Anzahl von Tieren zu ermöglichen. Ein solches System könnte sowohl die Überwachung des Wohlergehens (z. B. in landwirtschaftlichen Betrieben, Schlachthöfen, Experimente) ergänzen. Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)