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Doctoral Thesis
2010
Environmental enrichment in intensive production systems for farm animals
Environmental enrichment in intensive production systems for farm animals
Abstract (English)
Barren and space restricted environment of intensive production systems thwarts the expression of numerous behavioural patterns due to inadequate stimulation. Consequently, animals may develop various abnormal and damaging behaviours or may be in general less active, which contributes to the expression of leg disorders, especially in fast growing animals. These problems may be alleviated with appropriate environmental enrichment, therefore the objective of the thesis was to elucidate the appropriateness of selected environmental enrichments in fattening pigs, growing rabbits, laying hens and fast growing broilers. For this purpose, four studies were conducted. In the first study we wanted to examine the effect of small amount of straw or hay (100 g per animal per day) laid daily in a rack on the behaviour, growth rate and carcass composition of fattening pigs of both sexes (castrated males, females) housed in slatted floor pens. In the second study we studied the influence of gnawing sticks made of Norway spruce (Picea abies) on the behaviour of male growing rabbits (Slovenian sire line SIKA for meat production) housed individually in wire-mesh cages. The third study included laying hens with enhanced diet complexity ? instead of only one, hens were fed two diets in sequence. We studied the effect of sequential feeding with wheat on the behaviour, feed intake, feather condition and egg production of non beak-trimmed ISA Brown laying hens housed in standard cages (five birds/cage). The birds were allotted to one of four treatments. The control (C) was fed a conventional complete diet. Three treatments were fed sequentially with whole wheat (SWW), ground wheat (SGW) or ground wheat with a vitamin premix, phosphorus and oil (SGWI). In sequential treatments, 50% of the ration was fed as wheat from 9:00 to 16:00 o?clock and the remaining 50% as a protein-mineral concentrate (balancer diet) from 16:00 to 9:00 o?clock. In the fourth study we examined the effect of environmental enrichment on foraging behaviour, locomotor activity, growth and feed conversion of fast growing broilers (Ross 308). Animals were allotted to three treatments. The control birds (C) were fed with pellets in a trough, the W birds received additionally to pellets in a trough a small quantity of whole wheat scattered twice a day in the litter. In the P treatment the trough was removed at 14 days of age and feed pellets were scattered in the litter five times a day.
Environmental enrichment of fattening pigs with small amount of hay or straw increased the proportion of time animals were active on account of increased occupation with substrate. However, increased proportion of total activity was noticed only in females, which also spent more time chewing substrate than castrated males. Both substrates significantly reduced time spent biting pen bars and the frequency of aggressive encounters. Neither hay nor straw negatively influenced pigs? growth rate and lean meat percentage, whereas sex of the animals significantly influenced both traits. Females grew slower and had greater lean meat percentage than castrated males. In contrast to fattening pigs, environmental enrichment had almost no influence on the behaviour of growing rabbits. Gnawing sticks made of Norway spruce did not attract much of rabbits? interest and significantly influenced only the duration of feeding by 2.08 ± 0.87%. In laying hens, SWW birds spent less time feeding and stood still longer compared to birds in other treatments when fed wheat based diet. This influenced the occurrence of feather pecking, because four hours after distribution of wheat diets, feather pecking was the highest in the SWW and the lowest in the SGW treatment. Consequently, the poorest feather condition was recorded in the SWW treatment. Total feed intake was the highest in the C treatment, while birds ate greater amount of balancer diet compared to wheat based diets. In fast growing broilers, the environmental enrichment with scattered whole wheat (W) did not influence any of the observed behaviour. However, scattering feed pellets in the litter (P) significantly decreased time spent lying in the third and fourth week of age. From the third week onwards, P birds also spent more time walking, scratching and pecking compared to the C and W birds. In feed intake, feed conversion and growth rate there was no difference between the C and W treatment, whereas birds in the P treatment grew significantly slower, which resulted in 13% lower slaughter weight.
To conclude, small amount of hay and straw proved to be an appropriate and inexpensive environmental enrichment for fattening pigs in intensive housing systems, which improved their welfare. The addition of wooden sticks for gnawing demonstrated to be an unsuitable environmental enrichment for growing rabbits. Sequential feeding with wheat had a detrimental effect on laying hens? behaviour and feather condition when used with whole wheat. Therefore, wheat should be used either grounded or perhaps presented in shorter time periods. In fast growing broilers, scattering feed pellets in the litter proved to be a promising method to enhance broilers? activity and thus to improve their welfare. However, further research is needed to be able to avoid reduction in body weight at slaughter age.
Abstract (German)
Intensive Tierhaltungssysteme sind durch hohe Besatzdichte und reizarme Umgebung gekennzeichnet. Die mangelnde Stimulation in dieser Umgebung führt zu Problemen bei der Ausführung verschiedener Verhaltensweisen. Die Folgen dieser Haltungsbedingungen sind oft eine verringerte allgemeine Aktivität sowie anomale und teilweise auch schädigende Verhaltensweisen. Insbesondere die reduzierte Aktivität wird bei schnell wachsenden Masttieren als Ursache für Beinschäden angesehen. Es wird angenommen, dass die genannten Probleme durch Anreicherung der Umweltbedingungen behoben werden können. Ziel der vorliegenden Arbeit war es deshalb, die Eignung verschiedener Methoden zur Anreicherung der Umwelt bei Mastschweinen, Mastkaninchen, Legehennen und Broilern zu untersuchen. Es wurden vier Versuche durchgeführt. Im ersten Versuch (Untertitel 2.1) wurde das Angebot von Stroh und Heu (100 g pro Tier und Tag) in einer Raufe auf Verhalten, Wachstum und Körperzusammensetzung von weiblichen und kastrierten männlichen Mastschweinen auf Spaltenboden untersucht. Im zweiten Versuch (Untertitel 2.2) wurde der Einfluss von Nagehölzern aus Fichte (Picea abies) auf das Verhalten einzeln gehaltener männlicher Kaninchen der slowenischen Zuchtlinie für die Fleischproduktion SIKA untersucht. In der dritten Studie (Untertitel 2.3) wurden zur Anreicherung der Umwelt bei Legehennen Rationen unterschiedlicher Art abwechselnd angeboten (sequential feeding). Die Rationen bestanden aus Weizen in unterschiedlicher Form (ganze Weizenkörner, geschrotete Weizenkörner und geschroteten Weizen mit einer Ergänzung von Vitaminen, Phosphor und Fett) sowie einem Ergänzerfutter in Mehlform. Jeweils eine Ration wurde vormittags und eine nachmittags verabreicht. Der Effekt dieser sequenziellen Verabreichung von verschiedenen Rationen gegenüber einer Standardfütterung mit einem Alleinfutter in Mehlform wurde an braunen Legehennen (ISA Brown) in Hinsicht auf Verhalten, Futteraufnahme, Befiederung und Legeleistung untersucht. In der vierten Untersuchung (Untertitel 2.4) wurde eine Anreicherung der Umwelt über die Verabreichung eines Teils der Futterration von Broilern über die Einstreu durchgeführt. Dabei wurden entweder ganze Weizenkörner, oder ein Alleinfutter in pelletierter Form in die Einstreu gestreut.
Die Anreicherung der Umwelt von Mastschweine in mit Heu und Stroh erhöhte den Anteil der Zeit, in der sich die Tiere mit dem Substrat beschäftigten. Die Erhöhung der Gesamtaktivität konnte jedoch nur bei weiblichen Tieren festgestellt werden. Diese wiesen auch mehr Zeit zum Kauen des Substrats auf als die Kastraten. Die beiden eingesetzten Substrate reduzierten signifikant die Zeit, die die Tiere mit Stangenbeißen zubrachten. Auch die Anzahl der aggressiven Auseinandersetzungen war reduziert. Wachstum und Anteil an Magerfleisch wurden zwar durch das Geschlecht (weibliche Tiere wuchsen schneller und hatten einen höheren Anteil an Magerfleisch als Kastrate), nicht aber durch die Anreicherung beeinflusst.
Im Gegensatz zu den Mastschweinen hatte die Anreicherung der Umwelt keinen Einfluss auf das Verhalten der Mastkaninchen. Die Knabberhölzer aus Fichtenholz wurden von den Tieren wenig beachtet. Lediglich die Dauer des Fressens wurde um 2,08 ± 0,87% verlängert.
Bei Legehennen war die Zeit des Fressens bei der Gruppe, die sequenziell mit ganzen Weizenkörnern und einer Ergänzerration gefüttert wurde, gegenüber der Kontrollgruppe reduziert und die Dauer des Stehens verlängert. Diese Behandlung förderte das Federpicken. Es wurde beobachtet, daß vier Stunden nach der Verteilung der ganzen Weizenkörner die Häufigkeit des Federpickens am höchsten war. Entsprechend der Verhaltensbeobachtungen konnte auch in dieser Gruppe, die ganze Weizenkörner erhielt, die schlechteste Befiederung festgestellt werden. In der Gruppe, die sequenziell mit geschrotetem Weizen und einer Ergänzerration gefüttert wurde, war dagegen in dem vergleichbaren Zeitabschnitt die Häufigkeit des Federpickens am geringsten. Die gesamte Futteraufnahme war in der Kontrollgruppe höher als in den Gruppen, die sequenziell gefüttert wurden.
Die Verteilung von Weizen in der Einstreu hatte keinen Einfluss auf das Verhalten schnell wachsender Broiler. Wenn die gesamte Futterration in die Einstreu gestreut wurde, stieg die Zeit, in welcher die Tiere aktiv waren und in der Einstreu pickten und scharrten, gegenüber den beiden anderen Versuchsgruppen an. Allerdings hatte diese Behandlung einen negativen Einfluss auf das Wachstum der Tiere. Zwischen der Gruppe, die ganze Weizenkörner in der Einstreu erhielt und der Kontrollgruppe wurde dagegen kein signifikanter Unterschied in Futteraufnahme, Wachstum und Futterverwertung festgestellt.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Verabreichung kleiner Mengen an Heu oder Stroh offensichtlich eine geeignete und ökonomisch wenig belastende Methode ist, um die Umwelt von Mastschweine in intensiven Haltungssystemen anzureichern. Die steigende Beschäftigung mit dem Material und die reduzierte Aggression tragen zur Verbesserung des Wohlbefindens der Tiere bei. Das Angebot von Nagehölzer bei Kaninchen stellt dagegen keine geeignete Maßnahme zur Anreicherung der Umwelt bei Mastkaninchen dar. Die sequenzielle Fütterung von ganzen Weizenkörnern und einem Ergänzerfutter führte zu erhöhtem Federpicken und zu einer schlechteren Befiederung. Wenn Weizen in einem sequenziellen Fütterungsprogramm eingesetzt werden soll, sollte er in geschroteter Form verabreicht werden. Bei schnell wachsenden Masthühnern hat die Verabreichung von ganzen Weizenkörnern in die Einstreu zusätzlich zu einer pelletierten Ration keinen Effekt auf die Aktivität der Tiere. Dagegen kann die Aktivität deutlich gesteigert werden, wenn die gesamte pelletierte Ration in die Einstreu gestreut wird. Weitere Studien sind jedoch notwendig, um den negativen Einfluss der letzteren Behandlung auf das Gewicht zu beheben.
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Notes
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Faculty
Faculty of Agricultural Sciences
Institute
Institute for Animal Husbandry and Animal Breeding
Examination date
2010-06-01
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English
Publisher
Publisher place
Classification (DDC)
630 Agriculture
Collections
Original object
Standardized keywords (GND)
Sustainable Development Goals
BibTeX
@phdthesis{Jordan2010,
url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5367},
author = {Jordan, Dušanka},
title = {Environmental enrichment in intensive production systems for farm animals},
year = {2010},
school = {Universität Hohenheim},
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