Trackingsysteme. Wo ist welche Kuh?

Trackingsysteme im Stall unterstützen den Landwirt beim Herdenmanagement durch die kontinuierliche Überwachung seiner Tiere. Seit etwas mehr als fünf Jahren sind Systeme zur Positionsbestimmung von Milchkühen im Stall zu finden. Zwar ist der Begriff »Tierortung« geläufiger. Dieser bezieht sich aber nur auf die Bestimmung des genauen Aufenthalts von Tieren. Tracking dagegen bezeichnet die kontinuierliche Positionsbestimmung in festen Zeitabständen.

Die Positionsdaten jeder einzelnen Kuh werden in Echtzeit von den Systemen erfasst und dem Landwirt zur Verfügung gestellt, sodass bei Bedarf ein schnelles Auffinden einer gesuchten Kuh für eine frühzeitige Behandlung oder künstliche Besamung erfolgen kann. Ähnlich wie beim Navigationssystem im Auto, gelangt der Landwirt auf dem kürzesten Weg mit dem Smartphone oder Tablet zum gesuchten Tier. Das Tierverhalten kann über die Aufenthaltsdauern in den Funktionsbereichen mit Eintritts- und Austrittszeitpunkten abgeleitet werden und ist damit räumlich zugeordnet. Über Abweichungen im tierindividuellen Verhalten können frühzeitige Hinweise auf bevorstehende Krankheiten gegeben werden.

Wie funktioniert Tracking? Bei Trackingsystemen muss zwischen dem Innenbereich im Stall und dem Außenbereich auf der Weide unterschieden werden. Für die Milchviehhaltung werden Trackingsysteme hauptsächlich für den Innenbereich angeboten. Für die extensive Rinderhaltung sind Trackingsysteme auf GPS-Basis für den Außenbereich erhältlich. Die Technologien in beiden Bereichen unterscheiden sich stark voneinander. In Gebäuden sind GPS-Signale oftmals nicht verfügbar, daher kommen im Stall andere Funktechnologien z. B. auf Basis von Ultra-Wideband (UWB) zum Einsatz. Genauso wie beim GPS werden für die Funklokalisierung im Innenbereich die Tiere mit Transpondern, auch Tags genannt, ausgestattet. Diese sind je nach Hersteller im Ohr oder am Halsband befestigt und kommunizieren zur Positionsbestimmung mit ortsfesten Ankern (Empfängern). Die Anker sind im Stall in regelmäßigen Abständen installiert und haben bekannte Positionen.

Bei der Funklokalisierung erfolgt die Positionsbestimmung auf Basis von Signallaufzeiten zwischen Tags am Tier und den Ankern im Stall, die mit aufwendigen Verfahren ausgewertet werden. Die erzielbare Genauigkeit bei der Positionsbestimmung hängt von den Bedingungen im Stall ab. Beispielsweise werden die Funksignale in der Umgebung der Tiere von metallischen Gegenständen gestört, sodass die Genauigkeiten bei der Positionsbestimmung innerhalb des Stalls stark variieren können. Es ist aber möglich, bei optimalen Bedingungen, die Position einzelner Kühe bis auf einige Dezimeter genau zu bestimmen.

Bei GPS-basierten Trackingsystemen erfolgt die Ermittlung des Aufenthaltsortes über die Versendung von Satellitensignalen mit Zeit- und Positionsdaten an den Tag am Tier. Für eine Positionsbestimmung werden mindestens vier Satelliten benötigt. Die Genauigkeit der erfassten Positionen kann ebenfalls stark variieren und wird u. a. durch Bäume, Berge oder Gebäude negativ beeinflusst. Für Milchviehbetriebe mit Weidegang gibt es bislang noch keine zufriedenstellenden Ergänzungen für den Außenbereich. Dazu müsste ein Trackingsystem z. B. als Kombination von UWB und GPS in einem Modul die Positionen im Stall und auf der Weide übergangslos erfassen. So ließe sich auch auf der Weide neben der Tierortung das Fress-, Ruhe- und Wasseraufnahmeverhalten der Tiere über das Bewegungsprofil abschätzen.

Mögliche Anwendungsbereiche. Tracking ermöglicht schon heute die Bestimmung der zurückgelegten Wegstrecken und der Laufgeschwindigkeiten der Tiere. Zusammen mit Sauf-, Fress- und Liegeverhalten ergeben sich daraus neue Möglichkeiten zur Bewertung des Tierwohls. Es können Veränderungen in der Fortbewegung der Kühe frühzeitig sichtbar gemacht werden, die Hinweise auf eine bevorstehende Erkrankung wie z. B. Lahmheit oder Brunst geben. Ebenso lassen sich im Stall Bereiche identifizieren, die von den Tieren häufig aufgesucht oder gemieden werden. Gründe dafür können beispielsweise ungünstige Stallklimabedingungen oder Komforteinschränkungen sein, die ohne eine Analyse durch das Tracking seltener auffallen.

Für die Auswertung des Sozialverhaltens von Kühen erschließen sich mit Tracking ganz neue Anwendungsfelder. Eine Analyse der Nachbarschaftsbeziehungen bzw. Distanzen zu anderen Tieren könnten Informationen über Hierarchien im Stall, aber auch über Freundschaften der Tiere liefern. Durch »Vermeidungsdistanzen« zu anderen Tieren oder Verhaltensweisen, die auf Konkurrenz schließen lassen, werden aber auch Informationen über Einzelgänger oder aggressive Tiere sichtbar. Diese können in der Gruppe stören oder auch dem Tierhalter gefährlich werden. Ebenso könnten Informationen zum Komfortverhalten der Tiere z. B. über die Aufenthaltsdauer im Bereich der Kuhbürste erschlossen werden. Hier steht die Nutzung der Trackingdaten erst am Anfang.

Es ist auch denkbar, den zunehmenden Einsatz von Spaltenrobotern und automatischen Futterschiebern im Zusammenspiel mit der gesamten Infrastruktur im Stall zu verbessern. Mit der Information der Fressplatzbelegung aus dem Trackingsystem der Herde können Spaltenroboter oder Mistschieber künftig so gesteuert werden, dass dieser Bereich nur bei geringer Belegung gereinigt wird, um Kühe beim Fressen möglichst nicht zu stören. Ebenso wäre es denkbar, automatische Futterroboter je nach Belegungsintensität im Fressgitter anzusteuern, um das Futter kontinuierlich in Reichweite der Kühe zu halten.

Für die Weidehaltung werden Trackingsysteme mittlerweile auch für die Einrichtung von virtuellen Weidezäunen eingesetzt. Diese sollen die Festzäune ersetzen bzw. das Weidemanagement innerhalb eines eingezäunten Bereichs unterstützen. Mit Blick auf ein effizientes Weidemanagement können so beispielsweise Portionsweiden zeitsparend festgelegt werden. Daneben lassen sich über das Bewegungsprofil der Tiere Informationen zur Weidequalität oder auch zu Gefahrenquellen wie Beutegreifern erschließen. Zur Erfüllung von Dokumentationspflichten in der Tierhaltung wäre es auch denkbar, die Positionsdaten der Tiere für ein Weidetagebuch automatisiert zu führen.

Serie: Assistenzsysteme im Fokus

Das Projekt »CattleHub« nimmt die Assistenzsysteme in der Rinderhaltung in den Blick. In unterschiedlichen Einsatzbereichen wird die Technik verglichen und bewertet. Beteiligt sind verschiedene Universitäten und Forschungsinstitute. Das Projekt wird vom BMEL gefördert. Folgende Themen erscheinen im Rahmen der Serie:

  •  Was erwarten Landwirte von Assistenzsystemen?
  • Tracking: Mehr als nur ein Kuhstallnavi.
  • Sensorik: Mit welcher Technik lässt sich was messen?
  • Energieversorgung: Was ist für die Sensorik wichtig?
  • Kolostrum: Worauf kommt es beim Management an?

Fazit. Die genannten Anwendungsmöglichkeiten verdeutlichen das enorme Potential von Trackingsystemen für das Herdenmanagement. Vor dem Hintergrund, dass bereits heute einige Hersteller Trackingsysteme mit Beschleunigungssensoren zur Aktivitätsbestimmung kombinieren, ist mit der Integration weiterer Sensoren zu rechnen. Gleichzeitig werden die Methoden zur Datenauswertung verbessert, sodass sich daraus insgesamt neue Dimensionen für das Herdenmanagement ergeben, in der Tierwohl- und Umweltdaten verstärkt berücksichtigt werden. All das zeigt, dass Trackingsysteme viel mehr sind als nur Kuhstallnavis.

Katrin Sporkmann, Heiko Neeland, Thünen-Institut für Agrartechnologie, Braunschweig

Aus DLG-Mitteilungen 6/21. Den Beitrag als pdf finden Sie hier.

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