Erforderlicher Wissensstand: Fortgeschrittenes Wissen
Virtuelles Zäunen (engl. „Virtual Fencing“) ist in Deutschland gemäß § 3 Nr. 11 Tierschutzgesetz aktuell nicht für die Praxis zugelassen und nur mit Genehmigung zu Forschungszwecken möglich (Stand Oktober 2026). Die hier geschilderten Erfahrungen stammen aus dem Forschungsprojekt DaVaSus, in welchem das System von eShepherd™ unter Praxisbedingungen auf dem Betrieb Gut&Bösel erprobt wurde. Es wurden mehrere Versuche mit einer etwa 200-köpfigen Mutterkuhherde in den Jahren 2024–2026 durchgeführt mit dem Fokus auf der Anwendung in der Umtriebsweide.
Die Weidehaltung ist ein zentraler Bestandteil tiergerechter Rinderhaltung. Umtriebsweiden ermöglichen eine gezielte Nutzung der Grasnarbe, eine verbesserte Futterqualität und eine gleichmäßigere Flächenbeanspruchung [1]. Gleichzeitig erhöhen häufige Umtriebe und flexible Parzellierung den Arbeits- und Kontrollaufwand. Digitale Lösungen gewinnen daher an Bedeutung. Virtuelle Zaunsysteme wie eShepherd™ ermöglichen eine flexible Flächenabgrenzung, das gezielte Auszäunen von Gefahren- und Schutzbereichen sowie stressärmere Umtriebe. Durch reduzierten Arbeitsaufwand und integrierte Ortungs- und Monitoringfunktionen können zudem Tierstress reduziert und Auffälligkeiten frühzeitig erkannt werden.
Die eShepherd™-Halsbänder werden geladen, aktiviert, den Tieren angelegt und schließlich in der entsprechenden Software verwaltet.
Vor dem regulären Einsatz erfolgt eine mehrtägige Trainingsphase, in der die Rinder schrittweise an die virtuellen Grenzen gewöhnt werden. Im anschließenden Weidemanagement sind insbesondere Aktivierungszeiten, GPS-Genauigkeit, physische Außenbegrenzungen und der korrekte Sitz der Halsbänder zu beachten. Virtuelle Parzellen werden über die eShepherd™-App kartengestützt erstellt, angepasst und aktiviert. Über die App können Echtzeitdaten u.a. zu Standort, erhaltenen akustischen bzw. elektrischen Signalen und Batteriestatus eingesehen werden.
Das eShepherd™-System erweist sich auch bei großen Herden und mehreren Tiergruppen als grundsätzlich zuverlässig und praktikabel. Die meisten Tiere lernen die virtuellen Grenzen anhand der akustischen Warnsignale einzuhalten; signifikante Auswirkungen auf Gesundheit, Verhalten oder Sozialstruktur sind nicht festgestellt. Vorteile liegen insbesondere in der flexiblen Weideplanung und dem ortsunabhängigen Echtzeit-Monitoring.
Für sehr intensive Rotationssysteme mit großen Herden, kleinen Parzellen, kurzen Beweidungszeiten und häufigen Umtrieben ist das eshepherd™-System (Stand Oktober 2026) aufgrund technischer Ungenauigkeiten derzeit jedoch nur eingeschränkt geeignet, technische Entwicklungen sind allerdings zu erwarten.
Auf Grundlage der Praxisversuche empfiehlt DaVaSus den Einsatz insbesondere bei umtriebsbasierten Weidesystemen und folgender Infrastruktur:
Betriebliche Voraussetzungen:
Technische Anforderungen an das virtuelle Zaunsystem:
| Die Halsbänder sind solarbetrieben über im Halsband integrierte Solarpaneele und müssen vor der Aktivierung mindestens einige Tage [2] in der Sonne laden. Anschließend können sie mit einem mitgelieferten Magneten angeschaltet werden, woraufhin sie sich automatisch mit dem mobilen Netzwerk oder der Basisstation verbinden. |
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Für das Anlegen der eShepherd™-Halsbänder werden die Rinder in einem Fangstand fixiert (vgl. Abbildung 3 & 4). Die Geräte können so ohne weitere Hilfsmittel um den Hals des Tiers gelegt werden, wobei die Länge des Bands eingestellt werden kann, um verschiedene Nackenbreiten abzudecken. Bei jeder Anlage sind Ohrmarke des Tiers und Halsbandnummer zu notieren. Für das Lösen oder Verstellen der Halsbänder bei späteren Kontrollen wird lediglich ein Schraubenzieher o. ä. benötigt, um zwei Klemmen aufzuhebeln. |
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Über eine CSV-Datei in der eShepherd™-WebApp können die Halsbänder den Tieren (bspw. Ohrmarken) zugeordnet werden. Außerdem bietet die Datei die Möglichkeit, Stammdaten der Tiere (u.a. Rasse, Geburtsdatum, Gewicht) einzugeben und die Tiere einer oder verschiedenen Herde/n zuzuweisen. Das System stellt die eingetragenen Halsbänder grafisch auf einer Karte und die zugehörigen Daten in der App dar. (vgl. Abbildung 5) |
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Vor dem Einsatz im Management muss eine Anlernphase vorangehen, in der die Tiere an die Halsbänder gewöhnt werden und die Funktion des Systems kennenlernen. eShepherd™ gibt an, dass die meisten Rinder das System innerhalb von 3 bis 10 Tagen erlernen, und empfiehlt eine Anlernphase von 10 Tagen [3]. Dabei sollten die virtuellen Zäune möglichst einfach gestaltet werden. Bei der Konzeption und Durchführung der Anlernphasen bieten sowohl die offiziellen Empfehlungen von eShepherd™ als auch aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse Orientierung (u.a. Harland et al. (2025) [4] und Hamidi et al. (2024) [5]). Eine Trainingsphase kann wie folgt aussehen: Zu Beginn wird der virtuelle Zaun unmittelbar an einem bestehenden physischen Weidezaun eingerichtet. Dadurch können die Rinder die akustischen bzw. elektrischen Signale des Halsbands mit dem ihnen bereits bekannten visuellen Reiz des physischen Zauns als Begrenzung verknüpfen. Anschließend wird der visuelle Reiz schrittweise reduziert, indem der virtuelle Zaun mit zunehmendem Abstand zur sichtbaren Begrenzung eingerichtet wurde. Abschließend wird die Position des virtuellen Zauns innerhalb der Parzelle variiert, um eine Verknüpfung der virtuellen Grenze mit einer bestimmten Seite der Parzelle zu vermeiden und die Akzeptanz der virtuellen Begrenzung unabhängig von ihrer räumlichen Lage zu fördern. Der Lernfortschritt der Tiere kann jederzeit in der eShepherd™-App über das sog. Audio Ratio kontrolliert werden, die für jedes Halsband bereitgestellt wird. Das Audio Ratio beschreibt vereinfacht das Verhältnis zwischen der Anzahl der Elektroimpulse und der akustischen Warnsignale. Ein höherer Wert zeigt an, dass ein Tier zunehmend auf die akustischen Signale reagiert und dadurch Elektroimpulse vermeidet. Exemplarisch ist der Aufbau und Ablauf einer im Projekt DaVaSus durchgeführten Anlernphasen in Abbildung 6 dargestellt. |
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Die virtuellen Weidegrenzen werden über die Web- oder Mobilanwendung kartengestützt erstellt (vgl. Abbildung 7) und zu einem beliebigen Zeitpunkt aktiviert. Für eine grobe Festlegung der Grenzen können diese frei anhand der in der eShepherd™-App integrierten Karte eingezeichnet werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, zuvor über GNSS erfasste physische Strukturen, beispielsweise bestehende Weidezäune oder Gebäude, zu importieren, und zur Orientierung sowie zur genaueren Festlegung der virtuellen Grenzen zu nutzen. Während der Erstellung werden Länge und Fläche der virtuellen Zäune bzw. Parzellen automatisch berechnet und angezeigt. Die App weist zudem auf Fehler hin, beispielsweise bei zu kleinen Parzellen oder zu spitzen Winkeln zwischen zusammenlaufenden virtuellen Begrenzungen. Es kann eine Vielzahl virtueller Parzellen erstellt und gespeichert werden. Es muss beachtet werden, dass die GPS-Genauigkeit der Halsbänder in der Nähe von Bäumen o.Ä. eingeschränkt ist, wodurch die virtuellen Grenzen zwischen den Tieren variieren können. |
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Pro Herde kann genau eine eingezeichnete virtuelle Parzelle in der App aktiviert werden. Bei der Aktivierung einer neuen virtuellen Parzelle wird die Information über Mobilfunk nach der Reihe an die einzelnen Halsbänder gesendet. Der Aktivierungsstatus lässt sich über ein separates Menü verfolgen, worüber ersichtlich ist, welche und wie viele Halsbänder die Aktivierung bereits abgeschlossen haben und bei welchen Halsbändern der Aktivierungsvorgang noch läuft. Die Dauer der Aktivierung einer virtuellen Parzelle kann je nach Anzahl an Halsbändern und Mobilfunkverbindung über die Halsbänder hinweg variieren. Für Regionen mit schlechter Netzabdeckung werden von eShepherd™ auch LoRa-Basisstationen angeboten, die die Kommunikation mit den Halsbändern ermöglicht. |
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Umtriebe werden in Virtual-Fencing-Systemen nicht durch das physische Versetzen von Zäunen, sondern durch die digitale Anpassung der virtuellen Grenzen durchgeführt. Bei der schrittweisen Erweiterung einer bestehenden Weideparzelle können mehrere virtuelle Parzellen mit jeweils geringfügig vergrößerten Flächen übereinandergelegt und nacheinander aktiviert werden. eShepherd™ bietet dafür eine Option zum automatischen Umtreiben zu festgelegten Zeitpunkten an. Für einen Umtrieb von einer virtuellen Parzelle in eine angrenzende ist mit dem eShepherd™-System ein Zwischenschritt notwendig, da je Herde stets nur eine virtuelle Parzelle gleichzeitig aktiv sein kann. Die bisher aktive Parzelle wird bei der Aktivierung der neuen automatisch deaktiviert. Ohne zusätzliche Absicherung könnte sich die Herde dadurch unkontrolliert in nicht vorgesehene Bereiche bewegen. Für einen kontrollierten Umtrieb sind daher drei virtuelle Parzellen erforderlich: die bisher genutzte, die neue sowie eine weitere, die beide umschließt. (vgl. Abbildung 11) |
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Ignoriert ein Tier sowohl das Audiosignal als auch den Stromimpuls des eShepherd™-Halsbands und bewegt sich nicht zurück, wird erneut erst die akustische Warnung abgegeben und bei Missachten ein weiterer elektrischer Impuls. Diese Paarung aus Audio- und Elektro-Signal folgt maximal dreimal hintereinander, falls das Tier nicht angemessen reagiert. Danach lässt das Halsband die Ortung weiterhin zu, gibt aber keine Signale mehr ab und das Tier kann sich frei außerhalb der virtuellen Grenzen bewegen. Es aktiviert sich automatisch wieder, wenn das Tier in die virtuelle Parzelle zurückkehrt. Das Halsband ist zu jedem Zeitpunkt ortbar. In den DaVaSus Versuchen sind vereinzelte Ausbrüche aufgetreten, bei denen jedoch kein Eingreifen notwendig war. Die ausgebrochenen Tiere haben entspannt außerhalb der virtuellen Zaunlinie gegrast und sind stets eigenständig zurückgekehrt, um wieder zur Herde zu stoßen oder die Tränke aufzusuchen, die innerhalb der virtuellen Parzelle platziert war. (vgl. Abbildung 12) Durch einen stets vorhandenen, die Praxisversuchsflächen umgebenen Außenzaun konnten potentielle Gefahren ausgeschlossen werden. |
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Besonders bei anfänglicher Nutzung des Systems sollten regelmäßige Weidekontrollen erfolgen, um die Genauigkeit der virtuellen Zäune einschätzen und Fehler bei der Erstellung der “unsichtbaren” Parzellen vermeiden zu können. Außerdem muss der Sitz der Geräte am Hals der Tiere regelmäßig kontrolliert und die Halsbandlänge bei Tieren im Wachstum angepasst werden. (vgl. Abbildung 13) Die Nackenschnallen der Geräte sind mit Sollbruchstellen ausgestattet, mit denen sich Tiere im Ernstfall befreien können. Da in den DaVaSus Versuchen einige Halsbänder an dieser Stelle rissen, können Termine zur Neuanlage notwendig sein. |
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In der eShepherd™-App können die Standortdaten der Vergangenheit und Gegenwart inklusive abgegebener Audiosignale bzw. Stromimpulse eingesehen werden und das aktuelle Audio Ratio. Daraus können ggf. Maßnahmen abgeleitet werden, wie Anpassung der Grenzführung, Kontrolle eines Tiers oder Durchführung zusätzlichen Trainings. Darüber hinaus wird der Batteriestatus und der Mobilfunkstatus aller Halsbänder sowie deren letzte Kommunikation angezeigt. (vgl. Abbildung 14) |
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Für weitergehende wissenschaftliche und statistische Analyse können die Rohdaten als CSV-Dateien über die API von eShepherd™ abgerufen werden. In den Dateien enthalten sind neben den Standortdaten (max. zeitliche Auflösung: minütlich) und den zu den entsprechenden Zeitpunkten erhaltenen Audiosignalen bzw. Stromimpulsen u.a. auch Informationen zur Beschleunigung des Tiers, welche bspw. Aussagen zur Aktivität zulassen. Im Forschungsprojekt DaVaSus wurde z.B. das Lernverhalten der Rinder unterschiedlichen Alters untersucht [6] (vgl. Abbildung 11). |
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| Verbesserte Rechtssicherheit: |
nicht bewertbar |
| Entbürokratisierung: |
kein Zusatznutzen |
| Beitrag zur digitalen Transformation: |
🐮🐮🐮 |
| Vereinfachtes Datenmanagement: |
🐮🐮 |
| Einsparung Betriebsmittel: |
kein Zusatznutzen |
| Einsparung Arbeitszeit: |
🐮🐮🐮 |
| Bessere betriebliche Planungssicherheit: |
🐮🐮 |
| Mehrertrag/ höhere Leistung: |
🐮🐮 |
| Entscheidungs-Unterstützung: |
🐮 |
| Steigerung Ressourceneffizienz: |
🐮🐮🐮 |
| Positive Wirkung auf das Tierwohl: |
🐮🐮 |
| Steigerung Biodiversität: |
nicht bewertbar |
| Emissionsminderung: |
nicht bewertbar |
| Erhöhung Attraktivität des Arbeitsplatzes: |
🐮🐮🐮 |
| Arbeitserleichterung: |
🐮🐮🐮 |
| Beitrag zur Entwicklung des ländlichen Raumes: |
🐮🐮🐮 |
| Verbesserung Arbeitssicherheit: |
🐮🐮🐮 |
| Verbessertes Image: |
🐮🐮 |
Produktionsbereich:
Produktionsrichtung:
Arbeitsbereich:
Einsatzhäufigkeit:
Übertragbarkeit:
Anschaffungskosten (Richtwerte):
Laufende Kosten:
Testumgebung:
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| Institution: Finck Stiftung gGmbH | |
| Autoren: Clemens Bodt | Kontakt: clemens@gutundboesel.org |