Zusammenhänge zwischen Körperkondition und Futteraufnahme
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Zusammenhänge zwischen Körperkondition und Futteraufnahme
Tierärztliche Bestandsbetreuung von Milchviehbetrieben Zusammenhänge zwischen Körperkondition und Futteraufnahme M. URDL Einleitung Die Energieversorgung im geburtsnahen Zeitraum nimmt bei der Fütterung von Milchkühen eine zentrale Rolle ein. Jede hochleistende Milchkuh durchläuft nach der Abkalbung eine Phase negativer Energiebilanz. Die Steigerung der Futteraufnahme im Laufe der ersten Laktationswochen kann den durch hohe Einsatzleistungen notwendigen Energie- und Nährstoffbedarf der Tiere nicht decken. Dies hat zur Folge, dass es zu Konkurrenzerscheinungen zwischen der Milchsynthese, der Fruchtbarkeit und dem Gesundheitsstatus der Kühe kommt, da diese Eigenschaften eng mit der energetischen Versorgung korreliert sind (STAUFENBIEL 1992). Die Dauer und das Ausmaß der negativen Energiebilanz variiert (BUTLER et al. 1981). Durch gutes Herdenmanagement kann selbst bei hohen Milchleistungen eine verminderte Fruchtbarkeit, hervorgerufen durch negative Energiebilanz, vermieden bzw. aufgewogen werden (LABEN et al. 1982, NEBEL und McGILLIARD 1993, FRITZE 2003). Die Mobilisation von Körperfettgewebe stellt den quantitativ höchsten Beitrag zur Deckung des Energiebedarfs für die Milchsynthese zu Laktationsbeginn (BAUMANN und CURRIE 1980, SMITH und McNAMARA 1990). Die Glykogenbereitstellung durch die Leber und eine Mobilisierung von Proteinreserven spielen energetisch eine geringere Rolle (SODERHOLM et al. 1986, STAUFENBIEL et al. 1991). Laut CHILLIARD et al. (1998) können bei Unterernährung bis zu 80 % der Fett- und 15-20 % der Proteinreserven mobilisiert werden. Die Fähigkeit zur Fettmobilisation unterliegt genetischen Einflüssen. In Bezug auf die Milchleistung zeigen hoch veranlagte Tiere geringere Körperkonditionen und schmelzen zu Laktationsbeginn mehr Fettreserven ein als durchschnittlich veranlagte Tiere und spiegeln somit eine größere negative Energiebilanz wider (PRYCE et al. 2001). Um zu Beginn der nächsten Laktation Energiereserven im gleichen Umfang zur Verfügung stellen zu können, müssen Milchkühe im letzten Laktationsdrittel wieder Körperfett auffüllen. Daraus resultiert der Lebendmasse-EnergieZyklus (STAUFENBIEL 1993), ein wiederholter Wechsel von Mobilisation und Desposition. Methoden Um die Körperenergiereserven und Energiebilanz von Milchkühen schätzen zu können, ist eine Vielzahl von Methoden beschrieben worden. Eine Übersicht geben SCHRÖDER und STAUFENBIEL (2006): 1. Respirationskammern (FLATT et al. 1958, MOE et al. 1972) 2. Messung der Körperzusammensetzung, z.B. des Gehalts an Körperwasser mit Deuteriumoxid D2O (PANARETTO und TILL, 1963) 3. Messung des Durchmessers von Fettzellen (WALTNER et al. 1994) 4. Lebendmasse 5. Brustumfang, Widerristhöhe, Körperlänge (HEINRICHS et al. 1992) 6. Blut-, Milch- und Harnparameter (KUNZ et al. 1985, REIST et al. 2002, u.a.) 7. Körperkonditionsbeurteilung – Body Condition Scoring – BCS (EDMONSON et al. 1989, METZNER et al. 1993) 8. Hautfaltendicke (BRUCKMAIER et al. 1998) 9. Ultraschallmessung der Rückenfettdicke – RFD (STAUFENBIEL 1992, 1997) Die Methoden 1 bis 3 sind ungeeignet, um in der Praxis durchgeführt zu werden, während das Körpergewicht und Körpermaße zur Schätzung der Lebendmasse (Methoden 4 und 5) relativ ungenaue Ergebnisse in Bezug auf die energetische Situation der Tiere liefern können (z.B. Füllung des Verdauungstraktes; Veränderung der Körperzusammensetzung – Fett-, Protein- und Wasseranteil; bei tragenden Tieren Gewicht des Uterus samt Inhalt). Die Beurteilung des Körperkonditionszustandes (Fettabdeckung) mittels BCS und RFD stellen Verfahren dar, die unter Praxisbedingungen im Stall gut zur Abbildung der Energiebilanz von Milchkühen anwendbar sind. Insbesondere können ambitionierte Landwirte mit dem Body Condition Scoring, nach Anleitung durch den betreuenden Tierarzt, eine Einschätzung der Körperkondition ihrer Tiere vornehmen. Dem Tierarzt ist es mit dieser Methode möglich, ohne apparativen Aufwand einen raschen Überblick über Fütterung und Management auf Herdenbasis zu gewinnen sowie gezielte Einschätzungen von Einzeltieren vorzunehmen (WALTNER et al. 1993, FIETZE 2004, u.a.). Im Gegensatz zu den physiologischen Parametern, die jeweils die derzeitige Ernährungssituation eines Tieres darstellen, ist eine Körperkonditionsbeurteilung immer nur eine rückblickende Methode. Der große Vorteil liegt jedoch in der sofortigen Verfügbarkeit der Daten. Managemententscheidungen können unmittelbar getroffen werden (SCHRÖDER und STAUFENBIEL 2006). Body Condition Scoring – BCS Das Body Condition Scoring zur Bestimmung des Ernährungszustandes von Tieren wird mittels visueller und/ oder palpatorischer Beurteilung genau definierter Körperstellen durchgeführt. Die subjektiv gewonnenen Ergebnisse dienen der Kontrolle des Fütterungsmanagements. Bei Mastrindern wird üblicherweise die 9-Punkte-Skala von WAGNER et al. (1988) verwendet. Für Autor: DI Marcus URDL, Institut für Nutztierforschung, Abteilung für Tierernährung, LFZ Raumberg-Gumpenstein, A-8952 IRDNING, email: [email protected] lfz raumberg gumpenstein Fortbildung für Tierärzte, 05. - 07. 06. 2008 Lehr- und Forschungszentrum für Landwirtschaft, A-8952 Irdning 53 M. URDL Milchkühe werden mehrere Systeme angewandt. ROCHE et al. (2004) beschreiben die Beziehungen (Abbildung 1) zwischen den 5-Punkte-Bewertungsschemata der USA und Irland (WILDMAN et al. 1982, EDMONSON et al. 1989), dem 8-stufigen System aus Australien (EARLE 1976) und der 10-Punkte-Skala, die in Neuseeland üblich ist (MACDONALD und MACMILLAN 1993, MACDONALD und ROCHE 2004). Das dänische BCS-System basiert auf 9 Punkten (LASSEN et al. 2003). Allen Körperkonditionsbeurteilungsmethoden gemeinsam sind niedrige Werte bzw. Noten für abgemagerte und eine hohe Punkteanzahl für verfettete Kühe. Untersuchungen von FERGUSON et al. (2006) haben ergeben, dass eine Körperkonditionsbeurteilung auch mittels digitaler Fotographie oder Videoaufzeichnungen vorgenommen werden kann. Dazu müssen die Bilder bzw. das Video caudal, parallel zur Wirbelsäulenachse, in einem Winkel zwischen 0 und 20° zur Dorsalebene aufgenommen werden. Als weiteres Ergebnis der Studie ist ein Stichprobenumfang von 30 % BCSBewertungen definiert worden, um auf den mittleren Körperkonditionszustand der gesamten Herde schließen zu können (Abbildung 2). RASCHKE (2007) hat ein Schema zur Beurteilung der Körperkondition von Kälbern der Rasse „Deutsches Fleckvieh“ erstellt. Aus ihren Untersuchungen heraus schlägt sie vor, die Hüft- und Sitzbeinhöcker sowie die Beckenausgangsgrube, aufgrund der weniger markanten Knochenvorsprünge bei Kälbern, nicht in die Gesamt-BCS-Bewertung (nach METZNER et al. 1993) einfließen zu lassen. Stattdessen wird die seitliche Brustwand (Palpation der Rippen) als neuer Bewertungspunkt im modifizierten System miteinbezogen (Abbildung 3). Die anzustrebende Körperkondition im jeweiligen Laktationsabschnitt und genaue Empfehlungen zur praktischen 1,00 = extrem vorstehend, keine Abdeckung, sichtbar Abbildung 1: Zusammenhang zwischen dem neuseeländischen 10-PunkteBCS-System und anderen Körperkonditionsbeurteilungsskalen (ROCHE et al. 2004) 2,00 = vorstehend, wenig Abdeckung, sichtbar 3,00 = abgerundet, gut bedeckt, (nicht) sichtbar, tastbar 4,00 = nicht sichtbar, gerade noch ertastbar Durchführung (inklusive Beispielsbildern) und eine Darstellung der Zusammenhänge zwischen Körperkondition und Leistung finden sich bei STEINWIDDER und HÄUSLER (1998) sowie HÄUSLER (2006). Rückenfettdicke – RFD Aufgrund der hohen Korrelation zwischen Body Condition Score und der Rückenfettdicke (R = 0.91 bis 0.95, WITTEK und FÜRLL 2002) kann auch diese Methode praktischen Eingang ins Herdenmanagement finden. KLAWUHN und STAUFENBIEL (1997) sowie STAUFENBIEL (1997) haben eine Quantifizierung der Rückenfettdickenänderung mit dem Gesamtkörperfett durchgeführt. Diese Ergebnisse wurden auf die BCS-Noten übertragen (Tabelle 1). Abbildung 4 zeigt die Lage des Messpunktes für die sonographische Rückenfettdickenmessung (SCHRÖDER und STAUFENBIEL 2006). Dieser befindet sich am Schnittpunkt der gedachten Linie zwischen Hüft- und Sitzbeinhöcker und der senkrechten Linie von der Schwanzwurzel nach unten. Um die Rückenfettdicke als Maß für die Herdenüberwachung heranziehen zu können, sind Referenzwerte notwenig. Da sich diese bei der Körperkondition im Laktationsverlauf kontinuierlich verändern, haben SCHRÖDER und STAUFENBIEL (2003) ein Regressionsmodell entwickelt (Abbildungen 5 und 6). Solange sich die Kondition einer Herde innerhalb des vorgeschlagenen Bereichs für die RFD bewegt, ist auf Basis des Energiestoffwechsels keine Konkurrenz zwischen Milchleistung und Fruchtbarkeit zu erwarten. Tabelle 1: Beurteilung der Körperkondition durch Beschreibung, BCS, Rückenfettdicke und Gesamtkörperfettgehalt (STAUFENBIEL 1997) Beschreibung Abbildung 2: Anteil von Schätzungen außerhalb des 95%-igen Konfidenzintervalls der mittleren BCS-Note einer Herde in Abhängigkeit des Stichprobenumfangs tatsächlich durchgeführter Konditionsbeurteilungen (FERGUSON et al. 2006) 54 5,00 = von Abdeckung verdeckt, nicht tastbar Abbildung 3: Schema für die Bewertung der seitlichen Brustwand (RASCHKE 2007) BCS RFD Gesamtfett [mm] [kg] hochgradig abgemagert sehr mager mager leicht abgemagert gut abgedeckt sehr gut abgedeckt fett verfettet hochgradig verfettet 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 <5 5 10 15 20 25 30 35 > 35 < 50 50 76 98 122 146 170 194 > 194 Fortbildung für Tierärzte 2008 Zusammenhänge zwischen Körperkondition und Futteraufnahme In der peripartal überkonditionierten Gruppe wurden signifikant mehr Eierstockzysten als bei den zum gleichen Zeitpunkt nicht überkonditionierten Tieren festgestellt (Tabelle 3). Die Hypothese, Progesteron würde bei überkonditionierten Kühen als Folge eines gesteigerten Fettabbaus vermehrt freigesetzt und sei möglicherweise Ursache für gehäuft auftretende stille Brunsten, konnte nicht bestätigt werden. Abbildung 4: Messpunkt für die Rückenfettdickenmessung – laterale Ansicht und Draufsicht (SCHRÖDER und STAUFENBIEL 2006) Tabelle 3: Häufigkeit und Schicksal von Ovarialzysten während der ersten 40 Laktationstage (HASLER et al. 2004) Versuchstiere (n = 50) Ovarialperipartal peripartal nicht zysten überkonditioniert überkonditioniert (n = 25) (n = 25) gesamt Persistenz Rückbildung Abbildung 5: Referenzkurve für die Entwicklung der Rückenfettdicke (backfat thickness BFT) im Verlauf der Laktation (Tage post partum – days in milk DIM) auf der Basis einer polynomialen Regressionsfuntkion (SCHRÖDER und STAUFENBIEL 2003) Abbildung 6: Referenzkurve für die tägliche Veränderung der Rückenfettdicke im Verlauf der Laktation auf der Basis einer polynomialen Regressionsfuntkion (SCHRÖDER und STAUFENBIEL 2003) Tabelle 2: Konditionsbeurteilung aufgrund der peripartalen und postpuerperalen Rückenfettdicke (RFD) (MÖSENFECHTEL et al. 2000) peripartale RFD postpuerperale RFD Beurteilung 29-33 mm 34-38 mm > 38 mm < 28 mm 28-34 mm >34 mm unterkonditioniert optimal überkonditioniert Fortbildung für Tierärzte 2008 12a 10a 2 1b 1b 0 Beziehungen Körperkondition – Fruchtbarkeit / Futteraufnahme Der Abbau von Körperfett zu Laktationsbeginn und die Wiederauffüllung der Reserven im letzten Laktationsdrittel sollten gewisse Grenzen nicht überschreiten. In der Trockenstehzeit verfettete Kühe zeigen ein erhöhtes Risiko für Stoffwechselerkrankungen, infektiöse Erkrankungen, Verdauungsstörungen und verminderte Fruchtbarkeit (GARNSWORTHY und TOPPS 1982, GEARHART et al. 1990, PRYCE et al. 2001, u.a.). Im Gegensatz dazu kann Unterkonditionierung zu niedrigen Milchfettgehalten und Milchleistungen führen (HOLTER et al. 1990, DOMECQ et al. 1997). HASLER et al. (2004) untersuchten den Zusammenhang zwischen der Körperkondition und der Häufigkeit von Ovarialzysten bei Braunviehkühen während der ersten 40 Laktationstage. Die Rückenfettdicke wurde sonographisch durchgeführt, wobei die in Tabelle 2 dargestellten Werte für die Konditionsbeurteilung herangezogen wurden. Des Weiteren erfolgten hormonanalytische Untersuchungen (Progesteron und Östradiol-17ß). Bei der Untersuchung von Körperkonditionsdaten nach der Abkalbung stellte FIETZE (2004), neben einer erhöhten Häufigkeit von Eierstockzysten bei Kühen mit größeren BCS-Verlusten bis zum 92. Tag postpartum gegenüber Tieren mit geringeren Rückenfettdicken-Abnahmen fest, dass Milchkühe mit den niedrigsten Rückenfettwerten zum Zeitpunkt 90.-92. p.p. die längste Rastzeit und den höchsten 200-Tage-Nichtträchtigkeitsindex (prozentualer Anteil der Tiere, die innerhalb von 200 Tagen p.p. nicht tragend geworden sind) aufwiesen. In der Studie von FRITZE (2003) wurde der Einfluss der Körperkondition zu verschiedenen Zeitpunkten während des Reproduktionszyklus (zur Abkalbung, Differenz zwischen 65 vor bis 65 Tage nach der Kalbung, Zeitpunkt der Wiederbelegung) auf das Fruchtbarkeitsgeschehen von Milchkühen untersucht. Es wurde lediglich ein kürzeres Intervall von der Kalbung bis zur ersten beobachteten Brunst festgestellt (Tabelle 4). Auf alle anderen ausgewerteten Fruchtbarkeitsparameter (Rastzeit, Verzögerungszeit, Güstzeit, Zwischenkalbezeit, unfreiwillige Wartezeit, Anzahl aller Besamungen und Anzahl erfolgreicher Besamungen) zeigten sich keine Einflüsse der Körperkondition. PATTON et al. (2007) schließen aus ihren Versuchen, dass die Futteraufnahme die Hauptkomponente der Energiebilanz in der Frühlaktation ist und somit Einfluss auf das Fruchtbarkeitsgeschehen ausübt. BUCKLEY et al. (2003) weisen darauf hin, dass das Fütterungssystem einen bedeutenden Einfluss auf die Aussagekraft der BCS-Noten in Hinblick auf das Fruchtbarkeitsgeschehen haben könnte. Viele Studien, in denen keine Unterschiede in den Fruchtbarkeitsparametern aufgrund verschiedener Körperkonditionen zum Zeitpunkt der Abkalbung festge- 55 M. URDL stellt wurden (TREACHER et al. 1986, GARNSWORTHY und JONES 1987, JONES und GARNSWORTHY 1988, u.a.) fanden unter Stallbedingungen mit hohen Kraftfuttergaben statt. Im Gegensatz dazu berichten GRAINGER et al. (1982) von einer starken Wirkung der Körperkondition zum Abkalbezeitpunkt. In deren Experiment bei weidebasierter Milchproduktion zeigte sich eine Verkürzung der Zeit bis zur ersten Brunst um 5,7 Tage je zusätzlichem BCS-Punkt. BUCKLEY et al. (2003), die ebenfalls Untersuchungen in Weidesystemen durchführten, berichten von Einflüssen der Körperkonditions-Abnahme zu Laktationsbeginn auf Reproduktionsparameter. ROSELER et al. (1997) haben Futteraufnahmegleichungen entwickelt, die auf einfach zu messenden Variablen beruhen (Abbildung 7). Die Körperkondition kann in diesen Gleichungen bis zu 6 % der Variation der Futteraufnahme erklären. Die Autoren weisen jedoch auf die fehlende Unabhängigkeit der BCSBeurteilung von der Lebendmasse hin, die es schwierig macht, die genauen Beziehungen zwischen diesen Parametern und der Futteraufnahme zu verstehen. In dieser Studie zeigte die Körperkondition zum Abkalbezeitpunkt (Noten von 2,0 bis 4,0) eine geringe Korrelation zur Futteraufnahme zu Laktationsbeginn, allerdings konnte ein enger Zusammenhang zur Trockenmasseaufnahme über die gesamte Laktationsdauer festgestellt werden. In den Untersuchungen von HAYIRLI et al. (2002) erklärt der Body Condition Score die Variation in der Trockenmasseaufnahme vor der Abkalbung zu 9,7 % (Abbildung 8). Es zeigte sich ein negativ linearer Effekt auf die Futteraufnahme, d.h. mit steigender Körperkondition (Gruppen: BCS ≤ 3.0, 3.0 < BCS ≤ 4.0, BCS ≥ 4.0) sank die TM-Aufnahme von 1,84 auf 1,83 bzw. 1,68 % der Lebendmasse.Eine umfassende Literaturübersicht zum Einfluss der Energieversorgung vor der Abkalbung findet sich bei LINS et al. (2003). Zusammenfassend wurde folgendes festgestellt: Futteraufnahme Zu Laktationsbeginn zeigen präpartal unterversorgte Kühe eine höhere Futteraufnahme gegenüber Kühen, die vor 56 der Abkalbung überversorgt werden. Die Differenz kann bis zu 3 kg ausmachen. Da nicht bedarfsgerecht gefütterte Kühe geringere Lebendmassen aufweisen, ist dies besonders gut zu erkennen, wenn die Futteraufnahmen auf das Körpergewicht bezogen werden. Des Weiteren erreichen präpartal überversorgte Tiere ihre maximale Futteraufnahme zu einem späteren Zeitpunkt. Eine Vorbereitungsfütterung mit mäßigen Kraftfuttergaben zur Anpassung der Mikroben an die Laktationsration und Vergrößerung der Absorptionsfläche im Pansen kann positiv auf die Futteraufnahme zu Laktationsbeginn wirken. Lebendmasseveränderung / Körperkondition Zu Beginn der Laktation steht Kühen eine bestimmte Menge an mobilisierbarem Gewebe zum Abbau von Körpermasse und somit als zusätzliche Energiequelle zur Verfügung. Vor der Abkalbung überversorgte Tiere bilden mehr Körperreserven aus als präpartal restriktiv versorgte Kühe, da das Geburtsgewicht des Kalbes unbeeinflusst bleibt. Die reduzierte Futteraufnahme von fetten Kühen bedingt bei gleichzeitig hohen Einsatzleistungen eine stärkere und länger dauernde Mobilisation von Körperreserven. Unabhängig vom Ener- Fütterung und Management; 22% Milchleistungsparameter; 45% Body Condition Score; 6% Lufttemperatur; 10% Lebendmasse; 17% Abbildung 7: Einflussfaktoren auf die Futteraufnahme bei laktierenden Milchkühen und deren Erklärung der Variation in % (ROSELER et al. 1997) NDF; 15,3% Rohfett; 6,4% unabbaubares Rohprotein; 1,3% abbaubares Rohprotein; 1,2% Trächtigkeitstag; 56,1% Body Condition Score; 9,7% Laktationsnummer; 10,0% Abbildung 8: Einflussfaktoren auf die Futteraufnahme bei Milchkühen im Zeitraum von 3 Wochen vor der Abkalbung und deren Erklärung der Variation in % (HAYIRLI et al. 2002) Tabelle 4: Intervall Kalbung – erste beobachtete Brunst (FRITZE 2003) Anzahl Tiere Intervall Kalbung – erste beobachtete Brunst (Tage) BCS< 3,00 BCS 3,00-3,50 BCS > 3,50 12 43 13 53,5a 42b 29c Fortbildung für Tierärzte 2008 Zusammenhänge zwischen Körperkondition und Futteraufnahme gieversorgungsniveau vor der Abkalbung streben sowohl Kühe mit sehr hohen als auch jene mit sehr niedrigen BCS während der Laktation wieder eine physiologische Körperkondition von 2,5 bis 3,0 an. Schematisch ist dies in Abbildung 9 dargestellt. Zusammenfassung In der Fütterung der Milchkuh nimmt der Zeitraum rund um die Abkalbung eine zentrale Rolle ein. Die im geburtsnahen Zeitraum deutlich verminderte und nach der Abkalbung nur langsam steigende Futteraufnahme bewirkt eine häufig mehrere Wochen dauernde negative Energiebilanz. Um Leistungsdepressionen und postpartal entstehende Gesundheitsprobleme zu minimieren, sollten Kühe während der Trächtigkeit nicht überversorgt werden. Ein zu starker Depotfettabbau zu Laktationsbeginn führt zu einer Störung des Energiestoffwechsels (Verfettung der Leber, Verminderung der Glukosebereitstellung). Auch bei Kühen und Kalbinnen, welche zur Abkalbung eine zu geringe Körperkondition aufweisen, können die Leistung und Tiergesundheit beeinträchtigt werden. Zur Beurteilung der Körperkondition können verschiedene Methoden angewendet werden. Eine einfache, kostenlose und rasch durchführbare Einschätzung des Ernährungszustandes einer Milchkuh bzw. einer Herde erlaubt das Body Condition Scoring. Bei einer regelmäßigen Beurteilung können Fehler in der Fütterung, vor allem hinsichtlich der Energieversorgung, festgestellt und gezielt bearbeitet werden, um Gesundheits- und Fruchtbarkeitsproblemen vorzubeugen. Gegenüber dem BCS zeichnet sich die sonographische Rückenfettdickenmessung durch ein höheres Maß an Objektivität und Genauigkeit aus. Selbst marginale Änderungen der Körperkondition im mm-Bereich können gemessen werden. Die Ultraschallmessung kann somit als wertvolle Ergänzung zur Körperkonditionskontrolle gesehen werden. Literatur BAUMANN, D.E. and W.B. CURRIE, 1980: Partitioning of nutrients during pregnancy and lactation: A review of mechanisms involving homeostasis and homeorhesis. J. Dairy Sci. 63, 1514-1529. BRUCKMAIER, R.M., L. GREGORETTI, F. JANS, D. FAISSLER and J.W. 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