Stress reduzieren im Kuhstall

PennState Dairy Cattle Nutrition Workshop (USA)

Zwei große Themenblöcke standen im Fokus des 20. PennState Dairy Cattle Nutrition Workshops, der im November in Hershey, Pennsylvania, ausgerichtet wurde:

• Stress als Leistungskiller
• Faserversorgung von Milchkühen

• Stress als Leistungskiller
• Faserversorgung von Milchkühen

Als Stress werden die durch spezifische äußere Reize (Stressoren) hervorgerufenen psychischen und physischen Reaktionen beschrieben, die zur Bewältigung besonderer Anforderungen befähigen. Es gibt unterschiedliche Arten von Stressoren, die sich jedoch – wenn auch in unterschiedlichem Umfang – alle negativ auf das Wohlbefinden und somit letztlich auch auf die Leistung und auf die Gesundheit der Kühe auswirken. Unterschieden wird zwischen …

• sozialem („psychologischem“) Stress, z.B. Rangkämpfe, gestörte Mensch-Tier-Beziehung
• physiologischem Stress, zum Beispiel hervorgerufen durch eine falsche Rationszusammenstellung (Energiedefizit) oder durch Entzündungen oder Viren
• physikalischem Stress, ausgelöst durch Haltungsfehler wie z.B. Überbelegung oder unzureichender Lüftung

• sozialem („psychologischem“) Stress, z.B. Rangkämpfe, gestörte Mensch-Tier-Beziehung
• physiologischem Stress, zum Beispiel hervorgerufen durch eine falsche Rationszusammenstellung (Energiedefizit) oder durch Entzündungen oder Viren
• physikalischem Stress, ausgelöst durch Haltungsfehler wie z.B. Überbelegung oder unzureichender Lüftung

Stress ist in vielen milchleistungsstarken Kuhherden der mit Abstand größte Leistungskiller. Zudem beeinträchtigt Stress auch immer wieder die Tiergesundheit und Fruchtbarkeit der Milchkühe.
Die Tiere (Kälber, Jungrinder, Kühe) müssen sich täglich mit einer Vielzahl von Stressoren unterschiedlichster Art auseinandersetzen. Als potenzielle Stressoren können z.B. die Geburt, sozialer Stress (Rangkämpfe, Kuh-Mensch-Beziehung), die Fütterung, die Haltung (Laufstall, Anbindehaltung, Gruppenhaltung), die Umwelt (Hitze oder Kälte) und andere bezeichnet werden. In Abhängigkeit vom Alter der Tiere (Kälber, Jungrinder, Kühe) verändern sich potenzielle Stressoren, die die biologischen Leistungen sowie die Tiergesundheit der Tiere nachhaltig beeinflussen können. Grundsätzlich gilt, dass Stress bei Milchkühen folgende Auswirkungen haben kann:

• Rückgang der Futteraufnahme und der Milchleistung
• Stress erhöht den Bedarf an Nährstoffen für die passende Immunantwort und die Aufrechterhaltung der sogenannten Homöostase (Erhöhung der Glukoseverwertung, Steigerung der Fettmobilisierung und Zunahme des Proteinabbaus)
• Leberschäden durch starke (überschießende) Fettmobilisation
• Festliegen nach der Kalbung
• Labmagenverlagerungen
• Zunahme bakterieller und viraler Infektionen (Euter, Klauen, Fruchtbarkeitsorgane)
• Fruchtbarkeitsstörungen wie Nachgeburtsverhalten, Endometritis in Folge einer erhöhten/gestörten Hormonproduktion, fötaler Frühtod und Zunahme der Totgeburtenrate
• Steigerung der Hormonproduktion
• Blutdruckerhöhung

• Rückgang der Futteraufnahme und der Milchleistung
• Stress erhöht den Bedarf an Nährstoffen für die passende Immunantwort und die Aufrechterhaltung der sogenannten Homöostase (Erhöhung der Glukoseverwertung, Steigerung der Fettmobilisierung und Zunahme des Proteinabbaus)
• Leberschäden durch starke (überschießende) Fettmobilisation
• Festliegen nach der Kalbung
• Labmagenverlagerungen
• Zunahme bakterieller und viraler Infektionen (Euter, Klauen, Fruchtbarkeitsorgane)
• Fruchtbarkeitsstörungen wie Nachgeburtsverhalten, Endometritis in Folge einer erhöhten/gestörten Hormonproduktion, fötaler Frühtod und Zunahme der Totgeburtenrate
• Steigerung der Hormonproduktion
• Blutdruckerhöhung

Während sich die Milchkuh auf eine kurzfristige Stresssituation einstellen (anpassen) kann, führt Langzeitstress (Überbelegung, Hitzestress, Klauenerkrankung) meist zu einer Dysregulation vieler physiologischer Systeme im Organismus. Je mehr Stressoren gleichzeitig auf die Kuh einwirken bzw. den Organismus unter Druck setzen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass dieser „in die Knie geht“ (Übersicht 1). So kommt beispielsweise eine Kuh in einem dreireihigen Laufstall mit einer Überbelegung von 25% (125% gesamt) noch zurecht. Sie hält ihre Milchleistung konstant, obwohl sie nicht so fressen kann, wie sie es eigentlich möchte. Auch kann sie sich nicht so lange ablegen, wie sie eigentlich möchte, da der Druck auf die Liegeboxen entsprechend groß ist. Stellt sich dann noch Hitzestress ein oder die Zusammensetzung der Futterration verändert sich (geringere Energiedichte), dann bricht das Anpassungssystem regelrecht zusammen (Übersicht 2). Besonders anfällig sind naturgemäß die frischabgekalbten Kühe in den ersten Laktationswochen, da sie ohnehin schon Stress ausgesetzt sind (Geburt, Stoffwechselbelastung, Umgruppieren, …).

Überbelegung ist Gift!

Interessant zu erfahren war, wie enorm die Haltungsumwelt die Tiergesundheit beeinflusst. So erläuterte Rick Grant vom Miner Institute (New York), dass die Belegdichte einen größeren Einfluss auf den pH im Pansen ausübt als die Partikellänge der Futtermittel. Je höher die Belegdichte, desto länger bleibt der pH im Pansen unter dem Schwellenwert von 5,8 (subklinische Azidose). So wurde in einer Studie nachgewiesen, dass bei einer Belegung von 142% der pH über 4,12 Stunden täglich den kritischen Wert von 5,8 unterschritt, bei einer 100%igen Belegung des Stallabteils wurde ein pH 5,8 nur während 2,29 Stunden beobachtet. Die Überbelegung führte letztlich zu einer 50-minütigen Verringerung der Liegedauer (-6%) bzw. zu einem 30-minütigen geringeren Wiederkauen (-7%).
Ähnliche Effekte sind immer wieder zu beobachten, wenn zu knapp gefüttert wurde (der Futtertisch nachts leer gefressen wird) oder durch eine ungenügende Futtermittelqualität. Laut einer Untersuchung, die auf 58 Milchfarmen mit durchschnittlich 1.786 Kühen (150 bis 8.000 Tiere) erfolgte, fand sich bei 43% der Farmen ein sehr hohes Stress-Risiko durch Schimmel im Futter (bei 34% ein moderates Risiko). Auf 28% der Farmen führte eine ungleiche Mischung der TMR, selektives Fressen oder eine ungenügende Wasserqualität zu einem hohen Stress-Risiko (moderates Risiko: 69%). Hitzestress soll auf 12% der Farmen starken Stress ausgelöst haben, immerhin noch bei 42% der Herden moderaten Stress.
Bleibt die Frage, wie sich das Fütterungsmanagement so optimieren lässt, dass Stress möglichst von den Kühen ferngehalten wird? In überbelegten Ställen sollte die Futtermenge auf zwei Mahlzeiten aufgesplittet und mehrmals täglich nachgeschoben werden. Da Kühe Fresszeit zugunsten der Liegezeit „opfern“, wird ihnen bei mehrmaliger Futtervorlage etwas der „Druck“ genommen, den Futtertisch aufzusuchen. Pro 3,5 Minuten verlorene Ruhepause geht eine Minute Fresszeit verloren. Grant empfiehlt zur Stressreduktion:

• TMR mindestens 2x/Tag füttern
• gleichbleibende Futterqualität und Menge sicherstellen
• mit 3% Restfutter kalkulieren
• die Belegdichte auf max. 100% zu begrenzen

• TMR mindestens 2x/Tag füttern
• gleichbleibende Futterqualität und Menge sicherstellen
• mit 3% Restfutter kalkulieren
• die Belegdichte auf max. 100% zu begrenzen

Kühe haben einen Bio-Rhythmus

Dr. Kevin J. Harvatine von der PennState Universität fragte sich in diesem Zusammenhang, ob die Kühe in der Lage sind, sich veränderten Umweltgegebenheiten anzupassen (Änderung des zirkadianen Rhythmus; Fähigkeit eines Organismus, physiologische Vorgänge auf eine Periodenlänge von etwa 24 Stunden zu synchronisieren). Warum sollte eine Kuh ihren Fress-Rhythmus nicht umstellen können, z.B. beim Melken mit dem AMS? Hier entfallen ja die festen Melkintervalle und damit die starken Signale, sich an den Futtertisch zu begeben.
Nach Auswertung der ersten Studien lässt sich festhalten, dass die Abläufe im Pansen ebenso wie die Milchsynthese einem täglichen Muster unterliegen. Deshalb sollte beim konventionellen Melken ein Großteil der täglichen Futtermenge etwa zwei bis drei Stunden vor bzw. nach der ersten Melkzeit am Morgen abgeladen werden, der Rest kann dann über den Tag verteilt werden. Eine mehrmalige Futtervorlage hat den Vorteil, dass der Pansen immer wieder frisch mit Nährstoffen versorgt wird, da jede Futtervorlage die Kühe zum Gang an den Futtertisch motiviert (starkes Signal). „Haben Sie keine Angst davor, mehrere Portionen am Tag zu füttern“, erklärte Harvatine. „Nur am späten Nachmittag und Abend sollte nicht mehr zuviel Futter vorlegt werden, denn dies passt nicht zum Biorhythmus der Kühe.“
Kathryn Proudfoot von der Prince Edward Island Universität Kanada präsentierte einige Empfehlungen zum Thema Optimierung der Umweltbedingungen der Kuh. Stress entsteht immer dann, wenn nicht ausreichend Ressourcen (Fressplätze, Liegeplätze,…) vorhanden sind. Sie verwies darauf, dass selbst bei offensichtlich freien Fressplätzen eine niederrangige Milchkuh Stress ausgesetzt werden kann, wenn eine dominante Kuh am Fressgitter verweilt (den Fressplatz quasi blockiert). In diesem Fall kann die rangniedrige Kuh entweder kein Futter aufnehmen oder nur die Reste, die übrig bleiben. Wichtige Faktoren zur Sicherung einer hohen Futteraufnahme sind:

• Weiche Liegeflächen für alle Kühe zu jeder Zeit
• Auf ausreichend Licht achten (wichtig für den Hormonhaushalt bzw. die Fruchtbarkeit)
• Ausreichend Frischluft in den Stall lassen
• Ausreichend Tränken und Frischwasser anbieten
• Ruhiges melken: möglichst stressfreie Melkbedingungen; Hektik, Lärm, Vibrationen, eingeengtes Stehen (auch im Warteraum) vermeiden
• Auf ein gutes Mensch : Tier-Verhältnis achten (ruhiger, leiser Umgang)

• Weiche Liegeflächen für alle Kühe zu jeder Zeit
• Auf ausreichend Licht achten (wichtig für den Hormonhaushalt bzw. die Fruchtbarkeit)
• Ausreichend Frischluft in den Stall lassen
• Ausreichend Tränken und Frischwasser anbieten
• Ruhiges melken: möglichst stressfreie Melkbedingungen; Hektik, Lärm, Vibrationen, eingeengtes Stehen (auch im Warteraum) vermeiden
• Auf ein gutes Mensch : Tier-Verhältnis achten (ruhiger, leiser Umgang)

Neue Faserkennwerte

In den USA obliegt die Zusammenstellung der Futterrationen zumeist Spezialisten. Diese nutzen mittlerweile zur Abschätzung der Trockenmasseaufnahme und zur Optimierung der Energieversorgung eine Vielzahl unterschiedlicher Kennzahlen. In Deutschland bekannt ist die NDF (Neutral-Detergenz-Faser). Die NDF repräsentiert im Wesentlichen die pflanzlichen Zellwände. In der NDF sind die Hemicellulosen, Pektine, Cellulosen und das Lignin zusammengefasst. Je nach Entwicklungsstadium der Pflanzen machen diese Gerüstsubstanzen 30 bis 70% der Trockenmasse aus. Ein hoher NDF-Gehalt bedeutet, dass ein Futtermittel einen hohen Anteil an Faser besitzt. Der Anteil und die Verteilung der NDF-Bestandteile bestimmt die Verdaulichkeit der NDF-Fraktion. Allerdings lässt sich mit der absoluten Menge an NDF und deren Verdaulichkeit nicht die Abweichungen bei der Trockenmasseaufnahme und Milchleistung bei Kühen erklären, die mit ein und derselben Ration gefüttert werden.
Einen großen Einfluss scheint die Partikelgröße des Futters auszuüben. Deshalb wird von Fütterungsspezialisten gerne die physikalisch effektive NDF (peNDF) genutzt. Um diese zu bestimmen, wird die chemisch analysierte NDF mit einem Faktor multipliziert, der sich aus der Partikelgrößenverteilung der Ration ergibt. Dieser Faktor wird mit dem PennState Forage Particle Separator (Schüttelbox) bestimmt. Für die peNDF wird der Anteil der Partikel, die auf dem oberen Sieb der Schüttelbox (1,18 mm) liegen, herangezogen.
Da die Bestimmung der peNDF umständlich in zwei Schritten erfolgt (Laboranalyse und Schüttelbox) haben Wissenschaftler der Cornell Universität den Kennwert unverdauliche NDF (uNDF240om) entwickelt. Dieser Wert soll nicht nur einfacher und exakter zu berechnen sein, sondern auch eine genauere Abschätzung der Futter- und Energieaufnahme erlauben.
Die Kuh benötigt eine minimale Menge an uNDF240om, sie liegt bei ca. 0,30% des Körpergewichts der Kuh. Enthält die Ration weniger unverdauliche NDF, können sich bei hochleistenden Kühen subakute Azidosen einstellen. Nehmen Milchkühe hingegen mehr als 0,40% des Körpergewichts an uNDF240om auf, sinkt die Trockenmasse-Aufnahme, da die uNDF-Fraktion im Pansen zu lange zu viel Platz einnimmt.
Am Miner Forschungsinstitut wurde kürzlich untersucht, ob die uNDF240om der geeignetere Parameter als die peNDF zur Optimierung von Futterrationen ist. Dazu wurden insgesamt vier Futterrationen zusammengestellt, je zwei uNDF-Mischungen (mit 8,5 und 11,5% uNDF) sowie zwei peNDF-Rationen (0,24 bzw. 0,58). Die Futtermischungen bestanden aus Maissilage, Stroh, Heu, Biertreber und einem Getreidemix.
Es stellte sich heraus, dass die Kombination hohe uNDF und hohe peNDF zu geringeren Trockenmasseaufnahmen führte. Die höchsten Milchleistungen wurden bei geringen peNDF gemessen – unabhängig von der Höhe der uNDF. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass Raufutter umso kürzer geschnitten/gehäckselt werden sollte, je geringer dessen Verdaulichkeit ausfällt. Weiterhin empfehlen sie, die beiden Kennwerte (peNDF und uNDF) in einem neuen Kennwert peuNDF zusammenzufassen.Ein neues Tool, mit dessen Hilfe relativ schnell die optimale Fasermenge berechnet werden kann, stellte Paul Kononoff von der Universität Nebraska vor. Dabei handelt es sich um eine App (MUNCH), die auf jedem Smartphone zum Einsatz kommen soll. Kononoff hat zuvor in umfangreichen Untersuchungen mit Sensoren (u. a. Pansen pH, Wiederkauen), viele Zusammenhänge aufgedeckt zwischen der gefütterten Raufutterquelle und deren Menge auf Fresszeit, Wiederkaudauer und Liegezeit (Übersicht 3).
G. Veauthier