The effect of a variation in energy and / or protein density in the close up period of primiparous heifers on calving performance and perinatal vitality of calves

Die perinatale Kälbersterblichkeit stellt in vielen rinderhaltenden Betrieben ein bedeutendes Problem dar. Insbesondere bei primiparen Kühen mit einer generell höheren Tendenz zu Schwergeburten sind vermehrte Totgeburtenraten zu verzeichnen. Auf das Auftreten von Schwer- und Totgeburten können sich sowohl die maternale Kondition zur Kalbung als auch das Geburtsgewicht des Kalbes potentiell negativ auswirken. Innerhalb der vorliegenden Studie wurde untersucht, inwieweit eine Erhöhung der Energieund Proteindichte oberhalb der Bedarfsnormen in der antepartalen Vorbereitungsfütterung hochtragender Färsen deren körperliche Kondition zur Kalbung und das Geburtsverhalten beeinflusst. Desweiteren wurden die Auswirkungen der energie- und proteinintensiveren Färsenrationen auf das Geburtsgewicht und die Körpermaße der geborenen Kälber sowie auf deren perinatale Vitalität anhand von klinischen und ausgewählten labordiagnostischen Parametern überprüft. Die Datenerhebung zur vorliegenden Studie fand vom 01.06.2004 bis 15.02.2005 auf einem Milchviehbetrieb in Brandenburg statt. Hierzu wurden 339 hochtragende, schwarzbunte Färsen zufällig auf 8 Studiengruppen und 8 Kontrollgruppen verteilt. Die Grundration für die Gesamtheit der untersuchten Tiere enthielt eine Energiekonzentration von 6,84 MJ/kg TS bei einer kalkulierten Trockensubstanzaufnahme von 12,24 kg. Die 8 Studiengruppen erhielten täglich zusätzlich 2 kg Maisschrot (Gruppe 1), 2 kg Sojaextraktionsschrot (Gruppe 2), 100 g Harnstoff (Gruppe 3), 2 kg Triticaleschrot (Gruppe 4), 1 kg Triticaleschrot + 1 kg Sojaextraktionsschrot (Gruppe 5), 1 kg Maisschrot + 1 kg Sojaextraktionsschrot (Gruppe 6), 2 kg Triticaleschrot + 100 g Harnstoff (Gruppe 7), 2 kg Maisschrot + 100 g Harnstoff (Gruppe 8). Die Kontrollgruppentiere wurden ausschließlich mit der betriebsüblichen Grundration vorbereitet. Die in die Studiengruppen eingeteilten Färsen erhielten drei Wochen vor dem errechneten Kalbetermin die Vorbereitungsrationen, die Kontrollgruppenfärsen wurden zwei Wochen vorbereitet. Die Kondition der Färsen wurde ab 6 Wochen vor dem errechneten Geburtstermin zu definierten Zeitpunkten bestimmt. Dazu wurden die Rückenfettdicken, das Körpergewicht und die Widerristhöhe gemessen. Die letzte Messung erfolgte unmittelbar nach der Abkalbung, verbunden mit einer Blutentnahme, um ausgewählte Laborparameter hinsichtlich möglicher Unterschiede zwischen den verschiedenen Fütterungsgruppen untersuchen zu können. Die beobachteten Geburtsverläufe wurden in vier graduelle Abstufungen unterteilt: Spontangeburten ohne Assistenz, Geburten mit leichter Zughilfe, Geburten mit erheblicher Unterstützung und Einsatz des mechanischen Geburtshelfers sowie Kaiserschnitte. Die geborenen Kälber wurden unmittelbar nach der Geburt hinsichtlich ihrer Vitalität beurteilt, gewogen und vermessen. Innerhalb der ersten 5 Minuten nach der Geburt erfolgte eine klinische Untersuchung mit Erfassung der Parameter für Herz- und Atemfrequenz sowie Rektaltemperatur; desweitern erfolgte eine Blutentnahme zur Bestimmung ausgewählter Metaboliten. Eine weitere klinische Untersuchung und eine zweite Blutentnahme erfolgten 24 Stunden nach der Geburt. Die unterschiedliche Fütterungsintensität resultierte bei den Versuchsgruppenfärsen in einem signifikanten Anstieg der Rückenfettdicke vom Beginn der Vorbereitungsphase bis zur Kalbung. Dennoch beeinflusste die Kondition der Färsen den Geburtsverlauf und auch die Totgeburtenrate nicht. Die Intensität der Vorbereitungsfütterung zeigte keinen Einfluss auf die Geburtsgewichte und Körpermaße der Kälber. Die Totgeburtenrate fiel bei den Versuchsgruppentieren mit 11,1 % signifikant höher aus, insbesondere bei den rein energieintensiven Rationen wird dieses sehr deutlich. Ein hohes Ausmaß an Geburtshilfe war mit einer erhöhten Totgeburtenrate assoziiert. Insgesamt waren die totgeborenen Kälber nicht schwerer als die lebendgeborenen Kälber, allerdings waren von den Totgeburten vermehrt Bullenkälber betroffen. Mit zunehmender Vorbereitungsdauer stieg die Totgeburtenrate signifikant an. Die Schwergeburtenrate blieb von den unterschiedlichen Fütterungsintensitäten unbeeinflusst, stieg aber bei zunehmender Trächtigkeits- und Vorbereitungsdauer an. Schwergeburten sind mit einer um 40 Minuten längeren Geburtsdauer assoziiert, auch Geburten mit totgeborenen Kälbern wiesen eine deutlich längere Geburtsdauer von durchschnittlich 2 Stunden auf. Problemlose Geburten waren im Durchschnitt in einem Zeitraum von unter 1 Stunde beendet. Sowohl eine zunehmende Trächtigkeits- als auch Vorbereitungsdauer wirkten sich auf das Geburtsgewicht der Kälber im Sinne eines Anstieges aus. Dieser Zusammenhang war bei den Kälbern männlichen Geschlechtes noch ausgeprägter als bei den weiblichen Neonaten. Es konnten keine Unterschiede hinsichtlich der erhobenen klinischen Parameter der Kälber unter variierten Fütterungsintensitäten verzeichnet werden. In Bezug auf die labordiagnostischen Parameter fielen signifikant höhere Gesamtproteinspiegel bei den Kälbern der Kontrollgruppenfärsen auf, die Kälber der Studuengruppen zeigten stark erhöhte Harnstoffwerte, vor allem bei den Tieren aus den Rationen mit hoher Protein- und Harnstoffdichte. Hohe postnatale Laktatwerte zeigten diejenigen Kälber, die aus Schwergeburten hervorgingen sowie vermehrt die männlichen Kälber, da diese in höherem Maße aus Schwergeburten hervorgingen. Durch Schwergeburten entwickelte Kälber zeigten höhere Aktivitäten der Enzyme AST und CK. Die Kälber aus unproblematischen Geburten realisierten signifikant höhere Werte für GGT nach 24 Stunden im Sinne einer verbesserten Kolostrumaufnahme sowie einer verbesserten intestinalen Kolostrumabsorption. Die Laborparameter der Muttertiere aus den Studiengruppen zeigten ebenfalls deutlich erhöhte Harnstoffwerte, vor allem bei den protein- und harnstoffreichen Vorbereitungsrationen. Bedeutsam ist weiterhin, dass die Studientiere höhere Magnesiumspiegel aufwiesen, obwohl üblicherweise hohe Proteingehalte in der Ration die Magnesiumresorption hemmen. Die weiteren labordiagnostischen Parameter blieben von der Art der Fütterung unbeeinflusst. Für die Gesamtstichprobe der Färsen konnten tendenziell leicht überhöhte GLDH- Aktivitäten und unterhalb der angegebenen Referenzbereiche liegende Cholesterinserumspiegel zum Partus festgestellt werden. Bei Färsen nach Schwergeburten wurden im Serum hohe Enzymaktivitäten für die CK und AST gemessen. Färsen nach unproblematischen Partus zeigten im Serum signifikant höhere Serumcalciumspiegel als Tiere nach Schwergeburten. Bei denjenigen Färsen, die eine Totgeburt erfuhren, konnten signifikant höhere GLDHAktivitäten sowie erhöhte Harnstoffspiegel im Serum gemessen werden, außerdem fielen bei diesen Tieren niedrigere Werte für β-Hydroxybutyrat auf.Perinatal mortality still represents an important problem in cattle breeding and dairy farms. Especially primiparous heifers are affected by stillbirths cause of their higher disposition for dystocia, which is more accompanied with a higher frequency of stillbirth. The appearance of dystocia and stillbirths is probably affected by the maternal periparturient condition as well as by birth weight of the calves. The aim of the current study is to investigate in which manner an increased density of energy and / or protein in excess of the recommended requirements during the close-up period could affect the maternal condition at calving and the calving performance. Furthermore, the study was to prove the influence of increasing nutrient density on birth weight and body measurements of the newborn calf as well as the perinatal viability and clinical and blood serum metabolite parameters. The data assessment for the current study was conducted from June, 2004 to February, 2005 on a dairy farm in northern Brandenburg, Germany. For this purpose, 339 late pregnant Holstein heifers were distributed randomly to eight experiment groups and eight control groups. Additionally to the usual nutritional ration, the 8 experiment groups received an additional nutrient treatment with 2 kg of corn groats (1), 2 kg triticale groats (2), 2 kg soybean groats (3), 100 g urea (4), 1 kg triticale groats and 1 kg soybean groats (5), 1 kg corn groats and 1 kg soybean groats (6), 1 kg triticale groats and 100 g urea (7), 1 kg corn groats and 100 g urea (8). The principal ration in the dairy contained 6,82 MJ / kgTS as concentration of energy. This ration was given to the control groups only. For the nutritional supplemented groups, the close-up period started three weeks before expected date of calving, the heifers of the control groups were closed-up two weeks before expected calving date. The measurements of maternal conditional parameters started six weeks before expected calving date and were repeated at defined points of time. The measurements included the back fat thickness using ultrasound, the withers high and the body weight of the heifers. The last measurements were done immediately after parturition, combined with the taking of a blood sample for various serum metabolites. The calving difficulties were classified by using four degrees: 1) no difficulty, 2) mild assistance, 3) severe dystocia with requiring the mechanical calf puller, 4) caeseran section. After birth, the calves were examinated clinically by determing the heart rate, respiration rate and rectal temperature and the viability was determined by using the Apgar Scoring System. Additionally, the calf was weighed and measurements of crown-rump- length, heart-girth and head wide were done. After that, a blood sample was taken for determination of lactate in the whole blood and various serum metabolites. After 24 hours, the blood lactate and the metabolites were measured a second time an a second clinical examination occurred. The different intensities of energy and protein nutrition did affect the condition of the heifers by a significant gain of back fat during the close-up period. Nevertheless, the maternal condition showed no influence concerning the calving performance and the frequency of stillbirth. The different nutritional close-up management did not affect the birth weight or body measurements of the calves. The frequencies for occurring stillbirths amount 11,1 % were higher in the experiment groups, especially in the high energy receiving heifers. A longer duration of close-up days affected directly the rate of stillbirths. A longer duration of pregnancy as well as the longer close-up period affected the birth weight of calves by representing an increase. A higher degree of obstetrics is associated with an increased risk for stillbirths. The still-born calves did not show higher weights or body measurements than the calves born alive. The nutritional treatment of the heifers did not affect the clinical parameters of the calves.Concerning the blood metabolites, the calves from control groups showed higher concentrations of serum protein after birth. The calves from the experiment groups occurred with a significant increase of blood urea, especially from the groups with high densities of protein and urea. The blood lactate from calves was higher after dystocia; male calves also showed high values for blood lactate cause of an augmented association with dystocia. Calves developed with calving difficulties showed higher activities for the enzymes CK and AST. Calves from unassisted births occurs with greater levels of GGT after 24 hours as a sign for a better colostral adsorption. The maternal blood metabolites from the nutrional supplemented heifers showed considerably higher urea levels, especially the groups with greater protein or urea density in the close-up rations. The higher levels of magnesium in serum of experiment heifers is considerable, cause of the usually expected decreasing absorption of magnesium when protein density in the diet is high. Other parameters were not affected by the nutritional treatments. For all heifers, control or experiment groups, the rates for GLDH after parturition shows slight increased levels and slight decreased levels for cholesterin. Heifers after severe calving difficulties are accompanied with higher activities for CK and AST. Heifers with no occurring difficulty while parturition represents higher rates of calcium in serum. Heifers undergoing stillbirths represents higher activities for GLDH an higher levels for serum urea, as well significantly lower levels for β- hydroxybutyrate