Einfluss der Körperkondition von hochtragenden Färsen auf den Geburtsverlauf, die Kälbergeburtsmasse und die Menge und Qualität des Erstkolostrums sowie auf Milchleistung, Fruchtbarkeit und Erkrankungsinzidenz in der ersten Laktation | Effect of body condition in pregnant dairy heifers on dystocia, calf birth weight, colostral quality and quantity, reproduction, milk yield and health during first lactation

Problemstellung: Das Problem hoher Abgangsraten bei Jungkühen und einer sinkenden Nutzungsdauer wurde in den letzten Jahren immer wieder thematisiert. Ebenso wurde in der Literatur der negative Einfluss sowohl von zu gering als auch von übermäßig angelegten Körperfettreserven auf die Tiergesundheit beschrieben und Konditionsempfehlungen für mehrlaktierende Kühe ausführlich formuliert. Umfassende Studien mit hochtragenden Färsen liegen jedoch nur in begrenzter Anzahl vor. Zielstellung: Vor diesem Hintergrund wurde in einer Beobachtungstudie der Einfluss der Körperkondition von hochtragenden Färsen auf den Geburtsverlauf, die Kälbergeburtsmasse, die Menge und Qualität an Erstkolostrum sowie die Milchleistung, Fruchtbarkeit, Krankheitshäufigkeit und Abgangsrate in der ersten Laktation untersucht. Anhand der Ergebnisse sollen die Empfehlungen zur Körperkondition von hochtragenden Färsen in Hinblick auf die verschiedenen Leistungs- und Gesundheitsparameter abgeleitet und optimiert werden. Datenerhebung: Die Datenerhebung erfolgte an 646 hochtragenden Färsen der Rasse Holstein-Friesian (Ø EKA 22 Mon). Ab dem 259. Trächtigkeitstag wurden unter 24-stündiger Überwachung der Abkalbung der Geburtsverlauf und das Geburtsgewicht der Kälber dokumentiert. Die Konditionsbeurteilung mittels ultrasonografischer Messung der RFD wurde an den Tagen der Einstallung in den Transitstall (RFD_vp), der Kalbung (RFD_p), der Umstallung in die Hochleistungsgruppe (RFD_a) und sechs Wochen p.p. (RFD_6Wo) durchgeführt. Zu den Zeitpunkten null, ein und sieben Tage p.p. wurden Blutproben aus der V. coccygea gewonnen und die Serumkonzentrationen an Kalzium (Ca), Phosphat (P), freien Fettsäuren (NEFA) und β-Hydroxybutyrat (BHB) bestimmt. Unmittelbar nach der Abkalbung erfolgte die Messung der Erstkolostrummenge sowie die Ermittlung des Immunglobulingehaltes (Brix-Refraktometer-Methode). Die Milchmengenleistungen (ML) der ersten sieben Laktationstage, jene an Tag 14 sowie die 100-Tage- und 305-Tage-Milchleistung einschließlich des Peak-Tages und der Peak-Mengenleistung wurden erfasst. Als Fruchtbarkeitskennzahlen fanden Rastzeit (RZ), Güstzeit (GZ), Anzahl der Besamungen (nB), Erstbesamungserfolg, Besamungsindex, Trächtigkeitsindex und die Konzeptionsrate Berücksichtigung. Zur Bewertung der Tiergesundheit diente die Inzidenz an Erkrankungen in den ersten 150 Laktationstagen sowie die Abgangsrate der Jungkühe in der ersten Laktation. Zusätzlich wurden die Serumkonzentrationen von Ca, P, NEFA und BHB ausgewertet. Die ermittelten Daten wurden den jeweiligen RFD-Werten gegenübergestellt und mit Hilfe der bivariaten Korrelationsanalyse, der Varianzanalyse und der linearen Regressionsanalyse ausgewertet und auf signifikante Zusammenhänge (p < 0,05) überprüft. Ergebnisse: Die durchschnittliche RFD der Färsen liegt zu Untersuchungsbeginn bei 14,6 mm ± 3,45 mm. Bis zur letzten Messung sechs Wochen p.p. ist die RFD auf 9,4 ± 2,84 mm abgesunken. Der RFD-Abbau im gesamten Untersuchungszeitraum beträgt 5,1 ± 3,24 mm bzw. umgerechnet ca. 25,5 ± 16,2 kg Fett. 1\. Einfluss der Körperkondition auf den Geburtsverlauf Die ermittelte Schwer- und Totgeburtenrate der Färsen beträgt 14,9 % bzw. 10,5 %, wobei beide Größen bei Bullenkälbern doppelt so hoch ausfallen wie bei Färsenkälbern. In Bezug auf den Kalbeverlauf und die Inzidenz von Schwer- und Totgeburten sind keine signifikanten Einflüsse der maternalen RFD, weder zu Beginn der Vorbereitungsperiode noch zum Zeitpunkt der Kalbung, ersichtlich. Auch die antepartale Änderung der maternalen Körperkondition steht in keinem signifikanten Zusammenhang. 2\. Einfluss der Körperkondition auf die Kälbergeburtsmasse Das durchschnittliche Geburtsgewicht von Bullen- (42,7 ± 4,9 kg) und Färsenkälbern (40,1 ± 4,2 kg) unterscheidet sich signifikant, jenes von lebend- (41,6 ± 6,3 kg) und totgeborenen (41,3 ± 4,5 kg) Kälbern nicht. Das Geburtsgewicht der Bullenkälber korreliert signifikant positiv mit der maternalen RFD zu Beginn der Vorbereitungsperiode. Je zusätzlichem mm RFD der Mutter nimmt die Geburtsmasse der Bullenkälber linear um 0,1 kg zu (R2 = 0,019, p = 0,024). Die schwersten Bullenkälber werden bei Müttern mit einer RFD von 15 mm bis 20 mm beobachtet. 3\. Einfluss der Körperkondition auf die Kolostrumqualität und -menge Die mittlere Kolostrummenge der Erstlaktierenden beträgt 4,2 kg, der mittlere Gehalt an Immunglobulin G liegt bei 65,9 g/ l. Die antepartale Kondition der hochtragenden Färsen steht in einem signifikant positiven Zusammenhang zur Menge an Erstkolostrum und einem signifikant negativen Zusammenhang zum kolostralen IgG-Gehalt. Je mm zusätzlicher RFD kann 0,1 kg mehr Kolostrum gemolken werden (R2 = 0,021, p = 0,001). Je mm zusätzlicher RFD zum Partus sinkt die IgG-Menge um 0,3 g/ l (R2 = 0,090, p = 0,029). Bezogen auf das Gesamtgemelk nimmt die absolute Menge an IgG jedoch mit steigender RFD zu. 4\. Einfluss der Körperkondition auf die Fruchtbarkeit Die ermittelten Werte für die RZ, die GZ und die Besamungsanzahl je Tier betragen im Mittel 63 ± 10 d, 112 ± 92 d und 1,8. Daraus resultieren ein Erstbesamungserfolg von 50,5 %, eine Trächtigkeitsrate von 95,7 % und ein Besamungsindex von 2,2. Zwischen der RFD_6Wo und der RZ bzw. GZ bestehen signifikant negative Korrelationen. Je zusätzlichem mm RFD verkürzt sich die RZ um 0,5 d (R² = 0,022, p = 0,001) und die GZ um 3,5 d (R² = 0,012, p = 0,016). Die Änderung der maternalen RFD im peripartalen Zeitraum hat keinen signifikanten Einfluss auf die RZ und GZ, jedoch auf die Anzahl an Besamungen. Tiere mit einer geringen Lipolyse in der Vorbereitungsperiode (-0,5 ± 2,69 mm) und vom Partus bis zur Ausstallung (≤ -1,3 ± 2,97 mm) benötigen signifikant weniger Besamungen. 5\. Einfluss der Körperkondition auf die Milchleistung Die durchschnittliche 100-d- bzw. 305-d-ML beträgt 2686 ± 627,1 kg bzw. 7770 ± 1077,6 kg mit einer mittleren Peakleistung von 33,3 ± 6,4 kg am 92. Laktationstag. Die 100-d-ML korreliert signifikant positiv mit den Fettreserven zu Beginn der Vorbereitungsperiode, die 305-d-Milchleistung signifikant positiv mit jenen zum Partus. Erstere steigt je mm RFD um 23,8 kg (R2 = 0,019; p < 0,001). Die höchste 100-d-ML bzw. 305-d-ML wird bei einer RFD_p im Bereich von 15 mm bis 20 mm bzw. 16 mm bis 18 mm ermittelt. Ebenso besteht eine signifikante Korrelation zwischen der maternalen RFD und dem Milchleistungspeak. Je mm zusätzliche RFD_vp bzw. RFD_p steigt die höchste Milchleistung um 0,3 kg (R² = 0,034, p < 0,001) bzw. 0,2 kg (R² = 0,013, p = 0,006). Die Entwicklung der RFD nach der zweiten Laktationswoche wirkt sich signifikant auf die 100-d-ML aus. Diese ist umso höher, je mehr Fett die Tiere in der Frühlaktation einschmelzen (R² = 0,090, p < 0,001). 6\. Einfluss der Körperkondition auf die Erkrankungsinzidenz und Abgangsrate Bis zum 150. Laktationstag kann bei insgesamt 392 von 646 Erstlaktierenden (60,3 %) eine Erkrankung diagnostiziert werden. Die Prävalenzen für NGV, Metritis, Ketose, Mastitis und Klauenerkrankungen betragen 5,1 %, 24,6 %, 1,6 %, 7,6 % und 30,2 %. 14,4 % der Tiere (n = 86) haben die zweite Laktation nicht erreicht. Ein Zusammenhang zur Körperkondition besteht nicht. Kranke Tiere sind signifikant dünner als gesunde Tiere. Mit steigender RFD_p nimmt der Anteil an kranken Tieren signifikant ab. Die Medianwerte für Kalzium, Phosphat, NEFA und BHB liegen auf Herdenebene innerhalb der jeweils angegebenen Referenzbereiche. Bis auf eine signifikant höhere RFD bei Erstkalbinnen mit erhöhten NEFA-Werten bestehen keine signifikanten Beziehungen zur RFD. Zudem ist die postpartale Lipomobilisation bei kranken und abgegangenen Tieren von geringerer Intensität. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse verdeutlichen den grundlegenden Einfluss von Körperfettreserven auf verschiedene Leistungs-, Fruchtbarkeits- und Gesundheitsparameter und unterstützen die Festlegung des Optimalbereiches für die Körperkondition von hochtragenden Färsen zur Kalbung auf den Bereich zwischen 15 mm und 20 (bis 25) mm RFD. Eine Unterschreitung des empfohlenen Bereichs wirkt sich negativ auf das Fruchtbarkeitsgeschehen und die Milchleistung aus. Die Folgen einer Überschreitung können anhand des vorliegenden Datenmaterials nicht ausreichend beurteilt werden.

Introduction: Involuntary culling of first lactation heifers and as a consequence a reduced productive life span is a central problem in dairy production. A negative influence of poor and excessive body condition on health and production parameters has been elaborately described for multiparous cows, whereas only few studies regarding optimal body condition range of pregnant heifers have been conducted. To investigate the influence of body condition during late pregnancy on health and production and to determine reference values for optimal body conditioning of pregnant heifers an observational study was conducted identifying the effect of maternal back fat thickness (BFT) on calving ease, calf birth weight, colostral yield and quality, reproduction, milk yield, health and survival during first lactation. Material and Methods: From April 2012 to March 2013 a total of 646 pregnant holstein heifers (mean age at first calving 22 months) and the corresponding body condition, production, calving and health parameters were assessed on a commercial dairy farm in northern Germany. Commencing the 259th day of gestation, supervison of calving heifers took place for 24 hours a day. Immediately after parturition calving ease (score: 0 to 4), calf birth weight, calf gender and colostrum yield and immunoglobulin G concentration (brix- refract metermethod; IgG in g/ l, were documented. To determine body condition, BFT was measured by ultrasound at four different time points: at the beginning of the close-up period (approximately two weeks ante partum), one day post partum, when leaving the fresh-cow pen (approximately two weeks post partum), and six weeks post partum. To investigate serum non estified fatty acids (NEFA), beta-hydroxybutyrate (BHB), calcium and phosphorus concentrations blood samples were collected from the coccygeal vein at parturition, one and seven days post partum. Milk yield of the first seven days (7DMY), 14-day-milk-yield (14DMY), 100-day-milk-yield (100DMY) and 305 -day-milk yield (305DMY) including peak day and peak yield were recorded. To evaluate reproduction health and efficiency days to first breeding, days open, total number of services and number of services per conception, first service and overall conception rate, were assessed. During the first 150 days of lactation transition cow disease incidence (retained placenta, metritis, ketosis, mastitis, lameness) was documented and complemented by blood analysis results. Further, culling rate and mortality during first lactation were recorded. Data was analyzed (IBM SPSS Statistics 21) using statistical analysis of correlation (r), analysis of variance (F) and linear regression analysis (R²). Results: Prior to the close-up period an average BFT of 14.6 ± 3.5 mm was assessed. Between this first BFT assessment two weeks ante partum and the last measurement 6 weeks post partum an average loss of 5.1 ± 3.2 mm of BFT was observed. 1\. Relationship between body condition, calving ease and stillbirth rate Dystocia and stillbirth rate averaged 14.9 % and 10.5 %. Both parameters were twice as high in male compared to female calves. Neither for maternal back fat thickness nor for pre partum changes in BFT a positive correlation with calving ease was detected. 2\. Relationship between body condition and calf birth weight No significant difference was observed in mean birth weight for stillborn (41.3 ± 4.5 kg) and calves born living (41.6 ± 6.3 kg). Birth weight was significantly higher for male (42.7 ± 4.9 kg) compared to female calves (40.1 ± 4.2 kg). Maternal BFT two weeks ante partum and birth weight of male calves correlated positively (0.1 kg birth weight per mm maternal BFT; R2 = 0.019, p = 0.024). Consequently heifers with a BFT of 15 – 20 mm gave birth to male calves with highest birth weight. 3\. Relationship between body condition and colostral quality and quantity Average colostrum yield was 4.2 ±SD kg with a corresponding immunoglobulin concentration of 65.5 ±SD g/ l. A significant positive correlation between the pre partum body condition and the colostrol yield (0.1 kg per mm BFT, R2 = 0.021, p = 0.001) and a concurrent negative correlation with the colostral IgG concentration (0.3 g/ l IgG per mm BFT, R2 = 0.090, p = 0.029) was identified. However, total immunoglobulin yield increased contemporaneous with colostrum yield. 4\. Relationship between body condition and reproduction Mean values for days to first breeding, days open and number of services per conception were 63 ± 10 d, 112 ± 92 d and 1.8 ± SD, resulting in a first service conception rate of 50.5 % and an overall conception rate of 95.7 %. A significant negative correlation of BFT six weeks post partum with days to first breeding (0.5 d per mm BFT, R² = 0.022, p = 0.001) and days open (3.5 d per mm BFT, R² = 0.012, p = 0.016) was observed. Further, the change in BFT after parturition was positively associated with number of services per conception (rs = -0.138, p = 0.011). No influence of change in BFT in the transition period on days to first breeding and days open was detected. 5\. Relationship between body condition and milk yield Average 100DMY and 305DMY were 2686 ± 627 kg and 7770 ± 1077 kg with a peak milk yield of 33.3 ± 6.4 kg at 92 days in milk. A significant positive correlation between BFT two weeks ante partum and the 100DMY was identified (23.8 kg milk per mm BFT; R2 = 0.019; p < 0.001). 305DMY correlated negatively to body condition at time of parturition. Highest 100DMY and 305DMY were observed in heifers with a BFT at parturition of 15 - 20 mm and 16 - 18 mm respectively. Further, peak milk production increased linearly with 0.3 kg per mm BFT pre partum (R² = 0.034, p < 0.001) and 0.2 kg per mm BFT at parturition (R² = 0.013, p = 0.006). Changes in BFT succeeding two weeks post partum were highly associated with 100DMY (57.0 kg per mm change in BFT, R² = 0.090, p < 0.001). 6\. Relationship between body condition and diseases During the first 150 days of lactation for 60.3 % of heifers a disease incident was recorded. Prevalence of retained placenta, metritis, ketosis, mastitis and lameness were 5.1 %, 24.6 %, 1.6 %, 7.6 % and 30.2 %. No correlation was observed for BFT and culling rate (13.0 %) as well as mortality (1.4 %). However, a lower lipomobilisation after two weeks post partum was associated with a higher culling risk and mortality (F = 7.1, p < 0.05). Animals affected by lameness or metritis exhibited a significant (p < 0.05) lower BFT post partum. After 14 days in milk, disease incidence decreased significantly with increasing body condition (p < 0.001). Except for increased NEFA concentrations in higher conditioned cows, mean serum parameters (calcium, phosphorus, NEFA and BHB concentrations) were within their corresponding reference rage and no significant effect of body condition was observed. Conclusion: Results demonstrate substantial effect of pre and post partum body condition as well as change in body condition during the transition period on milk production, reproduction and health in first lactation heifers. Further, an optimal body condition of pregnant heifers at parturition between 15 mm - 20 (25) mm BFT was observed. Lower BFT resulted in adverse effects on health and production. Consequences of a BFT exceeding that range were not determined due to insufficient number of animals with a BFT > 20 mm.