UNIVERSITEIT GENT
FACULTEIT DIERGENEESKUNDE
ACADEMIEJAAR 2014-2015
ONDERZOEK NAAR DE INVLOED VAN DIER- EN MANAGEMENTFACTOREN OP DE DRINKWATEROPNAME OP EEN HOOGPRODUCTIEF MELKVEEBEDRIJF
door
Stef FRENKEN
Promotoren:
Dr. Miel Hostens
Onderzoek uitgevoerd in het
Prof. Dr. Geert Opsomer
kader van de Masterproef ©2015 Stef Frenken
Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden. Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.
UNIVERSITEIT GENT
FACULTEIT DIERGENEESKUNDE
ACADEMIEJAAR 2014-2015
ONDERZOEK NAAR DE INVLOED VAN DIER- EN MANAGEMENTFACTOREN OP DE DRINKWATEROPNAME OP EEN HOOGPRODUCTIEF MELKVEEBEDRIJF
door
Stef FRENKEN
Promotoren:
Dr. Miel Hostens
Onderzoek uitgevoerd in het
Prof. Dr. Geert Opsomer
kader van de Masterproef ©2015 Stef Frenken
VOORWOORD Bij deze wil ik eenieder bedanken die op wat voor een manier dan ook heeft bijgedragen aan het tot stand komen van dit werk. In het bijzonder wil ik hierbij een dankwoord uitspreken voor mijn promotor dr. Miel Hostens voor de vele uren werk die hij heeft gehad door mij te helpen. Dit vooral bij het samenbrengen van alle data, de verwerking ervan en de statistiek. Maar ook het nalezen, corrigeren en aanvullen van de tekst zelf heeft hij veelvuldig voor mij gedaan. Dank hiervoor. Als tweede wil ik dhr. Bert Weytens, melkveehouder op Schoolhoeve Axelwalle (te Oudenaarde), bedanken voor het beschikbaar stellen van alle informatie omtrent de dieren, de watergegevens, de weergegevens, en elke andere informatie die afkomstig is van hem in deze thesis. Als laatste wil ik nog mijn copromotor prof. dr. Geert Opsomer bedanken voor zijn medewerking en tips.
INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING ............................................................................................................................................... 1 INLEIDING ........................................................................................................................................................ 2 LITERATUURSTUDIE.......................................................................................................................................... 3 1. 2. 3. 4. 5. 6.
INLEIDING ....................................................................................................................................................... 3 DRINKWATER ................................................................................................................................................... 5 KINETICA VAN WATER IN HET DIERLIJK LICHAAM ...................................................................................................... 5 DE WATERBEHOEFTE ......................................................................................................................................... 7 DE WATEROPNAME .......................................................................................................................................... 9 FACTOREN DIE DE DRINKWATEROPNAME BEPALEN .................................................................................................. 9 6.1 Diergebonden factoren ....................................................................................................................... 9 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.1.6
6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5
7.
Leeftijd en pariteit ........................................................................................................................................... 9 Ras.................................................................................................................................................................... 9 Sociale hiërarchie ........................................................................................................................................... 10 Drinkgedrag.................................................................................................................................................... 10 Melkproductie en lactatiestadium ................................................................................................................. 11 Lichaamsgewicht ............................................................................................................................................ 12
Managementfactoren ....................................................................................................................... 12 Beschikbaarheid van schaduw ....................................................................................................................... 12 Drinkwatervoorziening .................................................................................................................................. 12 Eigenschappen van het drinkwater ................................................................................................................ 13 Rantsoen ........................................................................................................................................................ 14 Klimaat ........................................................................................................................................................... 15
DE TEMPERATUUR .......................................................................................................................................... 16 7.1 De lichaamstemperatuur................................................................................................................... 16 7.2 Hittestress ......................................................................................................................................... 17 7.3 De Temperature Humidity Index ....................................................................................................... 20 7.4 Maatregelen om de HS te beperken .................................................................................................. 23 7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.4.4 7.4.5 7.4.6
Genetica ......................................................................................................................................................... 23 Dieet............................................................................................................................................................... 23 Frequentie en tijd van voedering ................................................................................................................... 24 Schaduw ......................................................................................................................................................... 24 Ventilatie ........................................................................................................................................................ 25 Drinkwater ..................................................................................................................................................... 26
ONDERZOEK ................................................................................................................................................... 27 1. 2.
INLEIDING EN DOELSTELLING ............................................................................................................................. 27 SITUERING VAN HET BEDRIJF ............................................................................................................................. 27 2.1 Algemeen .......................................................................................................................................... 27 2.2 Productie ........................................................................................................................................... 28 3. MATERIAAL EN METHODEN .............................................................................................................................. 29 3.1 Data ......................................................................................................................................................... 29 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4
4
Omgeving ....................................................................................................................................................... 29 Melkgift .......................................................................................................................................................... 29 Waterverbruik ................................................................................................................................................ 30 Bedrijfsbezetting ............................................................................................................................................ 30
3.2 Statistische analyse ................................................................................................................................. 31 RESULTATEN EN BESPREKING ............................................................................................................................ 33 4.1 Descriptieve Statistiek ....................................................................................................................... 33 4.1.1
Omgeving ....................................................................................................................................................... 33
4.1.2 4.1.3 4.1.4
4.5 4.5.1 4.5.2
5 6
Wateropname ................................................................................................................................................ 34 Melkgift .......................................................................................................................................................... 35 Univariabele Analyse ..................................................................................................................................... 36
Statistische analyse ........................................................................................................................... 36 Multivariabele Analyse (model MILK) ............................................................................................................ 36 Pathway analysis ............................................................................................................................................ 37
DISCUSSIE ..................................................................................................................................................... 39 CONCLUSIE ................................................................................................................................................... 40
REFERENTIELIJST ............................................................................................................................................ 41
SAMENVATTING Er gaat steeds meer aandacht uit naar de wateropname bij hoogproductief melkvee daar het meer en meer duidelijk wordt dat dit een beperkende factor kan zijn in de productie van melk. Zeker in combinatie met de verwachte toekomstige stijging in omgevingstemperatuur en de gerelateerde hittestress zou deze nog bij kunnen dragen aan omstandigheden waarbij de productie in het gedrang zou kunnen komen. Vele factoren spelen een rol in het bepalen van de drinkwaterbehoefte en –opname, maar tot de belangrijkste worden de droge stofopname, omgevingstemperatuur en melkgift gerekend. Verder moet men altijd op de drinkwaterkwaliteit letten daar ook deze de opname kan beletten of verminderen. De mate van hittestress zou men uit kunnen drukken in functie van omgevingstemperatuur, maar dit geeft maar relatief beperkte informatie. Beter kan men deze hittestress uitdrukken in functie van verschillende omgevingsgebonden factoren gebundeld in één en dezelfde term. De in de praktijk meest gebruikte en praktische manier om de mate van hittestress uit te drukken is de Temperature Humidity Index, die rekening houdt met de omgevingstemperatuur en de relatieve vochtigheid. De doelstelling van dit onderzoek is om in kaart te brengen welke factoren er het meest bepalend zijn op de drinkwateropname, en verder wat de effecten zijn van de verschillende variabelen op de melkgift. De gemiddelde dagelijkse wateropname was 118,7L per koe. Uit de resultaten blijkt dat de wateropname sterk geassocieerd is met het voederen en melken: 32% van dagelijkse wateropname doen de koeien binnen de twee uur na het voederen en melken en 67,6% van het totale water wordt opgenomen tijdens werkuren. Een hogere bedrijfsbezetting leidt tot een daling in gemiddelde dagelijkse melkgift en gemiddelde dagelijkse wateropname. Verder leiden een hogere wateropname en een hogere dagen in melk tot een lagere melkproductie. Verder onderzoek op het gebied van de drinkwateropname is nog zeker nodig. Er is geen enkele studie die het geheel in kaart brengt daar ze steeds maar één of enkele factoren in beeld willen brengen. Best neemt men in de toekomst de droge stofopname, melkgift, bedrijfsbezetting, Temperature Humidity Index en gemiddelde dagelijkse wateropname mee in het onderzoek.
Kernwoorden: Bedrijfsbezetting - Dagen in melk - Drinkwaterbehoefte - Drinkwaterkwaliteit Drinkwateropname - Hittestress - Melkproductie - Melkvee - Omgevingstemperatuur - Relatieve Vochtigheid - Temperature Humidity Index
1
INLEIDING In de literatuur zijn er reeds vele gegevens bekend omtrent de opname van water bij runderen, en dan voornamelijk van de opname van water bij vleesvee. Steeds meer wordt duidelijk dat ook bij melkvee de opname van water zeer belangrijk is en een bepalende en beperkende factor kan zijn in de productie van melk. Ook hittestress is een onderwerp dat steeds vaker terugkeert in de literatuur. Des te meer omdat de dieren tegenwoordig het jaar rond op stal staan, en bovendien de gemiddelde temperaturen en extremen tijdens de zomermaanden toenemen. De reden van dit onderzoek was om na te gaan of er een relatie is tussen de mate van hittestress en de wateropname, maar verder ook alle andere weergegevens die ons ter beschikking zijn gesteld. Verder werden een aantal andere parameters waarvan gekend was dat zij een invloed hadden op het melkproductieniveau in het onderzoek opgenomen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de bedrijfsbezetting en dagen in melk.
2
LITERATUURSTUDIE 1. INLEIDING Totaal wordt er per jaar zo een 2422 miljard m
3
aan water verbruikt, waarvan 19% in de
melkveehouderij. Het merendeel (98%) wordt verbruikt tijdens de productie van diervoeders (ruwvoer én krachtvoer). Drinkwater is slechts 1,1% hier van (Mekonnen en Hoekstra, 2010). Zo heeft men kunnen berekenen dat er per liter geproduceerde melk gemiddeld een hoeveelheid van 1020L water nodig is. Dit noemt men de watervoetafdruk die aanzienlijk kan verschillen per land. Deze is in Nederland slechts 528L (Mekonnen en Hoekstra, 2010). Factoren als voederconversie en samenstelling van het dieet zijn zeer belangrijke factoren waarmee men rekening kan houden bij de beperking van deze watervoetafdruk. De voederproductie staat immers in voor het grootste deel van het waterverbruik (Mekonnen en Hoekstra, 2010). Uit onderzoek uitgevoerd door het ILVO (Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek);(D’hooghe et al., 2007) werd het gemiddeld waterverbruik berekend in verschillende sectoren van de landbouw in Vlaanderen. Rundvee is verder onderverdeeld in verschillende klassen als mestkalveren, zoogkoeien en melkkoeien. Bij melkkoeien wordt het reinigingswater van het melkhuis inbegrepen in de totale hoeveelheid die berekend werd. Opvallend is het hoge waterverbruik bij melkvee, zie tabel 2.
Tabel 2: Kengetallen waterverbruik runderen (Categorieën volgens mestdecreet 2006; 1: valt onder categorie melkvee, 2: valt onder categorie mestvee);(D’hooghe et al., 2007)
Kengetallen gemiddeld waterverbruik 3
(m /jaar/dier) Vervangingsvee jonger dan 1 jaar
1
Vervangingsvee tussen 1 en 2 jaar Andere runderen melkvee
1
6,43 8,22
Melkvee Runderen jonger dan 1 jaar
2,97
21,75 2
Runderen tussen 1 en 2 jaar
2,97 2
7,03
Andere runderen vleesvee
10,97
Zoogkoeien
12,15
Mestkalveren
5,26
3
Voor de rundveesector is er een opsplitsing gemaakt naargelang het type van drinkwater dat gebruikt werd. De meeste bedrijven winnen hun water uit grondwater, zie figuur 3 (D’hooghe et al., 2007).
Figuur 3: Opsplitsing van het watergebruik binnen de rundveeteelt naargelang de waterbron (uit D’hooghe et al., 2007*) * verbruik huishouden 2004 en 2005 is in mindering gebracht bij drinkwater, dit geeft wel een kleine fout. In werkelijkheid zal er iets minder grondwater en meer drinkwater verbruikt worden
Figuur 4: Totaal waterverbruik van dieren in Vlaanderen van 2000-2005 (uit D’hooghe et al., 2007).
In het totale waterverbruik van de veeteelt in Vlaanderen is een dalende trend te zien, te verklaren door de daling in het aantal dieren, een strenger mestbeleid, verbeterde aandacht voor waterbeheer, en hergebruik van reinigingswater (D’hooghe et al., 2007).
4
2. DRINKWATER Drinkwater kan afkomstig zijn van verschillende bronnen (o.a. oppervlaktewater, hemelwater, waterleidingnetwerk et cetera) en de kwaliteit kan aanzienlijk verschillen. Dit kan op basis van chemische of microbiologische parameters. Het nagaan van de drinkwaterkwaliteit op een melkveehouderij is een belangrijk punt in het management van melkveebedrijven. Verontreinigingen kunnen een invloed hebben op de gezondheid, voeropname en productiviteit van de dieren. Een ernstige verontreiniging met voederresten kan leiden tot een daling in de wateropname (Cook et al., 2010). Drinkbakken die dichter bij de voerbakken staan bevatten over het algemeen een hogere concentratie aan micro-organismen zoals Escherichia coli O157 (enterohemorragische Escherichia coli, of EHEC) die bij de mens ernstige ziekte kan veroorzaken (LeJeune et al., 2001). Bij het gebruik van bodemwater kunnen er meer pathogenen in het drinkwater voorkomen via uitspoeling of contaminatie. Zo is er verspreiding van Salmonella, Cryptosporidium parvum, Fasciola hepatica, Pseudomoas aeroginosa en Shigella via drinkwater beschreven (Rodríguez et al., 2012). Verder moet men letten op het ontwerp van het waterdistributiesysteem: werken met terugslagkleppen (verhinderen terugvloei van water), een goede waterdruk op de leiding aanhouden en biofilm-vorming voorkomen (Van Eenige et al., 2013). Deze biofilms in leidingen en drinkbakken zorgen niet alleen voor een mindere hygiëne van het drinkwater en een mindere doorstroming in de leidingen, maar daarbovenop zouden ze de verspreiding van ziekten in de hand werken. Onderzoek heeft aangetoond dat Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis na inoculatie in biofilms overleefde tot 144 dagen op plastic drinkbakken en 115 dagen op ijzeren drinkbakken. Op betonnen of gegalvaniseerde drinkbakken is in aantal zelfs geen reductie te zien in de loop van de tijd (Cook et al., 2010).
3. KINETICA VAN WATER IN HET DIERLIJK LICHAAM Water is een van de basiselementen waarover een rund moet beschikken. De waterhomeostase is van vitaal belang. Het vervult talloze rollen in het lichaam bij het transport van nutriënten, als solvent, bij allerlei chemische reacties, als ook bij de regulatie van de lichaamstemperatuur. Dit laatste is te verklaren door de hoge warmtecapaciteit van water. Deze is van belang in het conserveren van lichaamswarmte en in het constant houden van de lichaamstemperatuur (McDonald, 2011). Het dierlijk lichaam bestaat voor een groot gedeelte uit water. Het percentage wordt beïnvloed door de leeftijd en lichaamssamenstelling. Zo is dit percentage hoger bij jongere dieren (Murphy, 1992). Verder is het aandeel van het lichaamsgewicht bestaande uit water groter bij koeien vroeg in lactatie (69,0%), dan bij koeien laat in lactatie (62,4%);(Andrew et al., 1995). Bij droogstaande runderen met een te hoge Body Condition Score (BCS) is dit slechts 56.3%, te wijten aan een relatief groter percentage lichaamsgewicht aan vet (Aschbacher et al., 1965). De totale pool aan lichaamswater kan op verschillende manieren onderverdeeld worden. Een eerste is deze van een intra- en extracellulair compartiment. Het extracellulaire compartiment kan opnieuw opgesplitst worden in interstitieel water, water in plasma en transcellulair (in het gastro-intestinale systeem) water. Een tweede manier van indelen is deze waarbij men het lichaamswater beschouwt als zijnde een twee-compartimentensysteem: water dat zich in het maagdarmstelsel bevindt en al de
5
rest (empty body water, EBW). Hierbij vond men voor een lacterend rund gemiddeld een EBW-volume van 262 liter en een hoeveelheid van 149 liter water in het maagdarmstelstel. Tussen deze twee compartimenten wordt er meer dan 140L/uur uitgewisseld (Woodford et al., 1984). Verlies aan water gebeurt hoofdzakelijk via de melk, urine, mest, zweten en speeksel (Holter en Urban, 1992).
Appuhamy et al. (2014) stelden recent een model op van de kinetica van water in het rund (zie figuur 1 en tabel 1). Dit deden ze via metingen bij 315 lacterende Holstein melkkoeien. Hierbij werden er vier compartimenten voorgesteld in het dier: het water in het reticulorumen (RR); het water in de rest van de darm, oftewel post-reticulorumen (PR); het extracellulair water, waaronder het bloed en interstitieel vocht (EC); en het intracellulair water (IC). Input naar het RR vind plaats via het speeksel, voeder en drinkwater, en de uitwisseling van EC vanuit het RR wordt voorgesteld als een netto stroom (A). Er kan dus wel water vanuit het EC terugstromen naar het RR. Een deel van het drinkwater gaat direct via de slokdarmsleuf naar het abomasum (Woodford et al., 1984). Metabool gevormd water wordt toegevoegd aan het IC. De output van water vind voornamelijk plaats vanuit het EC via verdamping langs de luchtwegen en huid, en verder via de melk en urine. De resterende output gebeurt via de mest vanuit het PR (Appuhamy et al., 2014).
Kinetica van water
Figuur 1: Weergave van het model voor de waterkinetiek gebruikt door Appuhamy et al. De zwarte pijlen (A en B) stellen respectievelijk de netto stroom voor vanuit het reticulorumen en post-reticulorumen naar het extracellulaire compartiment. De groene en rode pijlen stellen een toevoeging of verwijdering van water uit het totale systeem voor. RR = reticulorumen; PR = post-reticulorumen; EC = extracellulair compartiment; IC = intracellulair compartiment; A = netto flow van RR naar EC; B = netto flow van PR naar EC (Aangepast uit Appuhamy et al.,2014).
6
De grootte van elk van de stromen uit het model staan weergegeven in tabel 1. Opvallend is de grote variatie in drinkwateropname. Deze schommelt tussen de 22,8 en 104kg/dg/koe.
Tabel 1: De belangrijkste schattingen van elk van de waterstromen uit het model van Appuhamy et al. (2014). (A = netto flow van RR naar EC; B = netto flow van PR naar EC)
Variabele
Gemiddelde
Minimum
Maximum
Drinkwater, kg/dg
61,5
22,8
104
Water via voeder, kg/dg
10,6
1,11
31,3
Speeksel, kg/dg
220
102
317
Reticulorumen, kg
61,4
42,7
73,1
Post-reticulorumen, kg
24,4
14,6
30,2
Extracellulair, kg
113
61,3
198
Intracellulair, kg
197
139
261
A, kg/dg
108
37,4
192
B, kg/dg
159
117
184
Mest, kg/dg
25,7
6,04
50,0
Metabool, kg/dg
3,15
1,83
4,64
Urine, kg/dg
16,6
10,6
31,2
Evaporatie, kg/dg
13,1
6,11
29,8
4. DE WATERBEHOEFTE Van melkkoeien wordt verwacht dat zij een zo hoog mogelijke productie (tot 50 liter melk per dag in piekproductie) halen. Aangezien melk voor 87% uit water bestaat zal de melkgift een belangrijke bepalende factor zijn in de dagelijkse wateropname (Winchester en Morris, 1956). Volgens Holter en Urban (1992) kan men als vuistregel aanhouden dat de gemiddelde drinkwateropname twee keer zo hoog is als de gemiddelde melkgift (geldt voor lacterende runderen in eerste helft van lactatie). Verder zijn er vele andere factoren beschreven die een invloed kunnen hebben op de wateropname en het belang van deze invloeden varieert naargelang de omstandigheden. Over het algemeen wordt echter aangenomen dat melkproductie, droge stofopname (DSO), samenstelling van het rantsoen en omgevingstemperatuur de belangrijkste zijn (NRC, 2001).
Een manier vinden waarop de dagelijkse behoefte aan drinkwater berekend kan worden is al in vele onderzoeken de doelstelling geweest. Hier kwam men echter niet altijd tot sluitende conclusies. Volgende formule wordt als het meest correct beschouwd (Murphy et al., 1983). (
) ( (
) )
(
) ( )
Formule 1: berekening van de waterbehoefte volgens Murphy et al. (1983).
7
Buiten de hierboven vernoemde factoren om zijn er uiteraard nog andere die de behoefte aan water beïnvloeden. Ras, lichaamsgewicht (positieve correlatie), leeftijd en pariteit (positieve correlatie), lactatiestadium (verder in lactatie hogere opname), seizoen en relatieve vochtigheid (RV; licht negatieve correlatie) zijn hier enkele voorbeelden van. Meer informatie is terug te vinden in de literatuurstudie van Frenken (2013). Uiteraard zullen er nog andere factoren zijn die een invloed kunnen hebben op deze behoefte. In hoeverre deze in de praktijk werkelijk van belang zijn is niet duidelijk. Dat de wateropname zo belangrijk is blijkt uit het effect van een beperking van de wateropname op het lichaamsgewicht. Koeien wegen na 4 dagen met 50% restrictie ongeveer 5% minder. Verder is er een daling in de voederopname en verandert het patroon van de voederopname sterk. Dit leidt uiteindelijk tot een daling in de melkgift (zie figuur 2);(Burgos Steiger et al., 2001).
Figuur 2: Daling in de melkproductie van melkkoeien bij een 25% of 50% drinkwaterrestrictie ten opzichte van de basisperiode. Enig herstel is te zien tijdens een rehydratatieperiode (Burgos Steiger et al., 2001).
Na een periode van deshydratatie kunnen runderen relatief snel een grote hoeveelheid water opnemen om hun waterpool aan te vullen, zonder negatieve effecten op de homeostase. Dit zou te verklaren zijn doordat de penswand de snelle instroom naar het bloed voorkomt (Silanikove, 1989). Het lijkt dus meer waarschijnlijk dat de wateropname op zich niet de productiviteit verhoogt maar dat het bij tekorten wel een duidelijke beperkende factor kan zijn. Zo zagen Sova et al. (2013) dat een grotere drinkbakruimte geassocieerd was met een verhoogde melkgift: een toename van 0,77kg/dag per 2cm/koe toename aan drinkbakruimte. Ook Næss et al. (2011) zagen een hogere melkgift bij dieren met toegang tot meer en makkelijker toegankelijk water. Primipare dieren profiteren het meeste van makkelijk toegankelijke bakken, terwijl het vooral de hoeveelheid water is die belangrijk is bij multipare koeien. Verder leidt een lagere wateropname tot een verhoogde verteerbaarheid van het dieet, doordat er een verhoogde retentietijd is in de pens. Dit geldt dan voornamelijk voor de delen van het dieet die trager verteerbaar zijn, zoals cellulose en hemicellulose. De vertraagde passage is voornamelijk te verklaren door een verminderde contractiliteit van de pens en een verminderde herkauwactiviteit (Silanikove.,
8
1992). Een hogere wateropname kan de concentratie en verhouding van verschillende vluchtige vetzuren veranderen, en er is een invloed te zien op de pens pH en turnover (Fraley et al., 2015).
5. DE WATEROPNAME Een dier voldoet aan zijn behoefte aan water op verschillende manieren. De grootste hoeveelheid wordt opgenomen via het drinkwater. Dit staat in voor gemiddeld 83% van de behoefte. Al de rest wordt opgenomen via het voeder (afhankelijk van het vochtgehalte) of wordt metabool gevormd (NRC, 2001). Zo neemt bij droogstaande koeien de wateropname toe met 7L/dag als het vochtgehalte van het rantsoen daalt van 70% naar 40%. De totale wateropname vergeleken met dieren in lactatie is hier echter wel 15L per dag minder (Holter en Urban, 1992). Tot het metabool gevormd water rekent men het water dat ontstaat als bij- of eindproduct in alle metabole processen in het dierlijke lichaam. Zo geeft het katabolisme van 1kg vet, koolhydraten of eiwit respectievelijk 1190, 560 of 450 gram aan water. Voornamelijk in droge klimaten of in omstandigheden van hoge katabole activiteit kan dit water van groot belang zijn, zoals bij een hoge negatieve energiebalans (Church, 1979). Men mag concluderen dat de absolute hoeveelheid die opgenomen wordt erg kan variëren. In de literatuur rapporteert men over het algemeen gemiddelde dagelijkse opnames van tussen de 68,7L (Osborne et al., 2009) en 84,3L (Kramer et al., 2008). Men moet er echter rekening mee houden dat in de meeste onderzoeken word gerekend met een gemiddelde wateropname per koe per dag en dat er geen rekening wordt gehouden met individuele verschillen tussen de koeien.
6. FACTOREN DIE DE DRINKWATEROPNAME BEPALEN
6.1 DIERGEBONDEN FACTOREN
6.1.1 LEEFTIJD EN PARITEIT Multipare dieren nemen duidelijk meer water op dan primipare dieren. Verder drinken ze sneller, nemen meer water op per drinkbeurt, spenderen meer tijd aan het drinken per drinkbeurt en drinken vaker op een dag. Met de factor lichaamsgewicht is er in dit onderzoek geen rekening gehouden (Dado en Allen, 1994).
6.1.2 RAS Rasverschillen in drinkwateropname zijn beschreven in verschillende studies (Winchester en Morris, 1956; Colditz en Kellaway, 1972). Dit effect is echter niet zeker te wijten aan de genetische basis. Waarschijnlijk spelen de manier van staalname, lichaamsgrootte en DSO hier een grote rol in de verschillen, want na correctie voor deze factoren is er nog amper een effect te beschrijven (NRC, 1981).
9
6.1.3 SOCIALE HIËRARCHIE Koeien die hoger staan in rang drinken minder dan de lager geplaatsten doordat deze dieren een hogere prioriteit geven aan het opnemen van voeder (Andersson, 1987). Dit onderzoek kwam tot een formule ter berekening van de drinkwateropname waarin het rangnummer werd opgenomen. Koeien hoger in rang krijgen een hoger rangnummer en voor elk rangnummer neemt de drinkwateropname af met 0.38L/dag. Dit kan zeker van toepassing zijn op dieren die vrij rond kunnen lopen in de stal. Andere studies bevestigen een verschil in wateropname naargelang de rang. Zo zijn er studies gedaan met dieren die permanent aangebonden staan (twee dieren per drinkbak), waarbij dominante koeien 7% meer water bleken te drinken dan de meer onderdanige. Dit is te verklaren door het conflict om te mogen drinken, aangezien de aangebonden dieren hier met zijn tweeën een drinkbak moesten delen. Dominante koeien drinken bovendien minder vaak dan de meer onderdanige, spenderen er meer tijd aan en nemen meer water op per drinkbeurt (Andersson et al., 1984).
6.1.4 DRINKGEDRAG Het meeste water wordt overdag gedronken (Atkeson en Warren, 1934); Cardot et al., 2008). Zo toonden Cardot et al. (2008) aan dat 72.7% van de dagelijkse wateropname plaatsvind tijdens werkuren (0600-1900h) en dat pieken in opname samenvallen met de melkbeurten en het voederen: 42,3% van de totale dagelijkse drinkwateropname vond plaats binnen 2 uur na het melken en voederen (zie figuur 5).
Figuur 5: Verdeling in de drinkwateropname (FWI = free water intake) over een dag (uit Cardot et al., 2008).
Verder bezoekt 75% van de koeien de drinkbak binnen de 2 uur na de avond melkbeurt (bij tweemaal daags melken) en drinkt dan 27% van de totale dagelijkse drinkwateropname (zie figuur 5 en 6);(Cardot et al., 2008). Ook Osborne et al. (2002) toonden een duidelijke trend in het patroon van de wateropname over de dag aan: 40% van de dagelijkse wateropname vond plaats binnen de 2 uur na het melken (’s avonds én ’s ochtends) en het voederen (zie figuur 7). Minder dan 10% van het totale drinkwater wordt tijdens de nacht opgenomen.
10
Figuur 7: Distributie in de dagelijkse drinkwateropname in liters en per uur voor lacterende melkkoeien. Melkbeurten om 06:00uur en 16:30uur en voedering om 07:30uur en 15:00uur (uit Osborne et al., 2002).
6.1.5 MELKPRODUCTIE EN LACTATIESTADIUM Huzzey et al. (2005) volgden koeien op rond de transitieperiode en toonden aan dat er een graduele stijging is in het aantal drinkbeurten doorheen de transitieperiode. Het gemiddeld aantal drinkbeurten voor de kalving ligt op 6,6 per dag en na de kalving is dit 9,5. De tijd die gespendeerd word aan het drinken varieert in de transitieperiode en neemt in de periode net voor de kalving geleidelijk af, om na de kalving weer tot een gemiddelde tijd van 6.8min/dag te stijgen. Hoeveel water er werd opgenomen, werd hier niet geregistreerd. De totale geproduceerde hoeveelheid melk is van groot belang, daar melk voor 87% uit water bestaat. Dit is duidelijk te zien in het experiment van Woodford et al. (1984). Hier werden koeien gevolgd in de transitieperiode, en werd de wateropname geregistreerd. Het bleek dat de toename in wateropname voor 82% te verklaren is door de stijging in melkgift. Hoe verder de lactatie vordert, hoe hoger de wateropname (Meyer et al., 2004). De piek in de wateropname ligt bij primipare runderen rond de 80 dagen na kalving (zie figuur 8) en valt dus iets later dan de piek in melkgift op 40 dagen na kalving. Multipare koeien volgen dezelfde trend. De stijging van de opname aan het begin van de lactatie is hoger, en de daling van de opname aan het einde van de lactatie is veel sneller (Kramer et al., 2008).
Figuur 8: Melkgift, droge stofopname en wateropname voor koeien in eerste lactatie (uit Kramer et al., 2008).
11
Vele onderzoeken tonen een verband met de melkgift aan (Atkeson en Warren, 1934); Andersson, 1985; Holter en Urban, 1992; Dado en Allen, 1994; Meyer et al., 2004; Kume et al., 2010). Hoe sterk het aangetoonde verband is varieert nogal. Zo tonen Meyer et al. (2004) bijvoorbeeld aan dat er voor elke kilogram melk die meer geproduceerd wordt 1,30kg extra wateropname nodig is, terwijl anderen waarden vermelden van 0.60L/kg melk (Holter en Urban, 1992) en 2,6L/kg melk (Kume et al., 2010). 6.1.6 LICHAAMSGEWICHT Een hoger lichaamsgewicht is positief gecorreleerd met een hogere wateropname. In de door Meyer et al. (2004) vooropgestelde formule zou voor elke extra kilogram in lichaamsgewicht een verhoging van de drinkwateropname van 5,8 gram optreden. De formule houd geen rekening met de DSO (Meyer et al., 2004).
6.2
MANAGEMENTFACTOREN
6.2.1 BESCHIKBAARHEID VAN SCHADUW Koeien op de weide brengen duidelijk meer tijd om rond de drinkbak bij extreme hitte. Dit effect is des te groter naarmate er minder schaduw beschikbaar is. Als men dus zorgt voor voldoende schaduw, dan kan men bij hitte de drukte rond de drinkbak beperken. Hierdoor blijft de toegang tot water verzekerd (Schütz et al., 2010).
6.2.2
DRINKWATERVOORZIENING
Beschikbaarheid van water in de tijd Koeien die maar tijdens een deel van de dag toegang hebben tot drinkwater kunnen per dag toch net zo veel opnemen als dieren die heel de dag toegang hebben tot drinkwater. Hierdoor is er geen effect op de melkgift. De dieren kunnen het patroon in de drinkwateropname dus aanpassen (Thomas et al., 2007). Vorm drinkbak Er gaat een voorkeur uit naar bakken die hoger (60cm versus 30cm) en groter (139cm x 95cm versus 126cm x 68cm) zijn (Machado Filho et al., 2004). Verder drinken de dieren liever uit bakken met een grotere oppervlakte. Een invloed van de diepte van de bak is niet duidelijk (Teixera et al., 2006). Materiaal van drinkbak Uit proeven bij vleesvee blijkt dat ze een voorkeur hebben voor een grote ronde PVC bak boven een grote vierkante betonnen bak, daar ze uit een PVC bak vaker, langer èn meer drinken (Coimbra et al., 2009). Het lijkt dus aannemelijk dat er voorkeur kan bestaan voor nog andere materialen waarvan drinkbakken worden gemaakt.
12
Debiet Koeien gehuisvest in een aanbindstal zullen in totaal meer water opnemen als de toestroomsnelheid hoger is, en zullen vaker en langer drinken als deze lager is. Een hoger debiet beperkt verder de drukte rond de drinkbak. (Andersson et al., 1984; Andersson, 1987). Plaatsing in de ruimte Best plaatst men drinkbakken niet te dicht bij elkaar en met voldoende ruimte errond. Dit kan sociale agressie voorkomen (Coimbra et al., 2012). Dieren met weidegang en enkel toegang tot drinkwater in de stal, drinken in totaal net zo veel dan dieren die ook op de weide toegang hebben tot water. Het is echter de verdeling van opname in de tijd die hier van belang is. Als de dieren terug op stal komen, meestal in groep, zullen ze dus allemaal een grote hoeveelheid water op willen nemen. Het is dus van belang dat er op dat moment voldoende drinkbakken met voldoende debiet aanwezig zijn (Spörndly en Wredle, 2005). AC stroom Door lekstroom kan er spanning komen te staan op verschillende onderdelen van de stalinrichting. Deze lekstroom ontstaat uit elke stroom, maar de grootte ervan varieert onder andere met een verschillend isolatiemateriaal of vochtgehalte van de lucht. Een voltage dat aanwezig is op de drinkwatervoorziening (te meten via voltmeter) kan de opname duidelijk verminderen, maar toch passen de meeste dieren de opname na verloop van tijd aan tot op een normaal niveau. Er zullen echter altijd dieren zijn die blijven weigeren om nog iets te drinken. Juist bij deze dieren kan deze stroom een groot effect hebben. Vaarzen lijken gevoeliger aan dit feit (Gorewit et al., 1989).
6.2.3
EIGENSCHAPPEN VAN HET DRINKWATER
Smaak Runderen hebben een voorkeur voor water zonder een specifieke smaak, maar sommige smaken weerhouden ze er niet van om toch genoeg op te nemen (Thomas et al., 2007). Het belangrijkste effect op de smaak zou toe te schrijven zijn aan het gehalte aan ijzer dat opgelost is (Genther en Beede, 2012). Verder kan de concentratie aan sulfaten (Weeth en Hunter, 1971; Weeth en Capps, 1972; Digesti en Weeth, 1976) en een afwijkende organoleptische kwaliteit (abnormale geur, kleur, helderheid of bezinksel) een invloed hebben op de smaak. Temperatuur Runderen drinken liever warm dan koud water als ze tot de beide toegang krijgen (Cunningham et al., 1964; Lanham et al., 1986; Milam et al., 1986; Baker et al., 1988; Osborne et al., 2002). Zelfs bij een hoge omgevingstemperatuur kiezen 70% van de koeien voor het warmere water. Als men dus koud water wil gebruiken als manier van verkoeling voor de dieren, dan moet men er voor zorgen dat alle drinkwaterbakken koud water bevatten (Wilks et al., 1990). Het verstrekken van gekoeld water kan hiermee helpen in het beperken van de hittestress (HS), maar dit effect is slechts 2,2uur werkzaam (Stermer et al., 1985).
13
Zout Bij toevoeging van natriumchloride aan drinkwater, drinken de dieren meer. Voegt men bijvoorbeeld 2500mg/L toe, dan stijgt de opname met 9,3L per dag. Er is echter wel een daling in melkgift (1,9kg/dg) en in persistentie van de melkgift te zien, zie figuur 9 (Jaster et al., 1978).
Figuur 9: persistentie in melkgift van koeien met toegang tot kraanwater of zout water (uit Jaster et al., 1978).
Hardheid De hardheid is de concentratie aan mineralen waarvan calcium en magnesium de belangrijkste zijn. Deze heeft geen effect op de hoeveelheid drinkwater die opgenomen wordt (Graf en Holdaway, 1952). Sulfaten Zoals al eerder vermeld hebben dieren een voorkeur voor water met een lager gehalte aan sulfaten. Een hoog gehalte weerhoudt ze er niet van om toch voldoende op te nemen. Te hoge gehalten kunnen aanleiding geven tot toxische effecten zoals een verhoogde diurese en methemoglobinemie (Weeth en Hunter, 1971; Weeth en Capps, 1972; Digesti en Weeth, 1976). 6.2.4
RANTSOEN
Tijdstip en frequentie van voederen Er is een duidelijke associatie tussen de wateropname en het tijdstip van voederen. Zo zullen de meeste dieren vlak na het voederen gaan drinken (zie figuren 5 en 6), en wordt 15.3% (Cardot et al., 2008) tot 70% (Andersson, 1987) van het drinkwater opgenomen binnen de twee uur na het voederen. De frequentie van voederen heeft geen significant effect op de totale drinkwateropname, maar toch ziet men dat dieren die vaker gevoederd worden meer drinken (Nocek en Braund, 1985). Samenstelling van het rantsoen Hoeveelheid droge stof De DSO van koeien verminderd sterk bij ziekte of oestrus en kan dus gebruikt worden om veranderingen in gezondheid of opkomende oestrus te detecteren. Aangezien de DSO en wateropname sterk gecorreleerd zijn, kan men de wateropname gebruiken om de DSO indirect op te volgen en snel veranderingen te detecteren. Verder daalt de wateropname bij perioden van koorts of
14
in de periode na een hoefverzorging (Lukas et al., 2008). Een daling in de wateropname tijdens bronst werd ook al beschreven door Meyer et al. (2004). Om een zieke koe te identificeren zou men van elke koe individueel de wateropname moeten meten, wat een hoge economische kost heeft. Het is niet duidelijk of deze kosten opwegen tegen de bekomen informatie. Wel kan men het gebruiken op groepsniveau voor de routinematige opvolging van de gezondheidsstatus van de kudde (Lukas et al., 2008). Dit principe dat gebruik maakt van de geautomatiseerde meting van drinkwateropname wordt al gebruikt in de varkenshouderij. Een verandering in het dagelijkse patroon van drinkwateropname is indicatief voor opkomende ziekte (Madsen en Christensen, 2005). Recente ontwikkelingen zijn zeer hoopgevend op dit gebied. Zo zijn er al systemen ontwikkeld die de DSO, drinkwateropname en herkauwactiviteit van het individuele dier zouden opvolgen aan de hand van een halster met sensor. Deze informatie wordt bovendien nog gecombineerd met informatie over sta-, lig- en loopgedrag van de koeien bekomen uit een pedometer. Een voorbeeld hiervan is het RumiWatchSystem (Zehner et al., 2012). Bij een hoger DS-gehalte moet er meer vocht opgenomen worden via het drinken vergeleken met een dieet met een lager DS-gehalte. Zo zal voor elke procent toename in DS-gehalte de wateropname stijgen met 0,62L (Holter en Urban., 1992). Verder kan men de opname aan water uitdrukken per kilogram DSO. In het onderzoek van Andersson et al. (1984) nemen de runderen 5,2L op per kg DS.
Vochtgehalte van het rantsoen Dit staat in directe relatie met het DS-gehalte. Koeien drinken minder als het rantsoen een hoger vochtgehalte heeft. De totale wateropname op een dag blijft gelijk, omdat dieren bij een lager vochtgehalte in het dieet zullen compenseren met een hogere drinkwateropname (Atkeson en Warren., 1934).
Natriumgehalte in het voeder De hoeveelheid natrium heeft een invloed, maar hoe groot deze is, is niet duidelijk. De beschreven wateropname stijgt 0,05kg/gram (Murphy et al., 1983) tot 0,4kg/gram toename in natrium (Meyer et al., 1955).
6.2.5
KLIMAAT
Seizoen Puur op basis van het seizoen is er een variatie in de drinkwateropname te verklaren van 9L per koe per dag. Zo valt in dit onderzoek de piek in drinkwateropname in Juni (Noordoosten VS), wanneer de DSO op zijn laagste punt ligt (Holter en Urban., 1992). Relatieve vochtigheid Harbin et al. (1958) en Meyer et al. (2004) toonden aan dat er een klein negatief verband is tussen de RV en de drinkwateropname. West et al. (2003) stellen dat er geen of weinig effect is van de RV op de wateropname, zolang de THI onder de 77 blijft.
15
Temperatuur Bij dieren die gehouden worden onder gecontroleerde omstandigheden varieert de drinkwateropname veel minder dan bij dieren gehouden in meer extreme variaties aan temperatuur (Harbin et al., 1958). Zo leidt een hogere omgevingstemperatuur tot een hogere drinkwateropname (Winchester en Morris, 1956); Harbin et al., 1958; Gengler et al., 1970; Meyer et al., 2004; Andersson, 1985). De grootte van toename varieert van 1,1 (Andersson, 1985) tot 1,52L/koe/dag (Meyer et al., 2004) per graad Celsius stijging in temperatuur. Een meer recente studie van Khelil-Arfa et al. (2014) geeft een toename met 8,3kg/dag voor lacterende dieren, en met 14,4kg/dag voor droogstaande koeien als men thermoneutrale (THI gemiddeld 59,4. Voor uitleg THI: zie verder) situaties vergelijkt met omstandigheden van HS (THI gemiddeld 73,2). Verhoging van de wateropname is een van de belangrijkste responsen van dieren op een verhoogde omgevingstemperatuur. Dit water geeft een direct effect op het comfort van de koeien, door een verkoeling van het reticulorumen. Bovendien wordt veel van dit water na absorptie nog gebruikt voor hitteverlies via zweten en hijgen. Zo is uit proeven gebleken dat er bij dieren onder hoge temperaturen een veel lagere uitscheiding van water via de mest te zien is, en een sterk verhoogde uitscheiding via urine, huidoppervlak en ademhalingsstelsel. Temperature Humidity Index (THI) Dit is een index die rekening houdt met een combinatie van de temperatuur en de RV, om zo een weergave te geven van de mate van hittestress (HS) waaraan de dieren blootgesteld zijn. Hierop zal later ingegaan worden.
7. DE TEMPERATUUR 7.1 DE LICHAAMSTEMPERATUUR De normale lichaamstemperatuur van het rund ligt tussen de 38,0 en 39,0°C. Om deze constant te houden moet de via het metabolisme geproduceerde hitte weer kwijtgespeeld worden aan de omgeving. Daarbovenop komt nog dat de omgeving niet constant is en er continu variatie is aan de hoeveelheid warmte die een dier moet verliezen. Komt de omgevingstemperatuur boven een waarde van 25-30°C dan wordt de hitteproductie groter dan het verlies en stijgt de lichaamstemperatuur. Dit geeft aanleiding tot minder melk én melk van veranderde samenstelling, zoals een lager vetgehalte (Regan, 1938). Binnen bepaalde grenzen van temperaturen (zie figuur 10) hoeft het dier geen inspanningen te doen met betrekking tot hitteproductie of –verlies om een normale lichaamstemperatuur (LT) te behouden. Het gebied binnen deze grenzen noemt men de thermoneutrale zone (TNZ). Enkele uitzonderingen hierop zijn de controle van de hoeveelheid bloed die naar de huid vloeit, de pilo-erectie, en de veranderingen in lichaamshouding en gedrag. Het dier hoeft buiten het basaal metabolisme geen extra energie te verbruiken. Zakt de omgevingstemperatuur (T°) onder een bepaalde grens, de onderste kritieke temperatuur (“lower critical temperature, LCT) dan is er meer hitteproductie nodig om het extra verlies aan hitte te compenseren (koudestress). Bij extreem lage T° wordt de maximale grens van het metabolisme bereikt, en kan het dier niet meer compenseren voor het hitteverlies (hypothermie);(Sjaastad et al., 2003).
16
Figuur 10.: De thermoneutrale zone. Aangepast uit Kadzere et al. (2002) en Sjaastad et al. (2003).
7.2 HITTESTRESS Stijgt de T° boven de bovenste kritieke temperatuur (upper critical temperature, UCT) dan kan men spreken van hittestress (HS). In dit gebied stijgt de metabole activiteit die nodig is voor de mechanismen van hitteverlies (Sjaastad et al., 2003). De UCT is echter lastiger vast te stellen daar deze afhankelijk is van de definitie die men er aan geeft. Zo kan men zeggen dat het de T° is waarbij de metabole inspanning gaat toenemen, of deze waarbij het dier meer warmte gaat verliezen door toegenomen evaporatie. Verder zou men kunnen hanteren dat de UCT de grens is waarbij de isolatie minimaal is (Silanikove, 2000). De belangrijkste effecten van HS staan samengevat volgende afbeelding:
17
Figuur 11: Algemeen overzicht van de effecten van hitte-stress (aangepast uit Allen et al., 2013).
Het belangrijkste effect van HS is een daling in de DSO wat leidt tot een lagere melkgift. Bij dieren in acute HS is er een stijging te zien in de rectale temperatuur (RT) en ademhalingsfrequentie (AHF) terwijl de daling in melkgift en voederopname iets later optreedt (Spiers et al., 2004). Zie figuur 12. De gemiddelde AHF en RT waren bij de dieren onder thermo-neutrale (TN) condities gemiddeld 59,6/min en 39,0 °C, terwijl deze bij dieren in HS stegen tot 88,6/min en 40,5 °C. De blootstelling aan HS gaf een daling in DSO van 14,6kg onder het startniveau en een daling in melkgift van 11,8kg.
Figuur 12.: Gemiddelde ademhalingsfrequentie, rectale temperatuur, DSO en melkgift voor dieren in Hitte-stress (HS) en dieren in thermoneutrale (TN) condities. De pijl stelt het begin van het experiment voor (Spiers et al., 2004).
18
Ook Wheelock et al. (2010) beschrijven een daling in de DSO (30%) en een daling in melkgift (27,6%; 9.6kg). Verder tonen zij aan dat de daling in DSO slechts voor 50% de daling in melkgift kan verklaren en er nog andere factoren moeten zijn die tijdens HS een effect uitoefenen op de melkgift. De daling in melkgift staat ook in relatie tot de THI (zie verder). Zo beschrijven Bernabucci et al. (2010) een 0.27kg daling in dagelijkse melkgift per eenheid THI vanaf THI 68 (zie figuur 13) en Bouraoui et al. (2002) een 0.41kg daling per THI vanaf THI 69.
Figuur 13: relatie tussen melkgift en THI (uit Bernabucci et al., 2010).
Er zijn verschillende verklaringen mogelijk voor de gedaalde voederopname. Zo komt er minder warmte vrij bij de fermentatie en het daaropvolgend lichaamsmetabolisme van voeders, met in totaal een lagere warmteproductie. Dit helpt de stijging in lichaamstemperatuur te beperken (Beede en Collier., 1986). Ten tweede geeft een hogere omgevingstemperatuur een daling in darmmotiliteit, penscontracties, herkauwactiviteit, hongergevoel, en wateropname. Dit alles geeft een verhoogde vulling van het gastro-intestinaal kanaal (Beede en Collier., 1986).
Het belang van de omgevingstemperatuur wordt mooi geïllustreerd in het onderzoek van Khelil-Arfa et al. (2014). Zij tonen aan dat hoogproductieve dieren minder in staat zijn om hun lichaamstemperatuur stabiel te houden onder omstandigheden van HS, vergeleken met dieren die in droogstand zijn. Dit verschil in lichaamstemperatuur loopt zelfs op tot 1,0 °C.
Bovenop de productiedaling (tabel 3) is er een stijging van het celgetal te zien door verminderde afweermechanismen ter hoogte van de uier (Bouraoui et al., 2002) en een 4,7% hogere kans op sterfte per eenheid THI (Crescio et al., 2010). Zo bleek dat er op een dag met een THI van HS er een Odds Ratio (OR) op sterfte is van 1,6 (vergeleken met een normale dag).
19
Tabel 3: Het effect van HS op de DSO, melkgift en melksamenstelling (Bouraoui et al., 2002).
Seizoen Parameter
Lente (THI 68)
Zomer (THI 78)
DSO (kg/dag)
18,00
16,27
Melkgift (kg/dag)
18,73
14,75
Melkvet (%)
3,58
3,24
Melkeiwit (%)
2,96
2,88
4,1
8,6
5
SCC (x10 )
Voor dier en veehouder is het dus beter om de dieren te houden in hun TNZ zodat er geen energie verloren gaat die anders gebruikt zou zijn geworden voor bijvoorbeeld melkproductie of groei (Sjaastad et al., 2003). De TNZ varieert met leeftijd, ras, voedselopname, dieetsamenstelling, acclimatisatie of niet, productie, huisvesting, isolatie (dikte vacht, vetlaag) en gedrag. Zo zou de LCT voor een koe die 30kg produceert liggen tussen de -16 tot -37°C (Hamada, 1971) en de UCT op 25 tot 26°C (Berman et al., 1985). Zeker nu men in de toekomst hogere temperaturen mag verwachten in gematigde regio’s, zal de blootstelling aan omstandigheden van HS toenemen. Dit kan ernstige gevolgen hebben voor onze intensieve veehouderij (Beede en Collier, 1986). 7.3 DE TEMPERATURE HUMIDITY INDEX Een perfecte index vinden die de mate van HS beschrijft is moeilijk. Deze moet rekening houden met allerlei
variabele
invloeden
als
omgevingstemperatuur,
luchtsnelheid,
luchtvochtigheid
en
zonnestraling. Zo zou men rekening kunnen houden met enkel de omgevingstemperatuur (Dry Bulb Temperature, DBT). Deze geeft geen totaal beeld. Als men daarbovenop nog rekening houdt met de effecten van stralingswarmte en windsnelheid, dan spreekt men van de “Black Globe Temperature (BGT);(Silanikove, 2000). In de praktijk is het te omslachtig om deze factoren standaard te meten en is men aangewezen om meer eenvoudige methoden te hanteren. Een relatief eenvoudige manier om HS aan te tonen en monitoren is via de meting van de temperatuur van de melk. Hier moet men opletten voor koeien in de vroege fase van een mastitis en koeien in oestrus daar deze een hogere melktemperatuur kunnen hebben (Igono et al., 1985; Igono et al., 1987). De meest gebruikte index om de mate van de HS uit te drukken is de Temperature-Humidity-Index (THI). Deze houdt rekening met de effecten van omgevingstemperatuur en RV (NOAA, 1976).
Zoals Bohmanova et al. (2007) beschrijven zijn er in het verleden verschillende manieren voorgesteld om de THI te berekenen. Hierbij verschilt steeds het belang van de opgenomen parameters naargelang de verschillende klimatologische omstandigheden. Hiermee moet men rekening houden bij het vergelijken van deze waarden. De meest gehanteerde manier is deze weergegeven in formule 2:
20
(
)(
)
Formule 2: berekening van de THI (waarbij THI = Temperature Humidity Index; T° = omgevingstemperatuur (F°); RV = relatieve vochtigheid (in decimalen));(NOAA, 1976).
Daar er met voorgaande formule met graden Fahrenheit wordt gerekend, en met de relatieve vochtigheid in decimalen, is het in onze streken gemakkelijker te werken met volgende formule, omgerekend met de T° in graden Celsius en RV in procenten: (
)(
) ((
)
Formule 3: berekening van de THI (waarbij THI = Temperature Humidity Index; T° = omgevingstemperatuur (C°); RV = relatieve vochtigheid (in procenten));(Castañeda et al., 2004).
De THI wordt geclassificeerd in verschillende klassen die de mate van HS uitdrukken. De definitie van elke klasse verschilt per auteur. Zo drukt Armstrong (1994) een index onder 71 uit als comfortabel, 7279 als milde stress, 80-89 als matige stress, en waarden >90 als erge stress. Huhnke et al. (2001) drukken de THI uit in twee klassen: THI 79-83 als gevaarlijk en THI ≥ 84 als noodsituatie. Thom (1959) drukt dan weer THI 70-74 uit als ongemak, THI 75-79 als zeer oncomfortabel, en THI ≥ 80 als ernstig ongemak (Bohmonova et al., 2005). Zimbelman et al. (2009) stellen dat de THI waarde waarbij er HS optreedt lager ligt, daar de voorheen gebruikte waarden gebaseerd zijn op historische onderzoeken. Volgens hen mag men uitgaan van een maximum THI van 68 voor dieren die 35kg/dag melk geven. Oorzaak hiervan is dat dieren met een hoger productieniveau veel meer warmte produceren. Daarom zou men op de moderne melkveebedrijven verkoelingssystemen toe moeten passen vanaf een THI van 68. Ventilatoren en watersproeisystemen
kunnen
productieverliezen
tegen
gaan.
Of
de
kosten
van
deze
verkoelingssystemen opwegen ten opzichte van de productieverliezen is afhankelijk van het klimaat, type van huisvesting en productieniveau. Alvorens men een dergelijk systeem laat installeren laat men best berekenen of het wel economisch rendabel is (Armstrong, 1994). Een handige tool voor veehouders zijn tabellen waarmee men aan de hand van de RV en de T° kan bepalen of verkoelingsmiddelen nodig zijn. Een voorbeeld hiervan is weergegeven in figuur 14.
21
Figuur 14: THI weergegeven bij verschillende combinaties van omgevingstemperatuur en relatieve vochtigheid voor melkkoeien (Geel: drempel voor HS; Oranje: milde HS; Rood: erge HS; Paars: zeer ernstige HS (aangepast door Lallemand Animal Nutrition, uit Zimbelman en Collier, 2011)).
Verder zou niet alleen de hoogte van de THI zelf van belang zijn, maar voornamelijk de tijd waarin er een te hoge THI is. Zo kan men komen tot een gecumuleerd effect van de THI over de tijd, geïllustreerd in afbeelding 15. Deze HS is afhankelijk van de hoogte van de THI maar ook van de tijdsduur boven de grenswaarde van HS. Met deze samen kan men komen tot een totale “Load” of blootstelling aan THI. Zo staan melkkoeien in de US gemiddeld 14,1% van het jaar onder omstandigheden van HS als men een grenswaarde van THI 70 hanteert (St-Pierre et al., 2003).
Figuur 15: model van de THI-verdeling over een dag met weergave van een totale “Load” aan THI, afhankelijk van de hoogte van de THI en de duur van blootstelling; THIMAX is de maximum THI tijdens een dag; THIMIN de minimum THI tijdens een dag (aangepast uit St-Pierre et al., 2003).
22
Als alternatief is er een zogenaamde ”Heat Load Index (HLI)”, die daarbovenop nog rekening houdt met de invloeden van zonnestraling en windsnelheid. Hiervoor heeft men de BGT nodig. Voor de berekening van de HLI hanteert formule 4:
Bij een BGT > 25°C (
)
(
)
(
)
Bij een BGT < 25°C (
)
(
)
Formule 4: waarbij HLI = Heat Load Index; RV = relatieve vochtigheid in procenten; BGT =Black Globe Temperature (°C) en WS = Windsnelheid (m/s);(Castañeda et al., 2004).
Deze HLI kan volgens Casteñeda et al. (2004) onderverdeeld worden als zeer heet bij HLI>78; heet bij HLI 74-78 en koel bij HLI<74. Deze grenswaarden zijn echter niet absoluut daar de gevoeligheid van de dieren varieert naargelang de genetica, de kleur van het haarkleed, acclimatisatie, beschikbaarheid van schaduw, ziektestatus et cetera (Gaughan et al., 2008). 7.4
MAATREGELEN OM DE HS TE BEPERKEN
7.4.1 GENETICA Directe selectie op hitte-tolerantie resulteert in dochters met een lagere melkgift, hogere gehaltes, robuustere bouw, langer productief leven en hoger drachtigheidspercentage. Continu selecteren op melkgift zonder rekening te houden met hittetolerantie zou dus kunnen leiden tot een populatie die steeds gevoeliger wordt aan hitte (Bohmanova et al., 2005). De correlatie is echter laag waardoor gecombineerde selectie op productie én hitte-tolerantie tegelijk mogelijk is (Ravagnolo en Misztal, 2000). 7.4.2 DIEET Er zijn vele factoren van het dieet beschreven, met elk hun specifieke effect op de fysiologie van het dier. Om op elk van deze punten hier uitgebreid in te gaan zou te ver leiden. Daarom staan hieronder de belangrijkste punten samengevat op basis van de publicatie van Beede en Collier (1986): 1. Dieren die meer intensief gehouden worden ondervinden minder negatieve effecten van HS dan dieren die constant kunnen grazen. Bij grazende dieren verlaagd de totale voederopname sterker door een verminderde graasactiviteit. 2. Hoe hoger het aandeel ruwvoeder in het dieet, hoe hoger en sneller de daling is in DSO bij stijgende omgevingstemperaturen. 3. Minder verteerbaar voeder geeft een snellere daling in DSO bij HS. 4. Het aandeel van de verteerbare energie dat voor productie kan gebruikt worden bij dieren onder HS is lager, doordat er veel energie verloren gaat naar mechanismen voor warmteverlies. Verhogen van de verteerbare energie in voeders kan dus helpen om de productiviteit onder HS op peil te houden.
23
5. Verlagen van de ruwvoer/krachtvoer verhouding geeft een daling in het hitte-increment, en dus tot een minder snelle stijging in lichaamstemperatuur. Verlagen van het gehalte aan vet in het dieet geeft een gelijkaardig effect. 6. Verhogen van het gehalte eiwit in het voeder zou een positief effect kunnen hebben, daar dieren in hittestress een negatieve stikstofbalans hebben door de gedaalde voeropname. Voegt men echter meer eiwit toe, dan zal een groot gedeelte hiervan simpelweg gebruikt worden voor mechanismen van hitteverlies. Verder geeft het aanleiding tot een hoger gehalte melkeiwit en hogere totale melkgift, vergeleken met diëten lager in eiwit. Daar hoogkwalitatief voedereiwit duur is en de effecten ervan relatief beperkt zijn is het niet duidelijk of de positieve effecten opwegen tegen de kosten. 7.4.3 FREQUENTIE EN TIJD VAN VOEDERING Dieren die enkel ’s ochtends (07:30uur) gevoederd worden ervaren een grotere HS ten opzichte van dieren die enkel ’s avonds (18:00uur), of ’s ochtends èn ’s avonds (07:30 en 18:00uur) gevoederd worden (zie tabel 4). Dit is te concluderen op basis van een verhoogde ademhalingsfrequentie, rectale temperatuur en bepaalde bloedparameters (Calamari et al., 2013). Het is dus beter om de dieren tweemaal daags of enkel ’s avonds te voederen tijdens perioden van HS. Tabel 4: gemiddelde rectale temperatuur en ademhalingsfrequentie tijdens het experiment waarbij een TMR wordt aangeboden op verschillende tijdstippen (aangepast uit Calamari et al., 2013).
Variabele Rectale temperatuur(°C) Ademhalingsfrequentie(per minuut) * A, B: P< 0,01; a,b: P<0,05
Tijdstip van voederen 07:30uur 07:30 en 18:00uur 38,70b* 38,48a* 65,78Bb* 56,64Aa*
18:00uur 38,44a* 57,58Aba*
Ook Brosh et al. (1998) bevestigden dit al eerder. Zij concludeerden dat men hoogenergetische diëten het best kan voederen op het koelste moment van de dag, omdat tijdens en vlak na het eten de meeste hitte geproduceerd zal worden door het dier. 7.4.4 SCHADUW Schaduw biedt een beschermend effect tegen de zonnestraling en warmte, en voorkomt dus een hoge totale heat load (Collier et al., 1981). Bovendien kan het effect vergroot worden als men het combineert met evaporatieve verkoeling waarbij men de dieren nat maakt (Chen et al., 1993). Dit beschermend effect kan men aantonen via de melkgift. Zo geven koeien met toegang tot schaduw meer melk dan deze zonder schaduw, maar de samenstelling van de melk zelf is niet gewijzigd (Kendall et al., 2006). Hoe meer schaduw er is, hoe meer koeien er simultaan gebruik van kunnen maken. Koeien met toegang tot meer schaduw vertonen minder symptomen van HS en brengen minder tijd om rond de drinkbak wat weer invloed kan hebben op de wateropname. Dit effect van schaduw wordt des te groter naarmate de Heat Load toeneemt, maar enkel zolang er voldoende oppervlak aan schaduw beschikbaar is (Schütz et al., 2010). Dit is goed te zien in figuur 16, waar de ademhalingsfrequentie en
24
het gebruik van de schaduw duidelijk verschillen tussen koeien zonder schaduw en koeien met toegang tot veel of weinig schaduw.
Figuur 16: De relatie tussen het aandeel van de koeien dat de schaduw gebruikt (A) en de gemiddelde ademhalingsfrequentie (B) en tijd op de dag, voorgesteld voor melkkoeien zonder toegang tot schaduw, toegang tot 2,4m2 aan schaduw per koe of toegang tot 9,6m2 aan schaduw per koe op de weide (van 10:00 -15:50) in de zomer (Uit Schütz et al., 2010).
Verder is het van belang op wat voor een manier men schaduw creëert. Als men doeken gebruikt, is het beter om een soort te gebruiken die weinig doorlaatbaar is, daar de koeien een voorkeur hebben voor bijvoorbeeld doeken die maar 1% doorlaten ten opzichte van doeken die 75% doorlaten (Schütz et al., 2009). 7.4.5 VENTILATIE Het nat maken van de dieren met daaropvolgend een periode van geforceerde ventilatie blijkt een zeer effectieve manier om de dieren af te koelen. Best doet men dit op verharde delen van de stal, en niet te dicht bij de ligbedden. De wachtruimte voor de melkstal kan hier ideaal voor gebruikt worden daar de dieren hier toch twee- of driemaal per dag staan. Bijkomende verkoelingsmomenten kunnen dan ingelast worden door de dieren hierin te jagen tussen het melken door. Tien opeenvolgende dagen met 5-maal daags een verkoelingsmoment verhoogd de dagelijkse melkproductie met 2,4kg (bij koeien die normaalgezien gemiddeld 33kg/dag produceren). Wel moet men opletten dat de dieren nog genoeg plaats rond zich hebben. Staan ze te dicht op elkaar, dan moeten ze te lang afgespoeld worden wat dan weer leidt tot een verhoging van de luchtvochtigheid en bijkomende problemen met het verlies aan hitte. Het beste regime blijkt nog: genoeg ruimte rond de dieren, 20 seconden afspoelen en 4,5 minuut ventilatie. Hoe vaker men dit herhaalt, hoe meer effect het heeft (Flamenbaum et al., 1986).
25
Lin et al. (1998) komen tot de conclusie dat verkoeling met ventilatoren en water een verhoogd effect geeft ten opzichte van enkel verkoeling met ventilatoren. Dit effect is te zien door een verhoogde DSO en melkgift. Er is bovendien geen directe indicatie voor een verhoogde incidentie van mastitis bij het nat maken van de dieren. 7.4.6 DRINKWATER Zoals al hoger beschreven is, kan koud drinkwater bijdragen aan een lagere HS. Dit effect is echter beperkt in tijd, en werkt alleen als er in alle drinkbakken koud water verstrekt wordt. De koeien moeten dus ten alle tijden toegang hebben tot een drinkbak met proper en koel water. Verder zijn het aantal bakken nog van belang en de beschikbaarheid van schaduw bij weidegang. Op deze manier kan men de drukte rond de drinkbak beperken.
26
ONDERZOEK 1. INLEIDING EN DOELSTELLING De doelstelling van dit onderzoek is om in kaart te brengen welke factoren er het meest bepalend zijn op de drinkwateropname, en verder wat de effecten zijn van de verschillende variabelen op de melkgift. Denk hierbij voornamelijk aan de invloed van de THI en gerelateerde HS. Zeker nu er de laatste jaren steeds meer aandacht is voor de klimaatsveranderingen en meer aandacht uitgaat naar hittestress bij melkvee, leek het ons interessant om hier een analyse naar te doen op een hoogproductief Belgisch melkveebedrijf. Ten tweede willen we de resultaten vergelijken met reeds gepubliceerde resultaten in andere landen, en nagaan welke factoren er in ons land van het grootste belang zijn. De metingen werden uitgevoerd van 1 januari 2013 tot en met 31 december 2014 (2jaren).
2. SITUERING VAN HET BEDRIJF 2.1 ALGEMEEN De metingen voor dit onderzoek zijn uitgevoerd op het Vrij Landelijk Instituut, schoolhoeve Axelwalle van het Bernardustechnicum in Oudenaarde. Dit is een volwaardig melkveebedrijf met eigen jongvee opfok (55stuks), melkvee en een aantal stuks vleesvee. De dieren zijn ondergebracht in verschillende stallen weergegeven in figuur 17. De koeien staan gehuisvest in een ligboxenstal met 37 beschikbare lig- en voerplaatsen. Er is toegang tot de weide. Dit gemiddeld genomen van 20 April tot en met 20 Oktober.
Legende: A Ligboxenstal melkvee B Vleesveestal (jongvee) C Jongveestal (voor droogstaande, jongvee en melkvee) D voederopslag en berging E Woonhuis F + G Oude gebouwen (buiten gebruik) H Machineloods en klaslokalen
Figuur 17: plattegrond en indeling erf Schoolhoeve Axelwalle.
27
2.2 PRODUCTIE Voor een algemeen beeld van de productie zijn hier de respectievelijke onderdelen uit het MPR jaaroverzicht (VRV) van 1 September 2014 – 31 Augustus 2014 bijgevoegd in figuur 18.
Figuur 18: MPR jaaroverzicht van 1 September 2013 – 31 Augustus 2014 (VRV).
Het betreft een melkveebedrijf waarop in de observatieperiode gemiddeld 47 koeien aanwezig waren (maximum 53 en minimum 38). De melkproductie lag op 33,6kg/dag met gemiddeld 170 dagen in melk (DIM). Er is door het jaar heen een duidelijke variatie te zien in melkgift te verklaren door een fluctuerende gemiddelde DIM (zie verder). De gehaltes vet en eiwit waren respectievelijk 3,75% en 3,35% met een gemiddeld celgetal van 144 en een gemiddelde 305-dagen productie van 10.855L/koe.
28
3. MATERIAAL EN METHODEN 3.1 DATA Een algemeen overzicht van de stroom van data vanaf Axelwalle staat in figuur 19 grafisch weergegeven.
Figuur 19: algemeen overzicht van de stroom aan data vanaf Axelwalle (DDW: Dairy Data Warehouse; SAS: Statistical Analysis Software (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)).
3.1.1 OMGEVING Weergegevens werden verkregen met een weerstation aanwezig op het bedrijf zelf (zie figuur 20). Deze is geplaatst in de weide en de data werden doorgestuurd via de melkveehouder zelf. T° en RV werden constant gemeten, en verwerkt tot de THI volgens formule 3.
Figuur 20: weerstation in de weide bij de schoolhoeve.
3.1.2 MELKGIFT De gegevens over de melkleveranties werden verkregen via het Dairy Data Warehouse (DDW).
29
3.1.3 WATERVERBRUIK Om de hoeveelheid gebruikt water te meten werd er een watermeter geïnstalleerd ter hoogte van de centrale inlaat bij de stal voor het melkvee. Het watergebruik in het melkhuis en de melkstal is niet inbegrepen in deze metingen. Verder konden de koeien tijdens weidegang op de weide drinken. Deze data zijn dus niet inbegrepen wat kan zorgen voor een kleine fout. De gebruikte watermeter (zie afbeelding 21) stuurde constant zijn informatie door naar een database die via internet bereikbaar is.
Figuur 21: watermeter ter hoogte van de centrale wateraanvoerleiding naar de melkveestal.
De koeien kunnen drinken uit één grote en één kleine drinkbak in de stal en sinds het laatste jaar kunnen ze ook tijdens het melken drinken (zie figuren 22 en 23).
Figuur 22: drinkbak in de ligboxenstal.
Figuur 23: drinkbak in melkstal.
3.1.4 BEDRIJFSBEZETTING De bedrijfsbezetting werd bekomen door een door ons bepaalde waarde van 45 te delen door het aantal aanwezige koeien. Op deze manier kwamen we tot een variabele die een beeld geeft van de BB. Een hogere waarde geeft dus een hogere bedrijfsbezetting.
30
3.2 STATISTISCHE ANALYSE De data werden samengebracht in Microsoft Office Excel 2013© voor Windows© (Redmond, USA) en de statistische analyse vond plaats via het SAS 9.4© programma voor Windows© (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). Een overzicht van de verschillende stappen is weergegeven in figuur 24.
Figuur 24: overzicht van de verschillende uitgevoerde statistische analysen.
Als eerste werd er een descriptieve univariabele analyse uitgevoerd met als doel de normaalverdeling te evalueren door een histogram te maken van de melkgift (MILK), dagen in melk (DIM), gemiddelde wateropname per koe per dag (WPK), THI en bedrijfsbezetting (BB). Deze histogrammen geven een frequentieverdeling weer van de data. Dit gebeurde voor elke variabele apart met procescode: PROC UNIVARIATE DATA = WORK.DATA; VAR MILK DIM WPK BB THI; HISTOGRAM; RUN;
Hierna vond er een tweede descriptieve analyse plaats met als doel de gemiddelden en kwartielen te berekenen van elke variabele. Procescode: PROC MEANS DATA = WORK.DATA Q1 Q3; VAR DIM WPK BB THI; RUN;
In een volgende stap werden er een multivariabele analyse uitgevoerd. Deze heeft het vermogen om tussen meerdere variabelen tegelijk relaties op te sporen. Hier werden de effecten op de melkgift bekeken, en dat voor alle variabelen afzonderlijk. De gebruikte procescode was: PROC GLIMMIX DATA = WORK.STND STANDARDIZED DATA METHOD = RMPL PLOTS = ALL; MODEL MILK = DIM WPK BB THI DIM*THI WPK*THI BB*THI/SOLUTION; RUN;
31
In een laatste stap werd er een “Pathway Analysis” uitgevoerd om schattingen te geven van de effecten van de verschillende variabelen op de melkgift, maar vooral ook van de variabelen onderling. Procescode: PROC CALIS DATA=WORK.DATA; PATH MILK <- DIM, MILK <- BB, MILK <- WPK, MILK <- THI, WPK <- BB, WPK <- THI; EFFPART MILK <- THI BB; RUN; Dit type van modelleren valt onder de zogenaamde “Structural Equation modeling (SEM)”. Het voordeel van deze statistische methoden is dat men complexe relaties tussen verschillende onafhankelijke variabelen (independent variables) kan aantonen. Deze independent variables kan men zien als de input in het model, terwijl de output de dependent variable is. De dependent variable is hetgene je wilt onderzoeken in de desbetreffende analyse en zal mee evolueren als de independent variables wijzigen. In de huidige studie is de dependent variable de “MILK” en de independent variables de DIM, BB, WPK en THI. Zou men enkel een multivariabele analyse uitvoeren dan zou men komen tot de effecten van elke independent variable apart. In werkelijkheid is er echter niet altijd een direct causaal verband tussen de independent variables en de dependent variable maar wordt het effect indirect gemedieerd via een andere independent variable. Zou men dus enkel een multivariabele analyse uitvoeren, zoals in de vorige stap, dan kan men een direct causaal verband aantonen dat er in werkelijkheid niet is. Daarbovenop kunnen er nog interacties optreden tussen de independent variables die zelfs nog belangrijker kunnen zijn dan de directe effecten. Hij is dus in staat om complexe relaties aan te tonen tussen verschillende multivariabele data.
32
4 RESULTATEN EN BESPREKING 4.1
DESCRIPTIEVE STATISTIEK
4.1.1
OMGEVING
Het verloop in de gemiddelde dagelijkse T°, RV en THI worden weergegeven in figuur 25. Hier is goed te zien hoe de THI piekt tezamen met de omgevingstemperatuur in de maand Juli.
Verloop THI - RV - T Gemiddelde T°
gemiddelde THI
Gemiddelde RV 25
90
20
THI RV
80 70
15
60
10
50
Temperatuur
100
5
40 30
0 1
2
3
4
5
6 7 8 Tijd (md)
9
10 11 12
Figuur 25: gemiddelde dagelijkse T° (°C), RV (%) en THI per maand gedurende de observatieperiode (waarbij 1=Januari, 2=Februari…, 12 = December).
Als men enkel zou kijken naar figuur 25 dan lijkt het echter alsof de THI nooit echt hoog is. De voorgestelde THI geeft slechts het gemiddelde van die dag weer en dus een beeld dat incompleet is. Het zegt wel iets over de trend in die periode maar niet over de op die dag voorkomende momenten van HS. Om deze reden werd er ook een THILOAD ingevoegd die weergeeft hoeveel procent van de tijd de THI boven de grens van 68 is, en men mag spreken van hittestress (zie figuur 26). Hier is te zien dat er meer momenten zijn waarop HS optreed (THI>68). Pieken lopen uit tot een gemiddelde dagelijkse THI van boven de 60 waarbij ze tot meer dan 40% van de dag aan omstandigheden van HS blootgesteld zijn. Om de THI in relatie te brengen tot de wateropname per koe werd nog figuur 27 bijgevoegd. Hier is een goed samenlopende trend te zien.
33
Temperature Humidity Index en THIload THI
80
60%
70
50%
60
40%
50
30%
40
20%
30
10%
20
% van de tijd THI > 68
THI
THILOAD
0% 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 Week
Figuur 26: gemiddelde dagelijkse THI en THILOAD gedurende de observatieperiode. De THILOAD geeft een beeld van de tijdsduur dat de dieren blootgesteld zijn aan omstandigheden van HS (% tijd >THI68).
WPK en THI Gemiddelde THI
220 200 180 160 140 120 100 80 60 40
80 70 60 50 40
THI
Wateropname (L/koe/dg)
Gemiddelde WPK
30 20
10 0 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 Week
Figuur 27: grafische weergave van de dagelijkse wateropname per koe (WPK) en de gemiddelde dagelijkse THI.
4.1.2 WATEROPNAME Onze studie bevestigd het feit dat de dieren een duidelijk patroon hebben in hun opname aan drinkwater. In de distributie van de dagelijkse drinkwateropname is duidelijk te zien dat de pieken liggen rond de momenten van voedering en melken (figuur 28). Gemiddeld genomen werd er om 05:30 en 17:00 begonnen met melken en werd er om 10:00 gevoederd. Zo vindt 8,1% van de dagelijkse drinkwateropname plaats binnen 1 uur na het starten met melken (’s ochtends en ’s avonds samen) en 17,8% binnen de twee uur. De meest opvallende piek in opname ligt rond het moment van voederen: 7,5% van de behoefte voldoen ze binnen het uur, en 14,2% binnen de 2 uur. In totaal wordt dus 32,0% van de dagelijkse behoefte opgenomen binnen de twee uur na het melken en voederen.
34
Figuur 28: distributie in de dagelijkse wateropname per uur (melktijden: 05:30 en 17:00 ; voedertijd: 10:00 uur).
4.1.3 MELKGIFT De geproduceerde hoeveelheden melk staan weergegeven in figuur 29. Hier is duidelijk een fluctuatie te zien in de gemiddelde geproduceerde hoeveelheid melk die te verklaren is door de schommelende DIM.
Verloop Melkgift en DIM Melkgift
DIM
40
220
210 200 190
36
180 34
170 160
32
Dagen in Melk
Melkgift (kg/d)
38
150
140
30
130
28
120 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 Week
Figuur 29: overzicht van de gemiddelde dagelijkse productie en het gemiddeld aantal dagen in melk (DIM) doorheen de observatieperiode.
35
4.1.4 UNIVARIABELE ANALYSE De resultaten uit de univariabele analyse bleken normaal verdeeld. Om een beeld te krijgen van de mate van spreiding van de gegevens zijn nog de onderste en bovenste kwartielen weergeven in tabel 5. Dit zegt iets over de 50% van de data die liggen tussen percentiel 25 en percentiel 75. Ook wel de interkwartielafstand genoemd.
Tabel 5: resultaten uit de tweede descriptieve analyse 2
Q1
Q3
DIM (dg) WPK (L/koe/dg) BB (45/nkoeien) THI
155 78,3 1,00 44,8
179 145,6 1,09 59,7
1 2
4.5
1
Variabele
Kwartiel 1 Kwartiel 3
STATISTISCHE ANALYSE
4.5.1 MULTIVARIABELE ANALYSE (MODEL MILK) Uit de resultaten (tabel 6) kan men op maken dat de gemiddelde dagelijkse melkgift tijdens de observatieperiode afgerond 33,6L (±0.23) was. Tabel 6: Resultaten uit de eerste multivariabele analyse MODEL MILK Variabele
Geschat effect
Koe niveau DIM (dg) WPK (L/koe/dg)
-0.055 a -0.018
Bedrijfsniveau BB (45/nkoeien) THI Interacties DIM*THI WPK*THI BB*THI 1 Standaarddeviatie 2 Interkwartielafstand a P<0,01 b P<0,05 c Niet significant
a
a
-13.20 c 0.040
b
0.0043 a -0.0022 a -1.285
1
2
SD
ΔQ1-Q3 (kg melk/dg)
0.014 0.0061
-1,31
3.28 0.027
-1,19 0,60
0.0017 0.0007 0.346
1,53 -2,20 -1,73
-1,22
Zo neemt voor elke dag toename in DIM de melkgift af met 0.055kg, wordt er per kg melk 0,018L water minder gedronken, is er 0,132 kg daling in productie per procent overbezetting en is er 0.04kg melk stijging in productie per eenheid stijging in THI. Deze laatste is echter niet significant. De interacties DIM-THI, BB*THI en met name de interactie WPK*THI zijn onderling wel significant. Dit wilt dus zeggen dat een hogere THI een directe verhoging geeft in melkproductie die niet significant is, maar indirect zorgt voor een daling in melkproductie (via een stijging in WPK). Verder is nog de interkwartielafstand weergegeven. Deze geeft een beeld van de grootte van de verschillen die men kan bekomen met betrekking tot de melk. Zie hiervoor ook figuur 30.
36
Δ Melk productie (kg/dg)
Interkwartielafstand in Kg Melk 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -0,5 -1 -1,5 -2 -2,5 DIM 155- WPK 78179 146
BB 100109
THI 45-60 DIM*THI WPK*THI
BB*THI
Variabele Figuur 30: Melkproductieverschil (kg/dg) per interkwartielafstand weergegeven per variabele en interactie.
Uit deze figuur kan men opmaken dat een verhoging van DIM, WPK en BB leiden tot een daling in melkgift op zich. Wilt men dus de productie verhogen in een kudde, dan heeft een verlaging van DIM van 24dg bijna net zoveel effect als een daling in BB van 9 procent. Een verhoging in THI leidt opmerkelijk genoeg tot een verhoging in melkproductie. Nog interessanter zijn hier echter de interacties. Zo kan men uit de interactie DIM*THI concluderen dat het voorkomen van een lage DIM op een moment met een hoge THI leidt tot een verhoging in melkgift. Vergelijkt men dus dieren met een gemiddelde DIM van 155 en een THI van 60 tegenover dieren met een gemiddelde DIM van 179 en THI van 45, dan is er een winst van 1,53kg/koe/dg. Het is voor de koeien dus best om zo laat mogelijk in lactatie te zijn op een moment van extreme THI. Hiermee zou men rekening kunnen houden in het management via seizoensgebonden afkalving. De andere interacties zijn te interpreteren op een analoge manier. Een hoge WPK in combinatie met een hoge THI leidt tot een nog sterkere daling van de melkgift dan wanneer men situaties zou vergelijken met óf een hoge THI óf enkel een hoge WPK. Verder leidt een hoge BB in combinatie met een hoge THI dus ook tot een extra daling in kg melk in productie.
4.5.2 PATHWAY ANALYSIS De resultaten (gestandaardiseerde data) uit tabel 8 leren ons dat de DIM, BB en WPK een negatieve invloed hebben op de melkgift. Verder heeft de BB een negatieve invloed, en de THI en DIM een positieve invloed op de wateropname. Deze laatste is echter niet significant.
37
Tabel 8: Resultaten van de Pathway Analysis.
Pathway effect
Geschat effect
DIM Melk BB Melk WPK Melk THI Melk DIM WPK BB WPK THI WPK
-0.277 a -0.376 a -0.442 b 0.155 b 0.060 a -0.363 a 0.543
a
SD
1
0.099 0.093 0.109 0.118 0.093 0.078 0.085
1
Standaarddeviatie P< 0,01 b Niet significant a
Netto geeft de THI een daling in de melkproductie. Deze is net als de directe invloed niet significant. De indirecte invloed daarentegen is wel significant. Dit wilt dus zeggen dat de directe invloed van de THI op de melkproductie niet van belang is, maar via een interactie met de WPK wel een negatieve invloed heeft. Een overzicht van de onderlinge relaties uit de Pathway Analysis is weergegeven in figuur 31.
Figuur 31: grafische weergave van de resultaten en standaarddeviatie van de Pathway Analysis en hun onderlinge relaties (groene pijl = positieve correlatie; rode pijl = negatieve correlatie; a = P<0,01; b = niet significant).
Een stijging in BB geeft netto een lagere melkgift. De directe en indirecte invloeden zijn beide significant. Zo zal de directe invloed zorgen voor een daling in de melkgift. Indirect zorgt een hogere BB voor een stijging in melkgift, via een daling in WPK. Hoe hoger de DIM, hoe lager de melkgift in dit onderzoek. Dit is te verwachten als men kijkt naar de normale lactatiecurve. De productie daalt normaalgezien als de dieren later in lactatie zijn (Woodford et al., 1984).
38
5 DISCUSSIE In de literatuur worden zoals al eerder geïllustreerd vele factoren genoemd die een invloed hebben of zouden kunnen hebben op de drinkwateropname. In deze studie zijn echter niet al deze parameters opgenomen daar dit praktisch onhaalbaar zou zijn. Het enige echt grote gemis aan data ligt op het vlak van de voeding. In de literatuur word de DSO beschreven als dé meest belangrijke parameter in de bepaling van de dagelijkse opname, het was voor ons echter onmogelijk om deze gegevens nog te achterhalen. In de distributie van de dagelijkse drinkwateropname is zoals in de literatuur beschreven is een duidelijk patroon te zien. Dit bevestigd eerdere bevindingen uit het onderzoek van Cardot et al. (2008) waar de dieren 42,3% van de dagelijkse behoefte binnen de 2 uur na voederen en melken opnamen. Ook Osborne et al. (2002) kwamen tot vergelijkbare resultaten waar de dieren 40% binnen de 2 uur na voederen en melken opnamen. Het meeste water wordt overdag gedronken. Zo word 67,6% van het water opgenomen tijdens werkuren (06:00-19:00) tegenover de 72.7% uit het onderzoek van Cardot et al. (2008). Zeer opmerkelijk is het feit dat een stijging in WPK leidt tot een daling in melkproductie en een stijging in melkproductie tot een daling in WPK. Dit is nog niet eerder beschreven in de literatuur. Velen vermelden zelfs het tegenovergestelde waar een verhoogde wateropname gezien werd bij een hogere productie (Holter en Urban, 1992; Meyer et al., 2004; Kume et al., 2010). Dit lijkt ook logisch daar melk voor 87% bestaat uit water en dus een belangrijke bepalende factor zou moeten zijn in de drinkwateropname (Winchester en Morris, 1956). Wat hier de achterliggende reden van is blijft voor ons onbekend. Een te verwachten feit was dat er bij een hogere THI een lagere melkproductie te zien zou zijn. Dit werd in de literatuur al vaak beschreven (Bouraoui et al., 2002; Spiers et al., 2004; Wheelock et al., 2010; Bernabucci et al., 2010; Khelil-Arfa et al., 2014). Hier spreekt men over dalingen van 0.27 – 0.41 kg melk per eenheid THI. Vreemd genoeg gaf de THI in dit onderzoek een directe stijging in melkgift. Deze was echter niet significant. Wheelock et al. (2010) beschreven in hun studie een 30% daling in DSO bij HS die de daling in melkgift voor 50% kon verklaren. Indirect gaf een stijging in THI wel een daling in melkgift via een daling in WPK. Een verklaring voor de daling in melkgift bij hogere WPK kan liggen aan de ontbrekende DSO. Bij stijgende T° neemt de WPK toe en daalt de melkproductie. Zo lijkt het dat de WPK de oorzaak is van deze daling in melkproductie. Verder leidt een hogere bedrijfsbezetting tot een lagere gemiddelde melkproductie. Dit lijkt logisch doordat er aan alle voorzieningen dan per koe minder beschikbaar is. Indirect is er vreemd genoeg een stijging in melkgift via een daling in WPK. De bedrijfsbezetting werd in nog geen enkele studie over drinkwater meegenomen als een van de variabelen.
Uit de resultaten kunnen we dus afleiden dat er enkele onverwachte effecten zijn. Of dit werkelijk optredende effecten zijn kunnen we natuurlijk niet bewijzen op dit moment. Bij het meten van alle gegevens treden er altijd fouten op die men in de analyse niet terug kan vinden. Zo is er geen rekening gehouden met de weidegang. De dieren konden op de weide gewoon water drinken, terwijl het waterverbruik van die drinkbak niet meegerekend is. Het zou dus kunnen zijn dat de toename in WPK nog veel groter is in werkelijkheid. Een ander punt van aandacht zijn de weergegevens. Deze
39
werden gemonitord vanaf de weide terwijl de dieren niet het jaar rond op de weide verblijven. In de winter zijn er dus veel extremere temperaturen geregistreerd terwijl de dieren in minder extreme omstandigheden vertoefden in de stal. In theorie zou men dus beter de klimaatomstandigheden meten op koe-niveau in plaats van buiten. Dit is dan natuurlijk ook weer voor iedere koe variabel daar elk dier zijn specifieke voorkeuren heeft met betrekking tot de plaats in de stal of weide.
Onze hypothese is dus: een gestegen THI leidt tot een daling in melkproductie via een daling in DSO. Het effect van de THI op de WPK (stijging in WPK) neemt relatief meer toe in belang dan het effect op de WPK via de daling in DSO (daling in WPK). Dit wil dus zeggen dat men bij omstandigheden van HS een gedaalde melkproductie ziet in combinatie met een gestegen WPK. Dit lijkt dan een causaal verband, terwijl dat het de verandering in DSO is die het effect medieert.
Figuur 32: hypothetisch overzicht van de effecten van de variabelen onderling (rode pijl = negatief efffect; groene pijl = positief effect).
6 CONCLUSIE Verder onderzoek op het gebied van de drinkwateropname is zeker nog nodig. Vele verschillende factoren zijn van invloed op de drinkwateropname en het meest ideale onderzoek zou al deze factoren tegelijk opnemen in de data set. Daar elke studie zijn eigen onderzoeksvraag stelt, en nooit een volledig beeld geeft van de totale situatie kan men dus weinig zeggen over het geheel en de onderlinge interacties van de variabelen. Wilt men dus in de toekomst verder onderzoek uitvoeren naar de drinkwateropname dan valt het aan te raden om zeker de DSO, melkgift, BB, THI en WPK tegelijkertijd mee te nemen in één onderzoek. Daarbovenop moet men rekening houden met de mogelijke fouten in de verzameling van de data, zoals eerder beschreven.
40
REFERENTIELIJST Allen, J. D., et al. "Managing Heat Stress and its Impact on Cow Behavior." 28 th Annual Southwest Nutrition and Management Conference. 2013. Andersson, Monica, J. Schaar, and H. Wiktorsson. "Effects of drinking water flow rates and social rank on performance and drinking behaviour of tied-up dairy cows." Livestock Production Science 11.6 (1984): 599-610. Andersson, Monica. "Effects of drinking water temperatures on water intake and milk yield of tied-up dairy cows." Livestock Production Science 12.4 (1985): 329-338. Andersson, Monica. "Effects of number and location of water bowls and social rank on drinking behaviour and performance of loose-housed dairy cows." Applied Animal Behaviour Science 17.1 (1987): 19-31. Andrew, S. M., R. A. Erdman, and D. R. Waldo. "Prediction of body composition of dairy cows at three physiological stages from deuterium oxide and urea dilution." Journal of dairy science 78.5 (1995): 1083-1095. Appuhamy, J. A. D. R. N., et al. "Quantifying body water kinetics and fecal and urinary water output from lactating Holstein dairy cows." Journal of Dairy Science (2014). Armstrong, D. V. "Heat stress interaction with shade and cooling." Journal of dairy science 77.7 (1994): 2044-2050. Aschbacher, P. W., T. H. Kamal, and R. G. Cragle. "Total body water estimations in dairy cattle using tritiated water." Journal of Animal Science 24.2 (1965): 430-433. Atkeson, F. W., and T. R. Warren. "The influence of type of ration and plane of production on water consumption of dairy cows." Journal of Dairy Science 17.3 (1934): 265-277. Baker, C. C., et al. "Chilled drinking water effects on lactating Holstein cows in summer." Journal of dairy science 71.10 (1988): 2699-2708. Beede, D. K., and R. J. Collier. "Potential nutritional strategies for intensively managed cattle during thermal stress." Journal of Animal Science 62.2 (1986): 543-554. Berman, A., et al. "Upper critical temperatures and forced ventilation effects for high-yielding dairy cows in a subtropical climate." Journal of Dairy Science 68.6 (1985): 1488-1495. Bernabucci, Umberto, et al. "Metabolic and hormonal acclimation to heat stress in domesticated ruminants." Animal 4.07 (2010): 1167-1183. Bohmanova, J., et al. "National genetic evaluation of milk yield for heat tolerance of United States Holsteins." Interbull Bulletin 33 (2005): 160. Bohmanova, J., I. Misztal, and J. B. Cole. "Temperature-humidity indices as indicators of milk production losses due to heat stress." Journal of dairy science 90.4 (2007): 1947-1956. Bouraoui, Rachid, et al. "The relationship of temperature-humidity index with milk production of dairy cows in a Mediterranean climate." Animal Research 51.6 (2002): 479-492. Brosh, A., et al. "Effects of solar radiation, dietary energy, and time of feeding on thermoregulatory responses and energy balance in cattle in a hot environment." Journal of Animal 76 (1998): 26712677.
41
Burgos, Martine Steiger, et al. "Effect of water restriction on feeding and metabolism in dairy cows." American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 280.2 (2001): R418-R427. Calamari, L. U. I. G. I., et al. "Effects of different feeding time and frequency on metabolic conditions and milk production in heat-stressed dairy cows." International journal of biometeorology 57.5 (2013): 785-796. Cardot, V., Y. Le Roux, and S. Jurjanz. "Drinking behavior of lactating dairy cows and prediction of their water intake." Journal of dairy science 91.6 (2008): 2257-2264. Castaneda, C. A., Y. Sakaguchi, and J. B. Gaughan. "Relationships between climatic conditions and the behaviour of feedlot cattle." Science Access 1.1 (2004): 33-36. Chen, K. H., et al. "Effect of protein quality and evaporative cooling on lactational performance of Holstein cows in hot weather." Journal of dairy science 76.3 (1993): 819-825. Church, David Calvin. Digestive physiology and nutrition of ruminants. Volume 2. Nutrition. No. Ed. 2. O & B Books, Inc., 1979. Coimbra, P. A. D., et al. "Effect of water trough type on the drinking behaviour of pasture-based beef heifers." animal 4.01 (2009): 116-121. Coimbra, Paula Araujo Dias, Luiz Carlos Pinheiro Machado Filho, and Maria José Hötzel. "Effects of social dominance, water trough location and shade availability on drinking behaviour of cows on pasture." Applied Animal Behaviour Science 139.3 (2012): 175-182. Colditz, P. J., and R. C. Kellaway. "The effect of diet and heat stress on feed intake, growth, and nitrogen metabolism in Friesian, F1 Brahman× Friesian, and Brahman heifers." Crop and Pasture Science 23.4 (1972): 717-725. Collier, R. J., et al. "Shade management in subtropical environment for milk yield and composition in Holstein and Jersey cows." Journal of Dairy Science 64.5 (1981): 844-849. Cook, Kimberly L., Jenks S. Britt, and Carl H. Bolster. "Survival of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in biofilms on livestock watering trough materials." Veterinary microbiology 141.1 (2010): 103-109. Crescio, M. I., et al. "Heat-related mortality in dairy cattle: A case crossover study." Preventive veterinary medicine 97.3 (2010): 191-197. Cunningham, M. D., F. A. Martz, and C. P. Merilan. "Effect of drinking-water temperature upon ruminant digestion, intraruminal temperature, and water consumption of nonlactating dairy cows." Journal of Dairy Science 47.4 (1964): 382-385. D’hooghe J., Wustenberghs H., Lauwers L. (2007), Inschatting van het watergebruik in de landbouw, studie uitgevoerd in opdracht van de Vlaamse Milieumaatschappij, MIRA, MIRA200704, ILVO. Dado, R. G., and M. S. Allen. "Variation in and relationships among feeding, chewing, and drinking variables for lactating dairy cows." Journal of Dairy Science 77.1 (1994): 132-144. Digesti, R. D., and H. J. Weeth. "A defensible maximum for inorganic sulfate in drinking water of cattle." Journal of animal science 42.6 (1976): 1498-1502. Flamenbaum, I., et al. "Cooling dairy cattle by a combination of sprinkling and forced ventilation and its implementation in the shelter system." Journal of Dairy Science 69.12 (1986): 3140-3147.
42
Fraley, S. E., M. B. Hall, and T. D. Nennich. "Effect of variable water intake as mediated by dietary potassium carbonate supplementation on rumen dynamics in lactating dairy cows." Journal of dairy science (2015). Frenken, Stef. Factoren die de drinkwateropname bepalen bij hoogproductief melkvee, Literatuurstudie in het kader van de Masterproef. Faculteit Diergeneeskunde, Universiteit Gent (2013). Gaughan, J. B., et al. "A new heat load index for feedlot cattle." Faculty Papers and Publications in Animal Science (2008): 613. Gengler, W. R., et al. "Effect of temperature on food and water intake and rumen fermentation." Journal of Dairy Science 53.4 (1970): 434-437. Genther, O. N., and D. K. Beede. "Preference and drinking behavior of lactating dairy cows offered water with different concentrations, valences, and sources of iron." Journal of dairy science (2012). Gorewit, R. C., et al. "AC voltages on water bowls: effects on lactating Holsteins." Journal of Dairy Science 72.8 (1989): 2184-2192. Graf, G. C., and C. W. Holdaway. "A comparison of “hard” and commercially softened water in the ration of lactating dairy cows." Journal of Dairy Science 35.12 (1952): 998-1000. Hamada, Tatsuo. "Estimation of lower critical temperatures for dry and lactating dairy cows." Journal of dairy science 54.11 (1971): 1704-1705. Harbin R, Harbaugh FG, Neeley KL, Fine NC. Effect of Natural Combinations of Ambient Temperature and Relative Humidity on Water Intake of Lactating and Nonlactating Dairy Cows. J. Dairy Sci. 1958;41:1621 Holter, J. B., and W. E. Urban Jr. "Water partitioning and intake prediction in dry and lactating Holstein cows." Journal of dairy science 75.6 (1992): 1472-1479. Holter, J. B., et al. "Predicting ad libitum dry matter intake and yields of Jersey cows." Journal of dairy science 79.5 (1996): 912-921. Huhnke, R.L., McCowan, L.C., Meraz, L.C., Harp, S.L., Payton, M.E. Determining the frequency and duration of elevated temperature-humidity index. ASAE Annu. Int. Mtg., Sacramento, CA. Am. Soc. Agric. Biol. Eng., St. Joseph, MI; 2001. Huzzey, J. M., M. A. G. Von Keyserlingk, and D. M. Weary. "Changes in feeding, drinking, and standing behavior of dairy cows during the transition period." Journal of dairy science 88.7 (2005): 2454-2461. Igono, M. O., et al. "Physiological, productive, and economic benefits of shade, spray, and fan system versus shade for Holstein cows during summer heat." Journal of Dairy Science 70.5 (1987): 10691079. Igono, M. O., et al. "Spray cooling effects on milk production, milk, and rectal temperatures of cows during a moderate temperate summer season." Journal of dairy science 68.4 (1985): 979-985. Jaster, E. H., J. D. Schuh, and T. N. Wegner. "Physiological Effects of Saline Drinking Water on High Producing Dairy Cows." Journal of Dairy Science 61.1 (1978): 66-71. Kadzere, C. T., et al. "Heat stress in lactating dairy cows: a review." Livestock production science 77.1 (2002): 59-91.
43
Kendall, P. E., et al. "The effects of providing shade to lactating dairy cows in a temperate climate." Livestock Science 103.1 (2006): 148-157. Khelil-Arfa, H., P. Faverdin, and A. Boudon. "Effect of ambient temperature and sodium bicarbonate supplementation on water and electrolyte balances in dry and lactating Holstein cows." Journal of dairy science 97.4 (2014): 2305-2318. Kramer, E., et al. "Relationship between water intake, dry matter intake and daily milk yield on a German research farm." Livestock Science 115.1 (2008): 99-104. Kume, S., et al. "Evaluation of drinking water intake, feed water intake and total water intake in dry and lactating cows fed silages." Livestock Science 128.1 (2010): 46-51. Lanham, J. K., et al. "Effects of drinking water temperature on physiological responses of lactating Holstein cows in summer." Journal of dairy science 69.4 (1986): 1004-1012. LeJeune, J. T., et al. "Livestock drinking water microbiology and the factors influencing the quality of drinking water offered to cattle." Journal of dairy science 84.8 (2001): 1856-1862. Lin, J. C., et al. "Effect of sprinkling over the feed area and misting free stalls on milk production." The Professional Animal Scientist 14.2 (1998): 102-107. Lukas, J. M., J. K. Reneau, and J. G. Linn. "Water intake and dry matter intake changes as a feeding management tool and indicator of health and estrus status in dairy cows." Journal of dairy science 91.9 (2008): 3385-3394. Machado Filho, Pinheiro, et al. "Designing better water troughs: dairy cows prefer and drink more from larger troughs." Applied Animal Behaviour Science 89.3 (2004): 185-193. Madsen, Thomas Nejsum, and Anders Ringgaard Kristensen. "A model for monitoring the condition of young pigs by their drinking behaviour." Computers and electronics in agriculture 48.2 (2005): 138154. McDonald, Peter. Animal nutrition. 7th edition. Pearson Education Limited, Edinburgh Gate, Harlow, 2011 Mekonnen, M. M., and A. Y. Hoekstra. "The green, blue and grey water footprint of farm animals and animal products." (2010). Meyer, J. H., et al. "The influence of high sodium chloride intakes by fattening sheep and cattle." Journal of Animal Science 14.2 (1955): 412-418. Meyer, Ulrich, et al. "Investigations on the water intake of lactating dairy cows." Livestock production science 90.2 (2004): 117-121. Milam, K. Z., et al. "Effects of drinking water temperature on production responses in lactating Holstein cows in summer." Journal of dairy science 69.4 (1986): 1013-1019. Murphy, M. R. "Water metabolism of dairy cattle." Journal of dairy science 75.1 (1992): 326-333. Murphy, M. R., C. L. Davis, and G. C. McCoy. "Factors affecting water consumption by Holstein cows in early lactation." Journal of dairy science 66.1 (1983): 35-38. Næss, G., K. E. Bøe, and O. Østerås. "Layouts for small freestall dairy barns: Effect on milk yield for cows in different parities." Journal of dairy science 94.3 (2011): 1256-1264.
44
National Oceanic and Atmospheric Administration. 1976. Livestock hot weather stress. US Dept. Commerce, Natl. Weather Serv. Central Reg., Reg. Operations Manual Lett. C-31–76 Nocek, J. E., and D. G. Braund. "Effect of feeding frequency on diurnal dry matter and water consumption, liquid dilution rate, and milk yield in first lactation." Journal of Dairy Science 68.9 (1985): 2238-2247. NRC (National Research Council)(US). Committee on Animal Nutrition. Subcommittee on Environmental Stress. Effect of Environment on Nutrient Requirements of Domestic Animals. National Academies Press, 1981: 39-50 NRC (National Research Council). "Nutrient requirements of dairy cattle." 7th rev. ed (2001): 381. Osborne, V. R., et al. "Effects of supplementing glycerol and soybean oil in drinking water on feed and water intake, energy balance, and production performance of periparturient dairy cows." Journal of dairy science 92.2 (2009): 698-707. Osborne, V. R., R. R. Hacker, and B. W. McBride. "Effects of heated drinking water on the production responses of lactating Holstein and Jersey cows." Canadian journal of animal science 82.3 (2002): 267-273. Ravagnolo, O., and I. Misztal. "Effect of heat stress on nonreturn rate in Holstein cows: Genetic analyses." Journal of dairy science 85.11 (2002): 3092-3100. Ravagnolo, O., and I. Misztal. "Genetic component of heat stress in dairy cattle, parameter estimation." Journal of dairy science 83.9 (2000): 2126-2130. Ravagnolo, O., and I. Misztal. "Studies on genetics of heat tolerance in dairy cattle with reduced weather information via cluster analysis." Journal of dairy science 85.6 (2002): 1586-1589. Regan, W. M., and G. A. Richardson. "Reactions of the dairy cow to changes in environmental temperature." Journal of dairy science 21.2 (1938): 73-79. Rodríguez, Diana Catalina, Nancy Pino, and Gustavo Peñuela. "Microbiological quality indicators in waters of dairy farms: Detection of pathogens by PCR in real time." Science of the Total Environment 427 (2012): 314-318. Statistical Analysis Systems (SAS). "SAS/STAT User's Guide. Version 8." (1999): 1-243. Schütz, K. E., et al. "The amount of shade influences the behavior and physiology of dairy cattle." Journal of dairy science 93.1 (2010): 125-133. Schütz, Karin E., et al. "Dairy cows prefer shade that offers greater protection against solar radiation in summer: Shade use, behaviour, and body temperature." Applied Animal Behaviour Science 116.1 (2009): 28-34. Silanikove, N. I. S. S. I. M. "Role of rumen and saliva in the homeostatic response to rehydration in cattle." Am. J. Physiol 256 (1989): R816-R821. Silanikove, Nissim. "Effects of heat stress on the welfare of extensively managed domestic ruminants." Livestock Production Science 67.1 (2000): 1-18. Silanikove, Nissim. "Effects of water scarcity and hot environment on appetite and digestion in ruminants: a review." Livestock Production Science 30.3 (1992): 175-194. Sjaastad, Oystein V., Knut Hove, and Olav Sand. Physiology of domestic animals. Scan. Vet. Press, 2003: 611.
45
Sova, A. D., et al. "Associations between herd-level feeding management practices, feed sorting, and milk production in freestall dairy farms." Journal of dairy science 96.7 (2013): 4759-4770. Spiers, D. E., et al. "Use of physiological parameters to predict milk yield and feed intake in heatstressed dairy cows." Journal of Thermal Biology 29.7 (2004): 759-764. Spörndly, E., and E. Wredle. "Automatic milking and grazing—Effects of location of drinking water on water intake, milk yield, and cow behavior." Journal of dairy science 88.5 (2005): 1711-1722. Stermer, R. A., et al. "Effect of drinking water temperature on heat stress of dairy cows." Journal of dairy science 69.2 (1986): 546-551. St-Pierre, N. R., B. Cobanov, and G. Schnitkey. "Economic losses from heat stress by US livestock industries." Journal of dairy science 86 (2003): E52-E77. Teixeira, Dayane L., Maria J. Hötzel, and Luiz Carlos Pinheiro Machado Filho. "Designing better water troughs: 2. Surface area and height, but not depth, influence dairy cows’ preference." Applied Animal Behaviour Science 96.1 (2006): 169-175. Thom, Earl C. "The discomfort index." Weatherwise 12.2 (1959): 57-61. Thomas, L. C., et al. "Use of flavored drinking water in calves and lactating dairy cattle." Journal of dairy science 90.8 (2007): 3831-3837 Van Eenige, M. J., G. H. Counotte, and J. P. Noordhuizen. "Drinking water for dairy cattle: always a benefit or a microbiological risk?." Tijdschrift voor diergeneeskunde 138.2 (2013): 86-97. Weeth, H. J., and D. L. Capps. "Tolerance of growing cattle for sulfate-water." Journal of Animal Science 34.2 (1972): 256-260. Weeth, H. J., and J. E. Hunter. "Drinking of sulfate-water by cattle." Journal of Animal Science 32.2 (1971): 277-281. West, J. W., B. G. Mullinix, and J. K. Bernard. "Effects of hot, humid weather on milk temperature, dry matter intake, and milk yield of lactating dairy cows." Journal of Dairy Science 86.1 (2003): 232-242. Wheelock, J. B., et al. "Effects of heat stress on energetic metabolism in lactating Holstein cows." Journal of dairy science 93.2 (2010): 644-655. Wilks, D. L., et al. "Responses of lactating Holstein cows to chilled drinking water in high ambient temperatures." Journal of dairy science 73.4 (1990): 1091-1099. Winchester, C. F., and M. J. Morris. "Water intake rates of cattle." Journal of Animal Science 15.3 (1956): 722-740. Woodford, S. T., M. R. Murphy, and C. L. Davis. "Water dynamics of dairy cattle as affected by initiation of lactation and feed intake." Journal of dairy science 67.10 (1984): 2336-2343 Zehner, Nils, et al. "Validation of a new health monitoring system (RumiWatch) for combined automatic measurement of rumination, feed intake, water intake and locomotion in dairy cows." Proceedings of international conference of agricultural engineering CIGR-Ageng. 2012. Zimbelman, R. B., et al. "A re-evaluation of the impact of temperature humidity index (THI) and black globe humidity index (BGHI) on milk production in high producing dairy cows." Proceedings of the Southwest Nutrition and Management Conference, Arizona. 2009.
46
