OMGEVINGSTEMPERATUUR

RANTSOENMAATREGELEN TIJDENS (EN NA) HITTESTRESS Kees Peeters, DAP BORNERBROEK 21 juni Ede OMGEVINGSTEMPERATUUR De gemiddelde dagtemperatuur heeft een groter effect op de melkproductie en lichaamstemperatuur, dan de minimum en maximum temperatuur (Kabuga en Sarpong, 1991). De minimum THI heeft veel meer invloed op ds-opname dan maximum THI (Holter et al., 1996;1997) 1

DE EFFECTEN VAN HITTE STRESS OP DE KOE naar Beede et al., 1996; West, 1996 Meer energie nodig voor onderhoud Ademhalingsfrequentie stijgt Zweten neemt toe (K2CO3/KHCO3) Speekselen neemt toe Water opname stijgt Droge stof opname daalt ( 2-3 dagen vooraf zijn bepalend) Passagesnelheid van voer daalt DE EFFECTEN VAN HITTE- STRESS OP DE KOE naar Beede et al., 1996; West, 1996 Geen hittestress Lambert et al., 2002; Bouchama en Knochel, 2002 Hittestress Bloedvoorziening van maagdarmkanaal daalt, en is dus de opname van nutriënten uit het maagdarmkanaal verminderd (McGuire et al., 1989; Lough et al., 1990) Bloedvoorziening naar de huid stijgt Wisselende mest Vet % in de melk daalt Eiwit % in de melk daalt Melkproductie daalt Celgetal en mastitis neemt toe Meer klauwproblemen Vruchtbaarheid daalt Eventueel slijters en dode koeien 2

HET EFFECT VAN HOGE CELGETALLEN OP MELK- EN KAASKWALITEIT MANAGEMENT MAATREGELEN Er zijn drie management maatregelen mogelijk ter vermindering van de effecten van hittestress (Beede and Collier, 1986) Modificatie van de omgeving Genetische aanpassing Warmte tolerante rassen (Brown Swiss> Jersey> HF) Hoge melkproductie = gevoeliger Voedingsmanagement Een combinatie van deze maatregelen werkt het beste 3

VERBAND TUSSEN MELKPRODUCTIE EN HITTESTRESS Een hoge melkproductie betekent een hoge dsopname en dus een hoge warmteproductie Koeien met 31,6 kg melk en 18,5 kg melk hadden repectievelijk 48,5 en 27,3 % meer warmteproductie dan droogstaande koeien (Purwanto et al., 1990) Ongeveer 31 % van de energieopname is warmte bij een koe van 40 kg melk met 4 % vet Nieuwmelkte koeien zijn minder gevoelig daar een deel van de productie uit lichaamsreserves komt (Must et al., 1972) HET OPTIMALE RANTSOEN TIJDENS HITTESTRESS Omdat er meer warmte vrijkomt tijdens het metabolisme van acetaat dan bij het metabolisme van propionaat is het, in ieder geval theoretisch, verstandig om rantsoenen met weinig ruwe celstof gedurende warme dagen te voeren (Kurihara 1996). De efficientie van intermediaire producten zoals azijnzuur en glucose is respectievelijk 68 tot 72 % en 82 tot 85 % Echter herkauwers hebben een bepaalde hoeveelheid ruwe celstof nodig voor een goede pensfunctie en een goede diergezondheid De verteerbaarheid van DS, ADF en NDF is repectievelijk 6.7, 11 en 8.1 % hoger bij hoge omgevingstemperatuur (Warren et al., 1974) 4

WAT WORDT ER VAAK GEADVISEERD TIJDENS HITTESTRESS Meer krachtvoer in het rantsoen Meer (bestendig) zetmeel in het rantsoen Meer zout in het rantsoen Bicarbonaat (hoeveelheid??) ACHTERGROND Koeien vreten minder door de warmte om toch te voldoen aan de energiebehoefte moet er meer krachtvoer worden gevoerd Gedurende hittestress kan de ds-opname van volwassen dieren tot aan 22 % dalen en van vaarzen tot aan 6 %. Vaarzen zijn lichter, hebben relatief groter huidopppervlak ten opzichte van gewicht, hebben lagere ds-opname en produceren minder metabole warmte (West, 1999) 5

ACHTERGROND Meer warmteproductie tijdens fermentatie van ruwe celstof dan tijdens vertering van krachtvoer (zetmeel), daarom meer krachtvoer en zetmeel ten koste van ruwvoer en ruwe celstof tijdens hittestress Het vroegere onderzoek naar de effecten van voeding op hittestress is vooral gedaan in de tropen, alwaar het ruwvoer slecht verteerbaar is met veel verhouting met zeer lage nivo s gemakkelijk fermenteerbare koolhydraten in het ruwvoer. ACHTERGROND Het effect van heat stress op ds-opname van koeien gevoerd met variërend % ADF (Cummins, 1992) Alhoewel rantsoenen met veel ruwe celstof meer warmteproductie veroorzaken, is de totale ds-opname veel meer van belang met betrekking tot de geproduceerde metabole warmte. De totale ds-opname is de belangrijkste overwegingsfactor in het ontwikkelen van een effectief programma (Cummins, 1992) 6

WAAROM ZIJN ER IN DE PRAKTIJK RELATIEF WEINIG PROBLEMEN MET DE KOEIEN TIJDENS DE WARMTEPERIODE EN DES TE MEER ALS ZE NIET MEER VERWACHT WORDEN NET NA DE WARMTEPERIODE ADEMHALINGSFREQUENTIE STIJGT 1. Ademhalingsfrequentie stijgt (hijgen), en verlies van bicarbonaat met speeksel 2. In de poging om af te koelen beginnen de koeien tijdens de warmte te hijgen, waardoor ze extra CO 2 uitademen ( Schneider et al., 1984) 3. Hierdoor stijgt de bloed ph (CO 2 fungeert als een zuur in het bloed) (Benjamin, 1982) 4. De gestegen bloed-ph is niet het gevolg van een overmaat aan bicarbonaat, maar is het gevolg van een tekort aan CO2 door de hyperventilatie (Benjamin, 1982). 7

ADEMHALINGSFREQUENTIE STIJGT Respiration Rate by Heat Stress Category Respiration Rate 250 200 150 100 50 0 Normal Alert Danger Emergency Heat Stress Category 4. Als gevolg van de stijging van de ph in het bloed gaan de nieren extra HCO 3 - (base) uitscheiden, waardoor de bloed ph weer daalt 5. Tijdens deze buffering resorberen de nieren extra H + (zuur) en scheiden ze extra kationen (Na) uit via de urine HET BUFFERING SYSTEEM IS AANGETAST Door de verminderde hoeveelheid NaHCO3 in het bloed is de buffercapaciteit van de pens verminderd (rechtstreeks/speeksel) Tijdens de warmte vreten de koeien minder, en zal er minder zuur per tijdseenheid in de pens gevormd worden Koeien onder invloed van hittestress hebben een lagere ds-opname, maar zullen vooral een lagere ruwvoeropname hebben, waardoor een verschuiving van ruwvoer/krachtvoer (McDowell, 1972) Hierdoor wordt de buffercapaciteit minder belast en zullen er weinig klinische verschijnselen ontstaan tijdens warmteperiode. 8

HET BUFFERING SYSTEEM IS AANGETAST Na de warmteperiode zullen de koeien ineens veel meer gaan vreten Als gevolg daarvan zal er meer zuur in de pens geproduceerd worden, terwijl de buffercapaciteit van het bloed en dus van de pens daarop niet ingesteld is Hierdoor ontstaat er dus een (sub)acute pensverzuring met alle kwalijke gevolgen van dien. HET BUFFERING SYSTEEM IS AANGETAST Koeien ondergaan in het algemeen de meeste hittestress gedurende de middag, en hebben minder last van de warmte gedurende de nacht en de vroege ochtend Dit betekent een respiratoire alkalosis gedurende de middag, echter de fysiologische aanpassingen kunnen dusdanig sterk doorgevoerd zijn, dat er een metabole acidosis plaatsvindt gedurende de nacht (koelere periodes) Tijdens de nachtelijke uren vreten de koeien veel meer, waardoor de productie van zuren in de pens eveneens een cyclisch patroon kan gaan krijgen, juist op het moment dat de buffercapaciteit van het bloed het laagst is. 9

HET BUFFERING SYSTEEM IS AANGETAST Buffering Cellulaire buffering enige minuten Respiratoire buffering half uur Renale systeem» Een tot enkele dagen» Dus bij plotselinge T daling, duurt het enige tijd voordat NaHCO3 nivo in het bloed weer op peil is Lage urine ph gedurende de nacht gepaard met hoog NH3 (Schneider et al., 1988) VERANDERINGEN IN PENS-pH ALS GEVOLG VAN VERANDERINGEN IN HET RANTSOEN EN VERANDERINGEN IN DE OMGEVINGSTEMPERATUUR (Mishra et al., 1970) 10

SUBKLINISCHE PENSVERZURING ph pens pensmotiliteit Rumination Variatie in dagelijkse droge stof opname Mest variabel - vast diarree - onverteerde RC/ graan - Gasbellen - Slijm/fibrin casts Voer efficientie Deeltjes in mest Productie RANTSOENAANPASSINGEN Uitkuilmanagement (broei, schimmels) Maak voerplaats iedere dag schoon Verhoog voerfrequentie (selectie en broei) Eventueel s nachts voeren???? Alle dieren een vreetplek (vaarzen + zwakke dieren) Minder krachtvoer per kg ds in rantsoen Minder krachtvoer via voerautomaat Verhoog aandeel (bestendig) zetmeel??? Bestendig zetmeel wordt meer pensoplosbaar doordat de passagesnelheid lager is Productie van stress-hormoon (Alvarez en Johnson, 1973), vermindert passagesnelheid van het voer in het maagdarmkanaal (West, 1999)» 36,6 h retentietijd bij 18 C,43,2 h retentietijd bij 32 C 11

RANTSOENAANPASSINGEN Minder zetmeel per kg ds, daarvoor in de plaats meer gemakkelijk verteerbare celwanden (goed ruwvoer en meer NFFS)» Goed ruwvoer levert minder warmteproductie» Hogere opname» Jong gras (vers/ ingekuild) bevat malaat (preventief voor pensverzuring)» Eventueel ruwvoer gedeeltelijk vervangen door NFFS (bietenpulp/soyahullen) RANTSOENAANPASSINGEN Verminder eiwitpercentage in het rantsoen Meer N in het rantsoen dan nodig vermindert de hoeveelheid beschikbare energie met 7,2 kcal/g N De extra benodigde enegie voor de omzetting van ammoniak in ureum doet de melkproductie dalen (Oldham, 1984; NRC, 2001) Verhoog bestendig eiwit in het rantsoen/ verminder pensoplosbaar eiwit in het rantsoen (39 % bestendig eiwit ) (Huber et al., 1994) Rantsoen met meer bestendig eiwit levert meer melk en lager melkureum (Belibasakas et al., 1995; Higgingbotham et al., 1989) Passage snelheid lager, dus meer pensoplosbaar eiwit dan verondersteld Microbiele eiwitvorming staat onder druk door lagere ds-opname en eventueel lagere pens-ph 12

RANTSOENAANPASSINGEN Vetten ( 3 5 %, Palmquist en Jenkins, 1980) Hoge energiedichtheid Tijdens vertering komt relatief weinig warmte vrij, door lagere productie van methaan (Chilliard, 1993) Verzadigde vetten/ verzeepte vetten/onverzadigde vetten RESPONSE OF MILK YIELD TO ADDED FAT 1 Daily fat intake, lbs 1.4 (.7 to 2.4) Control milk yield, lbs/day 65 Response to fat, lbs/day +2.5 (+6.6 to -1.7) 1 Averages of 74 treatment groups from 43 experiments with a variety of fat sources and diets. RANTSOENAANPASSINGEN Buffers NaHCO3 150 200 gram per dier per dag (vooral van belang na warmteperiode) (pka 6.2) MgO 50 gram per dier per dag Elektrolyten K en Na zijn de primaire kationen voor het handhaven van de zuur-base balans Koeien hebben als gevolg van de warmte een respiratoire alkalosis, gedaald CO2, hogere bloed-ph, gevolgd door renale compensatie door extra uitscheiding van bicarbonaat en Na en resorptie van K (Collier et al., 1982) Verhoog DCAD tot +25 meq per 100 gram ds (Escobosa et al., 1984; Tucker et al., 1988; West et al., 1991, Hu en Murphy, 2004; Beede, 2005) 13

RANTSOENAANPASSINGEN Extra mineralen Door de gedaalde ds-opname meer mineralen per kg ds benodigd (behoefte gelijk of hoger) Koeien zweten vooral veel Kalium (Jenkinson en Mabon, 1973; Mallone et al., 1985) K % > 1.5 % Koeien speekselen meer (verlies van vooral Natrium) 0.55 % Na per kg ds hogere voeropname dan 0.18 % Na per kg ds (Schneider et al., 1986) > 0.88 % geen verdere verbetering (Sanchez et al., 1994) De absorptie van macromineralen (Ca, P, en K) is lager tijdens hittestress (Kume et al., 1987; 1989) Kume et al., 1989 vonden dat de behoefte aan micro-mineralen steeg tijdens hittestress RANTSOENAANPASSINGEN Hitte veroorzaakt stress, waardoor de behoefte aan met name extra anti-oxydanten stijgt Koeien hebben slechtere energievoorziening, en daardoor is de werking van witte bloedcellen onderdrukt= meer kans op infecties= extra behoefte aan met name antioxydanten DS-opname per dier per dag lager, dus dichtheid van mineralen per kg ds moet hoger voor zelfde opname Meer kans op inbouw van onverzadigde vetten in lichaamscellen. Hierdoor stijgt de behoefte aan antioxydanten Door lage pens-ph meer kans dat anorganische mineralen al onwerkzaam worden gemaakt in de pens. Beter effect van organische mineralen 14

STUDIES NAAR HET EFFECT VAN EXTRA VITAMINE E OP MASTITIS EN DE WERKING VAN DE WITTE BLOEDCELLEN RANTSOENAANPASSINGEN Gisten Levende gisten Nemen zuurstof weg uit de pens-> goed voor anaerobe bacterien» Meer energie per kg ds uit het rantsoen» Vooral van belang bij beperkte voeropname (verse koeien/ (hitte)stress) Nemen vrije suikers weg uit pensvloeistof en verminderen daardoor kans op pensverzuring (Selemonas ruminatium) Leveren substraat (malaat) waardoor effectiviteit Selemonas ruminatium toeneemt Leveren extra microbieel eiwit Leveren organische mineralen 15

RANTSOENAANPASSINGEN Gisten Dode gisten Leveren substraat (malaat) waardoor effectiviteit Selemonas ruminatium toeneemt Leveren extra microbieel eiwit Leveren organische mineralen Aspergillus Oryziae 3 gram per dier per dag extract VRAGEN? 16