Vil fodringssystemer baseret på koens individuelle status nogensinde fungere bedre end en fuldfoderration?

Transkript

1 KvægInfo nr.: 1487 Dato: Forfatter: Klaus Lønne Ingvartsen Vil fodringssystemer baseret på koens individuelle status nogensinde fungere bedre end en fuldfoderration? Forskningsleder, Ph.D. Klaus Lønne Ingvartsen Danmarks JordbrugsForskning, Afd. for Husdyrsundhed, Velfærd og Ernæring Der er sket betydelige ændringer og forbedringer i fodringsprincipperne for køer i de seneste 80 år fra normfodring til det forenklede fodringsprincip og fuldfoder. Fodring med fuldfoder har mange fordele, men opfylder stadig kun gruppens gennemsnitsbehov. Ved brug af sådan-ne fodringsprincipper har vi konstateret en betydelig mellem-ko variation i EKM-ydelsen. Vi kan forklare mere end 50% af denne variation med forskelle i hormoner, metabolitter og ener-gioptagelse. Uanset årsag, så antyder denne mellem-ko variation, at der kunne være betydeli-ge fordele ved individuel komanagement. Statusorienterede fodringssystemer baseret på individuel kostatus bør derfor kunne fungere bedre end fuldfoderrationer. Vi kan dog stadig ikke med sikkerhed forudsige individuelle for-skelle i responset på ændringer i fodringen. Der kræves yderligere forskning til identificering og validering af nye indikatorer. Fordelene ved at bevæge sig hen imod statusorinterede fod-ringsstrategier forventes at være begrænsning af sundheds- og reproduktionsproblemer og samtidig optimering af produktion og produktionseffektivitet. Den store variation mellem individer i fysiologiske og immunologiske parametre omkring kælvning viser, at disse potentielt kan bruges som indikatorer til tidlig påvisning af sundheds-risici. Indikatorer, statusorienterede fodringsstrategier og bedst mulig brug af de detaljerede oplysninger, som teknologiudviklingen tilbyder, har dermed et stort potentiale. Fodringsprincipperne har undergået store ændringer inden for de sidste 80 år. Definitionen på fodringsprincip er den måde, hvorpå foderet tildeles ved at kombinere følgende elementer: restriktiv eller ad libitum fodring, individuel eller gruppefodring, og separat udfodring af foderelementer eller som en fuldfoderration (TMR). De hidtil anvendte fodringsprincipper er normfodring, det forenklede fodringsprincip og fuldfoderration. Baggrunden for udviklingen af alternativer til normfodring har primært været baseret på tekniske og økonomiske ændringer, der har ført til større besætninger, ændringer i staldsystemer og ændringer hen imod en større andel af grovfoder. En hurtig strukturudvikling er i gang hos mælkeproducenterne, og vi tror, at de tekniske muligheder vil øges betydeligt i fremtiden. Dette vil muligvis ændre de fodringsprincipper, der anvendes. Men spørgsmålet er, om fodringssystemer baseret på koens individuelle status fungerer bedre end fuldfoderrationer? Fodringsprincipper et historisk perspektiv Normfodring Filosofien bag normfodring var at bibringe koen næringsstoffer i henhold til dens livsytringer, fx mælkeydelse, vækst, fosterudvikling og vedligehold. Grundlaget for normfodring blev udviklet i 1920 erne. Alt foder tildeles restriktivt, individuelt og separat. Betingelserne for at anvende normfodring er regelmæssig ydelseskontrol, viden om koens vægt, drægtighedsstadie og kvalitet og kvantitet af det tildelte foder. I tidlig laktation kan det være vanskeligt at tilpasse fodringen til ydelsen på grund af hurtige ændringer i ydelse. Tilfældige svingninger i mælkeydelse kan resultere i, at koen sættes i en fodringsklasse der er lavere, end hendes genetiske potentiale kræver. På den anden side har den høje ydelse i tidlig laktation, men lave foderoptagelse, resulteret i overfodring med kraftfoder med fordøjelsesproblemer til følge. Normfodring har tydeligvis ulemper. Det forenklede fodringsprincip

2 Østergaard (1) introducerede en simplificering af normfodringen ved at foreslå det forenklede fodringsprincip, hvor kraftfoder tildeles restriktivt, individuelt og uafhængigt af mælkeydelse, og grovfoder tildeles ad libitum. Efter det forenklede fodringsprincip tildeles en konstant mængde kraftfoder i første halvdel af laktationen. Siden pionerarbejdet omkring normfodring i Danmark (1) og England (2, 3) har det forenklede fodringsprincip og brugen af fuldfoderrationer været den mest anvendte fodringsstrategi. Østergaard (4) har opstillet betingelser for at kunne gennemføre den forenklede fodringsstrategi med succes; betingelser, der senere er justeret af Østergaard et al. (5). Der har været udført forsøg med det formål at forbedre det forenklede fodringsprincip. Vi har argumenteret for, at foderoptagelsen er stærkt integreret og samordnet med stofskiftet (6), og at dette har betydning for koens respons på ændringer i kraftfodertildelingen i tidlig laktation og senere i laktationen. Vi har fundet et meget højt substitutionsforhold (0,94) mellem kraftfoder og ensilagetørstof i de første 4 uger af laktationen (7). Dette betyder, at når køerne får 1 kg kraftfoder mere, så falder deres optagelse af ensilagetørstof med 0,94 kg. Derfor anbefales det, at stigninger i tildeling af kraftfoder til nykælvere ikke overstiger 0,3 kg/d (7). En for hurtig stigning og et for højt niveau i kraftfoder/grovfoderforholdet kan være en risikofaktor for sygdom i tidlig laktation (8). Fodring med fuldfoderblandinger (TMR) En hurtig strukturudvikling med større besætninger og et behov for at rationalisere produktionen har øget antallet af landbrug, der anvender fuldfoderrationer, dramatisk i løbet af de seneste par årtier. En fuldfoderration er defineret som en blanding af alle foderstofferne i en ration, som dækker dyrenes behov for energi, næringsstoffer, fysisk struktur osv. Anvendelse af denne fodringsstrategi betyder, at alle køer tildeles det samme foder. Dette adskiller sig fra det forenklede fodringsprincip, hvor køer med en høj optagelseskapacitet kun kan øge optagelsen af grovfoder, da kraftfoderniveauet er givet på forhånd. Fordelene ved fuldfoderrationer øges tilsyneladende, når rationens fordøjelighed øges (9). Vores forsøg viser, at køer, fodret med fuldfoder frem for kraftfoder og ensilage tildelt separat, havde en 8,2% højere tørstofoptagelse. Dette gennemsnit dækkede dog over en stor variation, som skyldtes tidspunkt i laktationen. I de første 3 uger fortærede køer på fuldfoderrationer 24%, 17% og 12% mere tørstof end køer, der blev fodret med kraftfoder og ensilage separat. Fra 4. laktationsuge var tørstofoptagelsen fra fuldfoder ca. 6% højere end hos køer, hvor kraftfoder og ensilage blev udfodret separat. Hvis energioptagelsen tages i betragtning, er forskellene endnu større på grund af den lavere kraftfoderandel i rationen i de første 15 til 26 dage af laktationen. Så store forbedringer i tørstofoptagelsen ved brug af fuldfoderrationer er kun tidligere set i forsøg, hvor kraftfoderandelen i foderet har været høj, og i disse tilfælde steg tørstofoptagelsen med mellem 13% og 17% (10,11). I tidlig laktation fandt vi en 11% stigning i energikorrigeret mælk (EKM) hos køer fodret med fuldfoderrationer sammenlignet med køer, der fik kraftfoder og ensilage separat. Den højere EKM-ydelse hos køer på fuldfoderrationer sammenlignet med køer, der fik kraftfoder og ensilage separat, skyldes en højere mælkeydelse i de første 4 uger og en højere fedtprocent i mælken fra 6. laktationsuge (7). Køer fodret med fuldfoder synes at have en lavere hyppighed af stofskifte- og fordøjelseslidelser end køer, der fodres med kraftfoder og ensilage separat (8). Fodring med fuldfoder har tydeligvis fordele frem for det forenklede fodringsprincip, men det forudsætter dyre mikservogne, og ideelt en gruppeinddeling af køerne. Ved introduktionen af fuldfoderrationen blev det foreslået, at lakterende køer skulle inddeles i fx tre grupper og fodres med fuldfoder med forskelligt energiindhold i henhold til deres gennemsnitsbehov. Det viste sig dog vanskeligt at håndtere denne opdeling i mange besætninger, og det blev derfor almindeligt at anvende den samme fuldfoderration til alle køer denne strategi kaldes TMR1. Ulempen ved denne strategi er, at det er nødvendigt primært at tilpasse fuldfoderrationen til behovet hos køer i tidlig laktation, og at det bliver vanskeligt at anvende billigt foder i senlaktationen. Hvorfor fokusere på individuelle fodringsstrategier? I en oversigtsartikel (12) har vi for nylig behandlet forholdet mellem laktationsydelse og sundhed og argumenteret for den holdning, at ubalance i stofskiftet snarere end ydelsen i sig selv er årsagen til bestemte produktionssygdomme. Den store variation mellem individer i ydelse og fysiologiske og immunologiske parametre omkring kælvning tydeliggør, at brugen af indikatorer til tidlig påvisning af sundhedsrisici skal foretages på individniveau. Vi foreslår brug af indikatorer for ubalance til styring af fodringen hen imod, hvad der er hensigtsmæssigt for den enkelte ko med dens specifikke genotype og den management, den har været udsat for. På denne måde håber vi at kunne forbedre sundhed og reproduktion og på samme tid opretholde en optimal

3 produktion og produktionseffektivitet. Vi er dog bevidste om, at dette ikke er muligt i øjeblikket på grund af mangel på kvantitativ biologisk viden. Individuel variation hvad fortæller det os? Hvis vi ønsker at optimere management på individniveau, er det vigtigt at kunne relatere forskelle i ydelse til forskelle i stofskifte, men hidtil har man kun vidst lidt om, hvordan mellem-ko variation i stofskifteparametre kan forklare variationen i mellem-ko variation i produktion, reproduktion og sundhed (14). Vi har anvendt data fra MEMO-projektet til at beskrive, i hvor høj grad individuelle afvigelser i mælkeydelse kan forklares ved afvigelser i udvalgte plasmahormoner, metabolitter og energioptagelse. Univariantanalyse blev brugt på EKM-ydelse og koncentrationer af udvalgte plasmahormoner (insulin, væksthormon og triiodothyronine (T3)), metabolitter (frie fedtsyrer (NEFA)), glukose, -hydroxybutyrat (BOHB) og urea (BUN) og FE-optagelse til bedømmelse af mellem-ko variation mellem laktationer. Partial least square (PLS) modeller blev efterfølgende kørt til analyse af, i hvor stor udstrækning mellem-ko variation i EKM-ydelse kunne forklares ved mellem-ko variation i hormonkoncentrationer, metabolitkoncentration eller FE-optagelse. Detaljer vedrørende de anvendte metoder er præsenteret andetsteds (14). Mellem-ko variationerne i EKM-ydelse, hormonerne og metabolitterne var generelt betydelige, og totalvariationen ændrede sig gennem laktationen, især for GH, T3, NEFA og BOHB. Analyseret separat ved brug af PLS-modeller udgjorde hormoner, metabolitter og FE-optagelse henholdsvis 24%, 25% og 26% af variationen i EKM. Insulin og glukose var enkeltvis de vigtigste prædiktorer blandt de udvalgte hormoner og metabolitter. Når både hormoner og metabolitter var inkluderet, så forklarede modellen 36% af mellem-ko variationen i EKM, og dette tal steg til 53%, hvis FE-optagelsen også blev regnet med. Manglen på additivitet i den forklarede variation viser, at hormoner, metabolitter og FE-optagelse var korreleret, hvilket bl.a. illustrerer integreringen af stofskifte og foderoptagelse. Resultaterne fra dette forsøg viser tydeligt, at der er meget store forskelle mellem køer, man normalt ville antage var ens, fx samme race, paritet, opvækst og ernæringsmæssige historie. På trods af dette, og selvom disse køer blev holdt i et så ensartet miljø som muligt (ernæring, management, opstaldning), var der betydelige mellem-ko forskelle i de målte EKM-værdier, hormoner og metabolitter. Disse mellem-ko forskelle er så meget desto mere bemærkelsesværdige, da de stadig er til stede, efter at effekt af behandling, laktationsstadie etc. er forklaret. Resultaterne fra dette forsøg rejser to spørgsmål: Hvad er årsagen til denne variation og hvordan kan denne variation udnyttes i praksis? Det er rimeligt at antage, at de observerede mellem-ko forskelle afspejler, i hvert fald delvist, genetiske forskelle mellem køer. En anden årsag til variation kan være forskelle i graden af den fysiologiske ubalance, som disse køer oplever. Fysiologisk ubalance opstår, når et dyr ikke kan klare (homeoretisk og homeostatisk regulering) ydre begrænsninger eller stressorer og derfor ikke kan opretholde optimal ydelse og funktion. Under forudsætning af at der er forskelle mellem køers genetiske potentiale for mælkeydelse, så vil forskellige køer opleve det ernæringsmæssige miljø som mere eller mindre begrænsende, hvilket resulterer i forskellige grader af fysiologisk ubalance. Størrelsen af genotypens og det lokale miljøs relative bidrag kan i nogen grad angives ved at inkludere afstamning i disse analyser dette arbejde er i gang. Uanset årsag så antyder denne mellem-ko variation kraftigt, at der kunne være betydelige fordele ved individuel komanagement, hvis det kan udnyttes i praksis. Mod statusorienterede strategier På trods af fokuseringen på mellem-ko variation, med et rimeligt udvalg af mulige forklarende variabler, er det tydeligt, at vores forståelse af og indsigt i de fysiologiske og immunologiske faktorer, der er af betydning for dyresundhed, reproduktion og produktion, stadig er begrænset. Forhåbentlig vil den fremtidige forskning gøre det muligt at øge vores forståelse for årsagen til mellem-ko forskellene med hensyn til sygdomsrisiko, reproduktionsevne og ydelse. I mellemtiden står det dog klart, at mellem-ko variationen er betragtelig og, for så vidt som vi kan forklare den, skal tages i betragtning i fremtidige management- og fodringsstrategier for at minimere sundheds- og reproduktionsproblemer og samtidig optimere ydelse. Vi har for nylig foreslået statusorienterede strategier til optimering af sundhed, reproduktion og produktion (8). Filosofien bag statusorienterede strategier er, at det er vores opfattelse, at landmændene vil kræve endnu mere avancerede managementsystemer i fremtiden baseret på ARMS (Agricultural Risk identification and quantification, Management and Solutions = identificering og kvantificering af risiko, management og løsninger i landbruget). En kort gennemgang af ARMS-principperne er givet andetsteds (13).

4 Det vigtigste er identificering og kvantificering af risiko baseret på automatisk overvågning og analyse, som gør det muligt at udpege risikokøer, der har behov for øget opmærksomhed og ændringer i fodring pga. risiko for sygdom, fysiologisk ubalance eller suboptimal ydelse. De statusorienterede strategier skulle så ændre input (fx fodring) med henblik på at reducere en given risiko. At udvikle og understøtte et sådant system kræver meget forskning, et arbejde der er i gang i vores forskergruppe. En anden tilgang er tydeligvis nødvendig. I fremtidige systemer vil spørgsmålet ikke være, hvad den gennemsnitlige respons på ændringer i input er, men hvad den individuelle respons er. I et igangværende projekt på Kvægbrugets Forsøgscenter undersøges, hvordan ændringer i fysiologisk ubalance muligvis indvirker på sygdomsrisiko baseret på den individuelle respons på ændringer i foderet. Forsøget er designet, så forsøgskøerne skifter fuldfoderration 3 og 6 uger efter kælvning, mens kontrolkøer får den samme fuldfoderration gennem hele den tidlige laktation. Forsøgskøerne skifter enten fra foder med et højt energiniveau til normalt foder eller vice versa. Vi vil undersøge responset i fysiologiske parametre målt i blod, mælk og lever og vurdere, om forskelle i køernes respons har relation til deres egenskaber eller status, fx forskelle i huld. Et andet interessant område i forbindelse med sygdomsrisiko er leverstatus. En vigtig faktor i bedømmelsen af ubalance i stofskiftet er fx fedtlever (15). Fedtlever er kendt for generelt at øge forekomsten af sundhedsproblemer og forlænge helbredelsen af stofskifte- og infektionssygdomme (8). Fedtlever har været et problem i årtier på grund af vanskelighederne forbundet med diagnosticering af sygdommen. Fedtlever lader til at være et problem i forskellig grad for helt op til 50% af malkekøerne omkring kælvning (16). Vores forskningsgruppe arbejder med indikatorer for fedtlever, og vi har vist, at forskellige fodringsstrategier i tidlig laktation kan have indflydelse på risikoen for fedtlever. Men vigtigst af alt, så viser foreløbige resultater også en stor mellem-ko variation i risikoen for fedtlever og de dermed forbundne parametre. Konklusion Der er sket betydningsfulde ændringer og forbedringer i fodringsprincipperne for køer i de seneste 80 år fra normfodring til det forenklede fodringsprincip og fuldfoder. Fodring med fuldfoder har mange fordele, men opfylder stadig kun gruppens gennemsnitsbehov. Ved brug af sådanne fodringsprincipper har vi konstateret en betydelige mellem-ko variation i EKM-ydelsen. Vi kan forklare mere end 50% af denne mellem-ko variation med forskelle i hormoner, metabolitter og energioptagelse. Så spørgsmålet om, hvorvidt fodringssystemer baseret på individuel kostatus nogensinde vil fungere bedre end fuldfoderrationer, kan besvares med et ja. Vi kan stadig ikke med sikkerhed forudsige individuelle forskelle i responset på ændringer i fodringen. Der kræves yderligere forskning til identificering og validering af nye indikatorer. Fordelene ved at bevæge sig hen imod individuelle fodringsstrategier såsom statusorienterede strategier og samtidig gøre bedst mulig brug af de detaljerede oplysninger, som teknologiudviklingen tilbyder, berettiger forskningen på dette område. Referencer 1) Østergaard, V., Strategies for concentrate feeding to attain optimum feeding level in high yielding dairy cows. Beretning 482, Statens Husdyrbrugsforsøg, 138 pp. 2) Gordon, F.J The effect of pattern of concentrate allocation on milk production for autumn-calving heifers. Anim. Prod. 34, ) Taylor, W. & Leaver, J.D Systems of concentrate allocation for dairy cows. 1. A comparison of three patterns of allocation for autumn-calving cows and heifers offered grass silage ad libitum. Anim. Prod. 39, ) Østergaard, V., Optimale foderrationer til malkekoen under forskellige forudsætninger. I: Østergaard, V. & Neimann-Sørensen, A. (Eds.), Optimale foderrationer til malkekoen. Foderværdi, foderoptagelse, omsætning og produktion, Statens Husdyrbrugsforsøg, pp ) Østergaard, S., Kristensen, T., Aaes, O., Kristensen, V.F., Jensen, M. og Clausen, S Planlægning af økonomisk optimal fodring af malkekøer. DJF rapport, Husdyrbrug nr. 54. Kvægets ernæring og fysiologi, Bind 2 - Fodring og produktion, Danmarks JordbrugsForskning, pp ) Ingvartsen, K.L. & Andersen, J.B Integration of metabolism and intake regulation: a review focusing on periparturient animals. J. Dairy Sci. 83, ) Ingvartsen, K.L., Aaes, O. & Andersen, J.B Effects of pattern of concentrate allocation in the dry period and early lactation on feed intake and lactational performance in dairy cows. Livest. Prod. Sci. 71, ) Ingvartsen, K.L., Houe, H. & Nørgaard, P., 2003b. Forebyggelse af fodringsbetingede sygdomme hos malkekøer. DJF rapport, Husdyrbrug nr. 54. Kvægets ernæring og fysiologi, Bind 2 - Fodring og produktion, Danmarks JordbrugsForskning, pp

5 9) Aaes, O., Fuldfoder kontra seperat tildeling af energirige foderrationer udfodret efter ædelyst eller restriktivt til malkekøer. I: Forskningsrapport 16, Statens Husdyrbrugsforsøg, Forskningscenter Foulum, ) Phipps, R.H., Bines, J.A., Weller, R.F. & Thomas, J Complete diets for dairy cows: a comparison between complete diets and separate ingredients. J. Agric. Sci. 103, ) Istasse, L., Reid, G.W., Tait, C.A.G. & Ørskov, E.R Concentrates for dairy cows: Effect of feeding method, proportion in diet, and type. Anim. Feed Sci. Technol. 15, ) Ingvartsen, K.L., Dewhurst, R.J. & Friggens, N.C. 2003a. On the relationship between lactational performance and health: is it yield or metabolic imbalance that cause production diseases in dairy cattle? A position paper. Livest. Prod. Sci. 83, ) Ingvartsen, K.L Metabolic profiles in dairy cows - a tool in dairy cow risk management. I: Proc. Cattle Consultancy Days 2004, Annual Conference for Bovine Veterinary Practitioners and Production Consultants, Nyborg, Denmark, ) Ingvartsen, K.L. & Friggens, N.C To what extent do variabilities in hormones, metabolites and energy intake explain variability in milk yield? Indsendt til Dom. Anim. Endocrinol. 15) Andersen, J.B., Larsen, T., Nielsen, M.O. & Ingvartsen, K.L Effect of energy density in the diet and milking frequency on hepatic long chain fatty acid oxidation in early lactating dairy cows. J. Vet. Med. A 49, ) Jorritsma, R., Jorritsma, H., Schukken, Y.H., Bartlett, P.C., Wensing, T. & Wentink, G.H Prevalence and indicators of post partum fatty infiltration of the liver in nine commercial dairy herds in The Netherlands. Livest. Prod. Sci. 68, KvægInfo nr.: 1487 Dansk Kvæg