Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Maria Margarethe Leurs

Einfluss unterschiedlicher Fütterungskonzepte

im peripartalen Zeitraum und der Laktation

auf die Gesundheit und die Körpermassenentwicklung

von Sauen und Ferkeln

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-109271

title (eng.)

Influence of different feeding concepts during parturition and lactation on health and performance of sows and piglets

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2016

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/leursm_ws16.pdf

abstract (deutsch)

In der vorliegenden Studie wurde eine restriktive Fütterung von Sauen im Abferkelstall durch ein ad libitum angebotenes rohfaserreiches Mischfutter im peripartalen Zeitraum (Tag 7 a.p. bis Tag 2 p.p.) bzw. ein konventionelles pelletiertes Laktationsfutter ab Tag 3 der Laktation ergänzt, um den Einfluss dieses Fütterungsansatzes auf verschiedene Parameter der Sauen- und Ferkelgesundheit sowie der Sauen- und Ferkelentwicklung in der Laktation näher charakterisieren zu können. Von der Einstallung in den Abferkelstall (Tag 7 a.p.) bis zum Tag des Absetzens (Tag 35) wurde einer Gesamtanzahl von 47 Sauen zweimal täglich ein konventionelles Laktationsfutter nach einem restriktiven Fütterungsschema (bis Tag 1 p.p. ca. 2,5 kg TS/Tag; danach Anhebung der Futtermenge um ca. 0,5 kg/Tag bis zu einer nahezu ad-libitum-Fütterung ab Tag 10) zugeteilt. Darüber hinaus wurde den Sauen der Versuchsgruppe (n=24) über einen kleinen Automaten zusätzliches Futter zur freien Aufnahme angeboten. Dieser Automat enthielt bis Tag 2 p.p. eines von zwei ähnlich konzipierten rohfaserreichen pelletierten Mischfuttermitteln (Rohfaserpellet 1 und 2). Beide Rohfaserpellets wurden zur besseren Akzeptanz der Sauen mit ca. 15 % Laktationsfutter versetzt. Ab Tag 3 p.p. erfolgte die Befüllung der Automaten mit dem konventionellen Laktationsfutter. Beide Rohfaserpellets bestanden zu einem Großteil aus Gerstenschrot zusammen mit druckhydrothermisch aufgeschlossenen Sojabohnenschalen (Rohfaserpellet 1; pro kg TS: 119 g Rp; 197 g Rfa, 10,1 MJ ME) oder einer Kombination aus druckhydrothermisch aufgeschlossenen Sojabohnenschalen und Haferschälkleie (Rohfaserpellet 2; pro kg TS: 125 g Rp, 179 g Rfa; 10,0 MJ ME). Die Aufteilung der Sauen in die jeweiligen Gruppen erfolgte randomisiert. Es wurde jeweils eine restriktiv gefütterte Kontrollgruppe zusammen mit einer ad libitum gefütterten Rohfasergruppe in einem Abferkelabteil aufgestallt. Somit ergaben sich folgende Kombinationen: Kontrollgruppe 1 (K 1; n=10) und Rohfasergruppe 1 (Rfa 1; n=12) sowie Kontrollgruppe 2 (K 2; n=13) und Rohfasergruppe 2 (Rfa 2; n=12).

Die Dokumentation der Futteraufnahme erfolgte täglich. Zur Geburt wurde die Anzahl lebend, tot und mumifiziert geborener Ferkel sowie die Geburtslänge und das Geburtsintervall zwischen zwei Ferkeln erfasst. Innerhalb von 24 h nach Abferkelung der letzten Sau erfolgte ein Wurfausgleich auf 13,4 ±1,11 Ferkeln bei den restriktiv und 13,0 ±1,60 Ferkeln bei den ad libitum gefütterten Sauen. Zur Einschätzung der Kolostrumaufnahme der Ferkel diente eine Bestimmung des Immunokrits, Protein-, Albumin- sowie γ-Globulin-Gehalts im Serum von jeweils zwei leichten und schweren Ferkeln eines Wurfes 48 h post natum. Zudem erfolgte rund um die Geburt (Tag -7, -2, 1, 3) eine Bestimmung der Cortisolkonzentration im Speichel der Sauen. Die Kotkonsistenz und Kotzusammensetzung (Kotscore, TS-Gehalt, pH-Wert) der Sauen im peripartalen Zeitraum wurde in zweitägigen Abständen ermittelt. In zur Einstallung sowie 24-48 h p.p. und zu Beginn der dritten Laktationswoche entnommenen Kotproben wurden mittels 16S rRNA-Analysen das fäkale Mikrobiom und im Kot unmittelbar p.p. kulturell die Anzahl von C. perfringens bestimmt. Die Entwicklung der Körpermasse der Sauen wurde durch Wiegungen und Messungen der Rückenspeckdicke (RSD) (Tag -7, 1, 14, 35) und die der Ferkel durch wöchentliche individuelle Wiegungen ermittelt. Mithilfe des Wurfzuwachses wurde unter Berücksichtigung der Beifutteraufnahme der Ferkel zudem die tägliche Milchleistung der Sauen errechnet. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Arbeit werden nachfolgend zusammengefasst:

Einfluss eines ad libitum angebotenen rohfaserreichen Mischfutters ergänzend zu einer restriktiven Gabe eines Alleinfutters für laktierende Sauen im peripartalen Zeitraum auf die Sauen- und Ferkelgesundheit

Die zusätzlich zum restriktiv zugeteilten Laktationsfutter durchschnittlich täglich aufgenommene Menge des Rohfaser-/ Laktationsfuttergemisches betrug in den Tagen vor der Geburt 2,13 ±1,15 kg TS (Rohfasergruppe 1) und 3,14 ±0,68 kg TS (Rohfasergruppe 2). Somit erreichten die ad libitum gefütterten Sauen durch das zusätzliche Angebot der Rohfaser-/Laktationsfuttermischung bereits ante partum hohe TS-Aufnahmen von 5-6 kg TS/Tag. Ad libitum gefütterte Sauen, welche zeitweise einer Temperatur von >25 °C ausgesetzt waren, zeigten eine um ca. 1 kg reduzierte Futteraufnahme. Sowohl die Anzahl lebend, tot und mumifiziert geborener Ferkel als auch die untersuchten Blutparameter im Ferkelserum unterschieden sich zwischen den Fütterungsgruppen nicht signifikant. Im Vergleich zur Kontrollgruppe war das Geburtsintervall in der Rohfasergruppe 2 signifikant kürzer (16,3 ±6,74 Min vs. 11,0 ±3,49 Min; p=0,04). Die saliväre Cortisolkonzentration aller Sauen stieg zur Geburt hin signifikant an (von 1-2 ng/ml auf 6-8 ng/ml) und war 72 h p.p. bei den Tieren der Kontrollgruppe signifikant höher als bei den Sauen beider Rohfasergruppen (7,31 bzw.10,3 [K 1 bzw. K2]/ 3,25 ±1,90[Rfa 1]/ 3,42 ±1,82 ng/ml [Rfa 2]; p=0,01). Die hohen Aufnahmen von Faser- und Gerüstsubstanzen führten zu einem signifikant weicheren Kot mit signifikant niedrigeren pH-Werten der Sauen beider Versuchsgruppen im peripartalen Zeitraum. Die Anzahl KbE von C. perfringens im unmittelbar nach der Geburt entnommenen Sauenkot war im Vergleich zu den jeweiligen Kontrollgruppen in der Rohfasergruppe 1 um das 10-fache (p=0,01) und in der Rohfasergruppe 2 sogar um das 100-fache reduziert (p<0,0001) (ca. 4,5 [K 1 und 2]/ 3,02 ±0,76 [Rfa 1]/ 2,10 ±1,50 [Rfa 2] log10 KbE/g Kot). Zudem führte die faserreiche Fütterung zu einer veränderten Zusammensetzung des fäkalen Mikrobioms: Während zur Einstallung sowie zwei Wochen nach Ende der Rohfaser-Supplementation keine signifikanten Differenzen der wesentlichen Bakterienfamilien zwischen den Gruppen nachweisbar waren, wurden nach 7-tägiger Rohfasersupplementation zum Zeitpunkt der Geburt im Kot der Versuchsgruppen signifikant weniger Ruminococcaceae (25 % [K 1 und 2]/ 13 % [Rfa 1]/ 15 % [Rfa 2]; p<0,0001) und mehr Lachnospiraceae (8/ 14/ 13 %; p=0,0002) und Lactobacillaceae (7,5/ 10/ 19 %; p=0,0009) nachgewiesen.

Einfluss einer ad-libitum-Fütterung in der Laktation auf die Sauen- und Ferkelentwicklung

Die bereits an hohe Futtermengen adaptierten Sauen der ad libitum gefütterten Gruppe erreichten durch eine zügige Steigerung der Futtermenge p.p., bereits am 3. Laktationstag mit einer TS-Aufnahme von ca. 7 kg TS/Tag ähnlich hohe Futtermengen wie in der späteren Laktation. Dies führte zu einer signifikant höheren Futteraufnahme dieser Sauen in der ersten Laktationswoche (5,08 ±0,52 kg TS vs. 5,93 ±0,77 kg TS; p=0,0004) und somit zu einer tendenziell höheren täglichen Futteraufnahme in der gesamten Laktation (6,75 ±0,44 kg TS vs. 7,02 ±0,81 kg TS). Zudem verloren die ad libitum gefütterten Sauen während der Zeit im Abferkelstall bei vergleichbaren Einstallgewichten (279 ±36,3 kg vs. 288 ±27,8 kg) und RSD (16,9 ±3,24 mm vs. 17,1 ±4,21 mm) signifikant weniger Körpermasse (-39,1 ±15,5 kg vs. -26,3 ±13,2 kg; p=0,01) und RSD (-4,04 ±1,74 mm vs. -2,52 ±2,04 mm; p=0,017) als die Kontrolltiere. Dies hatte zur Folge, dass diese Tiere am Ende der Laktation im Vergleich zu den restriktiv gefütterten Sauen signifikant schwerer waren (240 ±31,9 kg vs. 261 ±35,0 kg; p=0,049) und eine tendenziell größere RSD aufwiesen (12,9 ±3,29 mm vs. 14,5 ±3,33 mm). Obwohl die Ferkel zu Beginn der Laktation in der ad-libitum-Gruppe signifikant leichter waren (1,49 ±0,17 kg vs. 1,36 ±0,14 kg; p=0,012), wiesen alle Ferkel am Ende der Laktation vergleichbare Körpergewichte auf (11,1 ±0,99 kg vs. 11,0 ±1,28 kg). Die mittlere tägliche Milchleistung unterschied sich nicht zwischen den Gruppen (12,5 ±2,34 kg vs. 12,5 ±1,90 kg), was insbesondere auf die vergleichsweise niedrige Milchleistung der unter hohen Temperaturen gehaltenen Tiere der Versuchsgruppe zurückzuführen war. Jedoch produzierten die ad libitum gefütterten Sauen tendenziell größere Milchmengen in den letzten beiden Laktationswochen.

Insgesamt lässt sich festhalten, dass die hohen TS-Aufnahmen der ad libitum gefütterten Sauen bereits im peripartalen Zeitraum im Gegensatz zu den Beobachtungen früherer Untersuchungen (NEIL et al. 1996; MAES et al. 2010; PAPADOPOULOS et al. 2010), weder zu Störungen des Geburtsprozesses führten, noch ein höheres Vorkommen von MMA oder eine temporäre Reduktion der Futteraufnahme im Laufe der Laktation induzierten. Durch diese Art der Fütterung wurden höhere TS-Aufnahmen auch in der Laktation erreicht, welche sich positiv auf die Entwicklung der Körpersubstanz von Sauen und Ferkeln auswirkten. Zudem könnten die faserbedingten Veränderungen der mikrobiellen Kotzusammensetzung dazu beitragen, das Risiko früher Durchfallerkrankungen von Saugferkeln zu senken. Insgesamt erwies sich dieses Fütterungssystem bei Temperaturen bis 25 °C somit als empfehlenswert im Hinblick auf die Gesundheit und Entwicklung von Sauen- und Ferkeln. Bei Temperaturen von > 25 °C scheint jedoch eine aus wenigen Mahlzeiten bestehende Fütterung eher empfehlenswert zu sein. Im Laufe der weiteren Laktation wäre ein Einsatz dieser ad-libitum-Automaten zudem im Hinblick einer individuellen Supplementation eines proteinreichen Ergänzungsfuttermittels besonders für hoch leistende Sauen zur Vermeidung überdurchschnittlich großer Verluste von Körperreserven sehr gut denkbar.

abstract (englisch)

A manually restricted feeding regime of sows in farrowing pens was supplemented with a separate allocation of a high fiber diet (d-7 – d2 p.p.) or lactation diet (d3 onwards) to examine if this feeding concept leads to beneficial effects for sows and piglets.

From day 109 (d-7) of gestation, a total of 47 sows were fed daily two portions of a commercial lactation diet until d35 of lactation following a manually controlled restricted feeding scheme (up to d1 p.p. 2.5 kg DM/d, afterwards increasing food supply of 0.5 kg DM/d until near ad libitum feeding from d 10 p.p. onwards). Furthermore a number of 24 sows (ad libitum fed group) had the possibility to get additional feed out of an extra feeding dispenser containing from d-7 until d2 one of two slightly different high fibre pellets (high fibre pellet 1 and 2). To improve the acceptance of pellet 1 and 2 by the sows, both were mixed with 15 % of the commercial lactation feed. From d3 p.p. onwards lactation diet was filled into the extra feeding dispensers. Both high fibre pellets consisted mainly of barley in addition to hydrolyzed soybean hulls (high fibre pellet 1; per kg DM: 119 g XP; 197 g XF, 10,1 MJ ME)) or alternatively a combination of hydrolyzed soybean hulls and oat bran (high fibre pellet 2; per kg DM: 125 g XP, 179 g XF; 10,0 MJ ME). Sows were randomly divided into groups. Sows of both of the high fibre group and restricted fed control group were housed in one farrowing room side by side, so that high fibre group 1 (HFG 1; n=12) was compared to control group 1 (C 1; n=10) and high fibre group 2 (HFG 2; n=12) was compared to control group 2 (C 2; n=13).

Feed intake of sows was measured daily. Furthermore not only the number of total born, live-born and stillborn piglets but also the duration of farrowing and birth interval of the piglets was determined. Within 24h after parturition of the last sow, litters were standardized (ad libitum fed sows n=13.0 ±1.60, restrictive fed sows n=13.4 ±1.11) by cross-fostering piglets. In order to evaluate the colostrum intake of the piglets, blood was taken from two small and heavy piglets of each litter 48 h post natum. In the obtained serum the immunocrit-ratio and concentration of protein, albumin and γ-globulin were analyzed. Around farrowing (d-7, -2, 1, 3) salivary samples of all sows were taken for cortisol determination. Faecal samples were used to record their texture and composition (scoring, DM-content, pH value). Furthermore in sow’s faeces the microbiome was analyzed on d-7, 24-48 h p.p. and d 16 p.p. using a 16S rRNA analysis and the bacterial count of C. perfringens was culturally determined in faeces directly after parturition. On d-7, d1, d14 and d35 body weight and back fat thickness of each sow were assessed; each piglet was weighed weekly. By means of litter weight gain and creep feed intake of the piglets, daily milk production of the sows could be calculated. The essential results are summarized below:

Influence of an ad libitum supplementation of a high fibre diet during parturition in addition to a restrictive feeding regime on the health of sows and piglets

The voluntary feed intake in DM of the fibre-lactation-diet mixture a. p. was 2.13 ±1.15 kg in HFG 1 and 3.14±0.68 kg in HFG 2. This led to a higher DM intake ante partum in the ad libitum fed-groups about 5-6 kg DM/d. Ad libitum fed sows, which were housed temporarily under high ambient temperatures >25 °C showed a reduced feed intake by 1 kg DM. There weren’t any significant differences concerning both, the number of total born, live-born and stillborn piglets and the analyzed piglets’ serum parameters. Birth interval between piglets was significantly reduced in the HFG 2 compared to C 2 (16.3 ±6,74 min vs. 11.0 ±3.49 min; p=0.04). A rise in salivary cortisol concentrations could be seen in all groups 24 h p.p. compared to d -2 (Increase from 1-2 ng/ml up to 6-8 ng/ml). While the cortisol concentration of the ad libitum fed sows decreased thereafter, the cortisol concentration of both control groups was still increasing and significantly higher 72 h p.p. (7.31-10.3 ng/ml [C1 and C2] vs. 3.25 ±1.90 ng/ml [HFG 1], 3.42 ±1.82 ng/ml [HFG 2]; p=0.01). Due to the high fibre intake the dry matter content and pH value in faecal samples were significantly lower around parturition in both high fibre groups. Bacterial counts of C. perfingens in the faeces directly p.p. were 10 times lower in the HFG 1 (p=0.01) and 100 times lower in HFG 2 (p<0.0001) compared to C 1 and C 2 (C 1 and C 2/HFG 1/HFG 2: about 4.5/ 3.02 ±0.76/ 2.10 ±1.50 log10 CFU/g faeces). Furthermore a change of the microbiome of the sow’s faeces could be noticed: While there weren’t any significant differences in the microbiome at d-7 and d16 p.p., significantly differences could be detected 7 days after introducing the high fibre diet. In HGF 1 and 2 a lower percentage of Ruminococcaceae (25 % [C1 and 2]/ 13 % [HFG 1]/ 15 % [HFG 2]; p<0.0001) and higher percentages of Lachnospiraceae (8/ 14/ 13 %; p=0.0002) and Lactobacillaceae (7.5/ 10/ 19 %; p=0.0009) were analyzed.

Influence of an ad libitum feeding regime during lactation on the performance of sows and piglets

The sows of the ad libitum fed groups, which were already adapted to high feed amounts, showed a rapid increase in DM intake p.p., so that they reached nearly the average daily feed intake of the lactation period already on d3 p.p (about 7 kg DM/d). This resulted in a significantly higher DM intake in the first week of lactation (5.08 ±0.52 kg DM vs. 5.93 ±0.77 kg DM; p=0.0004) and a slightly higher DM intake during lactation (6.75 ±0.44 kg DM vs. 7.02 ±0.81 kg DM). Although all sows had similar weights (279 ±36.3 kg vs. 288 ±27.8 kg) and back fat thickness (16.9 ±3.24 mm vs. 17.1 ±4.21 mm) at the beginning of the trial, both, the loss of weight (-39.1 ±15.5 kg vs. -26.3 ±13.2 kg; p=0.01) and back fat thickness was significantly lower (-4.04 ±1.74 mm vs. -2.52 ±2.04 mm; p=0.017) in the ad libitum fed group from d-7 until d35. This is the reason why these sows were significantly heavier at weaning (240 ±31.9 kg vs. 261 ±35.0 kg; p=0.049) and had slightly higher backfat depths (12.9 ±3.29 mm vs. 14.5 ±3.33 mm). Although the piglets of the ad libitum fed sows showed a significantly reduced body weight at birth (1.49 ±0.17 kg vs. 1.36 ±0.14 kg; p=0.012), average body weight of all piglets was nearly the same at the end of lactation (11.1 ±0.99 kg vs. 11.0 ±1.28 kg). Average daily milk yield did not differ between the groups (12.5 ±2.34 kg vs. 12.5 ±1.90 kg), which could be related to the comparatively low milk yield of the ad libitum fed sows during high ambient temperatures. However, the milk yield in week 4 and 5 of lactation was in tendency higher in the ad libitum fed group.

In conclusion a higher feed intake a. p. did not interfere with the farrowing process, nor increased the incidence of MMA or led to a temporally reduced feed intake in lactation, which is in contrast to what was reported earlier (NEIL et al. 1996; MAES et al. 2010; PAPADOPOULOS et al. 2010). Furthermore ad libitum fed sows showed a higher DM intake throughout lactation, which had beneficial effects on body condition of sows and weight gain of piglets. Due to the high fibre intake the sow’s microbiota of the faeces at parturition changed, which could be a helpful tool in reducing the risk of early neonatal diarrhea of the suckling piglets. Therefore the tested feeding concept improved health and performance of sows and piglets provided that the ambient temperature does not exceed 25 °C. If the temperature exceeds 25 °C, a feeding regime with only a few meals per day seems to be preferable. Henceforth it could be also conceivable using the individual feeding dispenser for supplementation of a protein rich diet for high producing sows during lactation.

keywords

ad libitum, peripartal, Fütterung, sow, lactation, high fibre

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