Untersuchungen zur Bedeutung der Frequenz der Kieferschläge während des Wiederkauens für die Einschätzung der Wiederkauaktivität von Milchkühen
Rumination activity has considerable impact on the effectiveness of microbial fermentation in the forestomach system; furthermore, it affects the ruminal environment due to increased saliva secretion during rumination, and the rate of passage of digesta from the reticulorumen to the omasum. Thereby, rumination activity – defined as the number of chews during rumination per day – represents an important parameter for feeding practises. In nearly all studies, rumination activity is characterized by recording the daily duration of rumination. The frequency of chews during rumination is considered to be more or less constant and neglected. However, a study carried out with sheep indicated considerable interindividual variation of the frequency of chews. It was the objective of this study, to determine (a) the intraindividual and interindividual variability of the the duration of rumination cycles, the duration of the break between successive cycles and the frequency of chews during rumination, (b) to scrutinize a potential role of the composition of the ration for these parameters, and (c) to investigate whether a relation exists between the rate of feed consumption and the frequency of chews during rumination. Therefore, the rumination behaviour of 57 dairy cows was observed systematically under controlled conditions. In Exp. I-1, 32 dairy cows in late lactation were used. Sixteen cows (group A) received over four experimental periods (EP; each 2 weeks) constantly grass silage (9 kg DM/d) and concentrates according to their milk yield; in EP 5 grass silage was offered ad libitum. Sixteen cows (group B) got decreasing amounts of grass silage from EP 1 (7,5 kg DM/d) to EP 4 (5,4 kg DM/d). Rumination behaviour was investigated by observation. The duration of rumination cycles and the duration of the break was determined by using two stop watches, the number of chews per cycle was counted. In each EP 8-10 rumination cycles were evaluated on four days. Frequency of chews was calculated as Fnet = chews / duration of the cycle [min] and as Fbrutto = chews / (duration of the cycle + duration of the break) [min-1]. Intraindividual variability (VKintra) was calculated using the results from each animal at four days of observations; the interindividual variability (VKinter) was calculated by checking the variance of the means of all cows. The duration of the rumination cycles was on average 50-56 sec and was not influenced by the composition of the ration (VKintra 8,6 %, VKinter 9,3 % [group A], 15,3 % [group B]). The duration of the break between two rumination cycles was not influenced by group or EP and was on average 4,4 sec (VKintra 8,4 %, VKinter 6,8 %). Means for Fnet and. Fbrutto cows of group A in EP 1-4 were 66,4 chews/min and 60,8 chews/min, respectively; in EP 5 (grass silage ad libitum) frequency of chews was increased significantly (Fnet: 70,4 chews/min, Fbrutto: 65,0 chews/min). No significant changes were found in group B between EP 1 – 3 for Fnet (61,2 chews/min) and Fbrutto (60,0 chews/min); in EP 4 both parameters increased by about 5 %; highest results were found in EP 5 (grass silage ad libitum) (Fnet: 68,0 chews/min; Fbrutto: 63,0 chews/min). VKintra for Fnet and Fbrutto was 3,2 and 3,3 %, respectively; VKinter was not influenced by group or EP and was found to be 6,9 % on average. In Exp. I-2 27 dairy cows were used in late lactation. No significant relation was found between the rate of consumption of grass silage (g/min) and the frequency of chews during rumination. In Exp. I-3, the duration of rumination cycles, duration of the break and Fnet und Fbrutto were determined for 12 dairy cows during the dry period and in the fresh cow period. Although the amount of feed and the composition of the diet varied considerably, no significant differences were obvious between the periods for the parameters investigated. In Exp. II, 15 dairy cows in late lactation were investigated during 6 EP (14 days each). From EP 1 to EP 5, the forage-concentrate ratio was reduced (from 45 : 55 to 30 : 70), in EP 6, a ratio of 49 : 51 was offered. The duration of the rumination cycles and the duration of the break between two cycles did not differ depending on the EP (on average, 53,2 and 4,3 sec, respectively). Fnet and Fbrutto decreased from EP 1 (73,6 and 67,7 chews/min, respectively) to EP 5 (66,9 and 61,4 chews/min, respectively) significantly by about 9 %; in EP 6 both parameters increased by 7 %. VKinter was not influenced by EP; on average, it was for Fnet and Fbrutto 5,4 %. It can be concluded that the chews during rumination vary between individual cows considerably, while intraindividual variation is small. Fnet and Fbrutto are affected by the compositon of the ration. Accordingly, these parameters should be considered in studies investigating rumination behavior in future - especially, as the frequency of chews enables at least a rough estimation of rumination activity with extremly simple means. Further studies should be carried out to investigate the functional importance of the frequency of chews during rumination.
Die Wiederkauaktivität beeinflusst die Effektivität der mikrobiellen Fermentation in den Vormägen, das ruminale Milieu infolge der mit dem Wiederkauen verbundenen, erhöhten Speichelsekretion und die Passagerate von Ingesta aus dem Retikulorumen in den Psalter. Die Wiederkauaktivität – definiert als die Anzahl der Kieferschläge während des Wiederkauens pro Tag - ist damit ein für die praktische Fütterung wichtiger Parameter. In der Literatur wird die Wiederkauaktivität nahezu ausschließlich durch Erfassung der täglichen Wiederkaudauer beschrieben. Die Frequenz der Kieferschläge während des Wiederkauens wird allgemein als mehr oder weniger konstant und damit als ein vernachlässigbarer Faktor angesehen. Eine Studie, die mit Schafen durchgeführt wurde, lässt jedoch auf eine erhebliche interindividuelle Variabilität dieses Parameters schließen. Es war das Ziel der vorliegenden Arbeit, in einer orientierenden Studie bei Milchkühen (a) die intra- und interindividuelle Variabilität der Dauer der Wiederkauzyklen, der Dauer der Pause zwischen aufeinanderfolgenden Zyklen und der Frequenz der Kieferschläge während des Wiederkauens zu bestimmen, (b) eine mögliche Beeinflussung dieser Parameter durch die Zusammensetzung der Ration zu prüfen sowie (c) zu untersuchen, ob eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Futteraufnahme und der Frequenz der Kieferschläge während des Wiederkauens besteht. Dazu wurde das Wiederkauverhalten von insgesamt 57 Milchkühen unter kontrollierten Bedingungen näher charakterisiert. In Versuch I-1 wurden 32 spätlaktierende Milchkühe einbezogen; die Tiere wurden in einem Liegeboxenlaufstall gehalten. Sechzehn Kühe (Gruppe A) erhielten über vier Versuchsperioden (VP; jeweils 2 Wochen) konstant Grassilage (9 kg TS/d) sowie Kraftfutter entsprechend der Milchleistung; in der fünften Versuchsperiode wurde die Grassilage ad libitum angeboten. Bei 16 Kühen (Gruppe B) wurde die Menge der Grassilage von VP 1 (7,5 kg TS/d) schrittweise in Intervallen von zwei Wochen auf 5,4 kg TS in VP 4 reduziert; in VP 5 erhielten auch die Tiere in Gruppe B die Grassilage ad libitum. Das Wiederkauverhalten wurde untersucht, indem die Kühe während des Wiederkauens beobachtet wurden. Die Dauer der Wiederkauzyklen und die Dauer der Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wiederkauzyklen wurden mit Hilfe von zwei Stoppuhren bestimmt, die Anzahl der Kieferschläge (KS) während eines Zyklus wurde gezählt. Von jedem Tier wurden in jeder VP an jeweils vier Tagen jeweils 8-10 Wiederkauzyklen ausgewertet. Die Frequenz der Kieferschläge wurde errechnet als Fnet= KS / Zyklusdauer [min-1] sowie als Fbrutto = KS / (Zyklusdauer + Dauer der Pause) [min-1]. Die intraindividuelle Variabilität (VKintra) wurde berechnet aus den Ergebnissen eines Tieres an vier Untersuchungstagen; die interindividuelle Variabilität (VKinter) ergab sich aus der Varianz der Mittelwerte aller Kühe. Die Dauer der Wiederkauzyklen betrug im Mittel 50-56 sec; eine Abhängigkeit von der Rationszusammensetzung war nicht nachweisbar (VKintra 8,6 %, VKinter 9,3 % [Gruppe A], 15,3 % [Gruppe B]). Die Dauer der Pause zwischen zwei Zyklen wurde nicht durch die Gruppenzugehörigkeit und VP beeinflusst und dauerte im Mittel 4,4 sec (VKintra 8,4 %, VKinter 6,8 %). Fnet bzw. Fbrutto lagen als Mittelwert der VP 1-4 für Gruppe A bei 66,4 KS/min bzw. 60,8 KS/min; in VP 5 (Grassilage ad libitum) erhöhte sich die Frequenz signifikant auf 70,4 KS/min (Fnet) bzw. 65,0 KS/min (Fbrutto). In Gruppe B wurden zwischen VP 1, VP 2 und VP 3 keine signifikanten Unterschiede für Fnet (61,2 KS/min) und Fbrutto (60,0 KS/min) nachgewiesen; in VP 4 nahmen beide Parameter um ca. 5 % ab; die höchsten Werte wurden in VP 5 (Grassilage ad libitum) ermittelt (Fnet: 68,0 KS/min; Fbrutto: 63,0 KS/min). Der VKintra betrug für Fnetund Fbrutto 3,2 bzw. 3,3 %, der VKinter wurde nicht durch Gruppe oder VP beeinflusst und lag für beide Parameter bei 6,9 %. In Versuch I-2 konnte bei 27 Milchkühen in Spätlaktation keine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Aufnahme von Grassilage und der Frequenz der Kieferschläge während des Wiederkauens nachgewiesen werden. In Versuch I-3 wurde die Dauer der Wiederkauzyklen, die Dauer der Pause zwischen zwei Zyklen sowie Fnet und Fbrutto bei 12 Milchkühen in der Trockenstehzeit und während der Hochlaktation erfasst. Zwischen beiden Beobachtungsperioden mit sehr unterschiedlicher Futtermenge und Rationszusammensetzung waren keine Unterschiede bzgl. der o. a. Parameter nachweisbar. In Versuch II wurden 15 spätlaktierende Milchkühe innerhalb von 6 VP (jeweils 14 Tage) beobachtet; von VP 1 bis VP 5 wurde das Grundfutter-Kraftfutter-Verhältnis reduziert (von 45 : 55 auf 30 : 70), in VP 6 wurde ein Verhältnis von 49 : 51 angeboten. Die Dauer der Wiederkauzyklen und der Pause erwies sich als unabhängig von der VP (im Mittel 53,2 bzw. 4,3 sec), Fnet und Fbrutto nahmen von VP 1 (73,6 bzw. 67,7 KS/min) bis VP 5 (66,9 bzw. 61,4 KS/min) signifikant um ca. 9 % ab; in VP 6 erfolgte eine Zunahme beider Parameter um 7 %. Der VKinter lag für Fnetund Fbrutto bei im Mittel 5,4 % und wurde nicht durch die VP beeinflusst. Die Versuchsergebnisse lassen den Schluss zu, dass sich die Frequenz der Kieferschläge (Fnetund Fbrutto) während des Wiederkauens bei nur sehr geringer intraindividueller Variabilität interindividuell erheblich variiert und darüber hinaus von der Zusammensetzung der Ration beeinflusst wird. Damit sollten diese Parameter bei Untersuchungen zur Wiederkauaktivität zukünftig berücksichtigt werden, zumal die Frequenz der Kieferschläge potentiell auch eine methodisch sehr einfache Abschätzung der Wiederkauaktivität (KS/d) ermöglicht. Weitere Studien zur Überprüfung der funktionellen Bedeutung der Frequenz der Kieferschläge erscheinen erforderlich.
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