Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur Kobalt-Versorgung von Milchkühen

Stemme, Kirsten

To study the influence of cobalt supplements on the ruminal vitamin B12-synthesis and on the vitamin B12-status of dairy cows and their calves a metabolism experiment and a feeding trial were performed. Beside this the effect on feed intake, milk yield and milk composition was studied. In the metabolism experiment as well as in the feeding trial cows were fed wilted grass silage as roughage, additionally dairy concentrate and balancing concentrate, which contained for controls the natural cobalt only, whereas the balancing concentrate for the experimental groups was supplemented with cobalt sulfate (CoSO4* 7 H2O). The metabolism experiment was carried out with 5 lactating German Holstein cows, which were fitted with rumen and duodenal canulae, using an incomplete cross over design. The ration consisted of 10 kg grass silage dry mater (DM), 3 kg dairy concentrate and 1 kg balancing concentrate with or without cobalt supplements. The cobalt content in the control ration amounts to 0.17 mg Cobalt/kg DM and 0.29 mg/kg DM in the experimental ration. The experimental was divided into two periods of 21 days each, in which subsequently the control and the experimental rations were fed. After a 14 day adaptation time samples of rumen fluid and duodenal chyme were taken to study the dry mater and nutrient flux in the small intestine. Additionally cobalt- and vitamin B12-concentrations were determined in the duodenal digesta to study the rate of microbial vitamin B12-synthesis. In the feeding trial, which comprised two periods, the vitamin B12-status of lactating cows was under study as dependent on the cobalt-supply. In the first period, lasting 112 days, 54 cows were divided into 3 groups of 18 animals each and allotted to 3 cobalt-levels in the ration (0.13, 0.20 and 0.27 mg Co/kg DM). They were fed 1 kg balancing and dairy concentrate according to milk yield up to 10 kg. Afterwards in the second period 10 cows of the control group (0.13 mg Co/kg DM) an 10 cow of the highest supplemented experimental group (0.27 mg Co/kg DM) were fed their rations till calving. During the experiment blood samples were taken at start and in different intervals. Beside this samples from the liver were taken on experimental day 100 and 200 and on the day of calving. Dry matter intake from roughage and concentrates as well as milk yield were recorded daily, milk composition twice a week. Additionally venous blood samples of the calves were taken directly after birth for vitamin B12-determination in the serum. The results obtained can be summarised as follows: Rumen parameters The pH-value, the volatile fatty acid as well as the ammonia concentration in the rumen were found to be in the physiological range. Dietary cobalt supplements did not affect these parameters significantly, leading to the conclusion that these ruminal conditions did not impair vitamin B12-synthesis. Microbial vitamin B12-synthesis The increase of the cobalt concentration in the ration from 0.17 mg/kg DM to 0.29 mg/kg DM resulted in significant different amounts of vitamin B12 reaching the duodenum. Assuming a recovery rate as found to be on average 89.6 ± 6.8% the efficiency of cobalt utilisation for ruminal vitamin B12-synthesis was calculated to be 7.5 ± 1.4% for the unsupplemented and 11.1 ± 3.2% for the supplemented ration. This difference proved to be statistically significant (p<0.05). Vitamin B12-concentration in the serum The comparison of the cobalt levels of all cows used in the experiments with data from literature leads to the conclusion, that the cobalt supply was sufficient, as the various cobalt levels did not significantly affect vitamin B12-concentrations in the serum. However an increase of the vitamin B12-concentration was detected in the course of lactation for all dietary cobalt levels. Cobalt- and vitamin B12-concentration in liver tissue The cobalt- and vitamin B12-concentration in the liver decreased in the course of lactation. However the experimental group showed a tendency towards higher values on experimental day 100 and 200. At calving this difference proved to be significant (0.51 ± 0,06 mg Vitamin B12/kg FW versus 0.64 ± 0,06 mg vitamin B12/kg FW). Vitamin B12-concentration in milk Dietary cobalt levels did not affect vitamin B12 concentration in milk. Only a marginal increase was detected in the course of lactation from 3.77 ± 1.41 to 4.75 ± 3.05 ng vitamin B12/ml for controls and from 3.66 ± 1.03 to 4.44 ± 0.96 ng vitamin B12/ml for the supplemented cows. Vitamin B12-concentrations in the colostrum were detected to be 4 to 6 times higher as compared to milk. Colostrum showed a tendency towards a higher vitamin B12-concentration (21.0 ± 8.4 versus 16.7 ± 11.9 ng/ml) due to cobalt supplementation, but the results failed to reach significance. Concentration of further parameters determined in the serum Dietary cobalt supplements to the ration did not affect folic acid, iron, ß-hydroxic butyric acid, urea, total bilirubin and various liver specific enzymes, such AST, GLDH and g -GT. Dry matter intake The cobalt supplements did not cause significant alterations in dry matter intake. Milk yield and milk composition In the period under study cobalt supplements did not significantly affect milk performance. The average FCM yield, calculated over the first 112 experimental days, amounts to 29.0 ± 5.2 kg for controls and 29.7 ± 5.7 kg or 28.7 ± 4.4 kg for the experimental groups (II and III) respectively. The same relations were found for the second part of the feeding trial. Fat, protein and lactose concentrations were also not affected by cobalt treatments. Vitamin B12-concentration in the serum of calves Cobalt supplements to the ration of pregnant cows did not result in increased vitamin B12-levels in the serum of their calves, before they received colostrum. After the intake of colostrum the vitamin B12-concentration in the serum of the calves increased in both groups (342 ± 162 vs. 361 ± 186 pg/ml) and decreased afterwards. From the results it can be concluded that a cobalt content in the ration of 0.13 mg Co/kg DM seems to be sufficient. This value is lower as the GfE allowances of 0.20 mg Co/kg DM.  

In einem Stoffwechselversuch an fistulierten Milchkühen und einem Fütterungsversuch wurde der Einfluss von Kobalt-Ergänzungen auf die mikrobielle Vitamin B12-Synthese im Pansen sowie auf den Kobalt- und Vitamin B12-Status von Milchkühen und deren Kälbern geprüft. Des weiteren wurden Einflüsse auf Futteraufnahme, Milchmenge und Milchinhaltsstoffe untersucht. Sowohl im Versuch mit fistulierten Milchkühen als auch im Fütterungsversuch erhielten die Tiere angewelkte Grassilage als Grundfutter sowie Milchleistungsfutter und mineralisiertes Ausgleichskraftfutter, das für die Kontrollgruppe nur den nativen Kobalt-Gehalt enthielt. Dem Ausgleichskraftfutter für die Gruppen mit Kobalt-Zulage war Kobalt-Sulfat (CoSO4 * 7 H2O) zugesetzt. Der Versuch an fistulierten Tieren wurde mit 5 laktierenden, mit Pansen- und Duodenalfisteln versehenen Milchkühen ("Deutsche Holstein") in Form eines unvollständigen Cross-overs durchgeführt. Als Ration erhielten alle Tiere 10 kg T Grassilage, 3 kg Milchleistungsfutter und 1 kg des Ausgleichskraftfutters ohne bzw. mit Kobalt-Zulage. Der Kobalt-Gehalt der Ration betrug ohne Kobalt-Zulage 0,17 mg/kg T und mit Kobalt-Zulage 0,29 mg/kg T. Der Versuch unterteilte sich in zwei Versuchsperioden zu 21 Tagen, in denen nacheinander entweder die Ration ohne bzw. mit Kobalt-Ergänzung gefüttert wurde. Nach jeweils 14-tägiger Adaptation an die Ration wurden Pansensaftproben zur Charakterisierung des Pansenmilieus und Duodenalchymus-Proben zur Ermittlung der Trockensubstanz- und Nährstoffflüsse am Dünndarm gewonnen. Um Aussagen über die mikrobielle Vitamin B12-Synthese machen zu können, wurden die Kobalt- und Vitamin B12-Konzentrationen im Dünndarminhalt sowie deren Flussraten am Duodenum bestimmt. In einem zweiteiligen Fütterungsversuch wurde der Vitamin B12-Status von Milchkühen in Abhängigkeit von ihrer Kobalt-Versorgung untersucht. Hierfür standen zunächst (Teil I, 112 Versuchstage) 54 laktierende Milchkühe ("Deutsche Holstein") zur Verfügung, die in drei Gruppen mit unterschiedlicher Kobalt-Versorgung aufgeteilt wurden (0,13 ; 0,20 und 0,27 mg Co/kg Futter-T). Die Ration bestand aus Grassilage ad libitum (mittlere tägliche T-Aufnahme 11,4 kg), 1 kg Ausgleichskraftfutter (ohne bzw. mit Co-Zulage) und bis zu 10 kg Milchleistungsfutter. Im Anschluss an die ersten 112 Tage wurde der Fütterungsversuch mit jeweils 10 Tieren aus der Kontrollgruppe (0,13 mg Co/kg T) und der am höchsten supplementierten Gruppe (0,27 mg Co/kg T) bis zur Abkalbung (etwa Versuchstag 280) bei unveränderter Ration fortgesetzt. Während der beiden Versuchsperioden wurden Blutproben zur Bestimmung von Vitamin B12 und weiterer Parameter gewonnen. Zur Bestimmung der Kobalt- und Vitamin B12-Konzentration im Lebergewebe erfolgte die Entnahme von Lebergewebe mittels Leberbiopsie (Versuchstag 100, 200 und zur Abkalbung). Die Vitamin B12-Konzentration in der Milch wurde zu Versuchsbeginn, am Versuchstag 220 und nach der Abkalbung ermittelt. Die Erfassung der Trockensubstanzaufnahme aus Grund- und Kraftfutter sowie der Milchmenge erfolgte täglich, die Bestimmung der Milchinhaltsstoffe dagegen zweimal pro Woche. Den Kälbern wurde unmittelbar nach der Geburt venöses Blut zur Bestimmung der Vitamin B12-Konzentration entnommen. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1.      Pansenparameter Der pH-Wert und die Konzentrationen an flüchtigen Fettsäuren und Ammoniak im Pansensaft lagen im Versuch mit fistulierten Milchkühen alle im physiologischen Bereich. Durch eine Kobalt-Ergänzung zur Ration konnten in Bezug auf diese Parameter keine signifikanten Unterschiede beobachtet werden. mikrobielle Vitamin B12-Synthese Bei Fütterung der Ration ohne Kobalt-Zulage (0,17 mg /kg T) und mit Kobalt-Zulage (0,29 mg/kg T) wurden signifikante Unterschiede in der täglich am Darm anflutenden Vitamin B12-Menge ermittelt. Unter Annahme einer mittleren Wiederfindungsrate für Kobalt im Duodenum von 89,6 ± 6,8% wurde ein signifikanter (p<0,05) Unterschied in der Kobalt-Nutzung für die mikrobielle Vitamin B12-Synthese beobachtet (7,5 ± 1,4% in der Kontrollgruppe und 11,1 ± 3,2% in der supplementierten Gruppe). Vitamin B12-Konzentration im Serum Alle ermittelten Vitamin B12-Konzentrationen im Serum wiesen auf eine ausreichende Kobalt-Versorgung hin. Bei Kobalt-Gehalten von 0,13; 0,20 und 0,27 mg Co/kg Futter-T wurden keine statistisch abzusichernden Unterschiede zwischen den Gruppen beobachtet. In allen drei Versuchsgruppen war mit zunehmender Laktationsdauer ein leichter Anstieg der Vitamin B12-Konzentration festzustellen. Kobalt- und Vitamin B12-Konzentration im Lebergewebe Im Verlauf der Laktation sanken die Kobalt- und Vitamin B12-Konzentrationen im Lebergewebe unabhängig von der Kobalt-Zulage, wobei die Konzentrationen in der supplementierten Gruppe am Versuchstag 100 und 200 tendenziell höher waren. Zum Zeitpunkt der Abkalbung war der Unterschied von 0,51 ± 0,06 mg Vitamin B12/kg FS (Kontrollgruppe) gegenüber 0,64 ± 0,06 mg Vitamin B12/kg FS (supplementierte Tiere) signifikant (p<0,05). Vitamin B12-Konzentration in der Milch Im Versuchsverlauf konnte ein geringfügiger Anstieg der Vitamin B12-Konzentration in der Milch in beiden Gruppen beobachtet werden (von 3,77 ± 1,41 auf 4,75 ± 3,05 ng/ml in der Kontrollgruppe bzw. von 3,66 ± 1,03 auf 4,44 ± 0,96 ng/ml in der mit Kobalt supplementierten Gruppe), dieser Unterschied war statistisch nicht abzusichern. Die Vitamin B12-Konzentrationen im Kolostrum waren etwa 4-6 mal höher als in der Milch, wobei durch die Kobalt-Zulage eine tendenzielle Erhöhung der Vitamin B12-Konzentration zu beobachten war (21,0 ± 8,4 vs.16,7 ± 11,9 ng/ml). Konzentrationen weiterer untersuchter Parameter im Serum Eine Beeinflussung der Konzentrationen an Folsäure, Eisen, Glukose, ß-Hydroxy-Buttersäure, Harnstoff, Gesamtbilirubin und einigen leberspezifischen Enzymen (AST, GLDH, g -GT) durch Kobalt-Zulage war nicht zu beobachten . Trockensubstanzaufnahme Die Kobalt-Ergänzungen hatten im Versuchszeitraum keine statistisch absicherbaren Einflüsse auf die tägliche Trockensubstanzaufnahme der Tiere. Milchleistung und Gehalt an Milchinhaltsstoffen Die Kobalt-Zulagen hatten im untersuchten Zeitraum keine signifikanten Einflüsse auf die Milchleistung und den Gehalt an Fett, Protein und Laktose. Die mittlere tägliche fettkorrigierte Milch-Menge (FCM) betrug während der ersten 112 Versuchstage 29,0 ± 5,2 kg/Tag in der Kontrollgruppe, während in den Versuchsgruppen im Mittel 29,7 ± 5,7 kg FCM/Tag (Gruppe II) bzw. 28,7 ± 4,4 kg FCM/Tag (Gruppe III) ermittelt wurden. Gleiches war auch im zweiten Teil des Fütterungsversuchs festzustellen. Vitamin B12-Konzentration im Serum der Kälber Durch Kobalt-Zulage an tragende Milchkühe konnten bei deren Kälbern keine Unterschiede in der Vitamin B12-Konzentration des Serums beobachtet werden, wenn diese noch kein Kolostrum aufgenommen hatten. Nach Aufnahme von Kolostrum nahm in beiden Gruppen die Vitamin B12-Konzentration im Serum der Kälber (342 ± 162 bzw. 361 ± 186 pg/ml) zu und sank ab dem 2. Lebenstag wieder ab. Unter den geprüften Versuchsbedingungen wurde durch Kobalt-Zulagen zur Ration kein nennenswerter Einfluss auf den Vitamin B12-Status von Milchkühen ausgeübt. Es lässt sich deshalb ableiten, dass für Milchkühe ein Kobalt-Gehalt in der Ration von 0,13 mg/kg Futter-T ausreichend ist. Damit liegt dieser Wert unter den derzeitigen Empfehlungen von 0,20 mg Co/kg T der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE).  

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Stemme, Kirsten: Untersuchungen zur Kobalt-Versorgung von Milchkühen. Hannover 2002. Tierärztliche Hochschule.

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