The impact of management on dairy calf welfare

No universal definition of animal welfare exists. However, an animal allowed expression of natural, innate behaviours, showing good biological functioning and having a positive affective state is generally viewed as having a high level of welfare. Animal welfare challenges exist across all countries and species. This thesis is focused on dairy calves and the impact that management has on their level of welfare.Selv om det ikke finnes en universell definisjon av dyrevelferd, blir dyr som får utøve naturlig, medfødt atferd, som har god biologisk funksjon og som har en positiv mental tilstand som regel ansett for å ha et høyt velferdsnivå. Dyrevelferdsutfordringer finnes i alle land og blant alle arter. Denne avhandlingen tar for seg kalv i melkeproduksjonen og hvilken betydning driftsopplegg og stell (management) har for dyrevelferdsnivået.Norges forskningsråd ; Danish Institute of Agricultural Sciences ; Veterinærinstitutte

The impact of management on dairy calf welfare

No universal definition of animal welfare exists. However, an animal allowed expression of natural, innate behaviours, showing good biological functioning and having a positive affective state is generally viewed as having a high level of welfare. Animal welfare challenges exist across all countries and species. This thesis is focused on dairy calves and the impact that management has on their level of welfare. Organic production has several prerequisites which should allow for better animal welfare than conventional production. The organic legislation generally has higher levels of minimal standards and the organic philosophy has a strong emphasis on the natural behaviour approach to animal welfare. Veterinarians have traditionally focused on the biological functioning approach to animal welfare and have been criticized for being sceptical towards organic farming. To investigate views on calf health and welfare in organic dairy production, and potential differing opinions between veterinarians and agricultural advisors, we sent out a questionnaire to 400 large animal practitioners and 400 agricultural advisors. A total of 207 veterinarians (52%) and 215 agricultural advisors (54%) responded. The questionnaire contained questions related to calf health and welfare in organic dairy production in Norway, as well as some questions comparing organic production with conventional. Results showed that low calf mortality and adequate treatment of ill or injured animals were rated most favourably for calves in organic dairy production. Body condition and growth received the least favourable scores. The calf staying with its mother after birth was seen as the most important welfare advantage, while poor feed quality was seen as the most important welfare challenge. Veterinarians and agricultural advisors generally considered health and welfare to be equal for calves in organic and conventional dairy farming systems in Norway. The findings suggest that management has a greater impact on calf welfare than production system. A major part of management is the handling of animals during routine procedures like moving or milking. The way stockpeople handle their animals has a great impact on the human-animal relationship and hence the level of animal welfare. To study the effect of handling style on animal behaviour and welfare, we applied Qualitative Behaviour Assessment. Qualitative Behaviour Assessment is a method in which an observer scores a list of descriptors, e.g. aggressive, sociable, content, tense, and happy, from minimum to maximum based on his/her observed behaviours on a farm. One list of descriptors was completed for the calves, another list for the stockpeople. Principal component analysis classified calf behaviour along two axes labelled positive/negative mood and high/low arousal. The same method on stockperson behaviour revealed four distinct handling styles called calm/patient, positive interactions, dominating/aggressive, and insecure/nervous. While the two former are viewed as positive, the two latter are viewed as negative. Using structural equation modelling, it was found that stockpeople with positive handling styles have calves with higher levels of positive mood and vice versa. These results show the direct link between human and animal behaviour and emphasise the importance of good stockmanship and selfawareness in contact with animals to ensure good animal welfare. Although a positive human-animal relationship is established, many management procedures are perceived as negative by the animals. One such procedure is the separation of cow and calf. In conventional dairy production the calf is usually separated from the cow immediately after birth, while in organic dairy production separation occurs after three days in Norway and one day in Denmark and Sweden. Separation of a bonded cow-calf pair will inevitably be stressful to the animals. Research has therefore been aimed at designing alternative separation methods to reduce post-separation stress, especially for beef cattle. One alternative separation method is fence-line separation, which allows limited physical contact between the cow and calf after separation through and over a fence. Our results showed that fence-line separated calves performed less high-pitched (open mouthed) vocalizations compared to calves separated by a solid wall. Fence-line separated calves also showed less alert behaviour like gazing and directing ears, head and neck in the direction of the cow. For the cows no differences were discovered. These results suggest that physical contact with the mother after separation can reduce behavioural stress responses in the calf. Early separation of cow and calf prevents suckling and milk needs to be artificially administered to the calves. It is commonly believed that calves can only be fed 2-3 litres of milk per meal. If higher amounts are given, milk can supposedly enter the rumen causing indigestion, diarrhoea and reduced growth. Unable to find the scientific basis for this belief, we wanted to challenge it. Six Norwegian Red calves at around three weeks of age were, on three test days, given unrestricted portions of warm, whole milk through a teat bottle with a relatively small opening. The milk had a contrast agent, barium sulphate (BaSO4), added to it and abdominal radiographs were taken to see if the milk stayed in the abomasum or entered the rumen. The calves drank high amounts of milk, the highest reaching 6.8 litres (13.2% of body weight) in one meal. The radiographs showed that the abomasum has great capacity for expansion. Regardless of intake, no milk in the rumen or abdominal pain or discomfort was observed in any of the calves. These results indicate that farmers can increase the milk meal sizes for their calves given that the warm whole milk is given through a teat with a relatively small opening. Through different approaches and methods I have attempted to shed light on the impact of management on calf welfare. Hopefully this knowledge will make a positive contribution to dairy calf keeping nationally and internationally.Selv om det ikke finnes en universell definisjon av dyrevelferd, blir dyr som får utøve naturlig, medfødt atferd, som har god biologisk funksjon og som har en positiv mental tilstand som regel ansett for å ha et høyt velferdsnivå. Dyrevelferdsutfordringer finnes i alle land og blant alle arter. Denne avhandlingen tar for seg kalv i melkeproduksjonen og hvilken betydning driftsopplegg og stell (management) har for dyrevelferdsnivået. Økologisk produksjon har et regelverk som setter høyere minimumsstandarder på dyrevelferdsområdet enn konvensjonell lovgivning og en filosofi med stort fokus på at dyrene skal få utløp for sin naturlige atferd. Veterinærer har tradisjonelt hatt et ensidig fokus på god helse som grunnlag for god dyrevelferd og har ofte blitt kritisert for å være for negative til økologisk produksjon. For å undersøke synet på kalvehelse og -velferd i økologisk melkeproduksjon, og potensielt ulike vurderinger mellom veterinærer og rådgivere, sendte vi ut en spørreundersøkelse til 400 stordyrpraktikere og 400 rådgivere for økologiske produsenter i Norge. Totalt svarte 207 veterinærer (52 %) og 215 rådgivere (54 %). Undersøkelsen inneholdt spørsmål om kalvehelse og velferd i økologisk produksjon, samt noen spørsmål som sammenliknet økologisk produksjon med konvensjonell. Resultatene viste at lav dødelighet og behandling av syke og skadde dyr ble rangert høyest av forhold som er viktig for å sikre god kalvehelse i økologisk melkeproduksjon. Kroppshold og tilvekst fikk lavest rangering. At kalven fikk gå med kua etter fødsel ble sett på som den største velferdsfordelen i økologisk drift, mens dårlig fôrkvalitet ble sett på som den største utfordringen. Veterinærene og rådgiverne vurderte i stor grad helse og velferd som lik for kalver i økologisk og konvensjonell produksjon i Norge. Disse resultatene tyder at gårdbrukerens prioriteringer og dyrestell har større betydning for kalvevelferden enn selve produksjonssystemet (økologisk/ikke-økologisk). En stor del av den daglige dyrehåndteringen består av rutinemessige prosedyrer som for eksempel flytting eller melking. Måten røkteren behandler dyrene sine på har stor innvirkning på dyr-menneske-forholdet og dermed nivået av dyrevelferd. For å undersøke innvirkningen av håndteringsstil på dyreatferd og -velferd, benyttet vi kvalitativ atferdsvurdering (QBA). Kvalitativ atferdsvurdering er en metode hvor en observatør fyller ut en liste med beskrivende ord, for eksempel aggressiv, sosial, tilfreds, anspent og glad. Hvert ord gis en score fra minimum til maksimum basert på hvor godt ordet karakteriserer det som ble observert. Én slik liste ble fylt ut for kalvene og en annen for røkteren på hver gård. Prinsipal komponentanalyse klassifiserte disse beskrivende ordene langs to akser kalt god/dårlig sinnsstemning og høy/lav aktivitet. Den samme metoden på røkteren avdekket fire ulike håndteringsstiler kalt rolig/tålmodig, positive interaksjoner, dominerende/aggressiv og usikker/nervøs. De to første håndteringsstilene er sett på som positive, mens de to siste er sett på som negative. Ved å bruke structural equation modelling ble det funnet at røktere med en positiv håndteringsstil hadde kalver med bedre sinnsstemning og vice versa. Disse resultatene viser en direkte sammenheng mellom menneske- og dyreatferd, og fremhever viktigheten av gode røkteregenskaper og bevissthet om egen atferd i kontakt med dyr for å sikre god dyrevelferd. Selv om et positivt dyr-menneske-forhold er etablert, blir mange av managementrutinene oppfattet som negative av dyrene. En slik rutine er separasjon av ku og kalv. I konvensjonell melkeproduksjon blir kalven som regel skilt fra mora umiddelbart etter fødsel, mens i økologisk melkeproduksjon skjer separasjonen etter minimum tre dager i Norge og én dag i Danmark og Sverige. Separasjon av dyr som har etablert et bånd vil utvilsomt være stressende for dyrene. Forskning har derfor vært viet til å utvikle alternative separasjonsmetoder for å redusere stressnivået, spesielt for kjøttfe. En slik alternativ separasjonsmetode er fence-line-separasjon som tillater begrenset fysisk kontakt mellom ku og kalv gjennom og over et gjerde etter separasjon. Våre resultater viste at kalver separert med fence-line utførte mindre høyfrekvent vokalisering (med åpen munn) sammenliknet med kalver separert med en tett vegg. Fence-line-separerte kalver uttrykte også mindre alert atferd som stirring og retting av ører og hode i kuas retning. For kuene ble det ikke funnet noen forskjeller. Disse resultatene indikerer at fysisk kontakt med moren etter separasjon kan redusere stressnivået hos kalven. Tidlig separasjon av ku og kalv betyr at melk må tildeles kalvene på andre måter enn ved diing. Det er en vanlig oppfattelse at kalver ikke skal få mer enn 2-3 liter melk per måltid. Hvis større volumer gis, frykter man at melk kan komme inn i vomma og føre til fordøyelsesbesvær, diaré og redusert vekst. Ettersom vi ikke klarte å finne et vitenskapelig grunnlag for denne oppfattelsen, ønsket vi å utfordre den. Seks NRF-kalver, rundt tre uker gamle, fikk på tre testdager tilgang til større porsjoner kroppsvarm helmelk gjennom en smokkeflaske med en relativt liten åpning. Melken var tilsatt bariumsulfat (BaSO4), og det ble tatt røntgenbilder av mageregionen for å se om melken holdt seg i løpen eller havnet i vomma. Kalvene drakk store mengder melk, helt opp til 6,8 liter (13,2 % av kroppsvekten) i ett måltid. Røntgenbildene viste at løpen har stor kapasitet for utvidelse. Uavhengig av inntak, ble det ikke observert melk i vomma eller tegn på magesmerter hos noen av kalvene. Disse resultatene tyder på at bønder kan øke porsjonsstørrelsen til kalvene forutsatt at det gis varm helmelk gjennom en smokk med en relativt liten åpning. Gjennom forskjellige tilnærminger og metoder har jeg forsøkt å belyse betydningen av driftsopplegg og stell for kalvevelferden. Forhåpentligvis vil denne kunnskapen være et positivt bidrag til kalvehold nasjonalt og internasjonalt.Norges forskningsråd ; Danish Institute of Agricultural Sciences ; Veterinærinstitutte

Obtaining an animal welfare status in Norwegian dairy herds—A mountain to climb

publishedVersio

The impact of management on dairy calf welfare

No universal definition of animal welfare exists. However, an animal allowed expression of natural, innate behaviours, showing good biological functioning and having a positive affective state is generally viewed as having a high level of welfare. Animal welfare challenges exist across all countries and species. This thesis is focused on dairy calves and the impact that management has on their level of welfare

Estimation of minimum tolerated milk temperature for feeding dairy calves with small- and large-aperture teat bottles: A complementary dose-response study

At birth, calves are functionally monogastric and remain so for the first weeks of life. Milk in the rumen may cause indigestion, diarrhea, and reduced growth. Calves are often fed cold milk from a large-aperture teat, but warm milk and sucking behavior are believed to trigger the esophageal reflex. The aim of this study was to use radiography to estimate the lowest milk temperature that can be given to dairy calves at high and low intake rates without causing milk in the rumen. Our hypothesis was that cold milk drunk at high speed would cause insufficient closure of the esophageal groove and hence milk in the rumen. Fifteen Norwegian Red calves, 9 to 27 d of age, weighing between 45.5 and 71.0 kg, were tested according to the response surface pathway design. Each calf was offered 4 L of milk from both a small- (2 mm) and a large-aperture (19 mm) teat. The milk contained barium sulfate, and radiography was applied before, during, and after the milk meal. Following radiography, the calves were returned to a group pen and observed for 2 h using continuous live behavioral observation to detect signs of abdominal pain or discomfort. Starting with a low number of subjects and increasing this number with increasing design levels reduces the sample size without reducing the statistical power. The minimum milk temperature was estimated to be 8°C. No behavioral signs of pain or discomfort were observed, but shivering was noted in several calves drinking 8°C milk. These results strengthen the argument that calves can be fed large milk meals without risk of causing milk in the rumen, even cold milk drunk at high speed.publishedVersio

Estimation of minimum tolerated milk temperature for feeding dairy calves with small- and large-aperture teat bottles: A complementary dose-response study

At birth, calves are functionally monogastric and remain so for the first weeks of life. Milk in the rumen may cause indigestion, diarrhea, and reduced growth. Calves are often fed cold milk from a large-aperture teat, but warm milk and sucking behavior are believed to trigger the esophageal reflex. The aim of this study was to use radiography to estimate the lowest milk temperature that can be given to dairy calves at high and low intake rates without causing milk in the rumen. Our hypothesis was that cold milk drunk at high speed would cause insufficient closure of the esophageal groove and hence milk in the rumen. Fifteen Norwegian Red calves, 9 to 27 d of age, weighing between 45.5 and 71.0 kg, were tested according to the response surface pathway design. Each calf was offered 4 L of milk from both a small- (2 mm) and a large-aperture (19 mm) teat. The milk contained barium sulfate, and radiography was applied before, during, and after the milk meal. Following radiography, the calves were returned to a group pen and observed for 2 h using continuous live behavioral observation to detect signs of abdominal pain or discomfort. Starting with a low number of subjects and increasing this number with increasing design levels reduces the sample size without reducing the statistical power. The minimum milk temperature was estimated to be 8°C. No behavioral signs of pain or discomfort were observed, but shivering was noted in several calves drinking 8°C milk. These results strengthen the argument that calves can be fed large milk meals without risk of causing milk in the rumen, even cold milk drunk at high speed

2. Anbefalinger for god dyrevelferd og trygg produksjon

Produksjonen av storfekjøtt i Norge kjennetegnes bl.a. av stor variasjon med hensyn til fjøsbygg, driftssystemer, driftsrutiner og beiteforhold. Vi har besøkt 30 gårdsbruk og spurt produsentene selv om hva som er de viktigste suksessfaktorene for god produksjon og dyrevelferd i storfekjøttproduksjonen. I en serie på tre NIBIO-POPer publiseres resultater fra prosjektene «Arktisk storfekjøttproduksjon » (Hansen & Jørgensen 2016) og «Storfekjøttproduksjon i fjellregionen» (Berge m.fl. 2017). Dette er den andre, hvor vi deler bøndenes anbefalinger for god dyrevelferd og trygg produksjon. Målgruppa er storfekjøttprodusenter, spesielt de som er i etableringsfasen

A cross-sectional study of associations between herd-level calf mortality rates, compliance with legislation on calf welfare, and milk feeding management in Norwegian dairy herds

publishedVersio

Arktisk storfekjøttproduksjon

Produksjonen av storfekjøtt i Norge kjennetegnes bl.a. av stor variasjon med hensyn til fjøsbygg, driftssystemer, driftsrutiner og beiteforhold. Vi har besøkt 30 gårdsbruk og spurt produsentene selv om hva som er de viktigste suksessfaktorene for god produksjon og dyrevelferd i storfekjøttproduksjonen. I en serie på tre NIBIO-POPer publiseres resultater fra prosjektene «Arktisk storfekjøttproduksjon » (Hansen & Jørgensen 2016) og «Storfekjøttproduksjon i fjellregionen» (Berge m.fl. 2017). Dette er den andre, hvor vi deler bøndenes anbefalinger for god dyrevelferd og trygg produksjon. Målgruppa er storfekjøttprodusenter, spesielt de som er i etableringsfasen

1. Anbefalinger for driftsløsninger og bygninger

Produksjonen av storfekjøtt i Norge kjennetegnes bl.a. av stor variasjon med hensyn til fjøsbygg, driftssystemer, driftsrutiner og beiteforhold. Vi har besøkt 30 gårdsbruk og spurt produsentene selv om hva de mener er de viktigste suksessfaktorene for god produksjon og dyrevelferd i storfekjøttproduksjonen. I en serie på tre NIBIO-POPer publiseres resultater fra prosjektene «Arktisk storfekjøttproduksjon» (Hansen & Jørgensen 2016) og «Storfekjøttproduksjon i fjellregionen» (Berge m.fl. 2017). Dette er den første, hvor vi deler bøndenes anbefalinger for gode driftsløsninger og bygninger som de selv har erfart fungerer. Målgruppa er storfekjøttprodusenter, spesielt de som er i etableringsfasen