Untersuchungen zur Entwicklung einer kälbergerechten Fütterung für eine gesunde Pansenentwicklung von Aufzuchtkälbem

Dissertation - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023In dieser Studie wurde der Einsatz von qualitativ hochwertigem Zuckerheu als Ersatz für kraftfutterreiche Starterfuttermittel in der Fütterung von Aufzuchtkälbern untersucht. Das Hauptziel war, zu eruieren, ob und inwieweit ein Heu guter Qualität das Kraftfutter in der Kälberaufzucht ersetzen kann. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass Heu mit guter Qualität das Kraftfutter in der Fütterung der Aufzuchtkälber vollständig ersetzen kann und die Grundfutterqualität einen Einfluss auf die Pansenentwicklung und Gesundheit von Aufzuchtkälbern hat. Dafür wurden 40 Holstein Friesian Kälber von Geburt bis zur 14. Lebenswoche in vier verschiedene Fütterungsgruppen aufgeteilt. Zwei Gruppen waren reine Heufütterungsgruppen (Zuckerheu und Heu mittlerer Qualität), den anderen beiden Gruppen wurde neben diesen Heusorten auch zusätzlich 70 Prozent Kraftfutter angeboten. Zuckerheu hat aufgrund der Vegetation, dem frühem Erntezeitpunkt und der Belüftungstrocknung hohe Gehalte an wasserlöslichen Kohlenhydraten (von bis 205 g/kg TM), ist rohproteinreich (210 g/kg TM), hoch energetisch (11,2 MJ/kg TM), und aufgrund dieser Beschaffenheiten sehr schmackhaft. Festfutter, Wasser und in den ersten vier Lebenswochen Milch wurden ad libitum gefüttert. Danach gab es einen Tränkeplan, der die Milch kontinuierlich reduzierte, und im Alter von zwölf Lebenswochen wurden die Kälber von der Milch abgesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass kraftfutterreiche Rationen in der Kälberfütterung durch hoch qualitatives Heu ersetzt werden können, ohne dass es zu Einbußen in der Futteraufnahme und Tageszunahme kommt. Durch die erhöhte NDF und peNDF- Aufnahme erhöhte sich die Kauaktivität und förderte somit die Speichelentwicklung der Kälber, welche wichtig ist für die Pufferkapazität im Pansen und somit der Azidose- Prophylaxe. Die pH- Werte im Pansen und Kot waren bei den Heugruppen durchschnittlich höher (speziell die mittlere Qualität) als vergleichbare pH- Werte der Kraftfuttergruppen. Die reinen Heugruppen wiesen nach dem Absetzen höhere Beta-Hydroxybutyrat und Cholesterolwerte im Blut auf, was auf eine bessere Entwicklung der Pansenschleimhaut hinweist. Bei den reinen Heugruppen gab es eine Verschiebung der kurzkettigen Fettsäuren in Richtung Acetat, wobei nur Zuckerheu die Butyratmenge im Pansensaft erhöhte, welche speziell für das Wachstum der Pansenpapillen zuständig ist. Die Messwerte nach Zuckerheufütterung deuten zusätzlich auf eine erhöhte Ammoniakkonzentration im Pansen hin. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass anhand der Ergebnisse dieses Projekts die kraftfutterreichen Rationen in der Kälberfütterung durch hochqualitatives Heu ersetzt werden können, ohne dass es zu Einbußen kommt. Weiters wirkt sich diese Fütterungsstrategie positiv auf die Entwicklung des Verdauungstraktes sowie Kauaktivität aus.Dissertation - University of Veterinary Medicine Vienna - 2023This study investigated the use of good quality sugar hay as a substitute for concentrate-rich starter feeds in the feeding of rearing calves. The main objective was whether good quality hay could replace concentrate in calf rearing. The underlying hypothesis was that good quality hay can replace concentrate in the feeding of rearing calves and that the quality of the forage has an influence on the rumen development and health of rearing calves. For this purpose, 40 Holstein Friesian calves were divided into four different feeding groups from birth to 14 weeks of age. Of these, two groups were hay-only groups (sugar hay and medium quality hay), and the other two groups were offered an additional 70 percent concentrate in combination with these hay types. Sugar hay has high contents of water-soluble carbohydrates (from up to 205 g/kg DM) due to the vegetation, early harvest time and aeration drying, is rich in crude protein (210 g/kg DM) and high in energy (11.2 MJ/kg DM) and is very palatable due to these characteristics. Solid feed, water and milk were fed ad libitum during the first four weeks of life. After that, there was a feeding schedule that continuously reduced milk, and at twelve weeks of life, calves were weaned. The results show that concentrate-rich rations in calf diets can be replaced with high quality hay without decreasing feed intake and daily gain. Increased NDF and peNDF intake increased chewing activity and thus promoted saliva development in the calves, which is important for buffering capacity in the rumen and thus acidosis prophylaxis. The pH values in the rumen and feces were on average higher in the hay groups (especially the mean quality) than comparable pH values in the concentrate groups. The hay-only groups had higher blood beta-hydroxybutyrate and cholesterol levels after weaning, indicating better rumen mucosal development. In the pure hay groups, there was a shift in short-chain fatty acids toward acetate, with only sugar hay increasing the amount of butyrate in the rumen juice, which is specifically responsible for the growth of the rumen papillae. The measured values after feeding sugar hay also indicate an increased ammonia concentration in the rumen. In conclusion, the results of this project show that the high concentrate rations in calf feeding can be replaced by high quality hay without any losses. Furthermore, this feeding strategy has a positive effect on the development of the digestive tract and chewing activity.Dissertation - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023In dieser Studie wurde der Einsatz von qualitativ hochwertigem Zuckerheu als Ersatz für kraftfutterreiche Starterfuttermittel in der Fütterung von Aufzuchtkälbern untersucht. Das Hauptziel war, zu eruieren, ob und inwieweit ein Heu guter Qualität das Kraftfutter in der Kälberaufzucht ersetzen kann. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass Heu mit guter Qualität das Kraftfutter in der Fütterung der Aufzuchtkälber vollständig ersetzen kann und die Grundfutterqualität einen Einfluss auf die Pansenentwicklung und Gesundheit von Aufzuchtkälbern hat. Dafür wurden 40 Holstein Friesian Kälber von Geburt bis zur 14. Lebenswoche in vier verschiedene Fütterungsgruppen aufgeteilt. Zwei Gruppen waren reine Heufütterungsgruppen (Zuckerheu und Heu mittlerer Qualität), den anderen beiden Gruppen wurde neben diesen Heusorten auch zusätzlich 70 Prozent Kraftfutter angeboten. Zuckerheu hat aufgrund der Vegetation, dem frühem Erntezeitpunkt und der Belüftungstrocknung hohe Gehalte an wasserlöslichen Kohlenhydraten (von bis 205 g/kg TM), ist rohproteinreich (210 g/kg TM), hoch energetisch (11,2 MJ/kg TM), und aufgrund dieser Beschaffenheiten sehr schmackhaft. Festfutter, Wasser und in den ersten vier Lebenswochen Milch wurden ad libitum gefüttert. Danach gab es einen Tränkeplan, der die Milch kontinuierlich reduzierte, und im Alter von zwölf Lebenswochen wurden die Kälber von der Milch abgesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass kraftfutterreiche Rationen in der Kälberfütterung durch hoch qualitatives Heu ersetzt werden können, ohne dass es zu Einbußen in der Futteraufnahme und Tageszunahme kommt. Durch die erhöhte NDF und peNDF- Aufnahme erhöhte sich die Kauaktivität und förderte somit die Speichelentwicklung der Kälber, welche wichtig ist für die Pufferkapazität im Pansen und somit der Azidose- Prophylaxe. Die pH- Werte im Pansen und Kot waren bei den Heugruppen durchschnittlich höher (speziell die mittlere Qualität) als vergleichbare pH- Werte der Kraftfuttergruppen. Die reinen Heugruppen wiesen nach dem Absetzen höhere Beta-Hydroxybutyrat und Cholesterolwerte im Blut auf, was auf eine bessere Entwicklung der Pansenschleimhaut hinweist. Bei den reinen Heugruppen gab es eine Verschiebung der kurzkettigen Fettsäuren in Richtung Acetat, wobei nur Zuckerheu die Butyratmenge im Pansensaft erhöhte, welche speziell für das Wachstum der Pansenpapillen zuständig ist. Die Messwerte nach Zuckerheufütterung deuten zusätzlich auf eine erhöhte Ammoniakkonzentration im Pansen hin. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass anhand der Ergebnisse dieses Projekts die kraftfutterreichen Rationen in der Kälberfütterung durch hochqualitatives Heu ersetzt werden können, ohne dass es zu Einbußen kommt. Weiters wirkt sich diese Fütterungsstrategie positiv auf die Entwicklung des Verdauungstraktes sowie Kauaktivität aus

Shift of dietary carbohydrate source from milk to various solid feeds reshapes the rumen and fecal microbiome in calves

Abstract The transition from milk to solid diets drastically impacts the gut microbiome of calves. We explored the microbial communities of ruminal fluid and feces of Holstein calves when fed milk on d 7 of life, and when fed solid feeds based on either medium- or high-quality hay with or without concentrate inclusion (70% in fresh matter) on d 91. Ruminal fluid and feces had distinct microbial compositions already on d 7, showing that niche specialization in early-life gut is rather diet-independent. Changes between d 7 and d 91 were accompanied by a general increase in microbial diversity. Solid diets differed largely in their carbohydrate composition, being reflected in major changes on d 91, whereby concentrate inclusion was the main driver for differences among groups and strongly decreased microbial diversity in both matrices. Fecal enterotyping revealed two clusters: concentrate-supplemented animals had an enterotype prevalent in Prevotella, Succinivibrio and Anaerovibrio, whereas the enterotype of animals without concentrate was dominated by fibrolytic Ruminococcaceae. Hay quality also affected microbial composition and, compared to medium-quality, high-quality hay reduced alpha-diversity metrics. Concluding, our study revealed that concentrate inclusion, more than hay quality, dictates the establishment of niche-specific, microbial communities in the rumen and feces of calves

Dietary carbohydrate sources differently prime the microbial ecosystem but not the epithelial gene expression profile along the complete gut of young calves

Recent data indicated similar growth performance of young calves fed solely high-quality hay instead of a starter diet based on starchy ingredients. Yet, providing exclusively such distinct carbohydrate sources during early life might specifically prime the microbiota and gene expression along the gut of young calves, which remains to be explored. We investigated the effects of starter diets differing in carbohydrate composition, that is medium- or high-quality hay and without or with 70% concentrate supplementation (on fresh matter basis), across the gastrointestinal tract (GIT) of weaned Holstein calves (100 ± 4 days of age) using 16 S rRNA gene sequencing and analyses of short-chain fatty acids and host epithelial gene expressions.The concentrate supplementation drastically decreased microbial diversity throughout the gut, which was also true to a much lesser extent for high-quality hay when compared to medium-quality hay in the foregut. Similarly, the factor concentrate strongly shaped the diet-associated common core microbiota, which was substantially more uniform along the gut with concentrate supplementation. The fermentation profile shifted towards less acetate but more propionate with concentrate supplementation in almost all gut sections, corresponding with higher abundances of starch-utilizing bacteria, while major fibrolytic clusters declined. Noteworthy, the n-butyrate proportion decreased in the rumen and increased in the colon with concentrate, showing an opposite, gut site-dependent effect. Both dietary factors modestly influenced the host epithelial gene expression.Concentrate supplementation clearly primed the microbial ecosystem on a starch-targeted fermentation with characteristic genera occupying this niche along the entire GIT of calves, whereas the microbial differentiation due to hay quality was less distinct. Overall, changes in the microbial ecosystem were only marginally reflected in the targeted transcriptional profile of the host epithelium