Investigations on the replacement of maize products in rations for dairy cows and fattening bulls

For different reasons as for example the occurrence of pests like Diabrotica virgifera there may be a shortage in availability of maize products for ruminant feeding. Therefore, different feeding studies on replacement of maize products in rations for dairy cows and fattening bulls were conducted as a part of the “Diabrotica research programme” set up by the federal government of Germany and the federal state of Bavaria. The main focus was set to on suitability of alfalfa as well as grass silage as a roughage source for dairy cows and fattening bulls. It is shown that partial replacement of maize silage by these products allows producing at high production level in Simmental cows and fattening bulls. A decisive advantage is the possibility to reduce the portion of protein concentrates like soybean or rape meal in the diets. Moreover, other beneficial aspects for ruminant feeding such as the high structural value of alfalfa silage are discussed. In ruminant feeding, corn is used as an energy rich dietary component. As a part of the programme a dairy cow feeding trial was conducted to evaluate whether replacement of corn by wheat is a promising possibility to reduce portion of maize products in ruminant diets. Results of the study demonstrate the limits of these feeding strategies, especially in maize silage based diets high in energy concentration and in the concentration of soluble carbohydrates. In these diets, concentrations of degradable starch and sugar are often near or above the maximum recommended amounts. For these reasons use of corn as a source of undegradable starch is preferable to the use of other cereals to prevent conditions that promote rumen acidosis.Key words: dairy cows, fattening bulls, roughage source, starch sourceUntersuchungen zum Ersatz von Maisprodukten in Rationen für Milchkühe und MastbullenZusammenfassungAus unterschiedlichen Gründen, wie zum Beispiel dem Auftreten von Schadorganismen wie Diabrotica virgifera, könnte Mais als Rinderfutter knapp werden. Deshalb wurden verschiedene Fütterungsversuche zum Ersatz von Maiserzeugnissen in Futterrationen für Milchkühe und Mastbullen im Rahmen des „Diabrotica-Forschungsprogramms“ des Bundes und des Bundeslandes Bayern durchgeführt. Das Hauptaugenmerk lag auf Luzerne- und Grassilage als Raufutter für Milchkühe und Mastbullen. Es wurde festgestellt, dass ein teilweiser Ersatz von Silomais durch diese Erzeugnisse ein hohes Produktionsniveau bei Simmentalkühen und Mastbullen ermöglicht. Ein entscheidender Vorteil besteht darin, dass der Anteil an Proteinkonzentraten wie Soja- oder Rapsextraktionsschrot am Futter verringert werden kann. Außerdem werden weitere positive Aspekte bei der Rinderfütterung hohe Strukturwert von Luzernesilage diskutiert. Bei der Rinderfütterung wird Mais als energiereiche Nahrungsquelle verwendet. Im Rahmen eines Milchkuhfütterungsversuchs sollte festgestellt werden, ob der Ersatz von Mais durch Weizen eine aussichtsreiche Möglichkeit für die Verringerung des Maisanteils am Rinderfutter ist. Die Ergebnisse der Studie zeigen die Grenzen solcher Fütterungsstrategien, insbesondere bei maissilagebasierten Rationen mit hohem Energiegehalt und hohen Gehalten an löslichen Kohlenhydraten. In solchen Futtermitteln liegt die Konzentration abbaubarer Stärke und Zucker oft nahe an oder über den maximal empfohlenen Mengen. Aus diesem Grund wird Mais als Quelle nicht abbaubarer Stärke anderen Getreiden vorgezogen werden, um die Förderung von Azidose zu vermeiden.Stichwörter: Milchvieh, Mastbulle, Grobfutter, Stärkequelle

Association between Fatty Acid Composition in Hair and Energy Availability during Early Lactation in Simmental and German Holstein Cows

This study examined (1) if fatty acids in bovine hair are influenced by dietary energy levels and (2) if the relationship between energy availability and fatty acids in hair persists across breeds and farms. Sixty-two and 59 Fleckvieh (Simmental), and 55 German Holstein cows from three farms, respectively, were fed two levels of energy concentration of roughage (6.1 and 6.5 MJ net energy for lactation/kg dry matter) and two levels of concentrate supply (150 and 250 g/kg energy-corrected milk). The average body weight was 727 kg (Simmental) and 668 kg (Holstein). The average lactation number was 3.1. Hair samples were taken in lactation weeks 4 and 8. In Simmental cows, a lower energy deficit due to a relatively higher energy intake from high energy concentration of the roughage was associated with higher C18:2n-6 and C18:3n-3 contents in hair at week 8. In cows from all three farms, higher energy intake between lactation weeks 2 and 6 correlated with higher content of C18:2n-6 in hair samples taken in lactation weeks 4 and 8. No correlation was found for C12:0. These results provide the first evidence that increased energy intake increases the contents of C18:2n-6 in hair

Evaluation of Potential Reference Genes for Relative Quantification by RT-qPCR in Different Porcine Tissues Derived from Feeding Studies

Five potential reference genes for RT-qPCR application, namely histone H3, beta-actin, GAPDH, ubiquitin and 18S rRNA, were evaluated for normalization of gene expression in four selected tissues (liver, kidney, thyroid and abdominal fat). Tissues were derived from fattening pigs exposed to different amounts and type of dietary iodine. Two software applications (geNorm and NormFinder) were used to evaluate the stability of the potential reference genes. All studied genes displayed high expression stability but different stability patterns between the investigated tissues. The results suggest GAPDH and 18S rRNA as reference genes applicable in all tissues investigated. Beta-actin and histone H3 are suitable reference genes for all tissues investigated except fat. In contrast, ubiquitin should be excluded from use as a reference gene in the porcine tissues analyzed due to variations in expression levels, despite the good expression stability

Comparative studies on protein and starch evaluation in dairy cow rations

In einem ersten Teil der vorliegenden Arbeit sollte ein Beitrag zur Verbesserung der Einschätzung einer bedarfsgerechten Proteinversorgung der Milchkuh geleistet sowie ein Vergleich des deutschen und des niederländischen Proteinbewertungssystems in theoretischer Hinsicht und auf Datenmaterial aus praktischen Versuchsreihen bezogen vorgenommen werden. Zu diesem Zweck wurden vier Milchviehfütterungsversuche (Versuche 1 bis 4) durchgeführt. Eine Streuung der Datenbasis zur Evaluierung der Proteinbewertungssysteme wurde durch Vorlage unterschiedlicher Grundfuttermittel (Versuch 1: Rotklee und Wiesengras, Versuch 2: Wiesengras, Versuch 3: Grassilage, Versuch 4: Maissilage) erreicht. Durch isoenergetischen Austausch von Sojaextraktionsschrot gegen Winterweizen wurde in den Versuchen 1 und 3 die Zufuhr an nutzbarem Protein (nXP) in zwei Stufen gestaffelt, in den Versuchen 2 und 4 durch Substitution von Sojaextraktionsschrot mit Leistungskraftfutter in 3 Stufen. Während sich in den Versuchen mit frischem Grünfutter keine Effekte einer steigenden Proteinzufuhr auf Leistungskriterien zeigten, wurden nach Vorlage von Grassilage die Futteraufnahme, die Milchleistung sowie die Eiweiß- und die Laktoseausscheidung signifikant erhöht. Auch bei Vorlage von Maissilage wurden durch steigende Proteinversorgung die Futteraufnahme, Milchleistung, tägliche Eiweiß- und Laktoseausscheidung sowie der Laktosegehalt signifikant erhöht. Um eine Aussage über die Gültigkeit der beiden Proteinbewertungssysteme zu erhalten, wurden die nach jedem System theoretisch aus dem Proteinangebot erzielbaren Milcheiweißleistungen den tatsächlich erbrachten Leistungen gegenübergestellt. Die tatsächlich erbrachte Eiweißleistung wurde nach dem DVE- System um 223 g/Tier und Tag, nach dem nXP- System nur um 144 g/Tier und Tag überschätzt, wobei sich deutliche Einflüsse von Grundfutterart und Proteinversorgungsniveau zeigten. Bei vorliegendem hohen Proteinversorgungsniveau konnte keines der Proteinbewertungssysteme voll befriedigen. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Stärkebewertung in der Rationsgestaltung für die Milchkuh. Die ruminale Abbaubarkeit der Stärke von Maissilagen 4 verschiedener Sorten wurde mit Hilfe von in sacco- Untersuchungen an silierten Körnern der 4 Hybriden charakterisiert. Um das Reifestadium als zusätzlichen Einflussfaktor aufnehmen zu können, wurden Körner aller Sorten an 4 Ernteterminen (01.09., 22.09., 06.10. und 19.10.1998) geerntet und auf die ruminale Abbaubarkeit hin untersucht. Des weiteren wurde die ruminale Abbaubarkeit der vier Maissilagen anhand weiterer in sacco- Untersuchungen sowie deren Verdaulichkeit im Hammelversuch überprüft. In zwei weiteren Milchviehfütterungsversuchen (Versuche 5 und 6) wurden die Auswirkungen der Verfütterung der Maissilagen der vier Sorten auf Leistungskriterien untersucht. Die mittlere effektive Abbaubarkeit (k=0,08) der organischen Substanz der silierten Körner betrug 93,0 %, 88,0 %, 85,4 % und 78,8 % zu den Erntezeitpunkten 1 bis 4, wobei in Abhängigkeit des Erntetermins Sortenunterschiede von bis zu 13 % festgestellt wurden. Um einen Effekt unterschiedlichen Abreifeverhaltens auszuschließen, wurden die Daten der Abbaubarkeit auf einen einheitlichen T- Gehalt hin extrapoliert. Dabei ergab sich eine mittlere Abbaubarkeit von etwa 89 %, die zwischen den Sorten kaum noch differierte. Die an den Maissilagen gemessenen effektiven Abbaubarkeiten der organischen Substanz lagen bei Annahme einer Passagerate von k=0,08 im Mittel aller Sorten bei 63 % wobei sich maximale Sortenunterschiede von 1,4 Prozentpunkten zeigten. Die Verdaulichkeiten der Maissilagen wurden im Hammelversuch gemessen. Die Verdaulichkeit der T, der OS und der XF lagen im Mittel bei 76,3 %, 78,6 % und 65,3 % wobei Sortenunterschiede von 5,3 %, 5,1 % und 8,7 % ermittelt wurden. Trotz der zunächst unterschiedlichen Abbaubarkeiten im Vergleich der vier Sorten zeigte sich, dass der Effekt in erster Linie auf das unterschiedliche Abreifeverhalten der Hybriden zurückzuführen ist. Dementsprechend ergab sich bei einheitlichem Reifestatus eine vergleichbare Stärkeanflutung in den Fütterungsversuchen zwischen den verschiedenen Gruppen, so dass nennenswerte Unterschiede in Milchleistungskriterien nicht auftraten.The first part of this study aims at contributing to the assessment of a correct protein supply to dairy cows. Additionally, the German (nXP) and the Dutch (DVE) protein evaluation systems are compared both in a theoretical way and based on data from a series of feeding trials. For this purpose, four feeding trials (experiments 1 to 4) were carried out. A wide range of database was collected by feeding different forages in each experiment (exp 1: meadow grass, exp. 2: meadow grass/red clover, exp. 3: grass silage, exp. 4: maize silage). Soya bean meal and winter wheat were interchanged iso-energetically in experiments 1 and 3 to give two levels of protein (nXP), while in experiments 2 and 4 three protein levels were achieved by substituting soya bean meal with concentrates. Whereas in the trials with fresh forages a higher protein supply had no effect on the performance of dairy cows, in the trial with grass silage an increasing protein level resulted in an increase in feed intake, milk yield, daily milk protein yield and daily milk lactose yield. Similarly, in the trial with maize silage the feed intake, milk yield, milk protein yield and milk lactose yield as well as lactose percentage were affected positively by a higher protein level. The expected milk protein yields were calculated, using protein supply data both in nXP and DVE systems, and compared with actual yields. The daily milk protein yields were overestimated by 223 g (DVE) and 144 g (nXP), whereas a clear influence of the type of basic forage as well as of the protein level could be noticed. As a result of the high level of protein intake, as performed in the present study, none of the protein evaluation systems was satisfying. The second part of the present study works on evaluating starch when formulating rations for dairy cows. The ruminal degradability of starch in maize silages of four different varieties was described by in-sacco-measurement with ensiled grains of the four hybrids. In order to include the stage of maturity as an additional influencing factor, kernels of all varieties were harvested at four harvest dates (Sept. 1st, Sept. 22nd, Oct. 6th, Oct. 19th) and tested for their ruminal degradability. Furthermore, the ruminal degradability as well as the apparent digestibility of whole plant silages were examined. To find out the effects of feeding maize silages of the four varieties, two more feeding trials (experiments 5 and 6) were carried out. Assuming a passage rate of k=0.08, the mean effective degradabilities of the organic matter of ensiled kernels averaged 93.0 %, 88.0 %, 85.4 % and 78.8 % on harvest dates 1 to 4. Depending on the harvest date, the silage varieties differed in up to 13 %. To exclude the effects of different growing characteristics, the data were extrapolated towards a uniform dry matter content, resulting in a mean degradability of about 89 % for all varieties. Whole plant maize silages showed a mean ruminal degradability of 63 %, with divergencies of up to 1.4 % depending on the varieties. The mean apparent digestibility of DM, OM and CF averaged 76.3%, 78.6 % and 65.3 %. The observed divergencies between the varieties were 5.3 %, 5.1 % and 8.7 %. Regardless to the apparent differences in ruminal degradability, the variations in ruminal degradation can be explained by the differing growing characteristics of the hybrids. Correspondingly, the feeding trials resulted in a comparable duodenal starch flow in the various feeding groups. So, all in all no differences in dairy cow performance were observed

Effect of maize variety harvested at different maturity stages on feeding value and performance of dairy cows

Maize silagewas produced from two different varieties (SG: “stay-green” and DD: “dry down”) at two different stages of maturity (target: 30–32 and 38–42% DM). Drymatter and nutrients of plant fractions and silages, fermentation parameters of silages and digestibility in sheep were determined. Furthermore a feeding trialwas conducted inwhich the effect of themaize silage on feed intake and performance of dairy cows was studied. This trial series (TS 1) was replicated in the following year (TS 2). In both years, variety SG had higher ear (dehusked) dry matter content and lower residual plant drymatter content (58.9% and 23.7%) than variety DD (54.9% and 26.7%) and a slightly lower ear (dehusked) proportion. The constituents of the ear (dehusked) and residual plants were affected by maturity stage but not by variety. Themaize silages of variety DD had slightly lower crude ash, crude fat and crude fibre contents and a higher starch content than SG. In TS 1, the digestibility of the organic matter averaged about 77% for variety SG and 80% for variety DD; in TS 2 this value was uniform at about 77%. While the maize variety had little effect on the average daily feed intake over both feeding trials (SG 17.2 kg DM per cow and DD 16.9 kg DM per cow), the stage of maturity had a significant effect. Maturity stage 2 increased the total daily feed intake from 16.4 to 17.8 kg DM per cow relative tomaturity stage 1. The daily milk yield, which averaged 24.9 kg (TS 1) and 25.2 kg per cow (TS 2) was not significantly affected either by the variety or the maturity status, although therewas a slight quantitative advantage of 1.1 kg (TS 1) and 0.7 kg (TS 2) milk per cowand day in favour of variety SG over variety DD.Influence de la variété du maïs, récoltée à différents stades de maturité, sur la valeur alimentaire de la plante et sur les performances des vaches laitières. Le maïs à ensiler était issu de deux variétés distinctes (SG : aptitude à rester vert “ stay green ” et DD : dessèchement rapide “ dry down ”) à deux stades dematurité différents (30–32 et 38–42 % de MS). La matière sèche et la composition chimique des fractions végétales et des ensilages ainsi que les paramètres de fermentation des ensilages et la digestibilité mesurés sur mouton ont été déterminés. Un essai d'alimentation, dans lequel ont été étudiées la prise alimentaire et les performances des vaches laitières, a également été mis en place. Cette série d'essais a été réalisée sur deux années consécutives, respectivement, TS 1 et TS 2. Les résultats ont montré que, sur les deux années, les épis (sans spathes) de la variété SG ont eu une teneur en matière sèche plus élevée, et les fractions végétales résiduelles une teneur en matière sèche plus faible (58,9 % et 23,7 %) que celles de la variété DD (54,9 % et 26,7 %). La proportion d'épis (sans spathes) a été légèrement inférieure pour la variété SG. La composition des fractions végétales a été affectée par le stade de maturité mais pas par la variété. Pour les ensilages, ceux de la variété DD ont eu une teneur en matières minérales, enmatière grasse et en fibres brutes légèrement plus faible et une teneur en amidon plus élevée que les ensilages de la variété SG. Lors de la première année (TS 1), la digestibilité de la matière organique a été en moyenne de 77 % pour la variété SG et de 80 % pour la variété DD ; l'année suivante (TS 2), cette valeur a été en moyenne de 77 % pour les deux variétés. La consommationmoyenne quotidienne des aliments a été plus affectée par le stade de maturité que par la variété du maïs (SG : 17,2 kg MS par vache et DD : 16,9 kg MS par vache). Par rapport au stade de maturité 1 (30–32 % de MS), le stade de maturité 2 (38–42 % deMS) a engendré une augmentation de la consommation moyenne quotidienne d'aliments de 16,4 à 17,8 kg MS par vache. La production journalière du lait, quant à elle, a été enmoyenne de 24,9 kg pour TS 1 et 25,2 kg pour TS 2. Elle n'a pas été significativement affectée par la variété ou le stade de maturité du maïs, bien qu'il y ait eu un léger avantage quantitatif de 1,1 kg (TS 1) et 0,7 kg (TS 2) de lait produit par vache et par jour en faveur de la variété SG

Influence of dietary energy concentration and body weight at slaughter on carcass tissue composition and beef cuts of modern type Fleckvieh (German Simmental) bulls

A feeding and slaughter experiment was conducted to evaluate the carcass tissue composition and meat quality of growing modern type Fleckvieh (German Simmental) bulls. For the study, 72 bulls were customary reared and for the fattening period allocated to a normal energy and a high energy treatment group with 11.6 and 12.4 MJ ME/kg DM, respectively. Bulls were slaughtered in a serial slaughter trial with final live weights of 120, 200, 400, 600, and 780 kg. The weights of carcasses, carcass quarters, beef cuts and their tissues (muscle, tendon, fat and bone) as well as meat quality traits were recorded. Results showed that carcass fat increased during growth primarily at the expense of bone and subsidiary muscle tissue, while the tendon content remained constant. Meat quality traits like IMF, meat color and tenderness were superior in high weight groups. Feeding high energy rations did not lead to increased fat accretion, but increased daily gain during certain stages of the fattening period

Body composition and composition of gain of growing beef bulls fed rations with varying energy concentrations

Data on chemical body composition of cattle serve as a basis for recommendations on energy and nutrient requirements. Relevant data of growing dual-purpose Fleckvieh (German Simmental) bulls are scarce and originate from old trials, covering low rates of gain and live weights. Hence, the aim of the study was to analyze the body tissue distribution, chemical composition, and composition of body weight gain of growing Fleckvieh bulls within a 120–780 kg live weight range. Results showed that body composition changed during growth but was not affected by dietary energy concentration. Changes in body composition were characterized by increasing shares of fat tissue and ether extract. Body tissues as blood, organs, gastrointestinal tract, and bone proportionately decreased during growth, while muscle and tendon proportions remained constant. The bulls featured enhanced growth potential and high muscle and protein gain throughout the described weight range. The requirements for metabolizable protein in relation to energy decrease with increasing live weight of the animals

Content and gain of macro minerals in the empty body and body tissues of growing bulls

This research aimed to generate basic data for specifying the macro mineral requirements of beef bulls. Hence, the contents of the macro minerals calcium, phosphorus, sodium, potassium, sulfur, and magnesium in the empty body and body tissue fractions of growing Fleckvieh (German Simmental) bulls with 120–780 kg live weight were determined. Results were used to calculate mineral gain rates in bulls within a wide weight range from 100 to 800 kg live weight. Calcium and phosphorus represented the largest shares in the animals' bodies. Body mineral content changed during animal growth due to progressing bone mineralization and increasing amounts of fat in all body tissues. Peak mineral gain rates were observed for calcium, phosphorus, and magnesium during the 200–400 kg live weight range. The gain rates of sodium, potassium, and sulfur declined steadily during cattle growth. The provided data allow to adjust the existing values of net mineral requirements of growing Fleckvieh bulls within the factorial requirement calculation method