The system quartz-albite-orthoclase-anorthite-H2O as a geobarometer : experimental calibration and application to rhyolites of the Snake River Plain, Yellostone, USA

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Parameter of energy metabolism, milk yield, fertility and animal health in a dairy herd

Die Steigerung der Milchleistung in allen Ländern mit intensiver Milchkuhhaltung hat zu einer Zunahme von Erkrankungen und zu einer Abnahme der Fruchtbarkeit geführt. Als Konsequenz ergab sich eine Erhöhung der Abgangsraten und somit eine Verringerung der Nutzungsdauer, so dass sich die Lebensleistung der Kühe kaum verändert hat. Die sehr unterschiedlichen Erkrankungen wie z. B. Hypocalcämie, Labmagenverlagerung, Ketose, Nachgeburtsverhalten, Fruchtbarkeitsstörungen unterschiedlicher Art oder Mastitis sind auf viele Faktoren wie beispielsweise unzureichende Haltungsbedingungen oder Fütterungs- und Managementfehler zurückzuführen. Ein wichtiger Faktor, der offensichtlich direkt oder indirekt die Gesundheit der Tiere gefährden kann, ist die negative Energiebilanz in den ersten Monaten der Laktation, die bei Kühen mit einer höheren Leistung in der Regel starker ausgeprägt auftritt. Dies ist mit negativen Auswirkungen für die Tiergesundheit und die Fruchtbarkeit verbunden. In der vorliegenden Studie wurde eine konventionelle Hochleistungsmilchviehherde bezüglich des Auftretens und der Ausprägung der NEB charakterisiert und deren Auswirkungen auf die Tiergesundheit und die Fruchtbarkeit untersucht. In den Versuch wurden 341 Tiere einbezogen, 211 Kühe und 130 Färsen. Zur Ermittlung der NEB wurde die Rückenfettdicke am 8. Tag a.p. sowie am 3., 28., 56., 84., 112., 140. Und 168. Tag p.p. gemessen und die Blutkonzentrationen an NEFA und BHBS am 8. Tag a.p. und am 3., 28., 56., 84., 112., 140. und 168. Tag p.p. bestimmt. Die Milchleistung wurde täglich von der Kalbung bis zum 168. Tag der Laktation ermittelt. Die Inzidenz der Krankheitskomplexe Labmagenverlagerung, Mastitis, Nachgeburtsverhaltung und Hypocalcämie und die Fruchtbarkeitskennzahlen Erstbesamungserfolg, Besamungsindex, Trächtigkeitsindex, Zwischentragezeit und Prozentzahl der Tiere mit einer Zwischentragezeit von weniger als 115 Tagen wurden in diesem Zeitraum erfasst. Zur Einschätzung der Auswirkungen einer unterschiedlich stark ausgeprägten NEB auf die Tiergesundheit und die Fruchtbarkeit wurde die Gesamtheit der Kühe entsprechend der Mobilisation von Rückenfett zwischen dem 3. und dem 84. Tag p.p. in die drei Gruppen der Hochmobilisierer, der Mittelmobilisierer und der Niedrigmobilisierer aufgeteilt. Ferner wurden die Kühe der Gruppe der Niedrigmobilisierer entsprechend ihrer Milchleistung in eine Gruppe der Niedrigmobilisierer mit hoher Leistung und der Niedrigmobilisierer mit niedriger Leistung aufgeteilt. Die Untersuchungen führten zu folgenden Ergebnissen: \- Bei der Betrachtung der postpartalen Konditionsentwicklung aller Kühe und Färsen wurde eine intensive und langanhaltende Mobilisation von Körperfett festgestellt (> 112 Tage). \- Die Fruchtbarkeitsparameter sind sowohl bei den Kühen als auch bei den Färsen unbefriedigend. Das Auftreten von Mastitiden und von Hypocalcämie ist überdurchschnittlich hoch. \- Kühe, die entsprechend der Abnahme der Rückenfettdicke mehr Eigenreserven mobilisieren, weisen eine höhere Milchleistung auf als Kühe, die wenig mobilisieren. \- Die durchschnittlichen NEFA- und BHBS-Konzentrationen sind peripartal bei den Hochmobilisierern am höchsten und bei den Niedrigmobilisierern am niedrigsten. \- Die Fruchtbarkeitsparameter sind in der Gruppe mit hoher Mobilisation schlechter als in der Gruppe mit niedriger Mobilisation. Ein signifikanter Unterschied lässt sich bei der Zwischentragezeit feststellen. Die Tiergesundheit lässt einen entsprechenden Trend nur beim Krankheitskomplex Hypocalcämie erkennen. \- Beim Vergleich der Hochmobilisierer mit den Niedrigmobilisierern mit hoher bzw. niedriger Leistung zeigt sich, dass die Hochmobilisierer und die Niedrigmobilisierer mit hoher Leistung in den ersten 168 Tagen der Laktation eine ähnlich hohe Milchleistung haben. Die Niedrigmobilisierer mit hoher Leistung haben gleichzeitig bessere Fruchtbarkeitsergebnisse und eine niedrigere Erkrankungsrate im Bereich der Hypocalcämie im Vergleich zu den Kühen mit hoher Mobilisation. Die in der vorliegenden Studie ermittelten Ergebnisse bestätigen Angaben aus der Literatur, in denen wiederholt auf die reziproke Beziehung zwischen hoher Leistung und der Tiergesundheit hingewiesen wurde. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass es in der Gesamtpopulation eine Gruppe von Kühen gibt, die eine hohe Milchleistung mit einer weniger stark ausgeprägten NEB und besseren Fruchtbarkeitsergebnissen verbinden kann. Als mögliche Ursache ist eine höhere Futteraufnahme und/oder bessere Futterverwertung (Effizienz) dieser Tiere anzunehmen. Die phänotypische Charakterisierung dieser Tiere eröffnet die Option, die genetischen Grundlagen dieses Leistungsvermögens zu beschreiben, um für die Tierzucht neben den Leistungskriterien auch weitere für die Tiergesundheit wichtige Parameter zu erfassen. Diese Erweiterung der Zuchtziele könnte zu einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Milchviehhaltung fuhren und gleichzeitig das Wohlbefinden der Tiere verbessern.The increase of the milk yield in all countries with intensive dairy cow husbandry has led to an increase of diseases and a decrease of fertility. Consequently this has resulted in increased culling rates and hence a reduction of life span and therefore the lifetime production did not change. The varying diseases, especially hypocalcaemia, displacement of the abomasum, ketosis, retained fetal membranes, reproductive failure or mastitis are caused by different factors, primarily husbandry conditions or feeding and management faults. An important factor, which can endanger the health of the animals in a direct or indirect way, is the negative energy balance in the first months of lactation. Generally, a higher milk yield is combined with a more severe negative energy balance and negative consequences for animal health and fertility. In the present study a commercial herd of dairy cows was characterized regarding the extend and duration of the negative energy balance and the consequences for animal health and fertility. 341 animals were included into the trial, 211 cows and 130 heifers. To calculate the NEB, the back fat thickness was measured on 8 days a.p. and on 3, 28, 56, 84, 112, 140 and 168 days p.p. and the blood concentrations of NEFA and BHBS were determined on 8 days a.p. and on 3, 28, 56, 84, 112, 140 and 168 days p.p.. The daily milk yield was recorded from the calving up to the 168th day of lactation. The incidence of the disease complexes displaced abomasum, mastitis, retained fetal membranes and hypocalcaemia and the reproductive performance, which includes first service, insemination index, pregnancy index, days open and percentage of animals with days open of less than 115 days were also determined during this period. To assess the effects of varying degrees of NEB for milk yield, animal health and fertility, the population of cows was divided into three groups, according to their mobilization of back fat between the 3rd and the 84th day p.p.: High (H), middle (M) and low rates (L) of back fat mobilization. Moreover, the L cows were divided according to their milk yield in a group with high milk yield (LH) and with low milk yield (LL). These new groups (LH and LL) were compared with the H cows regarding milk yield, concentrations of NEFA and BHBS, animal health and fertility. The following results were obtained: \- The postpartal change of the backfat thickness of all cows and heifers showed an intensive and long-lasting mobilization of adipose tissue (> 112 days). \- The fertility parameters of the examined cows and heifers were unsatisfactory. The incidence of mastitis and hypocalcaemia was high. \- H cows had a significant higher milk yield than L cows. \- The average concentrations of NEFA and BHBS in the peripartural period are significantly higher in H than in L cows. \- The fertility parameters are worse in the group with high mobilization in comparison to the group with low mobilization. The H cows had a significant longer time of days open than the L cows. \- The incidence of hypocalcaemia was significant higher in the H group. \- Surprisingly the milk yield of the LH group was almost as high as in H cows during the first 168 days of lactation. Furthermore, the LH group exhibited a numerical shorter time of days open (20 days) and a lower incidence of hypocalcaemia compared with the H group. The obtained results of the present study are in agreement with findings in the literature and confirm the repeatedly demonstrated reciprocal relationship between high milk yield and animal health. However, it could be shown that a group of cows exist, which can combine a high milk yield with a less severe NEB and minor health problems. A possible explanation of this observation could be a higher feed intake and/or better feed efficiency. The phenotypic description of these animals offers the opportunity of a genotypic characterization of this performance capability in addition to the usual traits of milk yield in animal breeding. This extension of breeding aims could increase the profitability of dairy cow husbandry and improve animal welfare

Effect of Sulfadiazine-Contaminated Pig Manure on the Abundances of Genes and Transcripts Involved in Nitrogen Transformation in the Root-Rhizosphere Complexes of Maize and Clover▿ †

The antibiotic sulfadiazine (SDZ) can enter the environment by application of manure from antibiotic-treated animals to arable soil. Because antibiotics are explicitly designed to target microorganisms, they likely affect microbes in the soil ecosystem, compromising important soil functions and disturbing processes in nutrient cycles. In a greenhouse experiment, we investigated the impact of sulfadiazine-contaminated pig manure on functional microbial communities involved in key processes of the nitrogen cycle in the root-rhizosphere complexes (RRCs) of maize (Zea mays) and clover (Trifolium alexandrinum). At both the gene and transcript level, we performed real-time PCR using nifH, amoA (in both ammonia-oxidizing bacteria and archaea), nirK, nirS, and nosZ as molecular markers for nitrogen fixation, nitrification, and denitrification. Sampling was performed 10, 20, and 30 days after the application. SDZ affected the abundance pattern of all investigated genes in the RRCs of both plant species (with stronger effects in the RRC of clover) 20 and 30 days after the addition. Surprisingly, effects on the transcript level were less pronounced, which might indicate that parts of the investigated functional groups were tolerant or resistant against SDZ or, as in the case of nifH and clover, have been protected by the nodules