Untersuchungen zur Schwefelversorgung von Milchkühen

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, die Futterschwefelversorgung der Milchkuh zu untersuchen, zu beurteilen und eine Empfehlung zur Diagnostik der Schwefelversorgung zu erstellen. Die im Rahmen der Bestandsbetreuung der Klinik für Klauentiere der Freien Universität Berlin gesammelten Daten wurden ausgewertet. Die Proben von Januar 2006 bis September 2012 stammen aus den Bundesländern Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. Trotz massiv verminderter Schwefeldioxid- Emission der Industrie in den letzten Jahrzehnten, ist wider Erwarten ein steigender Trend der Schwefelkonzentration im Futter zwischen 2006 und 2012 zu erkennen. Zu Beginn des Untersuchungszeitraumes sind die Futterschwefelwerte erwartungsgemäß sehr niedrig und liegen somit deutlich im unterversorgten Schwefelbereich. Gegen Ende der Untersuchungen sind die Futterschwefelkonzentrationen zwar immer noch zu niedrig, sie sind jedoch weitestgehend kontinuierlich von Jahr zu Jahr bis an die untere Grenze des adäquaten Schwefelversorgungsbereiches gestiegen. Durch die Verfütterung einer Anionenration verdoppelt sich der Schwefelgehalt im Futter nahezu im Vergleich zur Futterration ohne saure Salze. Daher befand sich die Futterschwefelkonzentration dieser Tiere im hoch versorgten Schwefelbereich. Auch hier ist ein steigender Trend zu erkennen. Die sehr kleine Spannweite des adäquat versorgten Schwefelbereichs macht es schwierig, diesen Versorgungsbereich exakt zu treffen. Bei der Futterrationsgestaltung sollte bedacht werden, dass die Verdaulichkeit und die Verfügbarkeit des Schwefels von unterschiedlichsten Faktoren abhängt. Unter anderem werden sie beeinflusst von der verfügbaren Schwefelform und -quelle sowie vom N:S-Verhältnis der Ration. Weiterhin bestehen Wechselwirkungen zu Zusatzstoffen wie zum Beispiel Spurenelementen. In der Literatur werden, selbst bei offensichtlich sehr ähnlichen Experimenten, immer wieder verschiedene Messergebnisse ermittelt. Aus diesem Grund wurde schon öfters empfohlen, eine noch genauere Verfügbarkeit der verschiedenen Schwefelformen und –quellen zu bestimmen. Die Definition von maximal tolerablen und toxischen Schwefelmengen müssen daran angepasst und daraus angemessene Fütterungsempfehlungen beschrieben werden. Diesbezüglich bedarf es weiterer detaillierter Untersuchungen. Darüber hinaus wurden in dieser Arbeit signifikante Zusammenhänge zwischen einer Schwefelunterversorgung über das Futter und einer Reihe von Erkrankungen festgestellt. Zu den Erkrankungen zählen das vermehrte Auftreten von Ovarialzysten und Nachgeburtsverhalten sowie Labmagenverlagerungen, Stoffwechselstörungen, Verdauungsstörungen, Pansenazidose, Klauen- und Gliedmaßenerkrankungen. Besonders deutlich ist der Zusammenhang bei Milchkühen, die keine Anionenration bekamen. Dieses offensichtliche Ergebnis unterstreicht die Bedeutsamkeit des Schwefels in der Fütterung. Schwefel nimmt einen wichtigen Stellenwert für die Gesundheit der Milchkuh ein. Es ist notwendig, dem bisher vernachlässigten Mengenelement bei der Rationsgestaltung mehr Beachtung zu schenken. Zur Kontrolle der Futterschwefelversorgung der Milchkuh wurden in diesen Untersuchungen die Probenmedien Vollblut, Plasma, Serum, Haar und Harn auf ihren Total-Schwefelgehalt hin analysiert. Besonders auffällig ist, dass nur der Schwefelgehalt im Probenmedium Harn in signifikanter Wechselwirkung zur Schwefelkonzentration in der Futterration steht. Im Vergleich hierzu steht weder der Schwefelgehalt der Probenmedien Serum, Plasma und Vollblut noch des Probenmediums Haar in signifikanter Wechselwirkung zum Schwefelgehalt im Futter. Daher empfiehlt es sich, die Beurteilung der Schwefelversorgung über das Futter anhand der Schwefelmessung im Harn durchzuführen. Der Harnstatus lässt Rückschlüsse sowohl auf die Einzeltier- als auch auf die Herdenversorgung zu. Einige Autoren empfehlen die Schwefelmessung aus dem Pansensaft oder –gas. Im Gegensatz zur Pansensaft- oder Pansengasgewinnung ist die Harngewinnung jedoch eine schnelle und einfach durchführbare Methode. Zur Überprüfung von unterschiedlichen Zeiträumen der Schwefelversorgung dienen die untersuchten Probenmedien. Das Probenmedium Harn ist als Kurzzeitparameter, die Blutmedien Serum, Plasma und Vollblut sind als mittelfristige Parameter und das Probenmedium Haar ist als Langzeitparameter einzustufen. Die zur Diagnostik des Schwefelstatus empfohlenen Referenzwerte sind wie folgt: Medium - Referenzwerte Serum (mg/l) - 750-1200 Plasma (mg/l) - 850-1400 Vollblut (mg/l) - 1000-1800 Haar (mg/kg) - 30000-53000 Harn (mg/l) - 350-2200

The aim of this study was to investigate and assess the dietary sulfur status in dairy cows and to develop a recommendation for the evaluation of the sulfur status. The analyzed data was collected between 2006 and 2012 by the department of herd-health of the Clinic for Ruminants and Swine at the Free University of Berlin. The samples originated from Brandenburg, Mecklenburg- Vorpommern, Lower Saxony, Saxony, Saxony-Anhalt and Thuringia. Even though the industry reduced its emission of sulfur dioxide immensely during recent decades, this study shows a trend of increasing dietary sulfur concentration. At the beginning of the evaluation period the dietary sulfur concentrations were very low, as expected, reaching only a sulfur concentration which is considered undersupplied. By the end of the evaluation period the sulfur concentrations were still too low. However, they continuously increased year to year, reaching up to the lowest range of the adequate status. The use of anionic rations nearly doubles the concentration of sulfur in the diet compared to rations without acid salts. Thus the dietary sulfur concentration of these cows was in the high range of the sulfur status pointing out an increasing tendency as well. The very small range of the adequate sulfur status makes it almost impossible to meet the requirements precisely. When defining a new feeding ration it should be considered that the digestibility and the availability of sulfur depends on a variety of factors, such as the form and source of sulfur and the relation of N:S in the food ration. Additionally, there are interactions to feed additives, such as trace elements. Published studies underline that even very similar field experiments often lead to different monitoring results. Therefore, it has been proposed to define a more accurate availability of the different sulfur forms and sources. The definition of the maximally tolerable and toxic sulfur amounts must be adjusted and result in new and more appropriate feeding recommendations. Further detailed research is needed regarding this matter. Statistically significant correlations between the dietary undersupply of sulfur and a number of diseases have been determined in this study. These include increasing incidences of ovarian cysts, retention of the afterbirth, displacement of the abomasum, metabolic disorder, digestive disorder, ruminal acidosis as well as hoof and limb disease. This is particularly noticeable in dairy cows that have not been fed an anionic ration. These obvious results underline the importance of the dietary sulfur supply. Sulfur forms a significant part in the health of dairy cows. More attention has to be paid to this neglected element on formulating feeding rations. In terms of monitoring the dietary sulfur status of dairy cows this study analyzed the total sulfur amount of blood (whole blood, serum, plasma), hair and urine samples. Especially noteworthy is that only the sulfur concentration of the urine samples is significantly connected to the dietary sulfur concentration. The sulfur concentrations in serum, plasma, whole blood and hair do not show a significant interaction with the dietary sulfur concentration. Therefore it is proposed to evaluate the dietary sulfur status by analyzing the sulfur concentration of the urine. The status of the urine allows conclusions regarding both the individual animal as well as the state of the herd. Some authors suggest measuring the sulfur concentration in rumen fluid or gas, but extracting urine is the simpler and quicker method. All tested mediums reflect the sulfur status over different time periods. While the urine can be used as a short-term parameter, blood can be used to establish the medium-term supply and hair reflects the long-term supply. The following table shows the recommended reference values to evaluate the sulfur status of dairy cows. Medium - Reference values Serum (mg/l) - 750-1200 Plasma (mg/l) - 850-1400 Whole blood (mg/l) - 1000-1800 Hair (mg/kg) - 30000-53000 Urine (mg/l) - 350-2200