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Hitzestress bei Kühen – Welche Maßnahmen sind sinnvoll, um Hitzestress zu reduzieren?
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Aktuell steigen die Temperaturen wieder auf sommerliche Werte von mehr als 25 °C an, worüber wir uns freuen und nach draußen wollen. Kühe empfinden Temperaturen ab 15 °C aufwärts bereits als belastend, weshalb es sehr wichtig ist, bei allen Tieren im Stall Hitzestress zu reduzieren. Welche Effekte Hitzestress auf die Tiere ausübt und mit welchen Maßnahmen gegengesteuert werden kann, lesen Sie im nachfolgenden Beitrag von Dr. Christian Koch vom DLR Westpfalz, Hofgut Neumühle.

Aufgrund der aktuellen Veränderungen sehen wir in den letzten Jahren mehr und länger andauernde Hitzeperioden, die die Futterproduktion zusehends erschweren. Milchkühe hingegen besitzen aufgrund einer hohen Futteraufnahme eine eingebaute Heizung durch den Pansen, da bei der Verdauung im Pansen enorme Mengen an Fermentationswärme entstehen. Vor allem hochleistende Milchkühe mit TM-Aufnahmen von > 20 kg TM/Tag haben Probleme, die entstehende Wärme abzugeben. Die Tiere versuchen, über Schwitzen und Hecheln die Wärme bestmöglich an ihre Umgebung abzuleiten. Herrschen neben hohen Umgebungstemperaturen auch noch eine hohe Luftfeuchte im Stall vor, steigen das Risiko für Erkrankungen sowie leistungsmindernde Effekte deutlich an. Um die Hitzestressbelastung im Stall einschätzen zu können, kann mit Hilfe des Temperature-Humidity-Index (THI; Temperatur-Feuchtigkeits-Index) die Hitzestressbelastung berechnet werden. Ab THI-Werten von ≥ 50 werden in der Literatur messbare negative Effekte bei den Tieren beschrieben.

Steigt der Hitzestress im Stall an, steigern die Tiere aufgrund eines Verlustes von Flüssigkeit und Mineralstoffen über Schwitzen und Hecheln ihre tägliche Wasseraufnahme. So konnten Beatty et al. (2006) eine Verdopplung der täglichen Wasseraufnahme messen, wenn die Umgebungstemperatur von 15 °C auf 33 °C anstieg. Neben einer erhöhten Tränkemenge steigt auch die tägliche Tränkedauer von 0,3 auf 0,5 h an, wenn mittlere THI-Werte von 56 und 74 miteinander verglichen wurden (Cook et al., 2007). Neben einer steigenden Wasseraufnahme sind eine reduzierte TM-Aufnahme und verminderte Milchmengen die sichtbaren Effekte bei Milchkühen. Aber warum fressen Kühe eigentlich bei Hitzestress weniger Futter?

Aufgrund der hohen Produktion von Fermentationswärme im Pansen bei gleichzeitig verringerter Möglichkeit zur Abgabe von Wärme an die Umgebung versuchen die Kühe, durch eine verminderte Futteraufnahme ihre metabolische Wärme deutlich zu reduzieren. Da die Kühe zwar auch ihre Milchleistung reduzieren, kann eine verminderte TM-Aufnahme zu kurz- und sehr langfristigen negativen Effekten bei den Tieren führen. So belegen wissenschaftliche Studien, dass bereits bei Umgebungstemperaturen von ≥ 25 °C die TM-Aufnahme absinkt (Kadzere et al., 2002). West et al. (2003) konnten sogar einen Rückgang der TM-Aufnahme von 0,51 kg pro ansteigender THI-Einheit im Bereich von THI-Werten zwischen 72 – 84 feststellen, was einer reduzierten TM-Aufnahme von ca. 6,1 kg/Tag entspricht.

Der größte Effekt zur Reduzierung von Hitzestress liegt im Bereich einer aktiven Kühlung der Tiere, ganz besonders auch der Trockensteher, wie in diesem Betrieb zu sehen ist.

Neben den beschriebenen sichtbaren Effekten von Hitzestressbelastungen bei Kühen, hat Hitzestress auch einen großen und nachhaltigen Einfluss auf das Immunsystem (Dahl et al., 2020) und damit auf die Tiergesundheit von allen Tieren im Stall. Wir sehen die Effekte bei den laktierenden Tieren, sollten aber insbesondere beim Thema Hitzestress auch an die Trockensteher und die Kälber und Jungrinder denken. Aufgrund des Hitzestresses versuchen die Kühe ihre Körpertemperatur konstant zu halten, um nicht zu überhitzen.

Dies führt in Folge dann zu einem erhöhten Blutfluss direkt unter der Haut und zu messbaren Veränderungen im Stoffwechsel der Tiere. Da die Wärmeabgabe der Tiere der wichtigste Effekt zur Aufrechterhaltung physiologisch normaler Körperinnentemperaturen ist, kann die Verdunstungskühlung der Tiere als wichtigste Maßnahme zur nachhaltigen Reduktion von Hitzestress angesehen werden. Leiden trockenstehende Kühe sechs Wochen vor der Kalbung unter Hitzestress, so kann dies negative Effekte auf die Mütter und deren Milchleistung, aber auch auf die Kälber haben.

So konnten Monteiro et al. (2016) zeigen, dass Kälber von hitzegestressten Müttern (6 Wochen Hitzestress vor der Kalbung) ein um 5,7 kg geringeres Geburtsgewicht aufwiesen (vgl. Abbildung 1) und in der ersten Laktation täglich 5,1 kg weniger Milch produzierten (vgl. Abbildung 2). Diese Studie belegt sehr eindrucksvoll, welche langfristigen Auswirkungen Hitzestresses nach sich ziehen kann.

Abbildung 1: Geburtsgewichte von Kälbern, die von gekühlten oder hitzegestressten Müttern (6 Wochen Hitzestress vor der Kalbung) geboren wurden (Monteiro et al., 2016).

Abbildung 2: Milchleistung in der ersten Laktation von Färsen, die von gekühlten oder hitzegestressten Müttern geboren wurden (Monteiro et al., 2016).

Des Weiteren nehmen Kälber von hitzegestressten Müttern weniger Immunglobuline im Darm auf, was zu einer schlechteren Entwicklung und Prägung des Immunsystems und zu erhöhten Erkrankungsraten der jungen Kälber führen kann. Kälber von hitzegestressten Müttern weisen auch einen veränderten Glucose- und Insulinstoffwechsel nach der Geburt auf, was sehr wahrscheinlich zu langfristigen negativen Effekten bei diesen Tieren führt.

Die beschriebenen Effekte des Einflusses von intrauterinem Hitzestress von Kühen auf Ihre Kälber werden wissenschaftlich noch intensiv untersucht und die Mechanismen sind noch nicht völlig verstanden, weshalb hier weitere Forschung wünschenswert wäre. Für die Praxis ist es wichtig, die Kälber zu erkennen, die während der Trächtigkeit unter Hitzestress litten. Dies ist mit der Bestimmung der Geburtsgewichte ihrer Kälber sehr einfach möglich, weil signifikant geringere Geburtsgewichte der Kälber ein messbarer Effekt von Hitzestress sind.

Maßnahmen zur Reduktion von Hitzestress

Um Hitzestress bei den Tieren im Stall zu reduzieren, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Im Folgenden werden Fütterungs- und Haltungsmaßnahmen beschrieben und diskutiert.

Fütterungsmaßnahmen

Da Kühe unter Hitzestress Ihre TM-Aufnahmen reduzieren, kann es sinnvoll sein, die Energiekonzentration der Ration durch Anhebung des KF-Anteils und Reduktion des Grobfutters zu erhöhen. Steigt jedoch der Konzentratanteil in der TMR an, steigt auch unweigerlich das Risiko einer Pansenazidose bzw. Fermentationsstörung im Pansen bei den Tieren an. Welchen Einfluss eine Anhebung des KF-Anteils in der Ration unter moderatem Hitzestress (Ø THI von 64,6) hat, wurde im Rahmen einer Studie am Friedrich-Loeffler-Institut (FLI) in Braunschweig untersucht (Ammer et al., 2016).

57 Kühe wurden in 3 vergleichbare Gruppen eingeteilt und die Tiere erhielten entweder eine Maissilage- bzw. Pressschnitzel-basierte Ration mit jeweils 20 oder 60 % Kraftfutter in der Ration. Der hohe KF-Anteil in den Rationen reduzierte signifikant den Milchfettgehalt und erhöhte die täglich produzierte Milchproteinmenge bei den Tieren. Einen Einfluss auf die täglich produzierte energiekorrigierte Milchmenge konnte nicht festgestellt werden. Im Versuch konnte auch die tägliche aufgenommene Wassermenge der Tiere gemessen werden. So stieg die täglich aufgenommene Wassermenge bei 60 % KF-Anteil in beiden Rationen signifikant an (Abbildung 3).

Abbildung 3: Einfluss des KF-Anteils in der Ration auf die tägliche Wasseraufnahme (M HC: 20 % Maissilage und 60 % Kraftfutter; M LC: 60 % Maissilage und 20 % Kraftfutter; PSS HC: 20 % Pressschnitzelsilage und 20 % Kraftfutter; PSS LC: 60 % Pressschnitzelsilage und 20 % Kraftfutter) (Ammer et al., 2016).

So steigt die tägliche Wasseraufnahme bei Anhebung des KF-Anteils in der Ration um 10,7 bzw. 21,2 Liter je Tier und Tag an. Dieser Effekt auf die veränderte Wasseraufnahme sollte berücksichtigt werden, dass die Tiere auch ausreichende Wassermengen ungestört aufnehmen können. Fressen die Tiere bei hohen THI-Werten (> 70) ca. 5 – 6 kg TM/Tag weniger und der Energieverlust soll durch Kraftfutter ausgeglichen werden, würde dies etwa 3 – 4 kg Kraftfutter zusätzlich bedeuten, was im Rahmen einer wiederkäuergerechten Rationsgestaltung nur schwer möglich sein wird.

Um das Selektionsverhalten von Kühen zu reduzieren, hat es sich bewährt, den TM-Gehalt in der Ration zu senken. Hier können sehr gut TM-Gehalte von 36 – 40 % in der TMR angestrebt werden. Je nach Grobfutter und Rationszusammensetzung liegen die TM-Gehalte in den Rationen häufig bei > 45 %. Um den TM-Gehalt der Ration abzusenken, hat sich die Zugabe von Wasser in die Ration bewährt. Wird der TM-Gehalt in der Ration bei Hitzeperioden abgesenkt, nehmen die Tiere zeitgleich über die Ration mehr Wasser auf, was den Hitzestress der Tiere etwas reduzieren kann. Bei der Zugabe von Wasser sollte, gerade bei sehr hohen Umgebungstemperaturen, auf optimale Hygiene der Futtermittel (vor allem bei den Grobfuttermitteln, wie Gras- und Maissilage) geachtet werden, um unnötige Nacherwärmung auf dem Futtertisch zu vermeiden. Hier kann mit Hilfe eines sehr guten Silomanagements und einem an die Tiergröße angepassten Vorschub sowie der Zugabe von Säuren in die TMR entgegengewirkt werden.

Häufig wird in den Sommermonaten auch die Frage diskutiert, ob eine Umstellung der Fütterung und damit der Futtervorlage vom Morgen auf den Abend sinnvoll erscheint? Dieser Frage wurde auch in wissenschaftlichen Studien nachgegangen. Kühe zeigen unter Stallbedingungen einen charakteristischen Verlauf der Futteraufnahme über den Tag verteilt. So zeigen Kühe drei Phasen mit hohen Futteraufnahmen, direkt nach der Futtervorlage, während des Nachmittags und am frühen Abend. Über Nacht fressen die Tiere dann nur geringe Futtermengen. Wurden die Kühe am Abend gefüttert, so konnte keine Veränderung in der Futteraufnahmedynamik über den Tag festgestellt werden (Nikkhah et al., 2008; Niu et al., 2014). Im Rahmen einer neueren Studie wurden Kühe entweder um 8.30 Uhr oder 20.30 Uhr einmal pro Tag mit einer TMR gefüttert (Niu und Harvatine, 2018). In Hinblick auf die produzierte Milchleistung gab es keine Unterschiede zwischen beiden Gruppen. Die tägliche TM-Aufnahme lag jedoch bei der am Abend gefütterten Gruppe um 1,7 kg niedriger im Vergleich zur Gruppe, die die TMR am Morgen vorgelegt bekam (Ø TM-Aufnahmen: 27 kg vs. 25,3 kg/Tag). In beiden Gruppen konnten keine Unterschiede bzgl. der Futteraufnahme über Nacht (00.00 Uhr bis 06.00 Uhr) oder den mittleren Tag (10.00 Uhr bis 16.00 Uhr) festgestellt werden. Beide Gruppen fraßen jedoch viel Futter in den ersten beiden Stunden nach der Futtervorlage, unabhängig davon, ob die TMR am Morgen oder Abend vorgelegt wurde. Die Kühe, die am Abend gefüttert wurden, zeigten eine um 14,1 % höhere Futteraufnahme/Stunde in den ersten beiden Stunden nach der Futtervorlage (20.00 Uhr – 22.00 Uhr) im Vergleich zu 8,6 % bei den Kühen, die am Morgen gefüttert wurden (8.00 Uhr bis 10.00 Uhr). Andere Studien zeigen eine bis zu 50 % höhere Futteraufnahme in den ersten Stunden nach der Futtervorlage am Abend (Nikkhah et al., 2008; Niu et al., 2014). Durch erhöhte Futteraufnahmen speziell in den ersten Stunden nach der Abendfütterung, kann das Risiko von pH-Wert Schwankungen und damit von subklinischen Pansenazidosen deutlich ansteigen, was unbedingt bei Umstellung der Futtervorlage auf den Abend berücksichtigt werden sollte.

Bei Kühen unter Hitzestressbedingungen zeigen sich immer Pansenfermentationsstörungen, die durch veränderte Futteraufnahme, Futteraufnahmeverhalten oder Rationsveränderungen bedingt sind. Um diese Störungen im Pansen zu minimieren haben sich die Zugabe von diversen Zusatzstoffen und/oder Einzelfuttermitteln wie z. B. Hefen, Polyphenole, Probiotika oder Stoffwechselprodukte von fermentierten Hefen, etc. als positiv erwiesen. Diese genannten Stoffgruppen tragen zu einer deutlichen Stabilisierung des Pansenmilieus bei. So konnte bei Verfütterung von Lebendhefen der pH-Wert im Pansen bei Hitzestress angehoben und der Anteil von Kühen, die Pansen pH-Werte von < 5,8 aufwiesen, von 42,9 % auf 7,7 % gesenkt werden (Perdomo et al., 2020).

Haltungsbedingungen

Da Kühe bei Hitzestress Probleme mit der Abgabe der endogenen Wärme haben, ist die wichtigste Maßnahme, den Hitzestress im Stall nachhaltig und dauerhaft zu reduzieren. Da Tiere nur eine sehr geringe Wärmeabgabe über Schwitzen bewerkstelligen können, wird der andere Teil durch Hecheln an die Umgebung abgegeben. Steigt jedoch bei hohen Umgebungstemperaturen gleichzeitig die Luftfeuchte im Stall an, wird es für die Kühe nahezu unmöglich, Wärme an Ihre Umgebung abzugeben. Aus den genannten Gründen ist es fundamental wichtig, die Kühe aktiv zu kühlen. Hier haben sich Methoden zur Verdunstungskühlung als das Mittel der Wahl bewährt. Neben Feuchtigkeit (z. B. Kuhdusche, Wassersprinkler) sollten auch über eine an die Umgebungstemperaturen und Luftfeuchtigkeit (THI-Index) angepasste Luftbewegung die Tiere aktiv gekühlt werden.

Nur so können die Tiere Ihre endogene Wärme adäquat an Ihre Umgebung abgeben. Durch eine reduzierte Wärmeinstrahlung in den Stall durch gedämmte Dächer, PV-Anlagen etc. kann der Wärmeintrag deutlich reduziert werden. Bei der aktiven Kühlung sollten insbesondere die Trockensteher, Kälber und Jungrinder nicht vergessen werden. Alle Maßnahmen zur Minimierung von Hitzestress lohnen sich nachhaltig und sind auch wirtschaftlich, um die Tiere auch unter Hitzestressbedingungen gesund zu erhalten. Neben den genannten Maßnahmen ist es sehr wichtig, dass die Tiere eine ausreichend hohe Anzahl von Tränken im Stall vorfinden. Falls dies nicht immer gewährleistet werden kann, können auch zusätzliche Behälter mit Wasser z. B. im Vorwartehof oder an anderen geeigneten Stellen aufgestellt werden.

Fazit

Hitzestress stellt für Kühe eine enorme Belastung dar, da die im Pansen entstehende Wärme schnellstmöglich an die Umgebung abgegeben werden muss. Durch die beschriebenen Fütterungsmaßnahmen können die Auswirkungen einer reduzierten Futteraufnahme sowie Pansenfermentationsstörungen nur in geringem Umfang abgefangen werden. Neben einer sichtbar reduzierten Milchleistung und Futteraufnahme unter Hitzestress, kann jeglicher Hitzestress auch zu nachhaltigen Veränderungen im Immunsystem und der Tiergesundheit führen.

Denken Sie hierbei auch an die ungeborenen Kälber der tragenden Kühe, deren Stoffwechsel durch Hitzestress während der Trächtigkeit, und hier in jeder Phase der Gesamtträchtigkeit, zu negativen physiologischen Veränderungen führen kann. Achten Sie immer auf wiederkäuergerechte Rationen und ausreichend hohe Anzahl von Tränken für all Ihre Tiere, vom Kalb, über die Jungrinder bis zu den laktierenden und trockenstehenden Kühen. Da Fütterungsmaßnahmen die Effekte von Hitzestress nur marginal beeinflussen können, liegt der größte und nachhaltige Effekt im Bereich einer aktiven Kühlung der Tiere und Reduktion von Wärmeintrag in den Stall. Investitionen in eine aktive Kühlung lohnen sich. Wenn Sie Ihre Tiere aktiv kühlen, müssen Sie im Bereich der Fütterung nichts verändern oder anpassen, da die Tiere dann über 365 Tage im Jahr nach dem gleichen Schema gefüttert werden können!

DER DIREKTE DRAHT

Dr. Christian Koch
Lehr- und Versuchsanstalt für Viehhaltung
Hofgut Neumühle Neumühle 1
67728 Münchweiler an der Alsenz
Tel.: 06302/60343
www.hofgut-neumuehle.de


Foto (Katrin Mahlkow-Nerge)
Stand: 7/2020