Untersuchungen zur Schwefelversorgung von Milchkühen in Deutschland

Zusammenfassung

Gegenstand: Schwefelüber- und -unterversorgung kann bei Nutztieren zu Leistungsminderung und Erkrankungen führen. Über die Dia - gnostik der Schwefelversorgung in Milchviehherden ist allerdings wenig bekannt. Ziele der Studie waren, die alimentäre Schwefelversorgung deutscher Milchviehherden darzustellen, den Zusammenhang zwischen der Schwefelversorgung und Gesundheit und Leistung zu beurteilen, geeignete Probenmedien für die klinisch-chemische Labordia - gnostik zu bestimmen und Referenzwerte zur Beurteilung der Schwe - felversorgung in verschiedenen Untersuchungsmedien vorzuschlagen. Material und Methoden: Zwischen 2006 und 2014 wurden 569 Milchviehbetriebe beprobt. Von je 10 Tieren der Gruppen –3 bis 0, 0–1, 3–5 und 15–18 Wochen post partum (p. p.) (Betriebe > 200 Tiere) bzw. –3 bis 0, 0–5 und 6–20 Wochen p. p. (Betriebe ≤ 200 Tiere) wurden Blut-, Harn- und Haarproben gewonnen. Gepoolte Vollblut-, Serum-, Plasma-, Harn- und Haarproben (n = 5663) wurden mittels ICP-OESMethode analysiert. Die Schwefelkonzentration der Totalen Mischra - tion (TMR) der Vorbereiter (–3 bis 0 Wochen ante partum) wurden in einem zertifizierten Futtermittellabor bestimmt (n = 625). Ergebnisse: Die mediane Schwefelkonzentration in den Futterrationen betrug 2,3 g/kg TM. Schwefelunterversorgung (< 1,6 g/kg TM; 31% der Betriebe) und -überversorgung (> 4,0 g/kg TM; 11% der Betriebe) in den Futterrationen traten regelmäßig auf. Schwefelunterversorgung war mit verringerter Milchleistung (p < 0,001), Retentio secundinarum (OR = 1,74; p = 0,037), Gebärparese (OR = 2,68; p < 0,001) und Stillbrunst (OR = 2,56; p = 0,014) assoziiert. Positive Korrelationen fanden sich zwischen der Schwefelkonzentration in der TMR und den Schwefelkonzentrationen in Harn (r = 0,50), Serum (r = 0,17), Plasma (r = 0,18) und Vollblut (r = 0,16). Schlussfolgerung und klinische Relevanz: Die Diagnostik der Schwefelversorgung ist für praktische Tierärzte relevant und kann mittels TMR-Analyse und klinisch-chemischer Laborparameter erfolgen. Harn ist dabei als kurzfristiger, Serum, Plasma und Vollblut als mittelfristige und Haar als langfristiger Parameter für die Einschätzung der Schwefelversorgung zu werten.

Summary

Objective: Sulfur deficiency and toxicity in livestock is associated with decreased performance and diseases. However, little is known about the diagnostics of sulfur status in dairy herds. The objectives of this study were to describe sulfur concentrations in feed rations in German dairy herds, to assess associations between feed sulfur concentrations and health and milk yield, to determine suitable laboratory diagnostic methods of sulfur status, and to propose reference values for the assessment of sulfur status in different sample media. Materials and methods: Between 2006 and 2014, a total of 569 dairy herds were visited. Blood, urine, and hair samples were obtained from 10 animals per group in the groups −3 to 0, 0 to 1, 3 to 5, and 15 to 18 weeks post partum (p. p.) (farms > 200 animals) or −3 to 0, 0 to 5, and 6 to 20 weeks p. p. (farms ≤ 200 animals). Pooled whole blood, serum, plasma, urine, and hair samples (n = 5663) were analyzed by ICP-OES. The sulfur content of the total mixed ration (TMR) of the group −3 to 0 weeks p. p. was determined in a certified feed laboratory (n = 625). Data analyses were performed using ANOVA, Chi-squared test and Spearman-correlation. Refe - rence values were determined using the 2.5% and 97.5% percentiles. Results: Median sulfur concentration in the feed rations was 2.3 g/kg dry matter (DM). Deficiency (< 1.6 g/kg DM; 31% of farms) and oversupply (> 4.0 g/kg DM; 11% of farms) of sulfur in feed rations were re - gularly diagnosed. Sulfur deficiency was associated with reduced milk yield (p < 0.001), retained placenta (OR = 1.74; p = 0.037), milk fever (OR = 2.68; p < 0.001) and silent heat (OR = 2.56; p = 0.014). Po sitive correlations were found between sulfur concentration in feed rations and sulfur content in urine (r = 0.50), serum (r = 0.17), plasma (r = 0.18) and whole blood (r = 0.16). Reference va lues for sulfur diagnostics in dairy herds were proposed. Conclu sion and clinical rele vance: Diagnostics of sulfur status in dairy herds is relevant for veterinary practitioners and can be performed using TMR analysis and clinical laboratory parameters. Urine can be considered a short-term parameter, serum, plasma, and whole blood as intermediate parameters, and hair as a long-term para - meter for the evaluation of the sulfur status.

Schlüsselwörter

Milchkuh - Schwefel - Labordiagnostik - Referenzwert - Blut - Urin - Haar - Futterration

Keywords

Dairy cow - sulfur - diagnostic - reference value - blood - urine - hair - feed - ration

• Literatur

• 1 Albert E, Förster F, Ernst H, Kolbe H, Dittrich B, Laber H, Handschack M, Krieghoff G, Heidenreich T, Riehl G, Heinrich S, Zorn W. Umsetzung der Düngeverordnung. Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft. 2007
• 2 Amat S, McKinnon JJ, Penner GB, Hendrick S. Effects of dietary sulfur concentration and forage-to-concentrate ratio on ruminal fermentation, sulfur metabolism, and short-chain fatty acid absorption in beef heifers. J Anim Sci 2014; 92 (02) 712-723.
• 3 Bouchard R, Conrad HR. Sulfur requirement of lactating dairy cows. I. Sulfur balance and dietary supplementation. J Dairy Sci 1973; 56 (10) 1276-1282.
• 4 Bouchard R, Conrad HR. Sulfur requirement of lactating dairy cows. II. Utilization of sulfates, molasses, and lignin-sulfonate. J Dairy Sci 1973; 56 (11) 1429-1434.
• 5 Bulgin MS, Lincoln SD, Mather G. Elemental sulfur toxicosis in a flock of sheep. JAVMA 1996; 208 (07) 1063-1065.
• 6 Dirksen G, Gründer H-D, Stöber M. Innere Medizin und Chirurgie des Rindes, 4.Aufl. Dirksen G. Berlin, Wien: Blackwell; 2002
• 7 Feng Y, Sun Y, Deng H, Cong Y. Promotion of cashmere growth by sulfur supplements in cashmere goats. R Bras Zootec 2013; 42 (11) 792-797.
• 8 Gelfert C-C, Loeffler SL, Frömer S, Engel M, Hartmann H, Männer K, Baumgartner W, Staufenbiel R. The impact of dietary cation anion difference (DCAD) on the acid-base balance and calcium metabolism of nonlactating, non-pregnant dairy cows fed equal amounts of different anionic salts. J Dairy Res 2007; 74: 311-322.
• 9 Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE). Empfehlungen zur Energieund Nährstoffversorgung der Milchkühe und Aufzuchtrinder, DLG-Verlag, Frankfurt/M 2001; 135.
• 10 Gould DH. Polioencephalomalacia. J Anim Sci 1998; 76: 309-314.
• 11 Gould DH, Cummings BA, Hamar DW. In vivo indicators of pathologic ruminal sulfide production in steers with diet-induced polioencephalomalacia. J Vet Diagn Invest 1997; 9 (01) 72-76.
• 12 Hansard SL, Mohammed AS. Absorption, excretion, and maternal-fetal utilization of sulfate by the bovine. J Anim Sci 1969; 28 (02) 283-287.
• 13 Hartmann D, Bollwein H, Honnens Ä, Niemann H, Rath D, Pfarrer C. Protracted induction of parturition enhances placental maturation, but does not influence incidence of placental retention in cows. Theriogenology. 2013; 80 (03) 185-192.
• 14 Hartmann H, Meyer H. Klinische Physiologie der Haustiere. Hartmann H. Jena: Stuttgart: Fischer; 1994
• 15 Jahns U, Taube F, Wulfes R, Wiermann C. Schwefelmangel jetzt auch auf dem Grünland?. Top Agrar 2002; 2: 108-110.
• 16 Jeroch H, Drochner W, Simon O. Ernährung landwirtschaftlicher Nutztiere, 2.Aufl.. Stuttgart: Ulmer; 2008
• 17 Kamphues J, Dohm A, Zimmermann J, Wolf P. Schwefel- und Sulfat-Gehalte in Futtermitteln - noch oder wieder von Interesse?. Übers Tierernährg 2014; 42: 81-139.
• 18 Kandylis K. Transfer of plasma sulfate from blood to rumen. A review. J Dairy Sci 1983; 66 (11) 2263-2270.
• 19 Komarnisky LA, Christopherson RJ, Basu TK. Sulfur: Its clinical and toxicologic aspects. Nutrition 2003; 19: 54-61.
• 20 Männer K, Bronsch K. Schwefel. Lehrbuch der Veterinär-Physiologie, 7. Aufl.. Wittke G, Scheunert A, Trautmann A. Berlin, Hamburg: Parey; 1987
• 21 McDonald P, Edwards RA, Greenhalgh JFD, Morgan CA. Animal Nutrition 6. Harlow.: Pearson Education Limited; 2002
• 22 National Research Council (NRC). Nutrient requirements of beef cattle. 7 Washington D.C.: National Academy Press; 1996
• 23 National Research Council (NRC). Nutrient requirements of dairy cattle. 7 Washington D.C.: National Academy Press; 2001
• 24 Puls R. Mineral levels in animal health: diagnostic data.. Clearbrook, Canada: Sherpa International; 1994
• 25 Qi K, Owens FN, Lu CD. Effects of sulfur deficiency on performance of fiber-producing sheep and goats: a review. Small Rumin Res 1994; 14: 115-126.
• 26 Reeves RG. Sulphur. The Encyclopedia of Farm Animal Nutrition.. Fuller MF. Wallingford: CABI Publishing; 2004
• 27 Rémond D, Meschy F, Biovin R. Metabolites, water and mineral exchanges across the rumen wall: mechanisms and regulation. Ann Zootech 1996; 45 (02) 97-119.
• 28 Schnug E, Franck EV. Schwefel-Eintrag aus der Atmosphäre in Schleswig-Holstein. Z Pflanzenernähr Bodenk 1985; 148 (01) 24-32.
• 29 Schnug E, Evans EJ. Monitoring of the sulfur supply of agricultural crops in northern Europe. Phyton 1992; 32 (03) 119-122.
• 30 Shen X. Studies on wool-eating ailment in Guizhou semi-fine wool sheep. Agric Sci China 2011; 10 (10) 1618-1623.
• 31 Suttle NF. The interactions between Copper, Molybdenum, and Sulphur in ruminant nutrition. Annu Rev Nutr 1991; 11: 121-140.
• 32 Suttle NF. Sulfur. Mineral Nutrition of Livestock.. Suttle NF. Wallingford: CABI Publishing; 2010
• 33 Ulbrich M, Hoffmann M, Drochner W. Fütterung und Tiergesundheit.. Stuttgart (Hohenheim): Ulmer; 2004
• 34 Vestreng V, Myhre G, Fagerli H, Reis S, Tarrasón L. Twenty-five years of continuous Sulphur dioxide emission reduction in Europe. Atmospheric Chemistry and Physics 2007; 7 (13) 3663-3681.
• 35 Wright CL. Management of water quality for beef cattle. Vet Clin North Am Food Anim Pract 2007; 32 (01) 91-103.