Während der Kalbung kommt es neben physischen Belastungen auch zu weit reichenden Veränderungen auf hämatologischer und klinischchemischer Ebene. Durch verschiedene Prozesse kommt es zusätzlich zur Entstehung von oxidativem Stress. Zusammen hat dies einen entscheidenden Einfluss auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Leistung der Kühe im postpartalen Zeitraum. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die antioxidative Kapazität und den Stoffwechsel von Färsen im geburtsnahen Zeitraum unter Berücksichtigung des Geburtsverlaufes und des Gesundheitsstatus post partum zu analysieren.

In den vorliegenden Studien wurde der Fragestellung nachgegangen, wie sich unterschiedliche Fütterungsprotokolle während der Aufzuchtperiode auf den peripartalen Energie- und Fettstoffwechsel und die Insulinsensitivität von Färsen auswirken. Besonderes Augenmerk lag dabei auf der Frage, ob der „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) bei Färsen sinnvoll angewendet werden kann, um eine Aussage hinsichtlich der Insulinsensitivität zu treffen. Auch mögliche Auswirkungen auf das Konzeptionsalter, den Kalbeverlauf, die Milchleistung und die postpartale Morbidität wurden untersucht. Aus 46 Kälbern der Rasse Deutsche Holstein wurden drei Fütterungsgruppen gebildet. Gruppe 1 (n = 18) wurde gemäß den Richtlinien der GfE energetisch optimal gefüttert (Kontrollgruppe), Gruppe 2 (n = 14) wurde intensiv und Gruppe 3 (n = 14) restriktiv gefüttert. Im Abstand von zwei Wochen wurden die Tiere jeweils gewogen. Aus den vorliegenden Daten wurde die durchschnittliche tägliche Körpermassezunahme berechnet. Außerdem wurde zehn, sechs, drei und eine Woche vor der Kalbung sowie zwei Wochen nach der Kalbung die Rückenfettdicke (RFD) sonografisch bestimmt. Weiterhin wurden das Alter bei erfolgreicher Konzeption, Kalbeverlauf sowie Daten der Kälber, Milchleistungsprüfungsdaten und Rastzeit erfasst. Vor und nach der Kalbung wurde aus der Vena caudalis mediana Blut entnommen. Aus dem Serum wurden die Konzentrationen der folgenden Parameter bestimmt: Insulin, Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), Glukose, freie Fettsäuren (FFS), Bilirubin, Cholesterol, Harnstoff, Betahydroxybutyrat (BHB) sowie Gesamteiweiß. Erkrankungen im postpartalen Zeitraum, wie Endometritis, Mastitis, Stoffwechselstörungen, Erkrankungen des Bewegungsapparates sowie Zyklusstörungen wurden ebenfalls in die Studien miteinbezogen. Zur Bestimmung der Insulinsensitivität wurde das Rechenmodell „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) verwendet. Unter Einbeziehung der Serumkonzentrationen von Glukose, Insulin und FFS lautete die Formel RQUICKI = 1/[log (Glukose) + log (Insulin) + log (FFS)]. Ein niedriger Index-Wert bedeutet eine verminderte Insulinsensitivität. Die intensiv aufgezogenen Tiere der Gruppe 2 zeigten mit 13,3 ± 1,0 Monaten ein signifikant (p = 0,003) früheres Konzeptionsalter im Gegensatz zu den Tieren der beiden anderen Gruppen (Gruppe 1: 16,0 ± 1,5 Monate; Gruppe 3: 17,7 ± 1,4 Monate). Eine Woche ante partum wiesen die Tiere der Gruppe 2 eine signifikant (p = 0,022) höhere RFD auf als die Tiere der beiden anderen Gruppen. Der RQUICKI korrelierte eine Woche ante partum signifikant negativ mit der RFD (r = -0,573; p = 0,003). RQUICKI war bei den Tieren der Gruppe 2 eine Woche ante partum signifikant (p < 0,05) niedriger als bei den Tieren der anderen Gruppen. In allen drei Gruppen konnten am dritten Tag post partum die niedrigsten Index-Werte nachgewiesen werden. Aus den errechneten Index-Werten lässt sich für Färsen für die Zeitpunkte eine Woche ante partum sowie vier Wochen post partum ein Referenzbereich von RQUICKI = 0,40 ± 0,04 ableiten. Um den dritten Laktationstag liegt bei Färsen der Referenzbereich von RQUICKI = 0,34 ± 0,02. Die intensiv aufgezogenen Färsen zeigten insgesamt mit 85,7 % die höchste Anzahl an Komplikationen bei der Kalbung, der Unterschied war statistisch allerdings nicht zu sichern. Die unterschiedliche Fütterung wirkte sich weder auf das Geschlecht der Kälber noch auf deren Geburtsgewicht aus. Signifikante Unterschiede (p < 0,05) ergaben sich bei den Serumkonzentrationen von Insulin, IGF-1, FFS und Cholesterol ante partum sowie den Bilirubin- und FFS-Konzentrationen 28 Tage post partum. Es konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede bei den Konzentrationen von Glukose, Harnstoff, BHB und Totalprotein ermittelt werden (p > 0,05). Beim Vergleich der 305-Tage-Milchleistung wiesen die Tiere der Gruppe 2 die niedrigste Milchleistung auf. Eine signifikant (p = 0,039) höhere Inzidenz von postpartalen Zyklusstörungen war bei den Tieren der Gruppe 2 erkennbar. Eine Woche ante partum korrelierte RQUICKI signifikant negativ (r = -0,509, p = 0,008) mit dem Auftreten von Zyklusstörungen post partum. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass durch die Fütterungsintensität während der Aufzuchtperiode die Zuchtreife, der peripartale Energie- und Fettstoffwechsel einschließlich der Insulinsensitivität, die Milchleistung sowie die postpartale Fertilität beeinflusst werden. Aus der intensiven Aufzucht resultieren eine frühere Zuchtreife, höhere Rückenfettdicken, eine gesteigerte peripartale Lipolyse einschließlich reduzierter Insulinsensitivität, eine verminderte Milchleistung und eine schlechtere Fertilität. / The aim of these studies was to investigate how different diets during the rearing period influence peripartal energy and fat metabolism as well as insulin sensitivity of heifers. Special attention was paid to the question if the „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) could be used to estimate insulin sensitivity in heifers. Possible influences on age at first breeding, calving, milk yield and postpartal morbidity were analysed as well. Furthermore, the aim of this investigation was to prove, if different diets at rearing influence the peripartal insulin sensitivity of heifers. 46 German Holstein calves were randomly divided in three groups. Group 1 (n = 18) was fed with an optimal diet (control group) based on recommendations of the German Society of Nutrition Physiology, group 2 (n = 14) was fed with a highly-concentrated diet and group 3 (n = 14) got a low-concentrated diet. In intervals of two weeks the heifers were weighed. With the obtained data the averaged daily weight gain was computed. In addition, ten, six, three and one week ante partum as well as two weeks post partum the backfat thickness (BFT) was measured ultrasonographically. Age at first breeding, calving, data of the calves, milk yield and interval to first service post partum were recorded, too. Before and after calving blood samples were taken from the Vena caudalis mediana. The concentrations of the following parameters were measured in blood serum: Insulin, insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glucose, free fatty acids (FFA), bilirubin, cholesterol, urea, betahydroxybutyrat (BHB) as well as total protein. Furthermore, postpartal diseases like endometritis, mastitis, metabolic disorders, limb diseases and fertility disorders were included. To determine insulin sensitivity a mathematic model called “Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index” (RQUICKI) was used. Serum concentrations of glucose, insulin and FFA were included in the formula RQUICKI = 1/[log (glucose) + log (insulin) + log (FFA)]. A low index value represents a decreased insulin sensitivity. Intensive reared heifers of group 2 reached age at first breeding (13.3 ± 1.0 months) significant (p = 0.003) earlier than heifers of the other both groups (group 1: 16.6 ± 1.5 months; group 3: 17.7 ± 1.4 months). One week ante partum heifers of group 2 showed significant (p = 0.022) higher BFT than heifers of the other groups. At the same timepoint, RQUICKI correlated significant negative with the BFT (r = -0.573; p = 0.003). In heifers of group 2, RQUICKI was significant lower (p < 0.05) one week ante partum than in heifers of the other groups. In all groups, the index values were lowest three days post partum. Based on the received index values reference ranges for RQUICKI in heifers can be proposed. One week ante partum as well as four weeks post partum the reference range for RQUICKI can be defined as RQUICKI = 0.40 ± 0.04. Three days after calving the reference range can be defined as RQUICKI = 0.34 ± 0.02. The intensive reared heifers show with an overall of 85.7 % the most difficulties at calving, but this was statistically not different. The different diets didn’t influence neither the sex of the calves nor their birth weight. Ante partum, serum concentrations of Insulin, IGF-1, FFA and cholesterol differed significantly (p < 0.05) as well as serum concentrations of bilirubin and FFA differed on day 28 post partum. No significant differences could be determined in serum concentrations of glucose, urea, BHB and total protein (p > 0.05). Heifers of group 2 showed the lowest 305-day milk yield. The incidence of postpartal ovarian diseases was significantly (p = 0.039) higher in heifers of group 2. A significant negative correlation (r = -0.509, p = 0.008) existed between RQUICKI ante partum and the incidence of postpartal ovarian diseases. In conclusion, different diets during the rearing period influence age at first breeding, peripartal energy and fat metabolism including insulin sensitivity, milk yield as well as postpartal fertility. An intensive rearing results in an earlier age at first breeding, increased BFT, enhanced peripartal lipolysis as well as reduced insulin sensitivity, decreased milk yield and poorer fertility.

Während der Kalbung kommt es neben physischen Belastungen auch zu weit reichenden Veränderungen auf hämatologischer und klinischchemischer Ebene. Durch verschiedene Prozesse kommt es zusätzlich zur Entstehung von oxidativem Stress. Zusammen hat dies einen entscheidenden Einfluss auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Leistung der Kühe im postpartalen Zeitraum. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die antioxidative Kapazität und den Stoffwechsel von Färsen im geburtsnahen Zeitraum unter Berücksichtigung des Geburtsverlaufes und des Gesundheitsstatus post partum zu analysieren.

Automatische Melksysteme (AMS) stellen eine der bedeutendsten Neuerungen im Bereich der Melktechnik dar, denn sie versprechen neben einer gesteigerten Milchmenge auch eine Vereinfachung der täglichen Arbeiten und eine Verbesserung des Tierwohls von Milchleistungskühen. Grundlage dafür ist jedoch ein funktionierender Tierverkehr mit einem hohen Maß an freiwilligen Melkungen im AMS. Jedoch werden oftmals gerade bei Jungkühen zu Beginn ihrer ersten Laktation starke Abwehrreaktionen im bis dahin noch unbekannten Melksystem beobachtet. Eine angemessene Eingewöhnungszeit zur Vermeidung von Stress in der Frühlaktation ist damit von besonderer Wichtigkeit. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu untersuchen, ob Färsen präpartal mit Hilfe eines Melkroboter-Phantoms an das AMS gewöhnt werden können und welche Wirkungen das Training auf die Melkfrequenz, die Milchleistung, die Eutergesundheit und das Tierwohl der Versuchstiere ausübt. Dazu wurden 77 tragende Färsen einer Kontrollgruppe (CON, n=34) und einer Phantomgruppe (PHAN, n=43) zugeteilt. Die Färsen der Phantomgruppe wurden ca. vier Wochen vor dem errechneten Kalbetermin in den Vorbereiterstall mit dem dort installierten Phantom umgestallt. Die Färsen hatten bis kurz vor der Abkalbung die Möglichkeit, das Phantom, das dem Melkroboter Lely Astronaut A4 äußerlich gleicht, eigenständig zu erkunden. Die Färsen der Kontrollgruppe hatten vor der ersten Melkung am Melkroboter keinerlei Kontakt zum Phantom oder dem AMS. Etwa sieben Tage vor der Abkalbung wurden beide Versuchsgruppen in einen Abkalbestall gebracht. Nach der Geburt wurden die Färsen zufällig zwei Melkgruppen zugeteilt, die somit sowohl aus Färsen der Phantom- als auch der Kontrollgruppe und Tieren in höheren Laktationen bestanden. Zur Einschätzung möglicher Stresssituationen der Versuchstiere wurden die fäkalen Glucocorticoidkonzentrationen mittels eines Radioimmunoassays (RIA) bestimmt. Dazu wurden Kotproben beider Versuchsgruppen bereits 4 Wochen a.p. bis 6 Wochen p.p. täglich zwischen 08:00 Uhr und 09:00 Uhr rektal entnommen. Des Weiteren wurde zur Beurteilung des Tierwohls die tägliche Ruminationsdauer über Sensoren am Halsband erfasst. Die Milchleistungsdaten wie die tägliche Milchmenge, der durchschnittliche Milchfluss, die Melkfrequenz sowie der Milchfett- und Milcheiweißgehalt wurden durch integrierte Sensoren im AMS automatisch erfasst. Um die Auswirkung des Phantomtrainings auf die Eutergesundheit einschätzen zu können, wurden zudem die im AMS erfassten Leitfähigkeitsmesswerte der Milch genutzt sowie die Mastitisprävalenz zwei Jahre vor der Installation des Phantoms auf dem Betrieb und der nachfolgenden zwei Jahre erhoben. Außerdem wurde mittels eines Scoring-Systems erfasst, wie häufig und mit welcher Intensität die Tiere beider Versuchsgruppen in das AMS getrieben werden mussten. Zusätzlich wurde der Kalbeverlauf sowie Totgeburten und Zwillingskalbungen der Versuchstiere dokumentiert. Die trainierten Tiere zeigten zwischen dem 4. und dem 10. Laktationstag eine signifikant höhere Melkfrequenz (p < 0,05). Zudem war der Anteil der Tiere, die in das AMS getrieben werden mussten, zwischen Tag 1 und Tag 5 in PHAN signifikant niedriger (p < 0,05). Dies lässt den Schluss zu, dass die trainierten Tiere ihr erlerntes Wissen vom Phantom auf den Melkroboter übertragen und damit eine höhere Anzahl an freiwilligen Melkungen erreichen können. Im Hinblick auf die Parameter des Tierwohls konnten weder in den fäkalen Glucocorticoidkonzentrationen noch in der täglichen Ruminationsdauer signifikante Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen festgestellt werden. Die Geburt als physiologischer Stressor lässt sich in einem Anstieg der fäkalen Glucocorticoidkonzentrationen und einem Abfall der täglichen Ruminationsdauer der Tiere nachvollziehen. Zum Zeitpunkt der Einführung in das AMS ist ein weiterer Anstieg bzw. Abfall in keiner der beiden Gruppen zu erkennen. Deshalb ist davon auszugehen, dass die Einführung in das AMS lediglich einen kleinen Stressor darstellt, der sich nicht in der fäkalen Glucocorticoidkonzentration oder der täglichen Ruminationsdauer widerspiegelt. Es konnten zudem keine signifikanten Zusammenhänge zwischen dem Kalbeverlauf und der fäkalen Glucocorticoidkonzentration festgestellt werden. Die Färsen mit einem physiologischen Kalbeverlauf zeigten jedoch geringgradig höhere Cortisolwerte. Obwohl die Melkfrequenz der Phantomgruppe z.T. höher lag als die der Kontrollgruppe, hatte das Training am Phantom keinen signifikanten Effekt auf die tägliche Milchmenge. Zudem zeigten die Parameter Milchfett und Milcheiweiß sowie der Milchfluss und die Leitfähigkeit keine signifikanten Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen. Die etwas niedrigeren Leitfähigkeitsmesswerte der Phantomgruppe lassen zusätzlich zu der sinkenden Mastitisprävalenz (19,9 % vs. 21,9 %) jedoch einen positiven Effekt des Phantomtrainings auf die Eutergesundheit vermuten. Insgesamt scheint das Training am Phantom die Färsen gut auf ihre erste Laktation vorzubereiten, wodurch sie schneller ein hohes Maß an freiwilligen Melkungen im AMS erreichen. Das Phantom stellt somit eine gute Alternative zu bisherigen Trainingsprogrammen dar und kann einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung des Tierwohls leisten.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis II 1 Einleitung 2 Literaturübersicht 2.1 Automatische Melksysteme 2.2 Trainingsmethoden 2.3 Auswirkung von Stress beim Melken 2.4 Parameter zur Beurteilung des Tierwohls 2.4.1 Allgemeines 2.4.2 Cortisol 2.4.2.1 Regulation der Sekretion 2.4.2.2 Wirkung von Cortisol 2.4.2.3 Ausscheidung und Nachweis von Cortisolmetaboliten 2.5 Milchleistung und Milchinhaltsstoffe 2.5.1 Milchmenge, Melkfrequenz und Milchfluss 2.5.2 Fett- und Eiweißgehalt 2.5.3 Leitfähigkeit 3 Ergebnisse 3.1 Publikation The effects of a training program using a phantom to accustom heifers to the automatic milking system 4 Diskussion 5 Zusammenfassung 6 Summary 7 Literaturverzeichnis 8 Anhang 8.1 The impact of phantom training systems to habituate heifers to automatic milking systems

In den vorliegenden Studien wurde der Fragestellung nachgegangen, wie sich unterschiedliche Fütterungsprotokolle während der Aufzuchtperiode auf den peripartalen Energie- und Fettstoffwechsel und die Insulinsensitivität von Färsen auswirken. Besonderes Augenmerk lag dabei auf der Frage, ob der „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) bei Färsen sinnvoll angewendet werden kann, um eine Aussage hinsichtlich der Insulinsensitivität zu treffen. Auch mögliche Auswirkungen auf das Konzeptionsalter, den Kalbeverlauf, die Milchleistung und die postpartale Morbidität wurden untersucht. Aus 46 Kälbern der Rasse Deutsche Holstein wurden drei Fütterungsgruppen gebildet. Gruppe 1 (n = 18) wurde gemäß den Richtlinien der GfE energetisch optimal gefüttert (Kontrollgruppe), Gruppe 2 (n = 14) wurde intensiv und Gruppe 3 (n = 14) restriktiv gefüttert. Im Abstand von zwei Wochen wurden die Tiere jeweils gewogen. Aus den vorliegenden Daten wurde die durchschnittliche tägliche Körpermassezunahme berechnet. Außerdem wurde zehn, sechs, drei und eine Woche vor der Kalbung sowie zwei Wochen nach der Kalbung die Rückenfettdicke (RFD) sonografisch bestimmt. Weiterhin wurden das Alter bei erfolgreicher Konzeption, Kalbeverlauf sowie Daten der Kälber, Milchleistungsprüfungsdaten und Rastzeit erfasst. Vor und nach der Kalbung wurde aus der Vena caudalis mediana Blut entnommen. Aus dem Serum wurden die Konzentrationen der folgenden Parameter bestimmt: Insulin, Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), Glukose, freie Fettsäuren (FFS), Bilirubin, Cholesterol, Harnstoff, Betahydroxybutyrat (BHB) sowie Gesamteiweiß. Erkrankungen im postpartalen Zeitraum, wie Endometritis, Mastitis, Stoffwechselstörungen, Erkrankungen des Bewegungsapparates sowie Zyklusstörungen wurden ebenfalls in die Studien miteinbezogen. Zur Bestimmung der Insulinsensitivität wurde das Rechenmodell „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) verwendet. Unter Einbeziehung der Serumkonzentrationen von Glukose, Insulin und FFS lautete die Formel RQUICKI = 1/[log (Glukose) + log (Insulin) + log (FFS)]. Ein niedriger Index-Wert bedeutet eine verminderte Insulinsensitivität. Die intensiv aufgezogenen Tiere der Gruppe 2 zeigten mit 13,3 ± 1,0 Monaten ein signifikant (p = 0,003) früheres Konzeptionsalter im Gegensatz zu den Tieren der beiden anderen Gruppen (Gruppe 1: 16,0 ± 1,5 Monate; Gruppe 3: 17,7 ± 1,4 Monate). Eine Woche ante partum wiesen die Tiere der Gruppe 2 eine signifikant (p = 0,022) höhere RFD auf als die Tiere der beiden anderen Gruppen. Der RQUICKI korrelierte eine Woche ante partum signifikant negativ mit der RFD (r = -0,573; p = 0,003). RQUICKI war bei den Tieren der Gruppe 2 eine Woche ante partum signifikant (p < 0,05) niedriger als bei den Tieren der anderen Gruppen. In allen drei Gruppen konnten am dritten Tag post partum die niedrigsten Index-Werte nachgewiesen werden. Aus den errechneten Index-Werten lässt sich für Färsen für die Zeitpunkte eine Woche ante partum sowie vier Wochen post partum ein Referenzbereich von RQUICKI = 0,40 ± 0,04 ableiten. Um den dritten Laktationstag liegt bei Färsen der Referenzbereich von RQUICKI = 0,34 ± 0,02. Die intensiv aufgezogenen Färsen zeigten insgesamt mit 85,7 % die höchste Anzahl an Komplikationen bei der Kalbung, der Unterschied war statistisch allerdings nicht zu sichern. Die unterschiedliche Fütterung wirkte sich weder auf das Geschlecht der Kälber noch auf deren Geburtsgewicht aus. Signifikante Unterschiede (p < 0,05) ergaben sich bei den Serumkonzentrationen von Insulin, IGF-1, FFS und Cholesterol ante partum sowie den Bilirubin- und FFS-Konzentrationen 28 Tage post partum. Es konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede bei den Konzentrationen von Glukose, Harnstoff, BHB und Totalprotein ermittelt werden (p > 0,05). Beim Vergleich der 305-Tage-Milchleistung wiesen die Tiere der Gruppe 2 die niedrigste Milchleistung auf. Eine signifikant (p = 0,039) höhere Inzidenz von postpartalen Zyklusstörungen war bei den Tieren der Gruppe 2 erkennbar. Eine Woche ante partum korrelierte RQUICKI signifikant negativ (r = -0,509, p = 0,008) mit dem Auftreten von Zyklusstörungen post partum. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass durch die Fütterungsintensität während der Aufzuchtperiode die Zuchtreife, der peripartale Energie- und Fettstoffwechsel einschließlich der Insulinsensitivität, die Milchleistung sowie die postpartale Fertilität beeinflusst werden. Aus der intensiven Aufzucht resultieren eine frühere Zuchtreife, höhere Rückenfettdicken, eine gesteigerte peripartale Lipolyse einschließlich reduzierter Insulinsensitivität, eine verminderte Milchleistung und eine schlechtere Fertilität. / The aim of these studies was to investigate how different diets during the rearing period influence peripartal energy and fat metabolism as well as insulin sensitivity of heifers. Special attention was paid to the question if the „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) could be used to estimate insulin sensitivity in heifers. Possible influences on age at first breeding, calving, milk yield and postpartal morbidity were analysed as well. Furthermore, the aim of this investigation was to prove, if different diets at rearing influence the peripartal insulin sensitivity of heifers. 46 German Holstein calves were randomly divided in three groups. Group 1 (n = 18) was fed with an optimal diet (control group) based on recommendations of the German Society of Nutrition Physiology, group 2 (n = 14) was fed with a highly-concentrated diet and group 3 (n = 14) got a low-concentrated diet. In intervals of two weeks the heifers were weighed. With the obtained data the averaged daily weight gain was computed. In addition, ten, six, three and one week ante partum as well as two weeks post partum the backfat thickness (BFT) was measured ultrasonographically. Age at first breeding, calving, data of the calves, milk yield and interval to first service post partum were recorded, too. Before and after calving blood samples were taken from the Vena caudalis mediana. The concentrations of the following parameters were measured in blood serum: Insulin, insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glucose, free fatty acids (FFA), bilirubin, cholesterol, urea, betahydroxybutyrat (BHB) as well as total protein. Furthermore, postpartal diseases like endometritis, mastitis, metabolic disorders, limb diseases and fertility disorders were included. To determine insulin sensitivity a mathematic model called “Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index” (RQUICKI) was used. Serum concentrations of glucose, insulin and FFA were included in the formula RQUICKI = 1/[log (glucose) + log (insulin) + log (FFA)]. A low index value represents a decreased insulin sensitivity. Intensive reared heifers of group 2 reached age at first breeding (13.3 ± 1.0 months) significant (p = 0.003) earlier than heifers of the other both groups (group 1: 16.6 ± 1.5 months; group 3: 17.7 ± 1.4 months). One week ante partum heifers of group 2 showed significant (p = 0.022) higher BFT than heifers of the other groups. At the same timepoint, RQUICKI correlated significant negative with the BFT (r = -0.573; p = 0.003). In heifers of group 2, RQUICKI was significant lower (p < 0.05) one week ante partum than in heifers of the other groups. In all groups, the index values were lowest three days post partum. Based on the received index values reference ranges for RQUICKI in heifers can be proposed. One week ante partum as well as four weeks post partum the reference range for RQUICKI can be defined as RQUICKI = 0.40 ± 0.04. Three days after calving the reference range can be defined as RQUICKI = 0.34 ± 0.02. The intensive reared heifers show with an overall of 85.7 % the most difficulties at calving, but this was statistically not different. The different diets didn’t influence neither the sex of the calves nor their birth weight. Ante partum, serum concentrations of Insulin, IGF-1, FFA and cholesterol differed significantly (p < 0.05) as well as serum concentrations of bilirubin and FFA differed on day 28 post partum. No significant differences could be determined in serum concentrations of glucose, urea, BHB and total protein (p > 0.05). Heifers of group 2 showed the lowest 305-day milk yield. The incidence of postpartal ovarian diseases was significantly (p = 0.039) higher in heifers of group 2. A significant negative correlation (r = -0.509, p = 0.008) existed between RQUICKI ante partum and the incidence of postpartal ovarian diseases. In conclusion, different diets during the rearing period influence age at first breeding, peripartal energy and fat metabolism including insulin sensitivity, milk yield as well as postpartal fertility. An intensive rearing results in an earlier age at first breeding, increased BFT, enhanced peripartal lipolysis as well as reduced insulin sensitivity, decreased milk yield and poorer fertility.

Einleitung: Perinatale Mortalitätsraten von mehr als 5 Prozent bei primiparen Rindern stellen ein häufig beschriebenes Problem der kommerziellen Milchviehhaltung dar. Ursächlich werden hauptsächlich eine hohe Körperkondition des Muttertieres sowie feto-pelvine Missverhältnisse diskutiert. Dabei kann eine Senkung der perinatalen Mortalitätsraten durch optimale Aufzucht unter Ausbildung einer niedrigen Kondition und eines großen Skelettes erreicht werden. Ziele der Untersuchungen: Ziel dieser Studie war die Aufzucht von Primipara in vier kommerziellen Milchviehbetrieben mit unterschiedlich stark ausgeprägten perinatalen Mortalitätsraten zu untersuchen. Dabei sollten Differenzen der Aufzucht und Körperentwicklung der Primipara detektiert werden, welche ursächlich für die jeweilige perinatale Kälbermortalität sein könnten, um somit das Tierwohl in der kommerziellen Milchwirtschaft zu verbessern. Tiere, Material und Methoden: Es wurden insgesamt 1085 primipare Holstein-Rinder untersucht. Die Aufzuchtrinder des jeweiligen Betriebes wurden dazu in 6 Altersgruppen (AG 0: 1. - 3. Lebenstag, AG 1: 1. - 3. Lebensmonat, AG 2: 4. - 9. Lebensmonat, AG 3: 10. - 15. Lebensmonat, AG 4: 2. - 6. Trächtigkeitsmonat, AG 5: 8. - 9. Trächtigkeitsmonat) eingeteilt und stichprobenartig quartalsweise je Altersgruppe und Betrieb 8 - 10 Tiere über den Untersuchungszeitraum untersucht. Es wurden Messungen zur skelettalen Entwicklung der Rinder, wie Kreuzbeinhöhe, Beckenbreite (BB) und Sitzbeinbreite, sowie Messungen zur Körperkondition, wie Lebendmasse (LM), Body-Condition-Score, sonographische Rückenfettdickenmessung (RFD) und bioelektrische Impedanzanalyse (BIA), durchgeführt. Die Messungen wurden mit Auswertungen der Totalen- Misch-Rationen (TMR) der Tiere und Stoffwechseluntersuchungen, sowie dem Wachstumshormon Insulin-Growth-Factor 1 und Abstammungsdaten der Tiere in Zusammenhang gebracht. Die statistische Auswertung erfolgte nach der Prüfung der Normalverteilung mittels Kolmogorov-Smirnov-Tests. Normalverteilte Daten wurden mittels multivariater Varianzanalyse (mANOVA) mit einem anschließenden Post-hoc-Test nach Bonferroni auf signifikante Unterschiede geprüft. Nicht normalverteilteDaten wurden mittels Kruskal-Wallis-Test nach DUNN-Bonferroni ausgewertet. Zusätzlich wurde der Korrelationskoeffizient nach Pearson ermittelt. Das Signifikanzniveau war P ≤ 0,05. Ergebnisse: Aus den 4 Betrieben (A - D) wurden dreimal Daten zur perinatalen Kälbermortalitätsrate erhoben. Insgesamt schwankten die Werte je nach Erhebung und Betrieb zwischen 3 % und 14 %. Für die Entwicklung der LM der jeweiligen Betriebe war ein ansteigender Verlauf von rund 39 kg (AG 0) auf rund 664 kg (AG 5) über die untersuchten Altersgruppen feststellbar, wobei signifikante betriebsindividuelle Differenzen auftraten. Ebenfalls war über die Altersgruppen ein ansteigender Verlauf der skelettalen Entwicklung der Tiere dokumentierbar, welcher in AG 5 noch nicht in allen Betrieben vollständig abgeschlossen war. Mittels der BIA konnten signifikante betriebsindividuelle Gesamtkörperfettgehalte (16,0 % – 19,3 %) der Färsen ermittelt werden. Zusätzlich wurde nachgewiesen, dass sich der Gesamtkörperfettgehalt im Alter von 8 – 15 Monaten reduziert. Retrospektiv wurde gezeigt, dass ein geringer Körperfettgehalt zum Zeitpunkt der erfolgreichen Besamung Einfluss auf das Abgangsgeschehen (≤ 10 % Fett) und die nachfolgende Totgeburtenrate (≤ 15 % Fett) haben kann. Es konnten bei der Bewertung der Milchfütterung und der TMR-Proben betriebsindividuelle Fütterungsstrategien festgestellt werden. Allen Betrieben war dabei eine Absenkung der umsetzbaren Energie der Ration in der AG 1 zur AG 3 gemein, während ebenfalls alle Betriebe eine energetische Aufwertung der Ration zur AG 5 vornahmen. Bei den Stoffwechseluntersuchungen konnten häufige Überschreitungen der freien Fettsäuren (FFS) oberhalb des Referenzwertes von 150 μmol/l festgestellt werden. Während diese Erhöhung in AG 3 betriebsindividuell bei 5 % - 35 % der untersuchten Tiere auftrat, lag in AG 4 bereits bei 8 % – 51 % der untersuchten Tiere der FFS-Wert über der Referenz und bei 30 % – 81 % der untersuchten Tiere in AG 5. Die genetische Abstammung, sowie ein signifikant früheres Erstbesamungsalter, der Tiere in Betrieb A unter noch nicht abgeschlossenem Skelettwachstum wurden als Ursachen für die Kälbermortalität des Betriebes diskutiert. Während in Betrieb B, mit der höchsten skelettalen Entwicklung der Tiere, ein hohes Gewicht in der AG 3 und der Abbau der RFD in AG 5 als ungünstig dargestellt wurde. In Betrieb C konnte die nicht bedarfsgerechte Fütterung, unter Erhöhung des Ketonkörpers, sowie die Ausbildung einer hohen Körperkondition, als nachteilig für die perinatale Mortalitätsrate detektiert werden. In Betrieb D war in den Altersgruppen 4 und 5 die Ausbildung der größten BB (49,0 cm bzw. 52,0 cm) vorteilhaft für die perinatale Mortalitätsrate. Schlussfolgerungen: Es wurden mehrfach in den Betrieben erhöhte Kälbermortalitätsraten detektiert. Hierfür ließen sich individuelle Begründungen aus der Aufzucht und Körperentwicklung der Tiere ableiten. Mittels der BIA konnten Gesamtkörperfettgehalte der Primipara bestimmt werden. Zudem wurde gezeigt, dass auch niedrige Körperfettgehalte mit erhöhten Abgangs- und Kälbermortalitätsraten einhergehen. Die festgestellten häufig erhöhten Werte der FFS der Primipara sollten weiter untersucht werden. Es bleibt dennoch zu beachten, dass je Betrieb andere Faktoren die Ursache der perinatalen Mortalitätsrate bildeten. Daher erscheint eine Ursachenforschung auf Betriebsebene unerlässlich, um die diese zukünftig zu reduzieren und einen Beitrag zu mehr Tierwohl leisten zu können.:1 Einleitung..................................................................................................................1 2 Literaturübersicht..................................................................................................... 2 3 Tiere, Material, Methoden .................................................................................................................................. 22 4 Ergebnisse .................................................................................................................................. 32 5 Diskussion .................................................................................................................................. 76 6 Zusammenfassung ................................................................................................................................. 93 7 Summary ................................................................................................................................. 95 8 Literaturverzeichnis .................................................................................................................................. 97 9 Anhang

Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, das Auftreten von Milchejektionsstörungen in Produktionsherden zu erfassen und deren Ursachen zu finden. Die Fragestellung wurde in fünf methodisch sehr unterschiedlichen Untersuchungsblöcken bearbeitet, die tierindividuelle Aufzeichnungen zu Kalbung und Verlauf des Einmelkens, Verhaltensbeobachtungen im Vorabkalbezeitraum und Messungen psychophysiologischer Parameter (Herzfrequenz, Elektromyogramm, Hautpotential und Hautwiderstand) während eines Tests auf Stressstabilität sowie während des Einmelkens beinhalteten. Es nahmen 9 sächsische Betriebe an der Untersuchung teil. Die Datenerfassung erfolgte über einen Zeitraum von 20 Monaten in den Jahren 2004 / 2005. Es konnten die Daten von 1767 Färsen erfasst werden. Es wurden eindeutige Zusammenhänge zwischen dem durch suboptimale Haltungsbedingungen verursachten Wirken sozialer Stressoren in der Tiergruppe und dem Auftreten von MES gefunden. Demnach trat MES verstärkt in Betrieben auf, in denen bereits im Vorfeld der Kalbung eine chronische Stresssituation für die Tiere bestand. Hierbei konnten bei gemischten Färsen – Kuh- Gruppen die Anwesenheit der Altkühe und bei reinen Färsengruppen das zu geringe Platzangebot im Laufbereich als Hauptursache gefunden werden. Die Umstände von Abkalbung und Einmelken sind in den untersuchten Betrieben nicht primäre Ursache von MES, können aber verstärkend oder mildernd wirken. So bewirken Umstallungen kurz vor dem Abkalbetermin, eine langer Verbleib des Kalbes an der Kuh, zu kurze Pausen zwischen der Kalbung und der ersten Melkung sowie gesundheitliche Beschwerden im peripartalen Zeitraum ein Ansteigen des MES-Risikos. Betroffen sind hierbei vor allem stresslabile und rangniedrige Tiere sowie Tiere, die unter Testbedingungen bevorzugt introvertierte Verhaltensweisen (ängstlich, demütig) zeigten. Es bestand kein Unterschied hinsichtlich der Stressstabilität der Herden zwischen den Betrieben. Während des Einmelkens unterschieden sich Tiere mit und ohne MES in ihrem Verhalten und den gemessenen Parametern kaum von einander. Tiere mit MES zeigen lediglich eine verstärkte Neigung zu Überreaktionen und eingeschränkter Reaktionsfähigkeit bei den elektrodermalen Parametern, wobei die Differenzen häufig nicht statistisch zu sichern waren. Es konnte keine genetische Veranlagung zur Ausbildung einer MES nachgewiesen werden. Die errechnete Heritabilität lag bei h² = 0,009. MES ist somit als ein betriebsspezifisches Problem zu bezeichnen, das in den hier untersuchten Betrieben vor allem haltungsbedingte Ursachen hat. / The present study was designed to describe the occurrence and determine the causes of disturbed milk ejection (= MES = Milchejektionsstörung) in production herds. The question was treated in an examination with five parts with difficult methods: record individually courses of calving and the first milkings, observe the behaviour in the last weeks before the calving, measure psychophysiological parameters (heartrate, elektromyogram, skin conduction and electrical skin resistance) during a test of stress sensitivity and during the first milkings and an genetic analysis. Nine saxonian herds were involved. The data record was for 20 months in the years 2004 / 2005 and cover 1767 heifers. We found clear connections between social strains, they work in the groups of animals and was caused through suboptimal environment, and the occurrence of MES. We found more MES in herds, where animals had a chronical stress situation in the last weeks bevor the calving. The most important stressors are the presence of multiparous cows in mixed groups with cows and heifers and the lack of room for motion in the box when heifers are alone. The circumstances of calving and the first milkings are not the primary causes of MES in this study, but they can influence this problem. So we found an increase of risk for MES, when 1. the time between the transport of animals in the calving box and the calving was too short, 2. the calf stayed with the cow, 3. the time between the calving and the first milking was too short 4. the animal has health problems in the time around the calving. The animals with the highest risk for MES have low stress resistance are unstable for stress, have a low range in the herd and showed an introverted behaviour (timid, humble) in the test. There was no difference in the stress sensitivity between the herds. During the first milkings we found just little differents at behaviour and at measured parameters between animals with and without MES. Animals with MES showed a small disposition to overreactions or to restrict the ability of reaction in elektrodermal parameters, but the differences are often not significant. We couldn´t found genetic causes of MES. The heritability was h² = 0,009. In conclusion, MES is an herd specific problem. In the herds that were examine, the important causes of MES are suboptimale environment and management of the groups of animals.