Effect of housing and feeding system factors on bovine welfare

Abstract

Les estratègies de maneig en granges de producció bovina poden millorar el benestar animal, a més d’altres factors relacionats amb el sistema productiu. En aquesta tesi doctoral es van estudiar estratègies relacionades amb el sistema d’alimentació en boví de carn i el sistema d’allotjament en boví de llet, les quals van modificar els recursos o el maneig de la granja per cobrir les necessitats dels animals.

En el primer estudi, l’objectiu va ser establir la proporció òptima de fibra físicament efectiva (peNDF) en dietes altament concentrades de boví de carn, per reduir el risc d’acidosi ruminal subclínica. En condicions experimentals, vedelles de raça Simmental van ser alimentades amb 4 dietes amb diferent proporció de peNDF: 6,4%, 10,4%, 13,6%, i 15,4%, distribuïdes ad libitum com a ració mixta completa que conté 15% de palla d’ordi i 85% de concentrat. Els registres sobre ingesta, ingesta per grandària de partícula, selecció de l’aliment, activitats conductuals, i pH ruminal van donar informació de l’objectiu plantejat. Els resultats van suggerir que la dieta amb 10,4% de peNDF és la més adequada al no comprometre la ingesta, limitar la conducta de selecció, i promoure el temps dedicat a rumiar per reduir el nombre d’hores per sota els llindars de pH ruminal. A més, la peNDF de la dieta s’ha d’augmentar en les dietes de boví perquè estimula la rumia, però ha de fer-se a un nivell que no redueixi la ingesta ni permeti seleccionar en contra de partícules grans.

En el segon estudi, l’objectiu va ser comparar la biomassa forestal amb les serradures com a material de llit per estabulacions de llit compostat (CBP) sobre el rendiment de CBP, el recompte microbià del llit, i el benestar de vaques no lactants. En condicions experimentals, vaques de raça Holstein van ser allotjades en CBP amb serradures (CBP-S) o biomassa forestal (CBP-FB). Els resultats de temperatura, humitat i relació C:N de CBP van demostrar que el rendiment de CBP va ser pitjor en CBP-FB que en CBP-S. Així mateix, el confort de les vaques va ser pitjor en CBP-FB que en CBP-S considerant els resultats del temps necessari per tombar-se. Però els recomptes microbians de CBP mostraren que algunes especies microbianes van ser millor controlades en CBP-FB que en CBP-S. No obstant, encara que la biomassa forestal va semblar promoure el procés de compostatge i va controlar l’evolució temporal d’alguns recomptes microbians de CBP, la demanda de volums majors de biomassa forestal i els preus de mercat dels materials podrien tenir un gran impacte econòmic en la rendibilitat de la granja.

En el tercer estudi, l’objectiu va ser determinar el valor agronòmic d’ambdós materials resultants de CBP. Quan les vaques van abandonar l’estabulació, els materials de CBP es van utilitzar per construir 2 piles de compostatge amb l’objectiu afegit de determinar les característiques agronòmiques d’ambdós materials després de realitzar un procés de compostatge addicional. Algunes característiques de la composició química i la granulometria de la biomassa forestal inicial la fan un material de llit adequat per utilitzar com CBP, però la seva alta humitat podria limitar la capacitat d’absorbir dejeccions. El grau d’estabilitat de la matèria orgànica amb l’evolució de la temperatura de CBP suggereixen que no es va produir un compostatge real en cap material. El procés de compostatge de les piles no va comportar cap canvi rellevant en els materials de CBP i només es va estabilitzar la matèria orgànica de la pila de biomassa forestal. Des del punt de vista agronòmic, serradures i biomassa forestal presentaven característiques potencialment valuoses com esmena orgànica del sòl pel seu contingut alt en matèria orgànica i baix en nutrients.

Las estrategias de manejo en granjas de producción bovina pueden mejorar el bienestar animal, además de otros factores relacionados con el sistema productivo. En esta tesis doctoral se estudiaron estrategias relacionadas con el sistema de alimentación en vacuno de carne y el sistema de alojamiento en vacuno de leche, las cuales modificaron los recursos o el manejo de la granja para cubrir las necesidades de los animales.

En el primer estudio, el objetivo fue establecer la proporción óptima de fibra físicamente efectiva (peNDF) en dietas altamente concentradas de vacuno de carne, para reducir el riesgo de acidosis ruminal subclínica. En condiciones experimentales, terneras de raza Simmental fueron alimentadas con 4 dietas con diferente proporción de peNDF: 6,4%, 10,4%, 13,6%, y 15,4%, ofrecidas ad libitum como ración mixta completa que contiene 15% de paja de cebada y 85% de concentrado. Los registros sobre ingesta, ingesta por tamaño de partícula, selección del alimento, actividades conductuales, y pH ruminal dieron información del objetivo planteado. Los resultados sugirieron que la dieta de 10,4% es la más adecuada al no comprometer la ingesta, limitar la conducta de selección, y promover el tiempo dedicado a rumiar para reducir el número de horas por debajo los umbrales de pH ruminal. Además, la peNDF de la dieta se tiene que aumentar en las dietas de vacuno porque estimula la rumia, pero tiene que hacerse a un nivel que no reduzca la ingesta ni permita seleccionar en contra de partículas grandes.

En el segundo estudio, el objetivo fue comparar la biomasa forestal con el serrín como material de cama para estabulaciones de cama compostada (CBP) sobre el rendimiento de CBP, el recuento microbiano de la cama, y el bienestar de vacas no lactantes. En condiciones experimentales, vacas de raza Holstein fueron alojadas en CBP con serrín (CBP-S) o biomasa forestal (CBP-FB). Los resultados de temperatura, humedad y relación C:N de CBP demostraron que el rendimiento de CBP fue peor en CBP-FB que en CBP-S. Asimismo, el confort de las vacas fue peor en CBP-FB que en CBP-S considerando los resultados del tiempo necesario para tumbarse. Pero los recuentos microbianos de CBP mostraron que algunas especies microbianas fueron mejor controladas en CBP-FB que en CBP-S. No obstante, aunque que la biomasa forestal pareció promover el proceso de compostaje y controló la evolución temporal de algunos recuentos microbianos de CBP, la demanda de volúmenes mayores de biomasa forestal y los precios de mercado de los materiales podrían tener un gran impacto económico en la rentabilidad de la granja.

En el tercer estudio, el objetivo fue determinar el valor agronómico de ambos materiales resultantes de CBP. Cuando las vacas abandonaron la estabulación, los materiales de CBP se utilizaron para construir 2 pilas de compostaje con el objetivo añadido de determinar las características agronómicas de ambos materiales después de realizar un proceso de compostaje adicional. Algunas características de la composición química y la granulometría de la biomasa forestal inicial la hacen un material de cama adecuado para utilizar como CBP, pero su alta humedad podría limitar la capacidad de absorber deyecciones. El grado de estabilidad de la materia orgánica con la evolución de la temperatura de CBP sugieren que no se produjo un compostaje real en ningún material. El proceso de compostaje de las pilas no conllevó ningún cambio relevante en los materiales de CBP y sólo se estabilizó la materia orgánica de la pila de biomasa forestal. Desde el punto de vista agronómico, serrín y biomasa forestal presentaban características potencialmente valiosas como enmienda orgánica del suelo por su contenido alto en materia orgánica y bajo en nutrientes.

The farm management strategies in the cattle production system can improve animal welfare as well as other factors related to the production system. In this doctoral thesis, the strategies studied were a feeding system in beef cattle and a housing system in dairy cows, which modify farm resources or management to meet animal needs.

In the first study, the objective was to establish the optimal physical effective fiber (peNDF) proportion in high-concentrate diets fed to beef cattle, to reduce the risk of subacute ruminal acidosis. Simmental heifers in experimental conditions were fed 4 diets with different peNDF proportions: 6.4%, 10.4%, 13.6%, and 15.4%, offered ad libitum as total mixed ration, and containing 15% barley straw and 85% concentrate. Records about intake, intake by particle size, feed sorting, behavioral activities, and rumen pH provided insight on the proposed objective. The results suggested that the 10.4% diet best met the requirements of not compromising intake, limiting sorting behavior, and promoting time spent ruminating to reduce the number of hours under rumen pH thresholds. In addition, dietary peNDF has to be increased in cattle diets because it stimulates rumination activity, but it must be done at a level which does not reduce intake or lead to sorting against large particles.

In the second study, the objective was to compare forest biomass to sawdust as bedding material for compost-bedded pack (CBP) barns on CBP performance, bedding microbial counts, and welfare of nonlactating cows. Holstein cows in experimental conditions were allocated on a CBP with sawdust (CBP-S) or forest biomass (CBP-FB). The results of CBP temperature, moisture and C:N ratio showed that CBP performance was worse in CBP-FB than in CBP-S. In addition, cow comfort was worse in CBP-FB than in CBP-S considering the results obtained for time needed to lie down. However, bedding microbial counts showed that some microbial species were better controlled in CBP-FB than in CBP-S. Nevertheless, although forest biomass appeared to support a composting process and controlled the temporal evolution of bedding microbial counts of some species, higher required volumes of forest biomass and market prices of materials could have a greater economic impact on farm profitability.

In the third study, the objective was to ascertain the agronomic value of both materials resulting from the CBP. Once cows had been moved away, the CBP materials were used to build 2 composting piles with the further objective of ascertaining the agronomic characteristics of both materials after conducting an additional composting process. Some characteristics of chemical composition and granulometry of raw forest biomass made it a suitable bedding material to be used as CBP, but its high moisture content could limit the ability to absorb liquid manure. Taken together the degree of stability of the organic matter with the temperature evolution of CBP, this suggests that a real composting process did not occur in any material. The composting process of the piles did not lead to any relevant change in CBP materials, and only the organic matter of forest biomass pile was stabilized. From the agronomic point of view, sawdust and forest biomass presented potentially valuable characteristics as regards organic amendment in the soil, thanks to their high organic matter content and low nutrient content.