Vliv sociálního prostředí během rané ontogeneze na odchov mléčného skotu

Katarína Bučková

Doctoral thesis

Effect of early social environment on dairy calf development

Abstract:

The dissertation thesis focuses on the actual housing issue of dairy calves in their early ontogeny. Despite of fact that many studies already found that individual housing of calves impairs their welfare, individual housing prevails in Czech Republic as well as across many other European countries. One of the most important reasons is that most of farmers find individual housing of calves more practical than group housing. The thesis is focused on the research on pair housing, which could be a compromise between practice and welfare. The main objective of the thesis is to compare learning abilities and affective states of individually and pair-housed calves. The second aim of our study is to compare behaviour of differentially housed calves in a novel arena test. From practical reasons we are also focused on the comparison of calvesꞌ body weight gain and health state. The additional aim of the study is to find the effect of disbudding on the growth and feed intake of differentially housed calves. In total, we used 66 calves assigned either to individual (n = 22) or pair housing (n = 44). The behaviour of each calf was individually tested in a novel arena and assessed through 9 behavioural categories (e.g., activity, play, self-grooming etc.) from videos. Calves were trained on a spatial Go/No-go task with active trial initiation in which the location of the teat bucket signalled either reward (positive trial) or non-reward (negative trial). The learning abilities were assessed by number of trials needed to learn an operant (= learning to actively initiate a new trial) and discrimination (= learning to discriminate between the positive and negative trial) task. The affective states were tested in the following 4 testing sessions, with the bucket being presented in 3 locations in-between the positive and negative locations. Body weight gains for the period of 54 days were calculated as the differences between calf weights on the first and last day of experiment. Health state parameters (diarrhoea, cough, eye discharge, nasal discharge) were recorded every day for the whole duration of the experiment. The effect of disbudding on the calvesꞌ growth was assessed as the differences between the weights measured 2 days before and 3 days after procedure. The effect of disbudding on the feed intake was assessed as the differences between the starter intake 24 hours before and after procedure. The learning abilities, behaviour of calves in the novel arena (after behavioural categories were diminished by PCA), body weight gains, health state and the effect of disbudding on the feed intake and growth were analysed by linear models. The responses of calves (Go/No-go) to the bucket presenting at ambiguous locations were analysed by generalised linear mixed-effects models. We found 3 PCs explaining 71 % of total variation in calf behaviour. PC 1 was mainly characterized by activity, exploration and play while PC 2 mostly contained self-grooming and PC 3 negative freezing. There was no significant effect of housing on PC2 and PC3, but housing significantly affected PC1 (F1.38 = 6.67, P = 0.014) showing that individually housed calves played more (F1.38 = 4.89, P = 0.033) and tended to have increased activity (F1.38 = 3.86, P = 0.056) and exploration (F1.38 = 3.35, P = 0.074) compared to pair-housed calves. Type of housing did not significantly affect neither the learning speed (Operant task: F1.34 = 0.42, P = 0.52; Discrimination learning: F1.34 = 0.25, P = 0.62), body weight for period of 54 days (F1.53 = 1.85; P = 0.18), nor health state (diarrhoea: F1.38 = 0.18, P = 0.37; cough: F1.95 = 1.88, P = 0.18; eye discharge: x21 = 0.19, P = 0.66; nasal discharge: x21 = 0.07, P = 0.80). Disbudding did not have any significant effect neither on the growth (F1.47 = 2.56; P = 0.12), nor starter intake (F1.45 = 0.28, P = 0.60) of differentially housed calves. We found that individually and pair housed calves did not differ either in their reaction

Abstract:

s to the positive stimuli (percentage of Go, mean ± SE, individually housed: 99.2 ± 0.4%, pair-housed: 97.6 ± 1.5%) or in their reactions to the negative stimuli (individually housed: 9.5 ± 2.5%, pair-housed: 13.9 ± 2.6%), thus documenting that calves from both housing conditions had the same motivation for milk and had learned the cognitive judgement bias task equally well. Nevertheless, pair-housed calves showed more go-responses towards the ambiguous locations than individually housed calves (X21 = 6.76, P = 0.009), indicating that they judged the ambiguous cues more optimistically and were thus in a more positive affective state. Based on our results that pair-housed calves are in more positive affective states and showing decreased rebound effect of play, and that pair housing does not have any significant negative effects on other observed parameters, we recommend it for implication to the practice.

Abstract:

Dizertačná práca rieši aktuálnu problematiku ustajnenia teliat mliečneho dobytka v rannej ontogenéze. V Českej republike, ale i v Európe prevláda individuálny odchov teliat a to aj napriek skutočnosti, že viaceré štúdie už dokázali jeho negatívny vplyv na welfare takto ustajnených teliat. Možným dôvodom je skutočnosť, že väčšina chovateľov považuje individuálne ustajnenie teliat za praktickejšie než skupinový odchov. Táto práca sa zameriava na výskum párového ustajnenia, pretože práve tento typ ustajnenia by mohol byť akýmsi kompromisom medzi zaistením dobrého welfare teliat a praktickým hľadiskom. Hlavným cieľom práce je porovnanie schopnosti učiť sa a emocionálneho stavu teliat v individuálnom a párovom ustajnení. Ďalším cieľom práce je porovnať správanie rozdielne ustajnených teliat v neznámom prostredí. Z praktických dôvodov sa zameriavame aj na porovnanie hmotnostných prírastkov a zdravotného stavu teliat. Posledným cieľom práce je zistiť vplyv odrohovania na spotrebu krmiva a hmotnostné prírastky teliat v individuálnom a párovom ustajnení. V našej štúdií sme celkovo použili 66 teliat, ktoré sme priradili do individuálneho (n = 22) alebo párového ustajnenia (n = 44). Správanie každého teľaťa bolo individuálne otestované v teste neznámeho prostredia a hodnotené z videí prostredníctvom 9 behaviorálnych kategórii (napr. aktivita, hra, self-grooming). Teľatá boli trénované pre tzv. ,,cognitive judgement bias task“ s aktívnou iniciáciou pokusov, kde umiestnenie kýblika v experimentálnom priestore signalizovalo buď odmenu (pozitívny pokus) alebo neprítomnosť odmeny (negatívny pokus). Rýchlosť učenia teliat bola hodnotená na základe počtu pokusov, ktoré zvieratá potrebovali na úspešné zvládnutie operačného (= naučenie sa aktívne iniciovať nový pokus) a diskriminačného (= naučenie sa diskriminovať medzi pozitívnym a negatívnym pokusom) učenia. Emocionálny stav teliat bol následne otestovaný metódou cognitive judgement bias test na základe reakcií teliat na prezentáciu kýblika umiestneného na ambivalentných (stredných) pozíciách medzi pozitívnou a negatívnou stranou. Hmotnostné prírastky boli hodnotené ako rozdiely v hmotnostiach teliat na začiatku a konci experimentu, teda za obdobie 54 dní. Zdravotné ukazovatele teliat (hnačka, kašeľ, nosný a očný výtok) boli hodnotené každý deň po dobu celého experimentu. Vplyv odrohovania na hmotnostné prírastky teliat bol hodnotený na základe rozdielov v ich hmotnostiach získaných 2 dni pred a 3 dni po procedúre. Vplyv odrohovania na spotrebu krmiva teliat sme analyzovali ako rozdiel v spotrebe štartéru 24 hod pred a po zákroku. Správanie teliat v teste neznámeho prostredia (po znížení behaviorálnych komponentov pomocou PCA), rýchlosť učenia, hmotnostné prírastky, zdravotný stav a vplyv odrohovania na hmotnostné prírastky a spotrebu krmiva teliat boli analyzované lineárnymi modelmi. Odpovede teliat (,,Go“/,,No-Go“) na umiestnenie kýblika na ambivalentné pozície boli analyzované zovšeobecnenými zmiešanými lineárnymi modelmi. Zistili sme, že 3 PC vysvetľujú 71 % variability v správaní teliat v teste neznámeho prostredia. PC1 bola charakterizovaná predovšetkým aktivitou, exploráciou a hrou. PC 2 bola tvorená hlavne self-groomingom a PC3 záporným freezingom. Typ ustajnenia nemal signifikantný vplyv na PC2 ani PC3, ale signifikantne ovplyvnil PC1 (F1.38 = 6.67, P = 0.014), pretože teľatá ustajnené individuálne sa v teste neznámeho prostredia hrali viac (F1.38 = 4.89, P = 0.033) a mali tendenciu k vyššej aktivite (F1.38 = 3.86, P = 0.056) a explorácii (F1.38 = 3.35, P = 0.074). Zistili sme, že typ ustajnenia nemal signifikantný vplyv na rýchlosť učenia (Operačné učenie: F1.34 = 0.42, P = 0.52; Diskriminačné učen

Abstract:

ie: F1.34 = 0.25, P = 0.62), hmotnostné prírastky za obdobie 54 dní (F1.53 = 1.85; P = 0.18) a ani zdravotný stav teliat (hnačka: F1.38 = 0.18, P = 0.37; kašeľ: F1.95 = 1.88, P = 0.18; očný výtok: x21 = 0.19, P = 0.66; nosný výtok: x21 = 0.07, P = 0.80). Odrohovanie signifikantne neovplyvnilo hmotnostné prírastky (F1.47 = 2.56; P = 0.12) ani spotrebu štartéru (F1.45 = 0.28, P = 0.60) rozdielne ustajnených teliat. (x21 = 6.76, P = 0.009. Zistili sme, že teľatá v oboch typoch ustajnenia sa nelíšia v odpovediach na pozitívne (percentuálny podiel Go odpovede, priemer ± SE; individuálne: 99.2 ± 0.4%, párové: 97.6 ± 1.5%) či negatívne podnety (percentuálny podiel No-go odpovede; individuálne: 9.5 ± 2.5%, párové: 13.9% ± 2.6%), čo značí, že všetky teľatá boli rovnako motivované získavať mlieko a naučili sa princíp cognitive judgement bias task približne rovnako rýchlo. Teľatá odchované v pároch však častejšie dosiahli kýblik umiestňovaný na ambivalentných pozíciách (x21 = 6.76, P = 0.009) než individuálne odchované jedince, čo dokazuje, že ambivalentné podnety posudzovali pozitívnejšie a preto sa nachádzali v pozitívnejšom emocionálnom stave. Na základe výsledkov, že teľatá odchované v pároch sa nachádzajú v pozitívnejšom emocionálnom stave a je u nich nižší ,,rebound effect“ hry, a že párové ustajnenie nemá negatívny signifikantný vplyv na ostatné sledované parametre v porovnaní s teľatami ustajnenými individuálne, párový odchov odporúčame pre zavedenie do praxe.

Keywords

dairy calves, individual housing, pair housing

Keywords

teľatá mliečneho dobytka, individuálne ustajnenie, párové ustajnenie

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 12. 2019

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Marek Špinka, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme / field:
Animal Science / General Animal Science