Grundsätzlich haben die Lufttemperatur, die Strahlungstemperatur, die Luftgeschwindigkeit sowie die relative Luftfeuchte Einfluss auf die Wärmebelastung.

Diese beiden Faktoren ändern sich aber oftmals recht rasch und sind daher für die grundsätzliche Risikoabschätzung weniger geeignet.

Um eine Orientierung für das Risiko und die Intensität von auftretendem Hitzestress zu geben, können die THI-Werte in vier Kategorien unterteilt werden.

Witterungsabhängige Tierkontrollen werden ab einem THI > 75 angeraten. Zwischen THI  75 und 78 ist die erste Warnstufe, die mit mäßigem Hitzestress verbunden sind. Ein THI zwischen 79 und 83 verursacht starken Hitzestress und über THI 84 besteht extremer Hitzestress mit einem sehr hohen Hitzeschlagrisiko für die Tiere.

Die Zusammenhänge werden auch in einer Untersuchung aus der Milchviehhaltung deutlich. Nach Kendall et al. (2007) stieg die Respirationsrate und die Körpertemperatur bei Kühen ohne Schatten oder Abkühlung nach 90 Minuten sehr schnell an. Die Vergleichsgruppe mit Schatten zeigte nur eine leichte Erhöhung der Respirationsrate, wobei die Kühe mit Schatten (auf Stallbedingungen bezogen: zusätzlich Sprinkler) keinen Anstieg der Atemfrequenz aufwiesen, aber die Körpertemperatur leicht vermindert war (innerhalb der 90 Minuten Beobachtungszeit). Ein signifikanter Effekt der Fellfarbe auf die Respirationsrate und die Körpertemperatur konnte nicht nachgewiesen  werden. Es zeigte sich aber, dass schwarze Kühe mit 82 Atemzügen je Minuten höhere Atememfrequenzen aufwiesen als helle Kühe mit im Mittel 72 Atemzügen je Minute.

Auf der Weide ist die Einschätzung des Hitzestresses anhand des THI anspruchsvoller, sodass die Bewertung von Tierindikatoren (z.B. Atemfrequenz, Speicheln, Maulatmung) zusätzlich notwendig wird.

Bei Weidetieren ist eine regelmäßige und intensivere Tierbeobachtung notwendig, da die Umgebungsbedingungen stärker schwanken und ggf. schnelles Eingreifen erfordern.

Auswirkungen auf die Tiere bei Überschreiten der Anpassungsfähigkeit

Die Anpassung des Körpers erfordert Zeit. Die rektal gemessene Körpertemperatur steigt erst nach einiger Zeit nach Beginn der Hitzestresssituation und gilt als Goldstandard zur Überprüfung der Anpassungsfähigkeit.

Die Körperkerntemperatur folgt dem Temperaturverlauf der Umgebung mit einer gewissen Verzögerung:

Bei moderaten Bedingungen von - 7/+18 °C ist der Verlauf des Anstiegs der Körperkerntemperatur sehr moderat und erreicht erst acht bis zehn Stunden nach Temperatur-Peak in der Umgebungstemperatur den eigenen Höchstwert. Bei starken Temperaturschwankungen -7/+32 °C werden die höchsten Körperkerntemperaturen schon nach drei bis fünf Stunden erreicht (Lees et al., 2019).

Das bedeutet also: je höher die Umgebungstemperatur ist, desto schneller folgt der Anstieg der Körperkerntemperatur bei den Rindern.

Während der Hitzeperioden, wenn bereits um 10 Uhr mit dem Erreichen der kritischen Tagestemperaturen gerechnet wird, muss daher ab mittags eine Bewertung der Atemfrequenz der Mutterkühe über den Panting Score erfolgen!

Für das Management der Mutterkuhherden während der Weideperiode können sich daraus zwei Maßnahmen ergeben, um ein Absinken der Trockenmasseaufnahme zu verhindern und durch höher-energetische Rationen die Belastung durch zusätzliche Stoffwechselwärme zu reduzieren:

• Weidefutter mit maximal 28% Rohfaser (Ähren- und Rispenschieben) anbieten oder bei überständigem Futter eine Selektion der Tiere zulassen,
• Zugabe einer neuen Portion oder einer neuen Fläche eher in den Abendstunden durchführen, damit die Wärmeerzeugung durch die Verdauung eher in den Nachtstunden erfolgen kann. 

Damit einhergehend können zwei Kernfaktoren beschrieben werden, an denen der Hitzestress gemessen werden kann:

Beide Faktoren können sich unterschiedlich stark auf den Pansen-pH-Wert und den Säure-Basen-Haushalt im Blut auswirken. Eine Verminderung der Futteraufnahme mit einer einhergehenden Verminderung der Aufnahme an Rohfaser senkt die Wiederkautätigkeit und damit die Menge an gebildetem Speichel, der einen Beitrag zur Abpufferung des pH-Wertes im Pansen leistet. Die erhöhte Atemfrequenz führt zu einer Erhöhung der Abgabe von Kohlendioxid, welches neben der Beeinflussung des pH-Wertes im Pansen direkt auf den Säure-Basen-Haushalt der Kühe wirkt. Bei weiter steigenden Körperkerntemperaturen kann eine Veränderung des Haushaltes der Mineralstoffe und eine deutliche Reduzierung der Milchmenge mit einer Reduzierung der Milchinhaltsstoffe beobachtet werden, die sich sowohl auf die Leistung der Kühe als auch die Leistung der Kälber auswirkt und dann auch zu einer Überforderung der Anpassungsfähigkeit führen kann (vergleiche Abbildung). 

Anpassungsreaktionen und -möglichkeiten

Auf Hitzestress können Rinder mit Änderungen im Verhalten, der Gesundheit und der Leistung reagieren. Hier muss auch zwischen kurz- und mittelfristigen Anpassungsreaktionen und -möglichkeiten unterschieden werden.

Kurzfristige körperliche Anpassungsreaktionen:

• Verdunstung

Verdunstung von Flüssigkeit in Form von Schwitzen oder Flüssigkeitsabgabe über die Atmungsorgane durch Erhöhung der Atemfrequenz, Hecheln und Speicheln.

• Herzfrequenz

Bei starker Wärmebelastung über 38°C steigt die Herzfrequenz durch die steigende Körperkerntemperatur (Kolb 1980).

• Wiederkauzeit:

Üblicherweise zeigen Kühe bei Hitzestress eine reduzierte Futteraufnahme und eine geringere Wiederkauzeit. Allerdings kann auch bei Hitzestress die Wiederkäuzeit durch eine vermehrte Speichelbildung (und damit mehr Natrium-Bi-Carbonat [Natriumhydrogencarbonat]) verlängert sein, was z. B. bei Mastrindern beobachtet wurde (Brscic et al., 2021).

• Pansenfermentation:

Aufgrund der sich verändernden Pansen-pH-Werte kann es auch zu Störungen der Pansenfermentation kommen und damit auch zu vermehrten Lahmheiten (Kadzere et al., 2002)

Rinder, die bei Wärmebelastung keinen Schattenbereich finden, können ihr Normalverhalten nicht ausleben (Polsky und von Keyserlingk, 2017). In der Folge können biologische Funktionen und damit auch das Tierwohl und die Leistung beeinträchtigt sein (Polsky und von Keyserlingk, 2017). Unter Umständen können Verhaltensänderungen auftreten, die bei fehlender Bedarfsdeckung (fehlender Schatten, zu wenig Wasser) bis hin zu Verhaltensanomalien eine Folge sein können.

Kurzfristige Anpassungsreaktionen des Verhaltens:

• Aufsuchen von Schatten (Edwards-Callaway et al., 2021) und windigen Stellen, Wälzen in Schlamm, Ausrichten der Körperbreitseite zur Windrichtung
• vermehrte Wasseraufnahme, Rückgang der Futteraufnahme bzw. Verlegung der Aktivität/ Futteraufnahme in die kühlen Nacht- und Morgenstunden
• enges Zusammenstehen, wenn zur Beschattung des Kopfes und Reduzierung des Insektendrucks Schattenbereiche fehlen (Sekundärliteratur: Review Edwards- Kallaway et al., 2021)

Mittelfristige körperliche Anpassungsreaktionen:

Die Anpassung des Haarkleids an die Jahreszeit. Der Behaarungsgrad nach Durbin et al. (2020) kann zur Beurteilung des Wechsels des Haarkleides genutzt werden. Der Wechsel des Haarkleids hat eine starke genetische Komponente (hohe Erblichkeit), aber auch die Mineralstoffversorgung und ggf. krankheitsbedingte Haarwechselproblemen spielen eine Rolle. Managementmaßnahmen wie routinemäßiges Scheren des Haarkleids wird nicht empfohlen, es sollte hier aber mehr Augenmerk auf das Haarkleid bei Auswahl der Zuchttiere gelegt werden.

Physiologische Indikatoren für Hitzestress

Der beste Indikator für Hitzestress ist der Anstieg der Körperkerntemperatur. Die Schwellentemperatur, über der es zum Anstieg der Atemfrequenz kommt, ist unterschiedlich. Für europäische Rassen (z.B. Holstein Friesian, Jersey, Brown Swiss) liegt sie bei 16 °C, für Brahmankühe bei 24°C (Fischer et al., 2014). Bei taurinen Rindern steigt die Körperkerntemperatur ab einer Umgebungstemperatur von 25-30°C. Ab 28°C steigt bei schwarzbunten Deutsch-Holstein Rindern die Körperkerntemperatur um 0,5°C (Fischer et al., 2014). Starker Hitzebelastung kann mit Unruhe und einer teils kritischen Rektaltemperatur > 40-43,5 °C einher gehen (Dirksen et al. 2006). Die Körperkerntemperatur kann aber gerade bei Mutterkühen, ohne den Einsatz von Sensoren, nicht praktikabel erfasst werden.

Gute, verlässliche und einfach zu erfassende Indikatoren sind hingegen die Atemfrequenz und das Speicheln. Je größer der Hitzestress, umso stärker steigt die Atemfrequenz und es tritt vermehrter Speichelfluss auf. Bei schwerem Hitzestress ist hochfrequentes Atmen, Hecheln, Keuchen, offenes Maul, vorgestreckte Zunge und schaumiger Speichel zu beobachten (Dirksen et al. 2006).

Checkliste Sommerhaarkleid

Folgen für die Gesundheit

• erhöhte Tierverluste:

• Hautreaktionen:

• Leistungsminderung:

• Fruchtbarkeit:

Folgen für die Leistung

• Studien an Mastrinder, die Zugang zu Schatten hatten, zeigten höhere tägliche Zunahmen, hatten eine bessere Futterverwertung und  Ausschlachtung (Edwards-Callaway et al., 2021)
• In einer Untersuchung von Brown-Brandl et al. (2005) war die tägliche Trockenmasseaufnahme von Mastrindern um 17 % reduziert, wenn der maximale Temperature Humidity Index (THI, Thom, 1959) am entsprechenden Tag ≥ 84 war.
• Rückgang der Futteraufnahme ab Temperatur von 21-24 °C (Beatty et al., 2006).
• Die Nutzung von Möglichkeiten zur Reduzierung der Körpertemperatur durch z.B. Duschen und Ventilatoren wird durch die Milchkühe sehr unterschiedlich zeitlich in Anspruch genommen → es gibt also tierindividuelle Unterschiede im Bedarf an Wärmeabfuhr oder auch der Regulation (Legrand et al., 2011) → aber Reduzierung der Milchmenge durch Hitzestress bis 20% (auch bis 50% möglich).

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