Tekst: Lotte De Prekel – Eenheid Varkensgezondheidszorg – Vakgroep Interne geneeskunde, Voortplanting en Populatiegeneeskunde – Faculteit Diergeneeskunde – Universiteit Gent, ILVO-Coolpigs
Uit een eerste pilootstudie binnen het Coolpigs* project, waarbij een hittegolf bij vleesvarkens kunstmatig werd geïnduceerd, blijkt dat zelfs na drie dagen hittestress fysiologische veranderingen bij de varkens merkbaar zijn. Zo versnelde de ademhalingsfrequentie, daalde het voederverbruik, nam het passieve gedrag toe en verhoogde de huid- en rectale temperatuur. De eenvoudigste manier om hittestress bij je vleesvarkens op te volgen is de ademhalingsfrequentie. Bij meer dan 50 ademhalingen per minuut moet je uitkijken voor (andere) tekenen van hittestress. Een eerste lijst met maatregelen die je kan treffen om hittestress te beperken, is alvast terug te vinden op deze pagina.
Door de klimaatverandering zullen we ons in de toekomst nog beter moeten wapenen tegen extremere weersomstandigheden zoals hittegolven en droge perioden. Binnen het Coolpigs-onderzoeksproject speelt men hierop in door praktisch toepasbare en economisch haalbare hittestress-reducerende maatregelen in de stal en tijdens transport naar het slachthuis in kaart te brengen. Ook de praktische kennis over de zichtbare en minder zichtbare impact van hittestress wil men verhogen. In een eerste pilootstudie werd nagegaan hoe hittestress kunstmatig in de stal kan worden geïnduceerd en welke parameters bruikbaar zijn om de effecten van hittestress in kaart te brengen.
Wat is hittestress?
Bij een temperatuur die hoger is dan de bovengrens (hoogste kritische temperatuur) van de thermoneutrale zone ervaren varkens hittestress. Deze hoogste kritische temperatuur neemt af bij toenemend lichaamsgewicht: 25°C bij een gewicht van 25 kg en 20°C bij een gewicht van 100 kg. Boven de kritische temperatuur passen de varkens hun gedrag aan om meer warmte te verliezen: hijgen, liggen op de koelere plekken in het hok, zichzelf bevochtigen met urine en mest, en contact met soortgenoten vermijden. Zweten kunnen varkens nauwelijks. Daarom zijn varkens vooral afhankelijk van warmteverlies via de ademhaling. Echter, ze hebben een beperkte hart- en longcapaciteit waardoor warmteverliezen via deze weg ook beperkt zijn. Hittestress vormt dus zeker een uitdaging voor zowel zeugen- en vleesvarkensbedrijven als tijdens het transport.
Kunstmatige hittegolf induceren bij vleesvarkens
In deze eerste pilootproef werd enerzijds het protocol om een hittegolf kunstmatig te induceren met behulp van warmtekanonnen uitgetest en werd er anderzijds gezocht naar de beste manier om de effecten van hittestress in kaart te brengen. Twee compartimenten met vleesvarkens van verschillende leeftijden (jonge groep: 72,7 ± 9,9 kg en oude groep: 96,5 ± 7,3kg) werden gedurende drie dagen kunstmatig opgewarmd tot ongeveer 30°C. Er zaten telkens 40 vleesvarkens per compartiment, verdeeld over vier hokken. Er werd ervoor gezorgd dat op deze hittedagen de THI-index - dit is een combinatie van temperatuur en relatieve vochtigheid - grens van 75 werd overschreden (THI steeds tussen 77,1 en 79,0). Op de dagen voorafgaand en na opwarming van de stal was de THI-index steeds lager dan 75 (THI steeds tussen 70,7 en 72,7). De ademhalingsfrequentie, de temperatuur (huid en rectaal), het voederverbruik, en voorkomen van passief gedrag van de vleesvarkens werden opgevolgd op verschillende momenten, waarbij de observaties van deze parameters ook meerdere keren per dag werd uitgevoerd
*THI-index
De THI-index of Temperature Humidity Index, is een parameter die de binnentemperatuur en de relatieve vochtigheid combineert. De combinatie van deze parameters heeft een zeer grote invloed op de thermoregulatie van vleesvarkens. Als de THI-index een bepaalde grens overschrijdt, kan deze de mate van hittestress bij dieren weergeven. Aan de hand van wetenschappelijke studies werden volgende grenswaarden voor vastgelegd:
Aandacht voor hittestress bij meer dan 50 ademhalingen per minuut
De ademhalingsfrequentie werd gemeten door het aantal flankbewegingen per minuut te tellen. In de pilootproef steeg de ademhalingsfrequentie van gemiddeld 36 ademhalingen per minuut op normale dagen naar 74 ademhalingen per minuut tijdens hittedagen (Figuur 1). Uit de literatuur blijkt ook dat als de temperatuur of relatieve vochtigheid nog meer wordt opgedreven, bijvoorbeeld tot in de THI-index gevarenzone de ademhalingsfrequentie verder zal meestijgen. De ademhalingsfrequentie lijkt daarom de parameter bij uitstek die de varkenshouder kan waarschuwen dat zijn vleesvarkens mogelijk lijden onder hittestress. Deze parameter is bovendien heel eenvoudig om te meten, enkel een horloge of timer en een getraind oog zijn nodig. Bij een gemiddelde stijging tot boven 50 ademhalingen per minuut, moet men uitkijken naar mogelijke hittestress bij de dieren. De rectale- en huidtemperatuur zal op dat moment ook al gestegen zijn, met gevolgen voor de spontane voederopname door de varkens.
Figuur 1. Gemiddelde ademhalingsfrequentie en standaardafwijking (spreiding van de ademhalingsfrequentie over de groep varkens) )per compartiment en per meetmoment (soms meerdere observaties per dag)
Korte hittegolf van drie dagen is al nefast voor het voederverbruik
De kunstmatige opwarming had ook een invloed op het voederverbruik door de varkens. Tijdens de hittedagen aten alle varkens gemiddeld 425 gram per dag minder dan de periode voor de opwarming van de compartimenten (controleperiode). Ook viel het op dat tijdens de drie dagen na de opwarming 140 g/dag minder gegeten werd dan tijdens de controleperiode. Mogelijk hebben de dieren enkele dagen tijd nodig om te recupereren van de hitte. Vanaf 6 dagen na de hitteperiode, was de voederopname terug op peil en aten de varkens gemiddeld 115 g/dag meer dan tijdens de controleperiode. De reductie van de vrijwillige voederopname tijdens hittestress is het meest effectieve mechanisme om de interne warmteproductie te verminderen. Wanneer de hitteperiode lang aanhoudt (wat niet het geval was in deze proef), zal de gemiddelde dagelijkse groei ook afnemen als gevolg van een verminderde voederopname. Daarnaast wordt het verteringsproces belemmert doordat tijdens hittedagen nutriënten vooral worden ingezet om de homeothermie - instandhouding van de eigen lichaamstemperatuur - te behouden. Tevens gaat er meer bloed naar de perifere lichaamsdelen, zoals de huid, om warmte kwijt te geraken, en minder naar het maagdarmstelsel waardoor de vertering minder optimaal verloopt.
Rectale en huidtemperatuur merkbaar hoger bij hittegolf
De huidtemperatuur werd gemeten m.b.v. een infraroodcamera, daar deze parameter aan populariteit wint in verschillende wetenschappelijke studies. Er werd telkens een beeld genomen van de flank van het varken (Figuur 2). Dit beeld kon achteraf geanalyseerd worden met software waarbij het mogelijk was om de gemiddelde oppervlaktetemperatuur, het warmste- en koudste punt van een aangeduid oppervlak te berekenen (Figuur 3). Er werd een aantoonbaar verschil waargenomen tussen de huidtemperatuur tijdens normale dagen en op hittedagen. Op normale dagen, was de gemiddelde huidtemperatuur 32°C, terwijl deze bij opwarming naar ±34,5°C steeg. Er was ook een verschil te merken tussen de twee leeftijdsgroepen. De zwaarste vleesvarkens hadden tijdens de kunstmatige opwarming een lagere huidtemperatuur dan de minder zware groep, wat ook in de periode voor en na de hittegolf het geval was. Oudere vleesvarkens zijn namelijk minder in staat om voelbare warmte te verliezen. Voelbare warmte kan via drie verschillende manieren worden geproduceerd: convectie of warmteverlies via de beweging van gassen en vloeistoffen, conductie of warmteverlies via direct contact, en radiatie of warmteverlies via stralingen. Het meten van de huidtemperatuur met een infraroodcamera en de interpretatie van de gegevens zijn niet toepasbaar in de praktijk maar kunnen wel informatie opleveren tijdens gedetailleerde studies.
Figuur 2. Huidtemperatuur-analyse van de zijflank van een vleesvarken tijdens kunstmatige opwarming m.b.v. de Testo-software. AV1 = gemiddelde huidtemperatuur van de aangeduide oppervlakte (34.4°C), HS1 = warmste punt van aangeduide oppervlakte (35.5°C), CS1 = koudste punt van aangeduide oppervlakte (31.8°C)
Naast de huidtemperatuur werd de rectale temperatuur ook dagelijks gemeten met een digitale thermometer. De gemiddelde rectale temperatuur steeg van 38,9°C naar 39,3°C tijdens de kunstmatige opwarming. De rectale temperatuur is één van de relevantste parameters om hittetolerantie van het dier te evalueren aangezien het een idee geeft van de homeothermie van het dier. Op een vleesvarkensbedrijf is de rectale temperatuur bij vleesvarkens niet zo eenvoudig te meten en daarenboven neemt die snel toe door stress of een verhoogde activiteit van de dieren.
Passief gedrag neemt toe met ongeveer 10%
Het passief gedrag, dat op hokniveau werd geëvalueerd, werd bepaald op basis van het procentueel aandeel van varkens die neerlagen, zowel op hun zij als op hun borst (of iets daartussen). Wanneer er een THI-index stijging was boven de waarde van 75, steeg het liggedrag van de varkens gemiddeld 11% t.o.v. de normale periodes. Bij een hogere warmtebelasting zullen varkens meer gaan liggen (Figuur 3). Ze zullen hun houding veranderen om meer warmte te verliezen. Door op hun zij te gaan liggen bijvoorbeeld, zullen varkens het contactoppervlak tussen de koelere vloer en hun lichaam vergroten om conductie (warmteverliezen via geleiding) te stimuleren. Bovendien zal de ligplaats veranderen naarmate de warmtelast toeneemt, waarbij varkens de koelere roostervloer boven de vaste vloer verkiezen. Deze verandering gaat gepaard met een hogere frequentie van mesten op de vaste vloer. Ook zullen ze lichamelijk contact met hokgenoten proberen vermijden, wat niet altijd mogelijk is bij hoge hokbezetting.
Figuur 3. Verhoogd passief gedrag bij vleesvarkens tijdens de kunstmatig geïnduceerde hittegolf (meer varkens gaan neerliggen op hun flank of op de borst)
*Coolpigs, een samenwerking tussen de eenheid varkensgezondheidszorg van de Faculteit Diergeneeskunde en ILVO, is een Vlaio onderzoeksproject, waarbij hittestress-reducerende maatregelen in de varkenshouderij in kaart worden gebracht. Het project loopt 4 jaar met als doel een hitteplan voor transporten en bedrijven in de Vlaamse Varkenshouderij te ontwikkelen. Hierbij worden verschillende maatregelen (management, klimaattechnische, voederadditieven, wateradditieven, etc.) bij zowel natuurlijk voorkomende hittegolven als kunstmatig geïnduceerde hittegolven uitgetest. Meer info en projectresultaten vind je hier.