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Tessitore, Elena (2011) Impact of housing system on intensive beef cattle welfare and production. [Ph.D. thesis]

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Abstract (english)

Over the past 30 years the interest on animal welfare is increased significantly among both public opinion and scientific community. This growing interest entailed to numerous scientific publications concerning this topic, a greater consumer‘s attention in food choice and many community laws and guidelines enactment. The EU, with these laws, aims to maximize livestock production, ensuring at the same time appropriate welfare standards to animals; this progress will allow to obtain an improvement in final product quality (e.g. meat). Within the European Community, the beef cattle farming is less intensive than pig and fowl rearing system, but many phases during this process could potentially affect animal welfare, such as extreme climate, castration, dehorning, transport, handling and slaughter. In addition high stress levels are able to reduce immune system response efficiency, then promoting diseases onset. Diseases could obviously entail economic losses due to veterinary costs, poor growth performance, culling and early deaths. Many other potential sources of stress could affect animals during the fattening period, especially within the intensive and industrial farms: space allowance, space at the manger, flooring, micro-climate and human-animal relationship represent some of these welfare risk factors.
Based on this background, the general aim of this thesis was to delve into beef cattle fattening system argument, understanding how different intensive housing methods could affect animal welfare, trying to identify the best rearing solution, that would be able to guarantee both animal welfare and farmer‘s economic advantage and sustainability.
The aim of the first 3 studies of this thesis was to evaluate how pen floor and phase of the fattening cycle may affect growth performance, cleanliness, behaviour and clinical parameters of young bulls fattened under intensive rearing conditions. The first and second works were based on Deep Litter and Fully Slatted floor comparison; this two pen
floors are the most frequently used in beef cattle finishing. The third study aimed at improving the knowledge on potential alternative solutions to the concrete fully slatted floor, evaluating instead the effects of three different types of discontinuous pen floor: Fully-slatted, Fully-perforated and Fully-perforated floor covered by rubber mattress. The occurrence of integumental lesions, nasal and ocular discharge, coughing, lameness and bursitis and other clinical signs of pathologies was recorded as measure of animal health status. A detailed behavioural observation was performed in order to investigate cattle rumination, resting and social behaviour and young bulls avoidance distance at the feeding rack. As performance measurements were considered feed intake, average daily gain, culling and mortality. Lastly a cleanliness score was assigned to each assessed animal.
The results highlighted how the slats affect negatively both pathological and behavioural parameters. Cattle reared on slatted floor resulted more likely to be culled during the finishing because of locomotory syndromes, while on deep litter the risk of culling is lower and it is mainly due to respiratory diseases. Cattle growth performance result to be affected by the type of floor when rubber coated floor is compared with other discontinuous flooring: bulls kept on rubber significantly increased their growth performance, despite being more active. The direct contact with an hard and discontinuous surface increased the incidence of bursitis, hair and skin lesions and lameness. Bulls kept on straw were exposed to a lower risk of skin alterations, but their cleanliness was more likely to be impaired, because of an inadequate litter management. Beef cattle housed on rubberized floor are more inclined to suffer because of overgrown claws, due to an insufficient wearing of the hoof and this might increase the risk of lameness when they‘re kept on this type of floor for a long fattening period. As regards to cattle behaviour, young bulls raised on slats were reluctant to perform mounting and other behaviours that required a good balance and an adequate foot grip on the floor.
Lying down sequences duration were prolonged too. The rubber covering greatly reduced some abnormalities such as slipping and unsuccessful attempts to lying down, allowing bulls to perform their social ethogram and make transitions in a more confident way.
Regarding the fattening phase, younger animals were more likely to suffer of respiratory disease and hairless patches, probably caused by the stress of adaptation to the new rearing environment and they appeared less confident to be approached by humans. At the end of the fattening cycle, bulls were more active and aggressive, and skin lesions and reduced cleanliness were more frequently observed.
Results of the present study have shown that among alternatives to the fully slatted floor the covering of a concrete discontinuous pen floor with a rubber mattress allowed a significant improvement of the welfare of finishing beef cattle, even if the hoof wearing on this surface is not optimal. When using the deep litter, a proper management of the litter is required and it should imply the provision of an adequate amount of bedding material along with its frequent renewal.
The last study was a different approach to rearing system effect on beef cattle welfare. In this case the rearing model was the North American feedlot system, in which cattle are intensively fattened in no shelter and no floor pens. The objective of this work was to gather descriptive information about the occurrence of lameness in chronic pens by comparing it with the other health problem that commonly affect feedlot beef cattle. A further goal was to better figure out how lameness influences beef cattle productivity. The importance of lameness in feedlot was confirmed by our research findings, where the average lameness prevalence in hospital pens was estimated as 37% and the rear limbs were the more frequently affected. Lame animals were more likely to spend time lying or standing still, reducing their feed and water intake and indirectly their growth performances: lame animals had a significant drop in the inter observation weight gain as compared with cattle recovered in the sick pen for other health problems. The higher RBC, HTC and HGB values recorded in the blood of lame cattle were a consequence of a slight dehydration. Lameness treated cattle resulted to have lower values for white cell components (WBC, MONO and GRAN) than animals treated for respiratory diseases likely because these pathologies more frequently turn into a generalized disease that stimulate an immune response. Animal treated because respiratory disease and lameness and respiratory disease associated received more treatments in comparison with cattle affected by the other categories of disease. Animals affected by both respiratory disease and lameness were generally treated earlier than the other classes, while the occurrence of other pathologies was more frequent in a middle-late stage of the fattening cycle. Animals affected by single respiratory disease or lameness were generally treated during the middle stage.
This last study provides a general snapshot about lameness issue in Southern Alberta commercial feedlots system, which is probably underestimated by beef farmers and livestock industry, while public opinion is paying much more attention to this problem. However farmers‘ interest towards lameness reduction should be driven by the economic losses due to impaired growth performances, increased early culling and additional costs for medical treatment. The introduction of an action plan to reduce lameness as well as other risk factors for beef cattle welfare might be a way to promote the Canadian beef industry in future trade agreements with international partners such the European Union particularly addressed towards welfare friendly production system.

Abstract (italian)

Nel corso degli ultimi 30 anni sia l‘opinione pubblica che la comunità scientifica hanno dimostrato un crescente interesse verso il benessere animale, che si è tradotto in un aumento delle pubblicazioni scientifiche su questo tema, nonché nella emanazione di svariate leggi e linee guida da parte dei legislatori, ed una maggiore attenzione da parte del consumatore nella scelta dei propri alimenti. Le leggi emanate dall‘UE hanno mirato alla massimizzazione della produzione degli allevamenti, assicurando al contempo appropriati standard di benessere agli animali; questo progresso permetterà di ottenere un miglioramento nella qualità dei prodotti finali (es. carne). All‘interno della comunità europea l‘allevamento del vitello da carne è meno estensivo rispetto all‘allevamento di suini ed avicoli, tuttavia molte fasi nel processo produttivo potrebbero potenzialmente incidere sul benessere animale, come per esempio le condizioni climatiche estreme, la castrazione, la decornazione, il trasporto, la manipolazione e l‘abbattimento. Inoltre alti livelli di stress possono ridurre l‘efficacia della risposta del sistema immunitario, favorendo l‘insorgenza di patologie. Queste malattie possono poi causare perdite economiche, legate alle spese veterinarie, scarse performances di crescita, abbattimenti e riforma anticipata. La fase di ingrasso, specialmente nelle aziende di tipo intensivo ed industriale, predispone ulteriormente gli animali ad altre potenziali fonti di stress, quali uno scarsa disponibilità di spazio/capo, un ristretto fronte mangiatoia, pavimentazioni innaturali e non confortevoli, microclima e relazioni uomo-animale non ottimali. Sulla base di questo background lo scopo generale di questa tesi è stato quello di approfondire il tema del sistema di ingrasso del vitellone da carne, per comprendere quali siano i metodi di allevamento che maggiormente incidono sul benessere di questi animali, provando ad identificare i sistemi di allevamento in grado di garantire un maggior benessere agli animali e una migliore sostenibilità economica agli allevatori. L‘obiettivo dei primi 3 contributi di questa tesi è stato il valutare come la pavimentazione e la fase del ciclo di ingrasso potessero influire sulle performances di crescita, livello di pulizia, comportamento e parametri clinici in vitelloni ingrassati intensivamente. Il primo ed il secondo lavoro sono stati basati sulla comparazione tra lettiera permanente e pavimentazione in grigliato; questi due tipi di pavimentazione sono i più frequentemente utilizzati nell‘allevamento del vitellone da carne a livello europeo. Il terzo contributo ha avuto come scopo quello di approfondire le conoscenze sull‘utilizzo di potenziali soluzioni alternative al grigliato semplice a stecche, valutando gli effetti di tre tipi di pavimentazione discontinua: grigliato a stecche, grigliato a fori e grigliato a fori coperto da un tappetino in gomma. Lo stato sanitario degli animali è stato valutato attraverso la registrazione della presenza di alcuni indicatori, quali lesioni tegumentali, scolo nasale e oculare, tosse, zoppia e bursiti e altri segni clinici di patologie. E‘ stata inoltre effettuata una dettagliata osservazione comportamentale, annotando la posizione di ruminazione, l‘atteggiamento di decubito, il comportamento sociale e la distanza di fuga alla mangiatoia. Sono poi state considerate alcuni indici produttivi, quali l‘ingestione alimentare, l‘incremento giornaliero medio, il tasso di riforma e la mortalità. Ad ogni animale è stato inoltre attribuito un punteggio che esprimesse il grado di pulizia del mantello.
I risultati hanno dimostrato come il grigliato influenzi negativamente sia i parametri clinici che comportamentali. I bovini allevati su grigliato sono risultati maggiormente soggetti a riforma anticipata a causa di affezioni locomotorie, mentre per la lettiera permanente la riforma sembra per lo più legata a patologie respiratorie. Il confronto tra tipi di pavimentazioni discontinue ha mostrano come le performances di accrescimento dei vitelloni stabulati su tappetino siano più elevate rispetto a quelle degli animali allevati su grigliato semplice, sia esso a stecche o forato. Il contatto diretto con una superficie dura e discontinua ha causato un aumento di incidenza di bursiti, di lesioni cutanee zoppie. Gli animali allevati su lettiera hanno mostrato una minor frequenza di lesioni tegumentali, ma dal lato opposto il loro grado di pulizia è risultato inadeguato, probabilmente a causa di una cattiva gestione della lettiera. Gli animali stabulati su tappetino hanno evidenziato un sovraccrescimento anomalo degli unghioni, legato all‘insufficiente consumo e usura dello zoccolo contro la superficie troppo liscia della gomma; nel caso ipotetico di un allungamento del ciclo di ingrasso questa alterazione potrebbe predisporre all‘insorgenza di zoppie. Gli animali stabulati su grigliato hanno mostrato una alterazione comportamentale, specialmente a carico di quei comportamenti che richiedano un buon equilibrio ed una adeguata tenuta del piede sul pavimento, come monte e transizioni dal decubito alla stazione e vice versa. La copertura in gomma ha notevolmente ridotto la frequenza di alcuni comportamenti anomali, come scivolamenti, coricamenti infruttuosi o anormali, permettendo agli animali di manifestare in maniera più naturale i comportamenti del proprio etogramma.
Per quanto riguarda gli effetti esercitati dalla fase di ingrasso sugli indicatori di benessere presi in esame, gli animali più giovani e leggeri sono risultati essere maggiormente suscettibili alle patologie respiratorie e aree alopeciche, verosimilmente perchè maggiormente stressati dall‘adattamento al nuovo ambiente di allevamento; tali animali hanno inoltre dimostrato una maggiore distanza di fuga all‘avvicinamento da parte di un essere umano. Gli animali valutati alla fine del ciclo di ingrasso, quindi più pesanti, sono risultati essere più attivi e maggiormente soggetti a lesioni cutanee e ad un grado di pulizia minore.
I risultati di questi primi tre contributi hanno dimostrato come l‘utilizzo di materassini in gomma comportino un significativo miglioramento del benessere dei vitelloni allevati intensivamente, sebbene il consumo dello zoccolo garantito da questo rivestimento non sia risultato sufficiente. La lettiera permanente resta la scelta più rispettosa del benessere degli animali su di essa stabulati, ma solo a condizione che sia efficacemente gestita, il che comporta l‘utilizzo di una quantità adeguata di materiale da lettiera ed un suo frequente rinnovo.
L‘ultimo contributo si discosta nettamente dai precedenti: in questo caso il modello di allevamento è stato il sistema intensivo nord-americano, basato sull‘ingrasso di manzi all‘aperto, in grandi box privi di pavimentazione e tetto (feedlots). L‘obiettivo di tale lavoro è stato quello di ottenere un quadro generale sull‘entità del problema ―zoppia‖ a livello di box infermeria, confrontando poi i risultati con quelli di altri problemi sanitari che comunemente affliggono i bovini in questa realtà produttiva. Un ulteriore obiettivo è stato quello di valutare come la zoppia incida sulla produttività di questi bovini da carne. L‘importanza della zoppia nel sistema nord-americano è stata confermata dai risultati della nostra ricerca, dove la prevalenza media della zoppia nell‘ambito dei box infermeria è stata stimata pari al 37%, interessando più frequentemente gli arti posteriori. Gli animali zoppi tendono a trascorrere un maggior tempo coricati o fermi in stazione, a cui consegue una diminuzione dell‘ingestione di alimenti e dell‘assunzione di acqua; le performances di crescita risultano quindi diminuite. Quando confrontati con gli animali ricoverati in box infermeria per problemi di salute di altra natura, gli animali affetti da zoppia hanno fatto infatti registrare un calo significativo dei propri incrementi ponderali. Uno stato di lieve disidratazione può inoltre giustificare il riscontro di valori di RBC; HTC e HGB ematici più elevati negli animali zoppi. I bovini trattati per zoppia hanno però evidenziato valori più bassi di alcune componenti ematiche appartenenti alla serie bianca (WBCM MONO e GRAN), risultati elevati nei soggetti trattati per patologie respiratorie, normalmente più generalizzate. Gli animali trattati per patologie respiratorie semplici o associate a zoppie hanno ricevuto un maggior numero di trattamenti rispetto agli animali affetti da altre categorie di patologie. Gli animali affetti da malattie respiratorie e zoppia concomitanti sono stati generalmente trattati ad un numero di giorni dopo il loro arrivo inferiore rispetto alle altre categorie, mentre per le altre patologie il momento dell‘insorgenza è risultato essere più tardivo (fase media e finale del ciclo di ingrasso). Gli animali affetti da patologie respiratorie o da zoppie in forma semplice sono stati generalmente trattati la prima volta nella fase intermedia del loro ciclo di ingrasso.
Questo ultimo studio ha permesso di ottenere un quadro generale del problema delle zoppie nei feedlots nord-americani, problema che è probabilmente sottostimato da parte degli allevatori e delle industrie, mentre l‘opinione pubblica ne è fortemente sensibilizzata. L‘interesse degli allevatori andrebbe comunque convogliato verso la riduzione dell‘incidenza di zoppie in allevamento, mosso dalle ingenti perdite economiche legate alle ridotte performance produttive, al maggiore riforma e ai costi addizionali per le cure mediche. L‘introduzione di un piano d‘azione per ridurre le zoppie ed altri fattori di rischio per il benessere dei bovini da carne potrebbe essere inoltre un modo per promuovere futuri accordi commerciali, che potrebbero consentire all‘industria canadese l‘esportazione delle proprie carni verso partner internazionali come l‘Unione Europea, da tempo indirizzata verso sistemi produttivi che sostengano il benessere animale.

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EPrint type:Ph.D. thesis
Tutor:Cozzi, Giulio
Data di deposito della tesi:UNSPECIFIED
Anno di Pubblicazione:28 January 2011
Key Words:vitellone/beef cattle; benessere animale/animal welfare; pavimentazione/type of floor; grigliato/slatted floor; lettiera permanente/deep litter; pavimento gomma/rubber floor
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 07 - Scienze agrarie e veterinarie > AGR/19 Zootecnica speciale
Struttura di riferimento:Dipartimenti > pre 2012 - Dipartimento di Scienze Animali
Codice ID:3708
Depositato il:21 Jul 2011 12:12
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