Watering cattle (young bulls) with brackish water – a hazard due to its salt content?

Summary

Objective: The aim of this experimental study was primarily to test the effects and reactions of cattle offered salty water as the only source of drinking water. Material and methods: Mineral balance studies were carried out on three bull, continuously fed a ration based on hay, hay cobs, barley, soybean meal and a vitamin/mineral supplement. The salt content of the drinking water varied between the trials (trials I/II/III: 0.10/5.00/10.0 g/l; town water supplemented by different amounts of an additive containing 95.4% sodium chloride and 4.6% potassium chloride). Results: Rising salt concentration of the drinking water led to significantly higher sodium, potassium and chloride intake (sodium: trial I/II/III = 5.42/59.5/ 157 g/day; potassium: trials I/II/III = 108/117/121 g/day; chloride: trials I/II/III = 22.8/112/266 g/day) mainly caused by a significantly higher water intake (trials I/II/III: 21.8 ± 2.03/30.4 ± 3.08/41.5 ± 5.89 kg/day). Amounts of urine increased significantly (trials I/II/III: 3.99 ± 0.46/ 9.66 ± 1.34/20.2 ± 3.14 kg/day). The concentrations of minerals in the urine (sodium: trials I/II/III = 123/3729/6705 mg/kg; potassium: trials I/II/III = 17345/9996/ 5496 mg/kg; chloride: trials I/II/III = 2020/ 9672/11870 mg/kg) and faeces (sodium: trials I/II/III = 1299/6544/ 7653 mg/kg; potassium: trials I/II/III = 6343/3719/3490 mg/kg; chloride: trials I/II/III = 3851/4580/4693 mg/kg) also changed significantly over time. Serum values of sodium tended to decrease (trials I/II/III: 142/137/137 mmol/l) within the phsiological range, whereas those of chloride increased (trials I/II/III: 91.5/95.6/97.5 mmol/l) at higher salt concentrations in drinking water. The haematocrit, pH-value as well as urea content in blood were not affected by the higher salt intake. In balance trial III (highest salt load: 10.0 g/l), sodium intake of the bulls reached 0.57 ± 0.03 g/kg BW (~22.1 ± 0.9 g sodium/kg dry matter feed). Conclusion and clinical relevance: An increase of salinity in drinking water up to 10 g/l – with otherwise harmless water quality – had no measurable negative effects on animal health in the investigation period and subsequent periods (total of 58 days with more than 5.00 g of salt per litre drinking water).

Zusammenfassung

Gegenstand und Ziel: Durchführung von Bilanzstudien zum Mineralstoffhaushalt von Rindern bei unterschiedlichem Salzgehalt des Tränkwassers. Material und Me tho den: Drei Mastbullen erhielten eine bedarfsgerechte Ration basierend auf Heu, Heucobs, Gerste, Sojabohnenextraktionsschrot und vitaminier tem Mineralfutter. Das Tränkwasser enthielt differierende Mengen einer Salzmischung (95,4% NaCl, 4,6% KCl) zur Simulation verschiedener Belastungen des Tränkwasser mit Salz (Bilanz [B] I/II/III: 0,10/5,00/10,0 g/l im Tränkwasser). Ergebnisse: Zunehmende Salzkonzentrationen im Tränkwasser führten zu einer signifikant steigenden Natrium-, Kalium- und Chloridaufnahme (Natrium: B I/II/III = 5,42/59,5/157 g/Tag; Kalium: B I/II/III = 108/117/ 121 g/Tag; Chlorid: B I/II/III = 22,8/112/266 g/Tag), vor allem bedingt durch die signifikant höhere Wasseraufnahme (B I/II/III: 21,8 ± 2,03/ 30,4 ± 3,08/41,5 ± 5,89 kg/Tag). Die Harnausscheidung der Tiere stieg signifikant an (B I/II/III: 3,99 ± 0,46/9,66 ± 1,34/20,2 ± 3,14 kg/Tag). Die zunehmend höhere Elektrolytaufnahme über das Tränkwasser führte zu einer signifikant veränderten Ausscheidung von Elektrolyten über Harn (Natrium: B I/II/III = 123/3729/ 6705 mg/kg; Kalium: B I/II/III = 17345/9996/5496 mg/kg; Chlorid: B I/II/III = 2020/9672/11870 mg/kg) und Kot (Natrium: B I/II/III = 1299/6544/7653 mg/kg; Kalium: B I/II/III = 6343/3719/3490 mg/kg; Chlorid: B I/II/III = 3851/4580/4693 mg/kg). Die innerhalb des Referenzbereichs variierenden Serum-Natriumgehalte sanken mit steigendem Salzgehalt des Tränkwassers signifikant (B I/II/III: 142/137/137 mmol/l), während die Serum-Chloridgehalte anstiegen (B I/II/III: 91,5/95,6/97,5 mmol/l). Hämatokrit, pH-Wert und Harnstoffkonzentration im Blut blieben vom Mineralstoff gehalt des Tränkwassers unbeeinflusst. Beim höchsten Salzgehalt des Tränkwassers erreichte die Natriumaufnahme 0,57 ± 0,03 g/kg KM (entspricht ca. 22,1 ± 0,90 g Natrium/kg Futtertrockensubstanz). Schlussfolgerung und klini sche Relevanz: Die alleinige Erhöhung des Salzgehalts des Tränkwassers auf bis zu 10 g/l – bei ansonsten unbedenklicher Wasserqualität – hatte keine messbar negativen Einflüsse auf die Tiergesundheit im Studienzeitraum (und daran anschließende Zeiträume; insgesamt 58 Tage mit > 5,00 g Salz je Liter Tränkwasser).

Key words

Grazing cattle - brackish water - salt intake - salt water tolerance

Schlüsselwörter

Weiderinder - Brackwasser - Salzaufnahme - Salzwassertoleranz

• References

• 1 Anonymous. Verordnung zum Schutz landwirtschaftlicher Nutztiere und anderer zur Erzeugung tierischer Produkte gehaltener Tiere bei ihrer Haltung (Tierschutz-Nutztierhaltungsverordnung – TierSchNutzV). BGBl 2006; 1: 2043-2070.
• 2 Dirksen G, Gründer H-D, Stöber M. Innere Medizin und Chirurgie des Rindes. Berlin: Blackwell; 2002. 10.5.2.: 1087-1089.
• 3 Egert M, Engling FP. Composition and nutritive value of grass silage and maize silage of northern Germany. Übers Tierernährg 2009; 37: 111-120.
• 4 GfE. Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung der Mastrinder. Frankfurt (Main): DLG; 1995
• 5 Heller VG, Paul H. Effect of inorganic salt intake upon the mineral composition of the blood. J Biol Chem 1934; 105: 655-661.
• 6 Kamphues J, Böhm R, Flachowsky G, Lahrssen-Wiederholt M, Meyer U, Schenkel H. Empfehlungen zur Beurteilung der hygienischen Qualität von Tränkwasser für Lebensmittel liefernde Tiere unter Berücksichtigung der gegebenen rechtlichen Rahmenbedingungen. Landbauforschung Völkenrode 2007; 57: 255-272.
• 7 Little DA. The influence of sodium supplementation on the voluntary intake and digestibility of low-sodium Setaria sphacelata cv. Nandi by cattle. J Agr Sci 1987; 108: 231-236.
• 8 Loveland PJ, Hazelden L, Sturdy RG, Hodgson JM. Salt-affected soils in England and Wales. Soil Use Manage 1986; 2: 150-156.
• 9 Meyer JH, Weir WC, Ittner NR, Smith JD. The influence of high sodium chloride intakes by fattening sheep and cattle. J Anim Sci 1955; 14: 412-418.
• 10 Michell AR. Physiological basis of nutritional requirement for sodium. In: The clinical Biology of Sodium. Oxford: Elsevier; 1995: 105-122.
• 11 Morris JG, Gartner RJW. The sodium requirements of growing steers given all-sorghum grain ration. Br J Nutr 1971; 25: 191-205.
• 12 Murphy MR, Davis CL, McCoy GC. Factors affecting water consumption by Holstein cows in early lactation. J Dairy Sci 1983; 66: 35-38.
• 13 Nationale Raad voor Landbouwkundig Onderzoek TNO. Leitfaden zur Beurteilung der Mineralstoffversorgung des Rindes in der Praxis. Übers Tierernährg 1973; 1: 89-146.
• 14 Naumann C, Bassler R. Die chemische Untersuchung von Futtermitteln. Darmstadt: VDLUFA; 2004
• 15 NRC (National Research Council). Mineral tolerance of animals. 2nd edn.. Washington DC: National Academic; 2005
• 16 NRC (National Research Council). Nutrient requirements for dairy cattle. 7th edn.. Washington DC: National Academic; 2001
• 17 Omer VVEST, Roberts WK. Some effects of dietary potassium upon digestibility, serum elektrolytes and utilization of potassium, sodium, nitrogen and water in heifers. Can J Anim Sci 1967; 47: 39-46.
• 18 Reffett JK, Boling JA. Nutrient utilization in lambs fed diets high in sodium or potassium. J Anim Sci 1985; 61: 1004-1009.
• 19 Rogers JA, Marks BC, Davis CL, Clark JH. Alteration of rumen fermentation in steers by increasing rumen fluid dilution rate with mineral salts. J Dairy Sci 1982; 62: 1599-1605.
• 20 Swift RW. Correction of heat production for changes in live weight of cattle in balance experiments. J Anim Sci 1942; 1: 145-148.
• 21 Valtorta SE, Gallardo MR, Sbodio OA, Revelli GR, Arakaki C, Leva PE, Gaggiotti M, Tercero EJ. Water salinity effects on performance and rumen parameters of lactating grazing Holstein cows. Int J Biometeorol 2008; 52: 239-247.
• 22 Weeth HJ, Haverland LH, Cassard DW. Consumption of sodium chloride water by heifers. J Anim Sci 1960; 19: 845-851.
• 23 Weeth HJ, Haverland LH. Tolerance of growing cattle for drinking water containing sodium chloride. J Anim Sci 1961; 20: 518-521.
• 24 Weeth HJ, Hunter JE, Piper EL. Effect of salt water dehydration on temperature, pulse and respiration of growing cattle. J Anim Sci 1962; 21: 688-691.
• 25 Weeth HJ, Lesperance AL. Renal function of cattle under various water and salt loads. J Anim Sci 1965; 24: 441-447.
• 26 Weeth HJ, Lesperance AL, Bohman VR. Intermittent saline watering of growing beef heifers. J Anim Sci 1968; 27: 739-744.
• 27 Witzmann SJ. Untersuchungen zum Jod-Haushalt von Rindern unter besonderen Fütterungsbedingungen (Jod-Ergänzung/Brackwasseraufnahme/ Einsatz von Rapsprodukten und Seealgenmehl). Diss med vet Hannover: 2011
• 28 Yape Kii W, Dryden GMcL. Effect of drinking saline water on food and water intake, food digestibility, and nitrogen and mineral balances of rusa deer stags (Cervus timorensis russa). Anim Sci 2005; 81: 99-105.