Successful farrowing in sows

Abstract

Years of genetic selection of breeding sows have considerably increased the number of piglets born in each litter of this multiparous species. This economically driven result has not always preceded the structural development of an environment that accommodates sows’ physiological need for farrowing. Farrowing is a complex event driven by several hormones that interact with each other to induce the onset of parturition. These hormones are responsible not only for the induction of parturition, but also for triggering visible behavioural changes. Activities such as rooting, pawing, turning and walking increase considerably 24h prior to farrowing and characterise what is known as nest-building behaviour. This behaviour very closely correlates with the environment of the sow before farrowing begins, and is stimulated by the presence of nest-building material such as roughage or straw. Modern housing systems have promoted the confinement of the farrowing sow to crates, which greatly limit the sow’s movements and often preclude bedding or any other nest-building substrate. Perinatal mortality between countries and between herds varies considerably, but remains an important reason for the loss of piglets in their very first days of life. Excessively prolonged farrowing increases the number of stillborn or weak piglets. The aim of this study was to determine which factors contribute to successful farrowing, thus reducing perinatal mortality and improving the welfare of sows and piglets at parturition. We aimed to test different movement sensors to measure changes in the farrowing-related activity of sows to facilitate the prediction of parturition in sows. We also sought to determine how the intensive housing of sows in crates affects the duration of farrowing, to identify some of the sow’s hormonal parameters (cortisol, progesterone and oxytocin), to measure piglet mortality and growth, and identify which sow-related or environment-related factors affect the duration of farrowing. We also aimed to determine whether increasing the amount of crude fibre in the diet fed to sows in late pregnancy and early lactation would affect piglet growth and the body condition of the sow as well as reduce constipation. The average general activity of the sows, monitored with movement sensors, was higher in the 24-h interval prior to farrowing than in all the other 24-h intervals monitored (p less than 0.05). The duration of farrowing was on average 89 to 93 min longer in the sows housed in a farrowing crate than in the sows housed in a farrowing pen (p less than 0.05). The average concentration of the post-expulsion oxytocin pulses (measured within 6 min after expulsion of the piglets) for the sows housed in farrowing crates tended to be lower (38.1 ± 24.6 pg/ml; n = 9) than for the sows housed in pens (77.6 ± 47.6 pg/ml; n = 9; p = 0.08). The duration of farrowing strongly associated with the oxytocin values (p less than 0.001). Sows with a duration of farrowing longer than 300 min had 1.3 ± 1.3 (mean ± SD) stillborn piglets in study I, and 1.5 ± 1.8 stillborn piglets in study IV, whereas sows with a duration of farrowing shorter than 300 min had 0.6 ± 1.0 stillborn piglets in study I, and 0.4 ± 0.8 stillborn piglets in study IV (p less than 0.001). Higher back-fat values (p less than 0.001) and lower constipation index scores (p less than 0.01) indicative of constipation, negatively affected the duration of farrowing. The sows fed with a 7% crude fibre diet (FIBRE) had an average constipation score of 2.1 ± 1.3 (mean ± SD), whereas the sows fed with a 3% crude fibre diet (LACT) had an average score of 1.2 ± 1.1 (p less than 0.001). Moreover, 22% of the sows in the LACT group exhibited extremely severe constipation (more than five consecutive days without producing faeces), whereas only 5% of the sows in the FIBRE group showed this condition (p less than 0.05). In conclusion, sows housed in crates exhibited a longer duration of farrowing, a lower concentration of oxytocin during parturition and a higher number of stillborn than did sows housed in pens. Allowing the sow to move freely immediately before and during farrowing, thereby reducing constipation and avoiding excessive fattening of the sow during late gestation, all seemed to be key factors in shortening farrowing time, and thus reducing perinatal mortality. Photocells and force sensors reliably measured the activity of crated sows, thus enabling the development of an automated system for predicting the onset of parturition. Increasing the amount of crude fibre in the diet during late pregnancy and early lactation promoted intestinal function and water intake, thereby drastically reducing the risk for prolonged and severe constipation while having no substantial negative effect on the energy balance-related parameters of the sow.

Vuosia jatkunut jalostusemakoiden valinta on tuntuvasti kasvattanut pahnuekokoa. Pahnuekoon kasvun taustalla on ollut pyrkimys tuotannon taloudelliseen tehokkuuteen. Pahnuekoon kasvusta johtuvia muutoksia emakoiden fysiologisissa tarpeissa ennen synnytystä, synnytyksen aikana ja sen jälkeen ei välttämättä ole pystytty ottamaan huomioon tuotantoympäristön suunnittelussa.

Porsiminen on monisyinen tapahtuma, jota ohjailee monien toinen toisiinsa vaikuttavat hormonit, jotka aikaansaavat synnytyksen käynnistymisen. Nämä hormonit eivät ainoastaan käynnistä synnytystä, vaan vaikuttavat myös merkittäviin muutoksiin emakon käyttäytymisessä synnytyksen lähestyessä ja sen aikana. Emakon synnytykseen liittyvä aktiivisuus, kuten tonkiminen, kuopiminen, kääntyminen ja kävely lisääntyvät merkittävästi noin 24 tuntia ennen synnytyksen alkua ja ovat tärkeä osa pesäntekokäyttäytymistä. Tämä synnytykseen liittyvä käyttäytyminen on riippuvainen ympäristöstä ja sen ilmeneminen edellyttää, että tonkimismateriaalia kuten karkeaa rehua ja olkea on saatavilla. Nykyaikainen sikatalous on edistänyt emakoiden pitoa porsituskarsinoissa, joissa yleensä on kääntymisen estävät porsitushäkit, jotka suuresti rajoittavat emakon liikkumista ja estävät korsirehun ja pesäntekomateriaalin käytön.

Porsaiden kuolleisuus vaihtelee eri maissa merkittävästi, mutta se on yleensä tärkeä syy porsaiden menetyksille ensimmäisten elinpäivien aikana. Pitkittyneen synnytyksen tiedetään lisäävän kuolleena tai heikkoina syntyvien porsaiden osuutta pahnueessa.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli määritellä onnistuneeseen porsimiseen vaikuttavia tekijöitä, jotka vähentävät porsaskuolleisuutta ja parantavat emakoiden ja porsaiden hyvinvointia synnytyksen yhteydessä. Tarkoituksenamme oli testata liikettä mittaavien tunnistimien käyttöä porsimiskäyttäytymisen ja emakon aktiivisuuden mittareina. Tavoitteenamme oli myös tutkia porsituskarsinamallin vaikutusta synnytyksen kestoon ja synnytyksen kestoa sääteleviin hormonaalisiin tekijöihin (kortisoni, progesteroni ja oksitosiini), porsaiden kasvuun ja kuolleisuuteen ja selvittää mitkä porsimisympäristöön ja emakkoon liittyvät tekijät vaikuttaisivat synnytyksen kestoon. Edelleen tavoitteenamme oli tutkia lopputiineyden ja imetyksen aikaisen rehun kuitupitoisuuden vaikutusta porsaiden kasvuun, emakon kuntoluokkaan ja ummetuksen esiintymiseen. Emakon yleinen aktiivisuus liikettä mittaavien tunnistimien avulla mitattuna oli selvästi kasvanut viimeisen 24 tunnin aikana ennen porsimista verrattuna muihin 24 tunnin jaksoihin ennen ja jälkeen porsimisen (p < 0.05). Porsimisen kesto oli keskimäärin 89-93 minuuttia pidempi emakoille, jotka porsivat kääntymisen estävässä porsimishäkissä verrattuna emakoihin jotka porsivat vapaasti porsimiskarsinassa (p < 0.05). Keskimääräinen porsaiden syntymän jälkeinen oksitosiinipulssien konsentraatio näytti olevan matalampi emakoille jotka porsivat kääntymisen estävässä porsimishäkissä (38.1 ± 24.6 pg/ml; n = 9) verrattuna emakoihin jotka porsivat vapaasti karsinassa (77.6 ± 47.6 pg/ml; n = 9; p = 0.08). Porsimisen kesto korreloi vahvasti emakoilla mitattuihin seerumin oksitosiini – pitoisuuksiin (p < 0.001). Emakot joilla oli pidempi kuin 300 minuuttia kestävä synnytys oli 1.3 ± 1.3 (ka ± KH) kuollutta porsasta osatutkimuksessa I, ja 1.5 ± 1.8 kuollutta porsasta osatutkimuksessa IV, kun taas emakoilla joilla oli lyhempi kuin 300 minuuttia kestänyt synnytys oli 0.6 ± 1.0 kuollutta porsasta osatutkimuksessa I, ja 0.4 ± 0.8 kuollutta porsasta osatutkimuksessa IV (p < 0.001).

Korkeammat selkäsilavan arvot (p < 0.001) ja alhaisemmat ummetusindeksit (p < 0.01) viitaten ummetukseen vaikuttivat negatiivisesti synnytyksen kestoon. Emakoilla joilla oli 7% kuitua rehussa (FIBRE) oli keskimäärin 2.1 ± 1.3 (ka ± KH) ummetusindeksi, kun sitävastoin emakoilla joilla oli 3% rehun kuitupitoisuus (LACT) oli keskimäärin 1.2 ± 1.1 ummetusindeksi (p < 0.001). Lisäksi yli 22% emakoista LACT ryhmässä kärsi erittäin voimakkaasta ummetuksesta, joka kesti yli 5 vrk. Ainoastaan 5% FIBRE ryhmän emakoista kärsi voimakkaasta ummetuksesta (p < 0.05). Yhteenvetona emakot, jotka porsivat kääntymisen estävässä porsitushäkissä, synnyttivät pidempään ja niillä mitattiin alhaisempia oksitosiinitasoja ja enemmän porsaiden syntymäkuolleisuutta kuin emakoilla jotka porsivat vapaasti porsituskarsinassa. Emakon pitäminen vapaassa porsituskarsinassa ennen synnytystä ja synnytyksen aikana, alentaen synnytyksen yhteydessä esiintyvää ummetusta ja ylilihavuuden välttäminen tiineyden loppuvaiheessa kaikki näyttävät olevan avainasemassa lyhentäen synnytyksen kestoa, vähentäen porsaskuolleisuutta ja parantaen synnytyksen onnistumista. Fotosolut ja liiketunnistimet mittaavat luotettavasti emakon aktiivisuutta porsituskarsinassa, ja tätä teknologiaa voidaan jatkossa hyödyntää synnytyksen ennustamiseen. Rehun kuitupitoisuuden lisääminen ennen porsimista ja varhaisen laktaation aikana paransi suolen toimintaa ja veden kulutusta vähentäen merkittävästi ylipitkän synnytyksen riskiä ilman negatiivisia vaikutuksia emakon energiatasetta kuvaaviin laktaation aikaisiin aineenvaihdunnallisiin muuttujiin.