Aus dem Institut für Nutztierwissenschaften der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Effects of Seasonality on the Productivity
of Pastoral Goat Herds
in Northern Kenya

Zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum agriculturarum (Dr. rer. agr.) der
Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin vorgelegt

von
Dipl. Ing. (agr.) Ingo Hary
geb. am 03.08.1965 in Saarbrücken

Präsident:
Präsident der Humboldt-Universität zu Berlin: Prof. Dr. Dr. H.c. Hans Meyer

Dekan:
Dekan der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät:
Prof. Dr. Dr. H.c. Ernst Lindemann

Gutachter:
1. Prof. Dr. H.J. Schwartz
2. Prof. Dr. J.M. King
3. Priv. Doz. Dr. H. Schafft

Weitere Mitglieder der Kommission:
4. Prof. Dr. D. Kirschke
5. Dr. A. Simon

Eingereicht am: 05.07.1999

Datum der Promotion: 08.12.1999


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Summary

Under semi-arid rangeland conditions in northern Kenya, the main factor influencing the productivity of small ruminant flocks is climatic seasonality. In pastoral production systems, alternatives to herd mobility as an efficient adaptive management strategy to overcome nutritional deficits are few. One possible intervention is to manipulate the total seasonal nutrient requirements of the herd through controlled seasonal breeding, which commonly is not practised by pastoralists.

The restriction of breeding as a management strategy to match periods of critical nutrient demands with seasonal feed supply in pastoral goat flocks has so far received little attention in research. In order to gain a clearer understanding of the merits and demerits of controlled seasonal breeding, a systematic breeding programme in a herd of Small East African goats was initiated for a period of four years (1984-1988) in Isiolo District, northern Kenya. The study was undertaken to (1) assess the effect of seasonal forage supply on various parameters determining pastoral goat flock performance, and (2), using these baseline data, to test the hypothesis that a seasonally restricted breeding regime can increase flock productivity.

A total of 145 does of the Small East African type were maintained under simulated pastoral management conditions and used for a total of 381 exposures which were distributed among 18 consecutive breeding groups consisting of approximately 18 does each. The experimental design resulted in six different, consecutive mating periods or seasons per year, which were replicated three times during the course of the experiment. A total of 8547 recordings were obtained on survival, liveweight, and milk production of does; 9837 observations were available on survival and liveweight development of youngstock. Detailed statistical analyses were performed on all traits relevant to assessing overall biological herd productivity, including: survival of kids and does; reproductive performance of does; growth performance of kids and body weight development of does; and milk production. A steady-state herd model was developed and used to assess overall flock productivity for each of the six consecutive two-month breeding seasons. The procedure is based on a stage-specific description of population dynamics and uses non-linear programming to derive the steady-state herd structure and culling policy that maximizes overall energetic efficiency of the herding enterprise.

Mating season had no statistically significant effect on reproduction traits, most likely due to the large variability in within-season environmental conditions among the three production cycles. Differences in kid survival among mating seasons were marked. The results demonstrated that restricted breeding can be an effective means to control kid mortality. Similar conclusions apply with respect to milk yield, which was an important risk factor affecting kid survival until weaning. Although growth performance of kids until weaning differed substantially among mating seasons, these had largely disappeared by one year of age. Therefore, seasonal breeding does not seem to confer any major advantage in terms of growth performance of youngstock per se.

Steady-state herd productivity assessments revealed that under the current production conditions reproductive performance traits are far less important as contributors to biological productivity than is often assumed. Sensitivity analyses showed that juvenile survival rate is the most important factor determining overall energetic efficiency. Restricted breeding can be used as a management control to manipulate overall biological herd productivity primarily because of its positive effect on youngstock mortality rates. In contrast, yield levels, i.e., growth and milk performance, are less important as determinants of biological herd productivity, once their effect on youngstock mortality has been accounted for. Joining does at the peak of the long dry season (July and August) proved to be the optimal management strategy in terms of energetic efficiency at the herd level. Whether restricted breeding is biologically superior to an aseasonal breeding management, as is often practised by pastoral producers, remains ambiguous. The results for a simulated aseasonal breeding regime indicated that the potential improvements in biological productivity are probably much smaller than is usually presumed.

With respect to steady-state herd productivity assessment, results of the present work emphasized the importance of utilizing an optimality approach for obtaining a common basis on which management alternatives can be compared in terms of their effect on energetic efficiency at the herd level. The assessment procedure is essentially a device with which standardized comparisons of biological or economic productivity in livestock herds can be carried out, but it can also be a valuable aid in understanding or optimising the production system looked at.

Keywords: seasonality, herd productivity, goats, pastoral systems


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Zusammenfassung

Der wichtigste Bestimmungsfaktor für die Produktivität in der Herdenhaltung kleiner Wiederkäuer unter semi-ariden Weidebedingungen ist die klimatisch bedingte Saisonalität im Futteraufwuchs. In pastoralen Produktionssystemen gibt es nur wenige Alternativen zur Mobilität als effiziente und angepaßte Strategie zur Überwindung von Nährstoffdefiziten. Eine denkbare Intervention bestünde darin,, den saisonalen Nährstoffbedarf der Herde über ein kontrolliertes Anpaarungsmanagement zu steuern. Eine derartige Strategie wird jedoch von pastoralen Produzenten üblicherweise nicht durchgeführt.

Restriktives Anpaarungsmanagement als ein Mittel zur Synchronisation der Nährstoffansprüche pastoraler Ziegenherden mit dem saisonalen Futterangebot hat bisher in der Forschung nur wenig Beachtung gefunden. Um die Vor- und Nachteile einer kontrollierten saisonalen Anpaarung zu untersuchen, wurde über einen Zeitraum von vier Jahren (1984-1988) im Isiolo Distrikt im Norden Kenias ein systematisches Anpaarungsprogramm in einer Herde kleiner Ostafrikanischer Ziegen durchgeführt. Ziel der Studie war es, (1) den Effekt einer saisonalen Anpaarung auf wichtige Leistungsmerkmale von Ziegenherden zu untersuchen, und (2) diese Daten für den Test der Hypothese zu verwenden, daß ein restriktives saisonales Anpaarungsmanagement die Produktivität pastoraler Ziegenherden zu steigern vermag.

Es wurden 145 Muttertiere auf 18 aufeinander folgende Anpaarungsgruppen mit jeweils ca. 18 Tieren verteilt und für insgesamt 381 Anpaarungen verwendet. Jeder dieser 18 Gruppen wurde über einen Zeitraum von 2 Monaten der gleiche Zuchtbock zugeführt. Aus dem experimentellen Design ergaben sich 6 Anpaarungsperioden pro Jahr, die jeweils dreimal im Verlauf des Experiments wiederholt wurden. Es wurden 8547 Messungen bezüglich der Mortalität, der Gewichtsentwicklung und Milchleistung der Muttertiere erhoben; 9337 Messungen wurden zur Mortalität und Wachstumsleistung der Jungtiere erhoben. Statistische Analysen wurden für alle relevanten Leistungsmerkmale durchgeführt. Dazu zählen die Überlebensleistung von Jung- und Muttertieren, die Reproduktionsleistung der Muttertiere, die Wachstumsleistung der Jungtiere, sowie die Gewichtsentwicklung und Milchleistung der Mütter. Für die Ermittlung der Herdenproduktivität in den sechs Anpaarungsperioden wurde ein neues steady-state Herdenmodell entwickelt. Dieses Verfahren basiert auf einer zustandsstruktierten Beschreibung der Populationsdynamik und verwendet einen nicht linearen Optimierungsansatz zur simultanen Bestimmung der steady-state-Herdenstruktur und der Merzpolitik, die die energetische Effizienz auf Herdenebene maximiert.

Die Anpaarungsperiode hatte keinen signifikanten Effekt auf Reproduktionsmerkmale, was höchstwahrscheinlich auf die hohe Variabilität in den Produktionsbedingungen zwischen den drei Wiederholungen einer Periode zurückzuführen ist. Die Unterschiede in der Überlebensleistung der Jungtiere zwischen den Anpaarungsperioden waren stark ausgeprägt. Die Ergebnisse belegen, daß restriktive Anpaarung ein effektives Mittel zur Reduzierung der Jungtiersterblichkeit sein kann. Ähnliche Schlußfolgerungen gelten in Bezug auf die Milchleistung. Die anfänglichen Unterschiede in der Wachstumsleistung zwischen den Anpaarungsperioden verschwanden weitestgehend bis die Tiere das Jährlingsstadium erreicht hatten. Daher kann man davon ausgehen, daß eine saisonale Anpaarung per se keinen nennenswerten Vorteil bezüglich der Wachstumsleistung von Jungtieren verschafft.

Die ermittelten steady-state-Produktivitäten verdeutlichen, daß unter den gegebenen Bedingungen Reproduktionsleistungsmerkmale weitaus weniger bedeutsam für die biologische Herdenproduktivität sind, als dies häufig angenommen wird. Mit Hilfe von Sensitivitätsanalysen wurde gezeigt, daß die Jungtiersterblichkeit mit Abstand der wichtigste Bestimmungsfaktor für die energetische Effizienz auf Herdenebene ist. Restriktive Anpaarung kann aufgrund des positiven Einflusses auf die Überlebensleistung der Lämmer als Strategie zur Steigerung der biologischen Produktivität genutzt werden. Milch- und Wachstumsleistung sind von untergeordneter Bedeutung, nachdem ihre positiven Effekte auf die Überlebensleistung der Jungtiere berücksichtigt wurden. Eine Anpaarung auf dem Höhepunkt der langen Trockenzeit (Juli bis August) stellte die optimale Managementstrategie dar. Ob eine restriktive Anpaarung einer kontinuierlichen Anpaarung überlegen ist, konnte jedoch nicht zweifelsfrei festgestellt werden. Die Ergebnisse eines simulierten asaisonalen Managements deuten darauf hin, daß der durch saisonale Anpaarung erzielbare Effizienzzuwachs deutlich geringer ausfallen dürfte, als bisher angenommen wurde.

Bezüglich der Methode zur Ermittlung der steady-state Herdenproduktivität ist festzuhalten, daß der Verwendung eines Optimalitätsansatzes für die Schaffung einer gemeinsamen Vergleichsbasis eine herausragende Bedeutung zukommt. Der entwickelte Bewertungsansatz erlaubt die Durchführung standardisierter Effizienzvergleiche auf Herdenebene und Kann zugleich ein wertvolles Hilfsmittel für ein besseres Verständnis von Produktionssystemen, bzw. für deren Optimierung sein.

Eigene Schlagworte: Saisonalität, Herdenproduktivität, Ziegen, pastorale Systeme

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08.10.2004