Published

2018-05-01

Fitting lactation curves in a Colombian Holstein herd using nonlinear models

Ajuste de curvas de lactación en un rebaño Holstein Colombiano usando modelos no lineales

Keywords:

Tropical dairy cattle, Milk yield, Parametric models, Test-day (en)
Bovino lechero tropical, Producción de leche, Modelos paramétricos, Día de control (es)

Downloads

Authors

Statistical characterization of dairy cows lactation curves allows prediction of total milk yield from one or a few test-day records. The objectives were the characterization of milk production in a Colombian Holstein herd under tropical dairy production and to evaluate the statistical performance of six different lactation curve models on test-day records. The data set included 425 full lactations and 244,876 test day records of 14 consecutive years. Records of adjusted milk yield at 305 days, lactation length, production peak, time to the peak, and lactation persistence were analyzed under an univariate mixed linear model, and six non-linear lactation curve models were evaluated on the basis of their goodness of fit on test day records. Cows averaged 5830 ± 59 kg of milk at 305 days, 330 ± 3 days of lactation, 27.7 ± 0.3 kg of milk at peak, 4.7 ± 0.1 wk to the peak and 63.1 ± 0.6 % of persistence calculated for a 6 month period. Adjusted milk yield, lactation length and production peak increased with the number of calving. The best goodness of fit for each lactation curve or minimum means square error for records of average daily milk production of each week was reached by the two-phase lactation curve of Grossman and Koops. Under the conditions of this tropical dairy herd, results provide substantial evidence favoring the two-phase lactation curve of Grossman and Koops for research and technical purposes, while the model of Wood would be the best choice for livestock use.

La caracterización estadística de curvas de lactación de vacas lecheras permite predecir la producción total de leche desde uno o varios registros de control-día. Los objetivos fueron caracterizar la producción de leche en un rebaño Holstein colombiano en el trópico y evaluar el desempeño estadístico de seis modelos para ajustar curvas de lactancia en base a los registros control. Los datos incluyeron 425 lactancias completas y 244.876 registros de control-día de 14 años consecutivos. Los registros de producción de leche ajustada a 305 días, duración de la lactación, pico de producción, tiempo hasta el pico de producción y persistencia de la lactación fueron analizados bajo un modelo lineal mixto univariante, y se evaluaron seis modelos no lineales para el ajuste de curvas de lactación en base a su bondad de ajuste de los registros del día de la prueba. Las vacas promediaron 5830 ± 59 kg, 330 ± 3 días, 27,7 ± 0,3 kg, 4,7 ± 0,1 semanas y 63,1 ± 0,6% para leche ajustada a 305 días, duración de lactación, producción al pico, tiempo al pico y persistencia durante 6 meses, respectivamente. La producción a 305 días, la duración de lactación, y la producción al pico aumentaron con el número de partos. El mejor ajuste para cada curva de lactancia se alcanzó con el modelo en dos fases para el ajuste de curvas de lactancia de Grossman y Koops, ideal para fines técnicos y de investigación, mientras que el modelo de Wood sería mejor para uso ganadero.

References

Brody S, Turner CW and Ragsdale C. 1924. The relation between the initial rise and the subsequent decline of milk secretion following parturition. The Journal of General Physiology. 6: 541–545.

Cañas JJ, Restrepo LF, Ochoa J, Echeverri A and Cerón-Muñoz M. 2009. Estimación de las curvas de lactancia en ganado Holstein y BON x Holstein en trópico alto colombiano. Revista Lasallista de Investigación 6(1): 35-42.

Cañas J, Cerón-Muñoz M and Corrales J. 2011. Modelación de curvas de lactancia para producción de leche, grasa y proteína en bovinos Holstein en Antioquia, Colombia. Revista MVZ Córdoba 16(2): 2514–2520.

Cañas J, Cerón-Muñoz M, and Corrales J. 2012. Modelación y parámetros genéticos de curvas de lactancia en bovinos Holstein en Colombia. Revista MVZ Córdoba 17(2): 2998-3003.

Cerón-Muñoz MF, Tonhati H, Costa CN, Solarte C, Benavides O. 2003. Factores de ajuste para producción de leche en bovinos Holstein colombiano. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias 16: 27-32.

Cobby JM and Le Du YLP. 1978. On fitting curves to lactation data. Animal Science 26(2): 127-133. doi: 10.1017/S0003356100039532

Delange J, Leroy AM and Poly J. 1953. Une étude sur les courbes de lactation. Annales de Zootechnie 2(3): 225-267. doi: 10.1051/animres:19530302

Dijkstra J, France J, Dhanoa MS, Maas JA, Hanigan MD, Rook AJ and Beever DE. 1997. A model to describe growth patterns of the mammary gland during pregnancy and lactation. Journal of Dairy Science 80(10): 2340–2354. doi: 10.3168/jds.S0022- 0302(97)76185-X

Dematawewa CMB, Pearson RE and Van Raden PM. 2007. Modeling extended lactations of Holstein. Journal of Dairy Science 90(8): 3924-3936. doi: 10.3168/jds.2006-790

Gipson TA and Grossman M. 1990. Lactation curves in dairy goats: a review. Small Ruminant Research 3(4): 383-396. doi: 10.1016/0921-4488(90)90019-3

Goodall EA and Sprevak D. 1984. A note on a stochastic model to describe the milk yield of a dairy cow. Animal Science 38(1): 133-136. doi: 10.1017/S0003356100041453

Grossman M and Koops WJ. 1988. Multiphasic analysis of lactation curves in dairy cattle. Journal of Dairy Science 71(6): 1598-1608. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(88)79723-4

Grossman M and Koops WJ. 2003. Modeling extended lactation curves of dairy cattle: A biological basis for the multiphasic approach. Journal of Dairy Science 86(3): 988-998. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(03)73682-0

Hurley WL. 2003. Lactation biology. University of Illinois, Urbana- Champaign, IL. http://ansci.illinois.edu/static/ansc438/. Consult: April 2014.

Macciotta NPP, Vicario D, Di Mauro C and Cappio-Borlino A. 2004. A multivariate approach to modeling shapes of individual lactation curves in cattle. Journal of Dairy Science 87(4): 1092-1098. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(04)73255-5

Macciotta NPP, Vicario D and Cappio-Borlino A. 2005. Detection of different shapes of lactation curve for milk yield in dairy cattle by empirical mathematical models. Journal of Dairy Science. 88(3): 1178-1191. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(05)72784-3

Macciotta NPP, Dimauro C, Rassu SPG, Steri R and Pulina G. 2011. The mathematical description of lactation curves in dairy cattle. Italian Journal of Animal Science 10(4): 213-223. doi: 10.4081/ ijas.2011.e51

Masselin S, Sauvant D, Chapoutot P and Milan D. 1987. Les modèles d’ajustement des courbes de lactation. Annales de Zootechnie 36(2): 171-206. doi: 10.1051/animres:19870206

Nelder JA. 1966. Inverse polynomials, a useful group of multifactor response functions. Biometrics 22(1): 128-141.

Olori VE, Brotherstone S, Hill WG and McGuirk BJ. 1999. Fit of standard models of the lactation curve to weekly records of milk production of cows in a single herd. Livestock Production Science 58: 55-63.

Papajcsik IA and Bodero J. 1988. Modeling lactation curves of Friesian cows in a subtropical climate. Animal Production 47: 201-207.

Pérochon L, Coulon JB and Lescourret F. 1996. Modeling lactation curves of dairy cows with emphasis on individual variability. Animal Science 63(2): 189-200. doi:10.1017/S1357729800014740

Pollot GE. 2000. A biological approach to lactation curve analysis for milk yield. Journal of Dairy Science 83(11): 2448-2458. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(00)75136-8

Quijano JH. 2002. Resultados del programa de selección con base en Holstein y cruzamiento con la raza colombiana Blanco Orejinegro (BON) en el centro Paysandú. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín. pp. 1-18. En: Seminario Internacional de Reproducción y Mejoramiento Genético Animal en Bovinos. Universidad Nacional de Panamá. Panamá.

Quinn N, Killen L and Buckley F. 2005. Empirical algebraic modelling of lactation curves using Irish data. Irish Journal of Agricultural and Food Research 44: 1-13.

Restrepo G, Pizarro EJ and Quijano JH. 2008. Índices de selección y niveles independientes de descarte para dos características productivas y reproductivas en un hato Holstein (Bos taurus). Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias 21: 239-250.

Scherchand L, McNew RW, Kellogg DW and Johnson ZB. 1995. Selection of a mathematical model to generate lactation curves using daily milk yields of Holstein cows. Journal of Dairy Science 78(11):2507-2513. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(95)76880-1

Stanton TL, Jones LR, Everett RW and Kachman SD. 1992. Estimating milk, fat, and protein lactation curves with a test day model. Journal of Dairy Science 75(6): 1691-1700. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(92)77926-0

Tekerli M, Akinci Z, Dogan I and Akcan A. 2000. Factors affecting the shape of lactation curves of Holstein cows from the Balikesir province of Turkey. Jornal of Dairy Science 83(6): 1381-1386. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(00)75006-5

Val-Arreola D, Kebreab E, Dijkstra J and France J. 2004. Study of the lactation curve in dairy cattle on farms in central Mexico. Journal of Dairy Science 87(11): 3789-3799. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(04)73518-3

Vargas B, Koops, WJ, Herrero M and Van Arendonk JAM. 2000. Modeling extended lactations of dairy cows. Journal of Dairy Science 83(6): 1371-1380. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(00)75005-3

Vargas O, Lasso S, Gaitán J and Corrales J. 2016. Modeling the lactation curves for milk by parity in Holstein cows in Boyacá, Colombia. Revista Colombiana de Zootécnia 2(4): 13-20.

Wood PDP. 1967. Algebraic model of the lactation curve in cattle. Nature 216: 164-165. doi: 10.1038/216164a0