Effects of Temperature, Humidity and Season on the Cortisol Levels in Holstein Friesian

Main Article Content

Wannaluk Thaworn
Ittipol Saklo
Wiwat Pattanawong

Abstract

Temperature and humidity are an important factor in dairy cow management, stress, and milk production. The objective of this study was to investigate the changes in cortisol concentration of Holstein Friesian dairy cows influenced by environmental temperature changes and humidity in the air during different seasons in Lamphun Province. The cortisol hormone was determined using the Sandwich ELISA method, with standard values of 0, 0.039, 0.078, 0.156, 0.315, 0.625, 1.25, 5, and 10 ng/ml. Cortisol concentrations have been determined in cow fecal extract samples. The results showed average temperature was 28.16°C,
relative humidity was 34.36%, THI was 72.40 %, and cortisol was 12.84 ng/ml. The average cortisol concentration was 16.96 ± 7.83 ng/ml during a rainy season, which was higher than
the winter (7.94 ± 3.01 ng/ml). Since measured inside the dairy farm. The height was found during the rainy seasons of August and October, when the measured humidity was 52.29
and 54.19%, respectively, and the temperature in winter has more instability in the weather before entering the summer, influencing the concentration of cortisol hormone in the winter to be higher. all through winter, as well as high humidity in January, when the humidity
is approximately 52.71%. Also, cortisol concentrations were lowest in the summer,
at 7.03 ± 2.93 ng/ml. The results showed a relationship between temperature, humidity,
and season on cortisol concentration in Holstein Friesian. The average cortisol concentration to air temperature correlated by 0.17 (P<.05). And the average amount of cortisol to Relative humidity, season, and THI correlated were 0.435, 0.543, and 0.347 respectively (P<.01).  Therefore, this study found temperature, relative humidity, and season-influenced cortisol concentration indicated stress in Holstein Friesian.

Article Details

How to Cite
Thaworn, W. ., Saklo, I. ., & Pattanawong, W. . (2024). Effects of Temperature, Humidity and Season on the Cortisol Levels in Holstein Friesian. Naresuan Agriculture Journal, 21(1), e0210101. retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/aginujournal/article/view/259215
Section
Research Articles

References

กรมปศุสัตว์. (2560). การเฝ้าระวังและควบคุมโรคระบาดสัตว์ที่พบบ่อยในฤดูหนาว. กรมปศุสัตว์ .

https://pvlo-ctr.dld.go.th/webnew/index.php/th/organization-menu.

กรมอุตุนิยมวิทยา. (2562). สภาพอากาศ พ.ศ. 2562 ท่าอากาศยานนานาชาติเชียงใหม่. กรมอุตุนิยมวิทยา.

https://th.weatherspark.com/h/s/149062/2019/

ชัยณรงค์ ปั้นคง. (2555). การพัฒนาวิธการตรวจวัดปริมาณฮอร์โมนคอร์ติโคสเตอโรนเพื่อนำมาใช้ในการ ประเมินภาวะความเครียดในกลุ่มสัตว์ปีกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก. งานวิจัยฝ่ายอนุรักษ์ วิจัยผลสุขภาพสัตว์ สวนสัตว์เปิดเขาเขียว.

ธนวัต โชคเจริญ, สายัณห์ บัวบาน, วุฒิไกร บุญคุ้ม และวิบัณฑิตา จันทร์กิติสกุล. (2560). ความสัมพันธ์ของ

ดัชนีอุณหภูมิความชื้นสัมพัทธ์ต่อลักษณะจำนวนวันท้องว่างในโคนมลูกผสมไทย-โฮลสไตน์ภายใต้ สภาพอากาศร้อนชื้นของประเทศไทย. แก่นเกษตร, 45(3), 425-432.

พงษ์ชาญ ณ ลำปาง. (2556). ผลของวิธิีการขนส่งสุกรขุนในประเทศไทยที่มีต่อสวัสดิภาพและคุณภาพซาก.

สาขาวิชาเทคโนโลยีการผลิตสัตว์ สำนักวิชาเทคโนโลยีการเกษตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี.

เพ็ญประภา คงสุข, วิริยา ลุ้งใหญ่, พงศ์ธร คงมั่น, ณัฐภร แก้วประทุม และสมเกียรติ ประสานพานนิช. (2562).

การตอบสนองทางสรีรวิทยาของแม่โครีดนมเมื่อได้รับระบบน้ำพ่นร่วมกับพัดลมระบายอากาศใน สภาพอากาศร้อนชื้น. การประชุมวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 57, 191-198.

DOI 10.14457/KU.res.2019.99

วุฒิไกร บุญคุ้ม, มนต์ชัย ดวงจินดา, วิโรจน์ ภัทรจินดา, ศรเทพ ธัมวาสร, จุรีรัตน์ แสนโภชน์ และสายัณห์

บัวบาน. (2553). จุดวิกฤติของดัชนีอุณหภูมิความชื้นสัมพัทธ์และระดับเลือดโคนมโฮลสไตน์ที่มีผลต่อ ผลผลิตน้ำนมและค่าพารามิเตอร์ทางพันธุกรรมภายใต้สภาวะเครียดเนื่องจากความร้อน.

แก่นเกษตร, 38(3), 275-284.

แสงจันทร์ ลิ้มจิรกาล, อัศมน ลิ้มสกุล และทวีวงศ์ ศรีบุรี. (2552). การประเมินสภาวะความรุนแรงสภาพ

ภูมิอากาศของประเทศไทย: การวิเคราะห์ความเสี่ยงและความล่อแหลมของพื้นที่วิกฤติ [ร่างรายงาน ฉบับสมบูรณ์]. สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.

Averós, X., Martín, S., Riu, M., Serratosa, J., & Gosálvez, L. F. (2008). Stress response of

extensively reared young bulls being transported to growing-finishing farms under Spanish summer commercial conditions. Sci, 119(1), 174-182

Brown, J. L., Walker, S., & Steinman, K. (2004). Endocrine manual for the reproductive

assessment of domestic and nondomestic species (2nd ed.). Smithsonian institution.

Collier, R. J., Dah, G. E. L., & VanBaale, M. J. (2006). Major advances associated with

environmental effects on dairy cattle. Journal of Dairy Science, 89(4), 1244-1253.

Collier, R. J., Beede, D. K., Thatcher, W. W., Israel, L. A., & Wilcox, C. J. (1982). Influences of

environment and its modification on dairy animal health and production. Journal of Dairy Science, 65(11), 2213–2227.

Ebinghaus, A., Knierim, U., Simantke, C., Palme, R., & Ivemeyer, S. (2020). Fecal cortisol

metabolites in dairy cows: A cross-sectional exploration of associations with animal, stockperson, and farm characteristics. Animals, 10(10), 1787.

Hahn, G. L. (1981). Housing and management to reduce climatic impacts on livestock. Journal

of Animal Science, 52(1), 175-186.

Ingraham, R. H., Gillette, D. D., & Wagner, W. D. (1974). Relationship of temperature and humidity to conception rate of Holstein cows in subtropical climate. Journal Dairy Science, 57, 476–81

Jalil, G. N., Lee, B. H., Kim, J. Y., Kim, B. W., Chemere, B., Park, K. H., & Sung, K. (2019). Comparing hair cortisol concentrations from various body sites and serum cortisol in Holstein lactating cows and heifers during thermal comfort zone. Journal of Veterinary Behavior, 30, 92-95. https://doi.org/10.1016/j.jveb.2018.12.007

Johnson, H. D., Ragsdale, A. C., Berry, I. L., & Shanklin, M. D. (1963). Temperature-humidity

effects including influence of acclimation in feed and water consumption of Holstein cattle (Research Bulletin No. 846). University of Missouri, Agricultural Experiment Station.

Luca, C., Maria, N., Sara, P., Daniele, V., Radmila, P., & Francesco, A. (2015). Suitability of

bovine bile compared to urine for detection of free sulfate and glucuronate boldenone, androstadienedione cortisol cortisone prednisolone prednisone and dexamethasone by LC–MS/MS. Food Chemistry Science, 188, 473-480.

Mitlohner, F. M., Galyean, M. L., & McGlone, J. J. (2002). Shade effects on performance,

carcass traits, physiology, and behavior of heat-stressed feedlot heifers. Journal of Animal Science, 80(8), 2043-2050.

Mormède, P., Andanson, S., Aupérin, B., Beerda, B., Guémené, D., Malmkvist, J., Manteca, X., Manteuffel, G., Prunet, P., van Reenen, C. G., Richard, S., & Veissier, I. (2007). Exploration of the hypothalamic–pituitary–adrenal function as a tool to evaluate animal welfare. Physiology & Behavior, 92(3), 317–339. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2006.12.003

National Research Council. (1971). Committee on physiological effects of environmental factors on Animals. In Physiological effects of environmental factors on animals (Publication No. 374). National Academy of Sciences.

Oyewole, A., Heath, I. E., Adadevoh, B. K., & Steinbach, J. (1981). Plasma cortisol in Bos taurus

and Bos indicus heifers in seasonal tropical climate. Journal of Dairy Science, 64(7), 1586-1592.

Palme, R. (2019). Non-invasive measurement of glucocorticoids: advances and problems. Physiology & Behavior, 199, 229–243. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2018.11.021

Palme, R., & Möstl, E. (1997). Measurement of cortisol metabolites in faeces of sheep as a

parameter of cortisol concentration in blood. International Journal of Mammalian Biology, 62(Suppl. 2), 192–197.

Pompa, G., Arioli, F., Casati, A., Fidani, M., Bertocchi, L., & Dusi, G. (2011). Investigation of the

origin of prednisolone in cow urine. Science, 76(1-2), 104-110.

Rensis, F. D., & Scaramuzzi R. J. (2003). Heat stress and seasonal effects on reproduction in

the dairy cow-A review. Theriogenology, 60(6), 1139-1151. https://doi.org/10.1016/S0093-691X(03)00126-2

Rensis, F. D., Marconi, P., Capelli, T., Gatti, F., Facciolongo, F., Franzini, S., & Scaramuzzi, R. J.

(2002). Fertility in postpartum dairy cows in winter or summer following estrus synchronization and fixed time AI after the induction of an LH surge with GnRH or hCG. Theriogenology, 58(9), 1675–1687. https://doi.org/10.1016/S0093- 691X(02)01082-8

Szenci, O., Karen, A., Bajcsy, Á. Cs., Gáspárdy, A., Sousa, N. M., & Beckers, J. F. (2011). Effect of

restraint stress on plasma concentrations of cortisol, progesterone and pregnancy associated-glycoprotein-1 in pregnant heifers during late embryonic development. Theriogenology, 76, 1380–1385. https://doi:10.1016/j.theriogenology.2011.05.030

Tallo-Parra, O., Manteca, X., Sabés-Alsina, M., Carbajal, A., & Lopez-Béjar, M. (2015). Hair

cortisol detection in dairy cattle by using EIA: Protocol validation and correlation with faecal cortisol metabolites. Animal, 9(6). https://doi.org/10.1017/S1751731115000294

Vitali, A., Bernabucci, U., Nardone, A., & Lacetera, N. (2016). Effect of season, month and

temperature humidity index on the occurrence of clinical mastitis in dairy heifers. Advances in Animal Biosciences, 7(3), 250–252. https://doi:10.1017/S2040470016000315

West, J. W., Mullinix, B. G., & Bernard, J. K. (2003). Effects of hot, humid weather on milk

temperature, dry matter intake, and milk yield of lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 86(1), 232-242.