تكوين الأبقار الحلوب التي تعيش مع عجولها سواء بدوام كامل أو جزئي لروابط أمومية قوية Dairy cows housed both full- and part-time with their calves form strong maternal bonds

المجلة: Applied Animal Behaviour Science، المجلد: 272
DOI: https://doi.org/10.1016/j.applanim.2024.106182
تاريخ النشر: 2024-01-30

تكوين الأبقار الحلوب التي تعيش مع عجولها سواء بدوام كامل أو جزئي لروابط أمومية قوية

إيما هفيدفيلدت ينسن , ميليسا باتسون , هذر و. نيف , جان-لوبي رولت , مارغيت باك ينسن قسم علوم الحيوان والطب البيطري، جامعة آرهوس، تيلي، الدنمارك معهد علوم الحياة، جامعة نيوكاسل، نيوكاسل أبون تاين، المملكة المتحدة معهد علوم رفاهية الحيوان، جامعة الطب البيطري في فيينا، فيينا، النمسا

معلومات المقال

الكلمات المفتاحية:

الأبقار الحلوب
الاتصال بين البقرة والعجل
الدافع الأمومي
أقصى سعر مدفوع
طلب المستهلك

الملخص

عادةً ما يتم فصل الأبقار الحلوب والعجول بعد فترة وجيزة من الولادة مما يمنع تشكيل رابطة أمومية-فيلية. للسماح ببعض الاتصال بين البقرة والعجل، يُعتقد أن الاتصال الجزئي خلال الأسابيع الأولى هو حل ممكن، لكن من غير المعروف ما إذا كان ذلك يضعف الرابطة الأمومية، أي إذا كان الدافع الأمومي أقل. كانت هذه الدراسة تهدف إلى التحقيق في كيفية تأثير كميات مختلفة من الاتصال بالعجل (بدوام كامل، بدوام جزئي، وعدم الاتصال) على دافع الأمومة لدى الأبقار. باستخدام بوابات دفع هوائية، قمنا بتقييم دافع الأبقار للوصول إلى عجلها الخاص باستخدام طريقة أقصى سعر مدفوع (MPP). لتخفيف الإحباط عند الأسعار المرتفعة، يمكن للأبقار أيضًا الوصول إلى عجل غير مألوف بسعر منخفض ثابت. توقعنا أن الأبقار ستصل إلى العجل غير المألوف عند الوصول إلى أقصى سعر كانت متحفزة لدفعه للوصول إلى عجلها الخاص. بعد 48 ساعة في حظيرة الولادة، تم تخصيص أزواج الأبقار والعجول لثلاثة علاجات مختلفة: بدوام كامل (23 ساعة اتصال/يوم، 28 زوجًا)، بدوام جزئي (10 ساعات اتصال/يوم، 27 زوجًا)، وعدم الاتصال (0 ساعة اتصال/يوم، 26 زوجًا). بعد حوالي 40 يومًا من الولادة، تم تدريب الأبقار على المرور عبر كل من بوابتين: واحدة تؤدي إلى عجلها الخاص وواحدة تؤدي إلى عجل غير مألوف. زاد الوزن على البوابة المؤدية إلى عجل الأبقار الخاص بعد كل مرور، بينما ظلت البوابة المؤدية إلى العجل غير المألوف خفيفة. تم اختبار الأبقار مرة واحدة يوميًا، حتى فشلت في المرور عبر البوابة المؤدية إلى عجلها الخاص لمدة يومين متتاليين. تم تحليل MPP باستخدام نموذج تأثيرات مختلطة من مخاطر كوك. كان عدد الأبقار التي لم تتصل أقل من الأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي التي استوفت معايير التعلم. علاوة على ذلك، دفعت الأبقار التي لم تتصل سعرًا أقصى أقل مقارنة بالعلاجات ذات الاتصال، بينما لم يختلف MPP للأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي. بقيت معظم الأبقار في صندوق البداية إذا لم تمر عبر البوابة إلى عجلها الخاص، مما يشير إلى أن العجل غير المألوف لا يمكن أن يحل محل عجلها الخاص عند الأسعار المرتفعة. نستنتج أن الأبقار التي لديها اتصال جزئي بالعجل تشكل رابطة أمومية بقوة مماثلة للأبقار التي لديها اتصال بدوام كامل بالعجل. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأبقار التي تم فصلها عن عجلها بعد 48 ساعة من الولادة لديها دافع أمومي أضعف بعد 40 يومًا من الولادة.

1. المقدمة

عادةً ما يتم فصل الأبقار الحلوب والعجول بعد فترة وجيزة من الولادة؛ ومع ذلك، يتم انتقاد هذه الممارسة بشكل متزايد من قبل المستهلكين، الذين يرون أنها ضارة برفاهية الحيوانات (بوش وآخرون، 2017؛ بلازك وآخرون، 2021؛ سيروفيكا وآخرون، 2022). أحد الحجج لفصل الأبقار مبكرًا هو منع تشكيل رابطة أمومية-فيلية قوية، وبالتالي تقليل الضغط عند الفصل (فلاور وويري، 2003؛ نيف وآخرون، 2022). حجة أخرى قدمها بعض المزارعين هي أن الأبقار الحلوب أمهات ضعيفات ولديهن دافع أمومي قليل (نيف وآخرون، 2022). هذا
يسلط الضوء على عدم اليقين المحيط بقوة الرابطة الأمومية وأهمية السلوكيات الأمومية للأبقار الحلوب.
توفير الموارد التي تهم الحيوانات هو مفتاح رفاهية الحيوان (داوكينز، 2008). تشمل هذه الموارد الفرصة لأداء سلوكيات تشكل احتياجات سلوكية (ينسن وآخرون، 2004؛ ينسن وبيدرسن، 2007)، والتي تُعرف بأنها سلوكيات تتحفز الحيوانات بشدة لأدائها بغض النظر عن البيئة الخارجية (فريند، 1989). تناولت دراسات قليلة الدافع الأمومي في الأبقار الحلوب (ينسن، 2011؛ جونسن وآخرون، 2021؛ وينكر وآخرون، 2020)، وإلى علمنا، فقط وينكر وآخرون (2020) قد قاموا سابقًا
بتحديد الدافع الأمومي.
يمكن أن يكون إبقاء البقرة والعجل معًا طوال اليوم والليل تحديًا للمزارع. لذلك، تم اقتراح أنظمة الاتصال بين البقرة والعجل بدوام جزئي كبدائل للاتصال بدوام كامل (بيرتلسن وفارست، 2023؛ سيروفنيك وآخرون، 2020). أظهرت الدراسات السابقة أن الأبقار التي لديها اتصال جزئي بالعجل تقضي وقتًا أقل في تنظيف ورعاية عجولها مقارنة بالأبقار التي لديها اتصال بدوام كامل (بيرتلسن وينسن، 2023؛ ينسن وآخرون، قيد التقديم). ومع ذلك، ليس من الواضح ما إذا كان هذا الانخفاض في الرضاعة والتنظيف يقلل أيضًا من الدافع الأمومي مقارنة بالأبقار بدوام كامل. لذلك، كانت الدراسة الحالية تهدف إلى تحديد دافع الأبقار الحلوب للأمومة والتحقيق في تأثير الاتصال بالعجل (إما بدوام كامل، بدوام جزئي، أو عدمه) على قوة الدافع بعد 40 يومًا من الولادة. افترضنا أن الأبقار التي لديها اتصال بدوام كامل بالعجل تكون أكثر تحفيزًا لاستعادة الاتصال بعجولها من الأبقار التي لديها اتصال جزئي بالعجل، وأن الأبقار التي ليس لديها اتصال بالعجل ستظهر أقل دافع.
توجد طرق مختلفة لتحديد قوة الدافع. بالنسبة للسلوكيات غير القابلة للتقسيم (أي السلوكيات التي يتم تقليل قيمتها بسبب الانقطاع؛ كروشويتز وآخرون، 2008؛ ميسون وآخرون، 1998) فإن طريقة أقصى سعر مدفوع (MPP، المعروفة أيضًا بسعر الحجز) هي أكثر قابلية للتطبيق من مثلاً إنشاء وظائف مرونة الطلب، والتي تتطلب أن يعمل الحيوان من أجل مكافآت متكررة (ينسن وبيدرسن، 2008؛ كيركدن وآخرون، 2003). في طريقة MPP، يتم زيادة مقدار العمل الذي يجب على الحيوان القيام به (أي، السعر الذي يجب عليه دفعه) للوصول إلى مورد معين (لفترة كافية لأداء سلوك غير منقطع) تدريجيًا (على سبيل المثال، في جلسات اختبار يومية) حتى لا يكون الحيوان مستعدًا بعد الآن لدفع ‘السعر’، أي أن تكلفة الوصول تتجاوز دافع الحيوان للوصول إلى المورد. تتيح هذه الطريقة مقارنة قوة الدافع لسلوك معين في مواقف مختلفة، على سبيل المثال عبر العلاجات التجريبية، لكنها لا تسمح لنا بمقارنة قوة الدافع لسلوكيات مختلفة (ينسن وبيدرسن، 2008). تم اقتراح طرق مماثلة لتقدير ارتباط النسل بأمهاتهم (غوبيرنيك، 1981). يمكن أن تعمل الحيوانات بطرق مختلفة، على سبيل المثال عن طريق الضغط على القضبان أو الروافع، أو عن طريق الدفع عبر بوابات مثقلة. تم استخدام بوابات الدفع ذات الوزن المتزايد سابقًا لقياس MPP في دراسات على الماشية (تاكر وآخرون، 2018؛ وينكر وآخرون، 2020). بمجرد الوصول إلى MPP، وتجاوز السعر المطلوب دافع الحيوان للوصول إلى الفرصة لأداء السلوك المعني، قد يصبح الحيوان محبطًا (تاكر وآخرون، 2018). قد يكون هذا الإحباط بسبب نقص الخيارات البديلة وبالتالي شعور بفقدان السيطرة في الوضع، مما يمكن أن يُعتبر مرهقًا (إنجلوند وكرونين، 2023؛ ليوتي وآخرون، 2010). كان الهدف الثانوي من هذه الدراسة هو تقييم طريقة جديدة على طريقة MPP لتجنب الإحباط عند ‘الأسعار’ المرتفعة. تم تقديم خيار للأبقار بين موردين: عجلها الخاص وعجل غير مألوف. زاد السعر للوصول إلى عجلها الخاص كما في اختبار MPP التقليدي، بينما ظل سعر الوصول إلى العجل غير المألوف ثابتًا ومنخفضًا. افترضنا أن الأبقار ستختار العجل غير المألوف عندما تصل إلى أقصى سعر لها وأن العجل غير المألوف يمكن أن يعمل، على الأقل إلى حد ما، كبديل (هورش، 1980) لعجول الأبقار الخاصة.

2. المواد والأساليب

تم إجراء الدراسة في مركز أبحاث الماشية الدنماركي، جامعة آرهوس (تيلي، الدنمارك)، من سبتمبر 2021 إلى أغسطس 2022. تمت الموافقة على جميع إجراءات الحيوانات من قبل مفتشية التجارب الحيوانية الدنماركية وفقًا لقانون وزارة البيئة والغذاء الدنماركية رقم 474 (15 مايو 2014).

2.1. الإسكان وعلاجات الاتصال

تم تسجيل أربعة وثمانين بقرة دانماركية من سلالة هولشتاين-فريزيان (Bos taurus taurus) وعجولها في الدراسة. تم تسجيل أزواج الأبقار والعجول على مدى سبعة كتل مع 12 زوجًا في كل كتلة. تم التسجيل على مدى أسبوعين قبل بدء الفترة التجريبية. ولدت جميع الأبقار في
أقلام الولادة الفردية، وظلت البقرة والعجل معًا في قلم الولادة لمدة تقارب 48 ساعة بعد الولادة (النطاق ). تزداد الاستجابات السلوكية للفصل عندما تُبقى الأبقار والعجول معًا لمدة 4 أيام مقارنةً بـ 24 ساعة (تمت مراجعتها في جينسن، 2018) مما يشير إلى أن قوة الرابطة الأمومية تزداد مع الوقت معًا. ومع ذلك، فإن الأبقار قادرة على التعرف على عجولها لمدة 12 ساعة بعد الولادة بعد 5 دقائق فقط من الاتصال (هادسون ومولورد، 1977). بسبب توفر الأقلام، تم الاحتفاظ بأزواج الأبقار والعجول في أقلام الولادة لمدة تقارب 48 ساعة، والتي تبدو كافية لتشكيل رابطة انتقائية بينهما (بيرتلسن وجينسن، 2023؛ جينسن وآخرون، قُدمت). تضمنت معايير التسجيل الولادة بدون مساعدة، وبقرة وعجل صحيين، وعدم وجود ولادة توأمية، وملاحظة الرضاعة بدون مساعدة خلال الـ 48 ساعة الأولى. بعد الوقت في أقلام الولادة، تم تخصيص الأزواج لأحد ثلاثة علاجات مختلفة للتواصل بين الأبقار والعجول متوازنة حسب وقت الولادة ومرتبة البقرة (بقرة واحدة أولى واثنتان متعددة الولادات لكل علاج لكل كتلة عند الإمكان، دائمًا على الأقل بقرة واحدة أولى): الاتصال الكامل (23 ساعة اتصال يوميًا، البقرة والعجل معًا ويفصلان فقط عندما تكون الأبقار بعيدة ليتم حلبها في حظيرة الحلب، 28 زوجًا)، الاتصال الجزئي (10 ساعات اتصال يوميًا، البقرة والعجل معًا خلال النهار بين الحلب الصباحي وبعد الظهر، ولكن مفصولان خلال الليل، 27 زوجًا)، وعدم الاتصال (البقرة والعجل مفصولان خلال 48 ساعة من الولادة، 26 زوجًا). تم تخصيص الأزواج للعلاجات زوجين في كل مرة، وكان ترتيب التخصيص يدور عبر الكتل على أساس دوار محدد مسبقًا. لم يكن لدى أي من الأبقار المسجلة خبرة سابقة في تربية عجولها لأكثر من بعد الولادة.
تم استبعاد ثلاثة أزواج من الأبقار والعجول من الدراسة قبل بدء العمل التجريبي، مما أدى إلى أبقار تجريبية. كان يجب إعدام عجلين (واحد بدون اتصال، الكتلة 1، وواحد جزئي، الكتلة 4) بسبب المرض، وتم إعدام بقرة واحدة (بدون اتصال، الكتلة 2) بسبب إصابة غير مرتبطة بالتجربة. تضمنت الأزواج الجزئية 12 بقرة أولى و15 بقرة متعددة الولادات، مع 13 عجلًا أنثويًا و14 عجلًا ذكريًا. تضمنت الأزواج الكاملة 11 بقرة أولى و17 بقرة متعددة الولادات، مع 17 عجلًا أنثويًا و11 عجلًا ذكريًا. تضمنت الأزواج بدون اتصال 10 أبقار أولى و16 بقرة متعددة الولادات، مع 14 عجلًا أنثويًا و12 عجلًا ذكريًا.
تم إيواء الأبقار بدون اتصال في قلم حيوانات حرة يستوعب حتى 12 بقرة في كل مرة. تم إيواء العجول بدون اتصال في مجموعات من أربعة في أقلام مغطاة بالقش ( ) في حظيرة منفصلة عن أمهاتها (الشكل 1). تم إيواء الأزواج الكاملة والجزئية (المشار إليها هنا بأزواج الاتصال) في مجموعات من أربعة أزواج في أقلام مغطاة بالقش ( ) مزودة بفتحتين للعجول ( و ، الشكل 1) في نفس الحظيرة مع العجول بدون اتصال. قضت الأبقار الكاملة كل من النهار والليل مع عجولها في هذه الأقلام، بينما تم إيواء الأبقار الجزئية في قلم حيوانات حرة مجاور للأبقار بدون اتصال خلال الليل (من 1600 إلى 0500 ساعة)؛ وظلت العجول الجزئية في قلم مغطى بالقش نهارًا وليلاً، مما يمنع الاتصال البصري والشم، وربما السمعي
الشكل 1. رسم تخطيطي لإعداد الحظيرة. تم إيواء أربعة أزواج اتصال معًا في أقلام عميقة مغطاة بالقش مع فتحتين للعجول (زرقاء). تم إيواء العجول بدون اتصال في أقلام من أربعة عجول (خضراء)، بينما تم إيواء الأبقار بدون اتصال في حظيرة منفصلة (غير مصورة). قبل التدريب والاختبار، تم الاحتفاظ بالعجول المتصلة في أقلام احتجاز (حمراء)، وتم تدريب جميع الأبقار واختبارها في الساحة (برتقالية).
بين الأمهات والعجول خلال الفصل الليلي. تم حلب الأبقار مرتين يوميًا في 0500 و1530 ساعة للأبقار الكاملة والجزئية، وفي 0530 و1600 ساعة للأبقار بدون اتصال. تم إطعام جميع الأبقار TMR (نسبة تقريبية 50:50 من المركزات إلى العلف الخشن) حسب الرغبة وكان لديها وصول إلى الماء من أوعية أو حوض ذاتي التعبئة. كان لدى جميع العجول وصول حسب الرغبة إلى المركزات من الأوعية، والتبن من الرفوف، والماء من الأوعية ذاتية التعبئة. كانت العجول المتصلة قادرة على الوصول إلى TMR الخاص بالأبقار، بينما تم إطعام العجول بدون اتصال TMR من الأوعية. تم إطعام العجول بدون اتصال الحليب حسب الرغبة من دلو الحلمة مرتين يوميًا (في 0630 و1700 ساعة)، بينما حصلت العجول المتصلة على الحليب فقط من الأبقار؛ لم يتم إطعامهم أي حليب إضافي.

2.2. جهاز الاختبار

تم التدريب والاختبار على الدافع الأمومي في ساحة تقع في نفس الحظيرة مثل أقلام الأبقار المتصلة (الشكل 1 والشكل 2). كانت الساحة تتكون من صندوق بداية، واثنين من أقلام المكافآت، واثنين من ممرات العودة. كان صندوق البداية متصلًا بكل قلم مكافأة عبر ‘بوابة دفع’. كان أرضية الساحة من الخرسانة مغطاة برقائق الخشب، والتي تم استبدالها إذا تلوثت بين كل بقرة. كانت جدران الساحة مبنية من تجهيزات حظيرة قياسية مزودة بألواح بلاستيكية. لم تكن الأبقار قادرة على النظر فوق الفاصل بين أقلام المكافآت، ولكن يمكنها رؤية خارج الساحة. كانت ‘بوابات الدفع’ مصنوعة من أنابيب معدنية، وتم التحكم في المقاومة على البوابات باستخدام الهيدروليك. تم قياس الوزن المقابل لكل زيادة في مستوى الضغط وتم التحكم فيه طوال التجربة (الجدول 1؛ انظر SM1 لوصف إجراء القياس). لم يكن هناك طعام أو ماء متاح في الساحة.
لتقليل الانزعاج أثناء التفاعل مع بوابات الدفع، تم إجراء تعديلين على البوابات: 1) تم تبطين البوابات باستخدام إطارات مطاطية (قطر ; الأشكال 3) و2) تم استخدام مفتاح لإطلاق الضغط على البوابة بمجرد دفعها أكثر من نصف الطريق. منع هذا البقرة من الشعور بالضغط على بطنها أثناء مرورها؛ بل كانت تشعر بالضغط على كتفيها وظهر رقبتها، بينما دفعت البوابة مفتوحة.

2.3. التدريب

تم التدريب يوم الخميس والجمعة من الأسبوع الخامس من
الشكل 2. رسم تخطيطي لساحة الاختبار. A: صندوق البداية، حيث يتم قيادة البقرة ومنه يجب عليها الاختيار بين قلمين العجول. B وC: نقاط الربط داخل أقلام المكافآت، حيث يتم ربط عجلها الخاص أو عجل غير مألوف. D: بوابات الدفع. يمكن للبقرة رؤية العجول من خلال كل بوابة دفع. E: ممر العودة، الذي يمكن للبقرة (والعجول، عند إطلاقها من ربطها) العودة إلى صندوق البداية من أقلام العجول.
الجدول 1
الوزن المقابل لكل مستوى ضغط، أي أعلى مستوى من المقاومة الذي ستختبره الأبقار في كل مستوى ضغط، قبل أن تطلق البوابات الضغط. تم وصف إجراء تسجيل الأوزان المقابلة في SM1.
الضغط (بار) الوزن (كجم std)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
الشكل 3. صورة لأحد بوابات الدفع. كانت العرض المدرك بين جزئي البوابة 11 سم عند الإغلاق الكامل، 52 سم عند الفتح نصف الطريق، و67 سم عند الفتح الكامل.
الدراسة والاثنين من الأسبوع السادس. بالنسبة لبعض الأبقار، تم تضمين الثلاثاء من الأسبوع السادس أيضًا. كانت العجول في المتوسط قديمة في يوم التدريب الأول. تم موازنة ترتيب تدريب واختبار كل مجموعة علاج عبر الكتل. يمكن العثور على مخطط تدفق يوضح خطوات التدريب في SM2، الشكل 1.

2.3.1. التدريب على اجتياز بوابات الدفع

تم تخصيص الأبقار بشكل عشوائي لتدريبها أولاً على الوصول إلى عجلها الخاص أو عجل غير مألوف. كان العجل غير المألوف يتم اختياره دائماً من علاج عدم الاتصال وكان هو نفسه بالنسبة لكل بقرة فردية طوال فترة التدريب والاختبار. كانت العجول التي لا تتصل تعمل كعجول غير مألوفة لما يصل إلى ثلاث أبقار مختلفة. تم فصل الأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي عن عجولها لمدة ساعة واحدة قبل تدريب أول بقرة من العلاج. لذلك، كانت مدة الحرمان تختلف لكل بقرة ولكنها كانت على الأقل ساعة واحدة. يزيد الحرمان من الدافع (جينسن وآخرون، 2004)، وكشفت الاختبارات التجريبية أن الأبقار أظهرت دافعاً قليلاً للوصول إلى عجلها دون حرمان مسبق. تم بدء الحرمان في الساعة 07:00 في أقرب وقت، وكان لدى أزواج الأبقار والعجول بدوام جزئي على الأقل 1.5 ساعة من الاتصال بعد الاجتماع بعد الانفصال الليلي. خلال فترة الحرمان، تم الاحتفاظ بالعجول في حظيرة بعيدة عن حظيرتها المنزلية ولكن في نفس الإسطبل (الشكل 1). كان لدى العجول وصول إلى المركزات،
التبن، والماء خلال فترة الحرمان. لم تر الأبقار التي لا تتصل عجلها الخاص منذ الانفصال بعد 48 ساعة من الولادة.
قبل بدء جلسة التدريب، تم ربط عجل (سواء كان خاصاً أو غير مألوف) بواسطة طوق وحبل بطول حوالي 100 سم في أحد حظائر المكافآت (تم تخصيص الجانب عشوائياً، B أو C في الشكل 2، وكان وضع العجل ثابتاً بالنسبة لكل بقرة فردية طوال فترة التدريب والاختبار). كانت حظيرة المكافأة الأخرى فارغة، وتم إغلاق بوابة الدفع المؤدية إلى الحظيرة الفارغة وسدها بلوح. ثم تم قيادة البقرة إلى صندوق البداية (A في الشكل 2) وتم إغلاق البوابة خلفها. كانت جلسات التدريب في اليومين الأولين تتكون من أربع خطوات: 1) كانت بوابة الدفع (D في الشكل 2) المؤدية إلى العجل مفتوحة تماماً (عرض الفتحة 67 سم، الشكل 3)؛ 2) كانت بوابة الدفع مفتوحة نصفياً (عرض الفتحة 52 سم)؛ 3) كانت بوابة الدفع مغلقة تماماً (عرض الفتحة 11 سم) ولكن لم يكن هناك مقاومة؛ و 4) كانت بوابة الدفع مغلقة تماماً وكان لديها مقاومة قدرها 0.5 بار. كان العجل في حظيرة المكافأة مرئياً للبقرة أثناء وقوفها في صندوق البداية. لكل خطوة، كان لدى البقرة دقيقتان للمرور عبر البوابة بمبادرتها الخاصة. إذا لم تفعل ذلك، تم تشجيعها على المرور من خلال لمسة لطيفة/ تصفيق جسدها بيد واحدة. في كلتا الحالتين، حصلت على دقيقتين من الاتصال بالعجل كمكافأة؛ ظل العجل مربوطاً طوال جلسة التدريب. إذا تم تشجيعها على المشي عبر البوابة، تم تكرار الخطوة؛ إذا لم يكن كذلك، تقدمت إلى الخطوة التالية. تم تكرار كل خطوة بحد أقصى خمس مرات، قبل الانتقال إلى الخطوة التالية. انتهى يوم التدريب عندما مرت البقرة عبر البوابة مع ضغط 0.5 بار، أو عندما مرت حوالي 30 دقيقة منذ بدء التدريب. تم تكرار الخطوات 1-4 في اليوم التالي، هذه المرة باستخدام العجل الآخر (سواء كان خاصاً أو غير مألوف، اعتماداً على العجل الذي تم تدريب البقرة عليه في اليوم الأول) وحظيرة المكافأة.
لكي تفي البقرة بمعيار التعلم في اليومين الأولين، كان عليها أن تمر عبر بوابة مغلقة مع ضغط 0.5 بار مرة واحدة على الأقل بمبادرتها الخاصة، بغض النظر عن أي عجل (خاص أو غير مألوف) وصلت إليه. إذا لم يحدث ذلك خلال اليومين الأولين، تم تضمين يوم ثالث لهذه الخطوة التدريبية. في هذا اليوم الثالث، استأنفت البقرة التدريب مع عجلها الخاص من آخر خطوة اجتازتها. إذا لم تتجاوز 0.5 بار في هذا اليوم الإضافي، تم استبعادها من الاختبار بسبب عدم اجتيازها معيار التعلم الأول ضمن الموعد النهائي المحدد.

2.3.2. التدريب على اتخاذ قرار

عندما حققت الأبقار المعيار الأول للتعلم، تقدمت إلى الخطوة التدريبية التالية. مرة أخرى، تم فصل العجول لمدة ساعة قبل تدريب أول بقرة من كل علاج. خلال جلسة التدريب هذه، دخلت الأبقار أولاً في اختبار تفضيل بسيط، تلاه اختيار حر. كان الهدف من اختبار التفضيل البسيط هو تسجيل تفضيل البقرة الفوري، بالإضافة إلى إبلاغها بأنها الآن يمكنها الاختيار بين العجلين؛ لذلك، تم ربط كل من العجل الخاص والعجل غير المألوف في حظائر المكافآت الخاصة بهم. كانت كلتا بوابتي الدفع مغلقتين ومضبوطة على مقاومة 0.5 بار. ثم تم قيادة البقرة إلى صندوق البداية وكان لديها دقيقتان للمرور عبر إحدى البوابتين. إذا لم تتخذ قراراً، تم تشجيعها على المرور من خلال بوابة تم تحديدها عشوائياً. بالنسبة لاختبار التفضيل الأولي، تم قيادة البقرة مباشرة إلى صندوق البداية مباشرة بعد اختيارها. كانت البوابة التي اختارتها أولاً الآن مغلقة، وكان لدى البقرة مرة أخرى دقيقتان للمرور عبر البوابة المعاكسة (أي، اختيار قسري)، قبل أن يتم تشجيعها على المرور عبر هذه البوابة. ثم تم قيادتها مرة أخرى مباشرة، دون أي وقت مكافأة، إلى صندوق البداية.
مباشرة بعد هذا الاختبار الأولي للتفضيل والاختيار القسري، حصلت البقرة على أول اختيار حر لها. كان الهدف من اختبار الاختيار الحر الأول هو أن تختبر البقرة وضع اختبار. كانت كلتا البوابتين مضبوطة على 0.5 بار، وكان لدى البقرة دقيقتان للمشي عبر أي من البوابتين. عندما مرت عبر بوابة وبالتالي اختارت عجلًا للوصول إليه، تم تحرير العجل الذي اختارته من رباطه من خلال آلية تحرير سريعة تعمل عن بُعد. حصلت البقرة الآن على 4 دقائق من وقت المكافأة، قبل أن يتم قيادة البقرة و(عجلها الخاص) مرة أخرى إلى حظيرتهما المنزلية (تمت قيادة الأبقار التي لا تتصل إلى المنزل دون عجلها، وتمت قيادة العجول التي لا تتصل مرة أخرى إلى حظيرتها المنزلية). تم تسجيل أي عجل، إن وجد، كان
اختيار البقرة في أول اختيار حر. اجتازت البقرة التدريب إذا مرت عبر إحدى البوابتين (وبالتالي اختارت عجلًا) خلال الدقيقتين، وبدأ الاختبار في اليوم التالي. إذا لم تختار البقرة عجلًا خلال دقيقتين، تم السماح لها بيوم إضافي واحد لاجتياز هذه الخطوة التدريبية. إذا لم تحقق معيار التعلم في هذا اليوم أيضاً، لم يتم تضمينها في الاختبار.
كجزء من دراسة متزامنة، تم تدريب الأبقار سابقاً في مهمة تمييز بصري واختبارها لتقييم تحيز حكمها لتقييم حالاتهم العاطفية (نييف وآخرون، 2023)، ولكن لم يكن من المتوقع أن يؤثر ذلك على تدريب أو اختبار الأبقار في الدراسة الحالية.

2.4. الاختبار: الحد الأقصى للسعر المدفوع (MPP)

لم تجتاز ثمانية عشر بقرة ( من الأبقار المسجلة للتدريب، الجدول 2) التدريب، وتم استبعاد ثلاث أبقار (بقرة بدوام كامل وبقرة بدوام جزئي واحدة، الكتلة 5) خلال الاختبار بسبب إصابات طفيفة غير مرتبطة بإجراءات الاختبار. لذلك، تم جمع بيانات MPP من الأبقار. كانت هذه الأبقار 24 بدوام جزئي (11 أولية و13 متعددة الولادات؛ 10 عجول إناث و14 عجول ذكور)، 25 بدوام كامل (11 أولية و14 متعددة الولادات؛ 17 عجول إناث و8 عجول ذكور)، و11 بقرة لا تتصل (5 أولية و6 متعددة الولادات؛ 8 عجول إناث و3 عجول ذكور). تم إجراء اختبار MPP من اليوم التالي لنجاح البقرة في التدريب (أقرب يوم ثلاثاء من الأسبوع السادس من الدراسة) حتى، في أقصى حد، يوم الجمعة من الأسبوع التالي. وبالتالي، كان هناك حد أقصى من 10 أيام اختبار في المجموع.
تم إجراء جميع الاختبارات في الصباح، بين الساعة 08:00 و 11:00. تم فصل الأبقار المتصلة عن صغارها لمدة ساعة واحدة قبل اختبار أول بقرة في مجموعة علاجها. تم اختبار الأبقار دائمًا بنفس الترتيب. بعد فترة الحرمان، تم نقل عجلين (عجل خاص وعجل غير مألوف) إلى ساحة الاختبار، حيث تم ربطهما في الجانب المقابل للبوابة في حظيرة المكافأة الخاصة بهما (B و C، الشكل 2). تم إغلاق بوابات الدفع وتم ضبط البوابة المؤدية إلى العجل غير المألوف على 0.5 بار، بينما تم ضبط البوابة المؤدية إلى العجل الخاص على 1.0 بار. ثم تم إحضار البقرة من حظيرتها وقادتها إلى صندوق البداية (A، الشكل 2). تم إغلاق البوابة خلفها، وكان لديها دقيقتان للمرور من خلال إحدى البوابتين. إذا دخلت البقرة حظيرة المكافأة مع عجلها الخاص، تم تحرير العجل من ربطه باستخدام نظام تحرير سريع، وكان لدى البقرة والعجل اتصال غير منقطع لمدة أربع دقائق. بعد ذلك، تم إعادتهما إلى حظيرتهما. في اليوم التالي، تم زيادة الضغط على البوابة المؤدية إلى العجل الخاص بمقدار 1.0 بار (انظر الجدول 1 للأوزان المقابلة بالكيلوغرام)، بينما ظلت البوابة المؤدية إلى العجل غير المألوف على 0.5 بار طوال فترة الاختبار. إذا بقيت البقرة في صندوق البداية طوال الدقيقتين، تم إعادتها إلى الحظيرة دون عجلها. تم الاحتفاظ بعجلها الخاص في حظيرة المكافأة لمدة خمس دقائق قبل أن يتم إعادته أيضًا إلى الحظيرة؛ وذلك لضمان أن البقرة تُكافأ فقط عندما تمر عبر بوابة. إذا دخلت البقرة حظيرة المكافأة مع العجل غير المألوف، تم تحرير العجل من ربطه باستخدام نظام تحرير سريع، وكان لدى البقرة والعجل اتصال غير منقطع لمدة أربع دقائق. بعد ذلك، تم إعادة البقرة إلى حظيرتها. تم الاحتفاظ بعجلها الخاص في حظيرة المكافأة لمدة خمس دقائق إضافية، قبل أن يتم نقله أيضًا إلى الحظيرة.
كان لدى البقرة فرصتان في كل مستوى من الضغط؛ إذا لم تتمكن من دخول الحظيرة مع عجلها بنجاح، فستحصل في اليوم التالي على فرصة أخرى عند نفس نقطة الضغط. على سبيل المثال، إذا فشلت البقرة عند 4.0 بار في اليوم الرابع من الاختبار، فستحصل على فرصة أخرى.
الجدول 2
نجاح التدريب عبر العلاجات. تم تدريب الأبقار على مدى ثلاثة إلى خمسة أيام، اعتمادًا على مدى سرعة تحقيقها لمعايير التعلم. للنجاح في التدريب والانتقال إلى مرحلة الاختبار، كان يجب على الأبقار تحقيق معيارين للتعلم: 1) اجتياز بوابة مغلقة بمقاومة 0.5 بار و 2) اتخاذ قرار بين عجلها الخاص وعجل غير مألوف.
علاج اجتاز التدريب تدريب فاشل
عدم الاتصال 11 15
دوام جزئي ٢٥ ٢
دوام كامل 27 1
فرصة عند 4.0 بار في اليوم الخامس من الاختبار. إذا نجحت في ذلك، استمرت إلى 5.0 بار في اليوم السادس من الاختبار؛ ومع ذلك، إذا فشلت مرتين على التوالي (أي، إما اختارت العجل غير المألوف أو بقيت في صندوق البداية)، تم استبعادها من الاختبارات الإضافية، وفسرنا ذلك على أنه قد وصلت إلى أقصى سعر لها. يمكن العثور على مخطط تدفق يوضح إجراء الاختبار في SM2، الشكل 2. بالنسبة لكل بقرة فشلت في الوصول إلى عجلها، سجلنا ما إذا كانت قد اختارت العجل غير المألوف أو بقيت في صندوق البداية. بالإضافة إلى ذلك، سجلنا ما إذا كانت قد حاولت أولاً الدفع عبر البوابة (المعرفة بأنها الكتفين تلامسان البوابة) للوصول إلى عجلها. لم يتم اختبار أي أبقار على ضغوط أعلى من 10.0 بار، حيث كان من المقرر أن تدخل الأبقار دراسة أخرى بعد انتهاء الأسبوع السابع من الدراسة. مرت بقرتان عبر البوابة بمقاومة 10.0 بار.
في كل يوم اختبار، تم تسجيل اختيارات الأبقار، وتم تسجيل الوقت المستغرق من دخول صندوق البداية حتى مرور البقرة من خلال البوابة إلى جديها. علاوة على ذلك، تم تسجيل ما إذا كان الجدي (سواء كان خاصًا بها أو غير مألوف، اعتمادًا على اختيارها) قد رضع من البقرة أم لا. كان هذا بمثابة مؤشر إضافي على قوة الرابطة.

2.5. التحليل الإحصائي

تم إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام R (فريق R الأساسي، 2022). -قيم اعتُبرت ذات دلالة، وقيم كانت تعتبر ميولاً.
أولاً، تم تحليل تأثيرات العلاج على ما إذا كانت الأبقار قد اجتازت التدريب أم لا. تم تحليلها بشكل ثنائي. تم استخدام اختبارات لمقارنة الأبقار التي لا تتواصل مع الأبقار التي تتواصل بشكل كامل وجزئي، على التوالي. بالنسبة للمقارنة بين الأبقار التي تتواصل بشكل كامل وجزئي، تم استخدام اختبار فيشر الدقيق، حيث كانت القيم المتوقعة أقل من 5. بالإضافة إلى ذلك، تم تحليل تفضيلات الأبقار في الاختيار الحر الأول باستخدام اختبارات فيشر الدقيقة للمقارنة بين العلاجات، وتم استخدام اختبارات ثنائية لتحديد التفضيلات داخل العلاجات.
ثانياً، تم تحليل MPP باستخدام نموذج تأثيرات مختلطة من نوع كوكز للنسب المخاطر، وباستخدام الحزم coxme (ثيرنو، 2022) و survival (ثيرنو، 2023). تم تحليل MPP باستخدام دالة Surv (ثيرنو، 2023) مع تعيين الوقت على أعلى مستوى ضغط تم اجتيازه بنجاح. تم قيد الأبقار التي مرت عبر 10.0 بار إلى 0، بينما تم قيد جميع الأبقار الأخرى إلى 1. تم نمذجة احتمال البقاء في البداية كدالة للعلاج (كامل الوقت مقابل جزئي الوقت مقابل عدم الاتصال)، وبارتي الأبقار (أول مرة مقابل متعددة الولادات)، وجنس العجل (عجل أنثى مقابل عجل ذكر)، وعمر العجل في يوم التدريب الأول، وموقع العجل الخاص (يسار مقابل يمين)، والتفاعل الثنائي بين العلاج وبارتي الأبقار، وتأثيرات عشوائية متداخلة من الكتلة والقلم. لم يكن التفاعل بين العلاج وبارتي الأبقار ذا دلالة إحصائية، وبالتالي تم استبعاده من النموذج النهائي. تم تأكيد ملاءمة النموذج من خلال تقييم دلالة اختبار الربط اللوغاريتمي المتكامل (باستخدام دالة الملخص في R) ومن خلال اختبار فرضية النسب المخاطر (باستخدام دالة cox.zph في R، ثيرنو، 2023). لرسم منحنيات البقاء، تم تركيب نموذج ثانوي باستخدام دالة coxph (ثيرنو، 2023) مع تعيين الكتلة والقلم كمجموعة.
ثالثًا، قمنا بتقييم ما إذا كان من المحتمل بنفس القدر أن تختار الأبقار العجل غير المألوف مقابل البقاء في صندوق البداية. تم تحليل اختيار الأبقار للعجل غير المألوف (نعم أو لا) باستخدام اختبارات ثنائية. تم تضمين فقط الأبقار التي اجتازت 1 بار من الضغط والتي كانت لديها فشلان متتاليان (أي، وصلت إلى أقصى سعر لها قبل انتهاء الاختبار) في هذه التحليلات. تم استخدام اختبار فيشر الدقيق لتحليل ما إذا كان هناك علاقة بين الأبقار التي تحاول الوصول إلى عجلها الخاص (المحدد بلمس أكتاف الأبقار للبوابة المؤدية إلى عجلها الخاص) والاختيار الذي اتخذته في النهاية، أي البقاء في صندوق البداية أو الوصول إلى العجل غير المألوف.
أخيرًا، تم تقييم احتمال أن تقوم الأبقار في أي من العلاجات بإرضاع عجولها خلال فترة المكافأة باستخدام اختبار بين الأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي، واختبارات فيشر الدقيقة للمقارنات بين الأبقار التي لم تتعرض للاتصال وكل من علاجَي الاتصال، بسبب القيم المتوقعة التي تقل عن 5.

3. النتائج

3.1. التدريب

عدد الأبقار التي لم تتواصل خلال التدريب كان أقل (42.3%) مقارنة بالأبقار التي تعمل بدوام كامل ( ) والأبقار بدوام جزئي ( ، انظر الجدول 2). لم يتم الكشف عن أي فرق في نجاح التدريب بين الأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي ( وصلت سبعة وستون بقرة إلى الخطوة الأولى من تدريب الاختيار الحر. لم يكن هناك فرق بين الأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي في تفضيلها الأولي بين العجل الخاص بها والعجل غير المألوف (لم تختار أي من الأبقار التي تواصلت أن تبقى في صندوق البداية؛ 22 بقرة بدوام كامل ( اختاروا عجلهم الخاص و5 اختاروا الغريب؛ 20 بقرة بدوام جزئي اختاروا عجلهم الخاص و5 اختاروا الغريب). اختار عدد أقل من الأبقار التي لم تتواصل مع عجلها (8 أبقار لم تتواصل (53.3%) اختارت عجلها الخاص، 3 (20.0%) اختاروا الغريب، 4 بقوا في صندوق البداية) مقارنةً بالأبقار التي تواصلت بالكامل. ) والأبقار بدوام جزئي ( كلا من الأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي فضلت عجلها الخاص على العجل غير المألوف (بدوام كامل: الاحتمالية وفترة الثقة: 0.81 (0.62-0.94)، ; بدوام جزئي: 0.80 (0.59-0.93)، لم يمكن الكشف عن أي تفضيل للأبقار التي لا تتواصل.

3.2. الحد الأقصى للسعر المدفوع

كان متوسط MPP شريط للأبقار التي لا تتواصل بار للأبقار بدوام جزئي، و بار للأبقار بدوام كامل. مرت بقرتان عبر 10.0 بار (بقرات بدوام جزئي من الكتلة 1 و5). لم يختلف معدل خطر كوكس بين الأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي. ومع ذلك، كانت الأبقار التي لم تتواصل لديها معدل خطر أعلى، وبالتالي احتمال أعلى للوصول إلى MPP في وقت أبكر، مقارنة بالأبقار بدوام جزئي وبدوام كامل (النسبة وCI: 7.69 [3.38-17.47] مقابل 0.51 [0.35-0.76] و0.83 [0.57-1.21]، على التوالي، ). أظهرت النماذج الملائمة (نموذج خطر كوكس المختلط ونموذج خطر كوكس العنقودي) نتائج مشابهة؛ الشكل 4 يظهر منحنيات البقاء بناءً على نموذج العنقود. بالإضافة إلى العلاج، كان هناك ميل لزيادة معدل الخطر مع عمر العجول، أي أن MPP كان أقل عندما كانت العجول أكبر سناً ( ).
في 95 من إجمالي 390 حدث اختبار ( )، لم تقم الأبقار باتخاذ خيار ضمن الحد الزمني البالغ دقيقتين. في 35 حدثًا ( )، اختارت الأبقار العجل غير المألوف، وفي 260 حدثًا، اختارت الأبقار عجلها الخاص. في أربع من حالات اختيار العجل الخاص، لم يتم تسجيل فترات الانتظار بشكل صحيح بسبب أخطاء في ساعة التوقيت، مما أدى إلى بيانات من 256 اختبار
الشكل 4. منحنيات البقاء للعلاجات الثلاث. كانت الأبقار التي لم تتواصل (باللون الأزرق، 11 بقرة مختبرة) لديها معدل خطر أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بالعلاجات بدوام كامل (باللون الأخضر، 27 بقرة مختبرة) وبدوام جزئي (باللون الأحمر، 25 بقرة مختبرة)، مما يعكس احتمال بقاء أقل مع زيادة الضغط.
الأحداث. في من هذه الأحداث الاختبارية، كانت فترة الانتظار للمرور عبر البوابة دقيقة واحدة أو أقل، بينما كانت 34 من 256 فترة انتظار تزيد عن دقيقة واحدة.

3.3. اختيار بديل بسعر أقل – العجل غير المألوف

عندما فشلت الأبقار في دفع البوابة للوصول إلى عجلها الخاص، كانت أقل احتمالًا لاستخدام الخيار البديل للتواصل مع العجل غير المألوف من البقاء في صندوق البداية؛ بالنسبة لكل من الفشل الأول والثاني، كانت احتمالية اختيار العجل غير المألوف أقل من . تم اختيار العجل غير المألوف في تسع من 43 فشل أول (احتمالية اختيار العجل غير المألوف وCI: 0.21 [0.10-0.36]) وفي ثماني من 43 فشل ثاني (احتمالية وCI: 0.19 [0.08-0.33]). علاوة على ذلك، تم تسجيل ما إذا كانت الأبقار قد حاولت دخول الحظيرة مع عجلها الخاص قبل أن تفشل (الجدول 3). كان من المتوقع أن تختار الأبقار العجل غير المألوف بعد أن تحاول أولاً الوصول إلى عجلها الخاص؛ ومع ذلك، لم نجد دعمًا لهذه العلاقة. اختارت خمس من 43 بقرة ( ) العجل غير المألوف في كل من فشلها الأول والثاني، بينما بقيت 31 من 43 بقرة ( ) في صندوق البداية لكل من الفشلين. تحولت سبع من 43 بقرة بين الخيارين، حيث اختارت أربع أبقار العجل غير المألوف في الفشل الأول ثم اختارت البقاء في صندوق البداية في الفشل الثاني، وثلاث أبقار فعلت العكس.

3.4. الرضاعة

رضعت 3 أبقار بدوام كامل و3 أبقار بدوام جزئي فقط عجولها مرة واحدة أو أكثر خلال الاختبار، لذا لم يتم إجراء تحليلات إحصائية. حدثت الرضاعة في إجمالي 13 من 260 حدث اختبار (سبعة للدوام الجزئي، ستة للدوام الكامل).

4. المناقشة

لم يكن هناك فرق في الحد الأقصى للسعر المدفوع الذي كانت الأبقار من علاجات الاتصال الاثنين مستعدة لدفعه للوصول إلى عجولها. بالإضافة إلى ذلك، لم يكن هناك فرق في عدد الأبقار بدوام كامل وبدوام جزئي التي اجتازت التدريب. يمكن أيضًا تفسير قابلية التدريب كمقياس للدافع (سانكي وآخرون، 2010)، مما يدعم نتيجة اختبار الدافع. تم اقتراح الاتصال بين الأبقار والعجول بدوام جزئي كبديل للاتصال بدوام كامل (بيرتلسن وفارست، 2023)، لذا فإن سؤالًا عاجلاً هو ما إذا كان تقليل الاتصال اليومي يضعف أيضًا الرابطة الأمومية بعد أن تم تشكيلها. أظهرت الملاحظات السلوكية لنفس الحيوانات المستخدمة في الدراسة الحالية أن الأبقار بدوام جزئي قضت وقتًا أقل في الرضاعة والعناية بعجولها مقارنة بالأبقار بدوام كامل (ينسن وآخرون، قيد التقديم). تشير دراسة سابقة استخدمت نهجًا مشابهًا لقياس الدافع الأمومي إلى أن الرضاعة مهمة لتشكيل والحفاظ على الرابطة الأمومية بين الأبقار ذات الاتصال بدوام جزئي بعجولها (وينكر وآخرون، 2020). لذلك، افترضنا أن الأبقار بدوام جزئي سيكون لديها رابطة أمومية أضعف من الأبقار بدوام كامل، لكننا لم نجد دعمًا لـ
الجدول 3
استخدام الخيارات البديلة في الفشل الأول والثاني للأبقار للوصول إلى عجلها الخاص. تشمل فقط الأبقار التي اجتازت 1 بار من الضغط، والتي كانت لديها فشلان متتاليان للوصول إلى عجلها الخاص. كما يظهر ما إذا كانت الأبقار قد حاولت أولاً الوصول إلى عجلها الخاص (لمست البوابة بأكتافها) قبل أن تختار إما العجل غير المألوف أو البقاء في صندوق البداية.
الخيار البديل حاولت العجل الخاص لم تحاول العجل الخاص الإجمالي
الفشل الأول
اختارت العجل غير المألوف 2 7 9
بقيت في صندوق البداية 13 21 34
الإجمالي 15 28 43
الفشل الثاني
اختارت العجل غير المألوف 1 7 8
بقيت في صندوق البداية 3 32 35
الإجمالي 4 39 43
هذه الفرضية.
كانت هناك عدد أقل من الأبقار التي لم تتواصل تلبي معايير التعلم في مرحلة التدريب مقارنة بالأبقار في علاجات الاتصال الاثنين، وتلك الأبقار غير المتصلة التي استوفت معايير التعلم كانت لديها MPP أقل من الأبقار من علاجات الاتصال الاثنين. وبالتالي، لم تبدُ الأبقار التي كانت لديها 48 ساعة فقط من الاتصال بالعجول أنها مدفوعة أموميًا بعد 40 يومًا من الولادة. علاوة على ذلك، لم تظهر الأبقار التي لم تتواصل أي تفضيل بين العجلين في أول اختيار حر وقد لا تكون قادرة على التعرف على عجلها الخاص في وقت الاختبار. كلما طالت مدة بقاء البقرة والعجل معًا، كانت الاستجابة للفصل أقوى (راجع ينسن، 2018)، مما قد يشير إلى رابطة أمومية-فيلية أقوى (غوبنيك، 1981). قد تكون قوة دافع الأبقار التي لم تتواصل أقوى لو قضت وقتًا أطول مع عجولها بعد الولادة، أو لو تم اختبارها في وقت سابق. نشجع الدراسات المستقبلية على التحقيق في هذه الجوانب.
دفع بقرتان فقط عبر البوابات عند الحد الأقصى للسعر، وبالتالي قد تكون هاتان البقرتان فقط مدفوعة للمرور عبر بوابات أثقل من الحد الأقصى البالغ 10 بار (ما يعادل 152 كجم) لهذا الاختبار. أفادت دراسة سابقة أن الأبقار تمر عبر بوابات دفع بوزن يصل إلى 224 كجم للوصول إلى الاستلقاء (تاكر وآخرون، 2018)، مما يوضح أن أبقار هولشتاين قادرة على دفع وزن أكبر من الحد الأقصى الممكن في هذه الدراسة. لقد زدنا الوزن على البوابات بزيادات قدرها 1.0 بار ومن الممكن أن تكون هذه الزيادات مرتفعة جدًا وقد تثبط الأبقار في دراستنا من المتابعة. مع فترة اختبار أطول، كان يمكن أن تكون الزيادات في الوزن أصغر، وقد يكون الوزن الأقصى الذي تم الوصول إليه أعلى. لا يمكننا استبعاد أن هذا قد زاد من حساسية الاختبار. ومع ذلك، كانت الأبقار التي دفعت عبر البوابات بأعلى سعر ممكن في هذه الدراسة من الأبقار بدوام جزئي، مما يعزز الاقتراح بأن دافع الأبقار بدوام جزئي الأمومي ليس مختلفًا عن دافع الأبقار بدوام كامل.
عانت الأبقار بدوام جزئي من فترة حرمان من الاتصال بالعجل بشكل يومي أطول نسبيًا من الأبقار بدوام كامل، مما قد يكون قد زاد من دافعها الأمومي. تم فصل كلا علاجين الاتصال لمدة ساعة واحدة قبل الاختبار، وهو ما يتوافق بالنسبة للأبقار بدوام كامل مع من وقت الاتصال اليومي وللأبقار بدوام جزئي مع من وقت الاتصال اليومي. ومع ذلك، اخترنا هذا النهج كوسيلة لتوحيد طول وتوقيت الحرمان لكلا العلاجين. علاوة على ذلك، كانت لدى الأبقار بدوام جزئي على الأقل 1.5 ساعة من الاتصال بالعجل غير المزعج حيث يمكنها إعادة الاتصال مع عجولها وإرضاعها بين حلب الصباح والفصل المؤقت. خلال هذه الفترة الزمنية، كانت قادرة على الوصول إلى كمية مماثلة من الوقت الذي قضته في الرضاعة مقارنة بالأبقار بدوام كامل (ينسن وآخرون، قيد التقديم). لذلك، لا نتوقع أن تؤثر الأطوال المختلفة نسبيًا للحرمان المؤقت على نتائجنا. ومع ذلك، يمكن أن تحقق الدراسات المستقبلية في ذلك من خلال مقارنة تأثير فترات الحرمان الموحدة نسبيًا مع فترة ثابتة عبر العلاجات. بالإضافة إلى ذلك، قد تزيد فترة الحرمان الأطول من الدافع (ينسن وآخرون، 2004)؛ يمكن أيضًا التحقيق في ذلك في الأبحاث المستقبلية.
قد يؤثر تصميم تجربتنا على قابلية التدريب والدافع لدى الأبقار التي لا تتواصل. تم التدريب والاختبار في الحظيرة التي تحتوي على أقلام الاتصال (الشكل 1)، مما يعني أن الأبقار الكاملة والجزئية كانت تتدرب وتختبر في بيئة أكثر ألفة، بينما كانت بيئة التدريب والاختبار غير مألوفة في البداية للأبقار التي لا تتواصل. من الناحية المثالية، كان ينبغي تدريب جميع الأبقار واختبارها في بيئة إما جديدة أو مألوفة. ومع ذلك، قدمنا للأبقار التي تتعلم ببطء أيام تدريب إضافية، وبالتالي سمحنا بمزيد من التكيف مع البيئة. في دراسة متزامنة، احتاجت الأبقار في المتوسط إلى 2-3 أيام للتكيف مع ساحة في حظيرة غير مألوفة قبل أن يمكن أن يستمر التدريب (نييف وآخرون، 2023). لذلك، كانت أيام التدريب الإضافية المقدمة في الدراسة الحالية كافية على الأرجح للسماح للأبقار التي لا تتواصل بالتكيف مع ساحة الاختبار.
مع إعدادنا التجريبي الجديد، هدفنا إلى منح الأبقار بعض السيطرة على وضع الاختبار، مما قد يقلل من الإحباط المحتمل والرفض للاختبار (إنجلوند وكرونين، 2023؛ ليوتي وآخرون، 2010). افترضنا أن التفاعل مع العجل غير المألوف قد يوفر بعض المخرج لدافع الأبقار الأمومي، وأن
لذا فإنهم سيختارون هذا الخيار عندما يصبح السعر للوصول إلى عجلهم الخاص أعلى مما كانوا متحمسين لدفعه. ومع ذلك، تفترض هذه الفرضية درجة من القابلية للاستبدال (هورش، 1980) بين عجل الأبقار الخاص وعجل غير مألوف. حيث استخدمت عدد قليل من الأبقار خيار العجل غير المألوف، يبدو أن القابلية للاستبدال كانت منخفضة جداً. يدعم ذلك النتائج السابقة التي تشير إلى أن الرضاعة والعناية تحدث تقريباً حصرياً بين الأم وعجلها الخاص (جونسن وآخرون، 2015)، والنتائج التي تشير إلى أن الأبقار تتبنى العجول بالتبني بسهولة أكبر عندما يتم إزالة عجلها الخاص بعد فترة قصيرة من الولادة (كنت، 2020). إن استخدام عدد قليل من الأبقار خيار العجل غير المألوف يشير إلى أن أداء السلوكيات الأمومية تجاه عجل غير عجلها الخاص لا يعوض عن العناية بعجلها الخاص. بشكل غير رسمي، بدت الأبقار التي اختارت العجل غير المألوف محبطة؛ حيث صوتت بعضهن ونظرت فوق السياج بحثاً عن عجلها الخاص، بينما دفعت أخريات وصدمن العجل غير المألوف. بالإضافة إلى ذلك، ركضت بقرة واحدة من قلمها إلى ساحة الاختبار ومرت مباشرة عبر البوابة إلى العجل غير المألوف لمدة يومين متتاليين؛ لم تظهر الكثير من الاهتمام بالعجل غير المألوف وبدلاً من ذلك صوتت بشكل متكرر. تفسيرنا لهذه الملاحظات غير الرسمية هو أن بعض الأبقار كانت بالفعل متحمسة للغاية للوصول إلى عجلها الخاص ولكنها كانت مرتبكة بسبب خيار العجلين. قد يؤدي وضع البوابات على جوانب متقابلة من صندوق البداية أو بعيداً عن بعضها البعض إلى جعل الخيار أكثر وضوحاً.
طريقة أخرى لتجنب الإحباط المحتمل قد تكون تقليل الوقت الذي يقضيه في صندوق البداية. في من التجارب الناجحة، مرت البقرة عبر البوابة في غضون دقيقة واحدة من دخولها صندوق البداية. ومع ذلك، يجب ألا يكون الوقت في صندوق البداية قصيراً جداً أيضاً؛ لن تُعتبر التجارب الناجحة المتبقية ناجحة إذا كان الحد الأقصى عند دقيقة واحدة. نتوقع أن دقيقتين كانت فترة مناسبة للأبقار لاتخاذ قرارها، وأن الأبقار التي لم تمر عبر البوابة إلى عجلها الخاص خلال هذه الفترة لن تفعل ذلك على الإطلاق. بدلاً من ذلك، يمكن توفير خيار للأبقار لإنهاء التجربة قبل انتهاء الدقيقتين؛ وقد تم استخدام هذا النهج بنجاح في اختبارات انحياز الحكم (هينتزي وآخرون، 2018). يمكن أن تشير الملاحظات السلوكية للأبقار في إعدادات مع وبدون خيار الاختيار إلى درجة إحباط الأبقار. في الدراسة الحالية، لم يتجاوز وقت الانتظار دقيقتين؛ قد يكون خطر الإحباط أعلى في الاختبارات ذات الاقتصاد المغلق، حيث يتوفر الوصول إلى المورد فقط من خلال ‘دفع الثمن’ (تاكر وآخرون، 2018).
بشكل عام، تظهر نتائجنا أن الأبقار التي لديها كل من الاتصال الجزئي والكامل بالعجل متحمسة بشكل مشابه لإعادة الاتصال بعجلها في جهاز اختبار ‘أقصى سعر مدفوع’، مما يشير إلى أنها شكلت روابط أمومية قوية بشكل مشابه. حيث قد يكون الاتصال الجزئي أكثر قابلية للتطبيق لبعض المزارعين من الاتصال الكامل (بيرتلسن وفارست، 2023)، هذه نتيجة إيجابية فيما يتعلق برفاهية الحيوان. الوصول، حتى لو كان محدوداً بعض الشيء، إلى موارد ذات دافع عالٍ مرتبط برفاهية الحيوان الإيجابية (بواسي وآخرون، 2007؛ بروم، 1998؛ ميلور، 2015). من ناحية أخرى، من المتوقع أن تكون الانفصالات المتكررة التي تتعرض لها البقرة والعجل مرهقة إلى حد ما (نييف وآخرون، 2022؛ رودنايت وآخرون، 2022)، وقد وجدت أبحاثنا المتزامنة بالفعل حالة عاطفية سلبية أكثر في الأبقار الجزئية مقارنة بالأبقار الكاملة في اختبار انحياز الحكم (نييف وآخرون، 2023). علاوة على ذلك، تحتاج الآثار الأخلاقية لتقييد الوصول إلى مورد ذي دافع عالٍ إلى النظر. وبالتالي، يتطلب تأثير الاتصال الجزئي على رفاهية الأبقار والعجول مزيداً من البحث لضمان تلبية احتياجات كل من الأبقار والعجول، مع مراعاة قابلية إنتاج الألبان. علاوة على ذلك، تستحق الدوافع الأمومية والحالات العاطفية للأبقار المنفصلة عن عجولها بعد فترة قصيرة من الولادة التحقيق.

5. الخاتمة

في الختام، تظهر دراستنا أن الأبقار تشكل روابط قوية مع عجولها وتعبر عن دوافع أمومية، سواء عند إيوائها مع الاتصال الكامل أو الجزئي بالعجل. ومع ذلك، لم تبدُ الأبقار التي لا تتواصل أنها حافظت على رابطة أمومية مع عجلها عندما تم فصلها بعد 48 ساعة من الولادة واختبارها بعد 40 يوماً. لم يبدو أن العجل غير المألوف كان بديلاً مناسباً لعجل البقرة عندما ارتفعت التكاليف
أصبحت مرتفعة.

بيان مساهمة المؤلفين

جينسن إما هفيدفيلدت: التصور، تنظيم البيانات، التحليل الرسمي، التحقيق، المنهجية، التحقق، التصور، الكتابة – المسودة الأصلية، الكتابة – المراجعة والتحرير. بايتسون ميليسا: التصور، الإشراف، الكتابة – المراجعة والتحرير، المنهجية. نييف هيذر و.: التصور، الحصول على التمويل، المنهجية، الإشراف، الكتابة – المراجعة والتحرير. رولت جان لوبي: التصور، الكتابة – المراجعة والتحرير. جينسن مارغيت باك: التصور، التحليل الرسمي، الحصول على التمويل، المنهجية، إدارة المشروع، الموارد، الإشراف، الكتابة – المراجعة والتحرير.

إعلان عن تضارب المصالح

يعلن المؤلفون أنهم ليس لديهم مصالح مالية متنافسة معروفة أو علاقات شخصية قد تكون ظهرت لتؤثر على العمل المبلغ عنه في هذه الورقة.

شكر وتقدير

تعد هذه الدراسة جزءاً من مشروع بحثي أكبر يحقق في الفوائد المحتملة للرفاهية التي تحصل عليها الأبقار التي تعيش مع عجولها (هل يمكن أن تحصل أبقار الألبان على أفضل ما في العالمين؟؛ 2020-2024) وتمول من قبل صندوق البحث المستقل في الدنمارك (أودنسه، الدنمارك، رقم المنحة: 0136-00253B).
نحن ممتنون جداً للموظفين في مركز أبحاث الماشية الدنماركي، جامعة آرهوس، لإدارتهم ورعايتهم للحيوانات المضمنة في الدراسة. شكر خاص للطلاب الذين ساعدوا في إجراء التجربة: فانيزا دي خيسوس وكلارا أوسمونت (أغرو سو ديجون، فرنسا)، كاترين هاوغارد وسوفي دالسغارد (أكاديمية الأعمال آرهوس، مدرسة العلوم التطبيقية، الدنمارك)، ستين مونكهولم يسبيرسن وزي يين (جامعة آرهوس، الدنمارك؛ AU)، مارين دورينواختر (مدرسة عليا للتنمية الزراعية الدولية، فرنسا)، ومارتن كليبي (معهد بوليتكنيك يونيلاسل، فرنسا). نحن أيضاً ممتنون للتقنيين جون ميسا أوبيداه، كارستن كريستنسن، وهينريك أندرسن (جميعهم AU) لمساعدتهم في إعداد وإجراء التجربة. أخيراً، شكر خاص لليسلي فولتاجر (AU) وراشيل كون (جامعة كالغاري) على المساعدة في التحليلات الإحصائية.

الملحق أ. المعلومات الداعمة

يمكن العثور على البيانات التكميلية المرتبطة بهذه المقالة في النسخة عبر الإنترنت على doi:10.1016/j.applanim.2024.106182.

References

Bertelsen, M., Jensen, M.B., 2023. Behavior of calves reared with half-day contact with their dams. J. Dairy Sci. 106, 9613-9629. https://doi.org/10.3168/jds.2023-23394.
Bertelsen, M., Vaarst, M., 2023. Shaping cow-calf contact systems: farmers’ motivations and considerations behind a range of different cow-calf contact systems. J. Dairy Sci. https://doi.org/10.3168/jds.2022-23148.
Boissy, A., Manteuffel, G., Jensen, M.B., Moe, R.O., Spruijt, B., Keeling, L.J., Winckler, C., Forkman, B., Dimitrov, I., Langbein, J., Bakken, M., Veissier, I., Aubert, A., 2007. Assessment of positive emotions in animals to improve their welfare. Physiol. Behav. 92, 375-397. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2007.02.003.
Broom, D.M., 1998. Welfare, stress, and the evolution of feelings. Adv. Study Behav. Busch, G., Weary, D.M., Spiller, A., Von Keyserlingk, M.A.G., 2017. American and German attitudes towards cowcalf separation on dairy farms. PLoS One 12, 1-20. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0174013.
Dawkins, M.S., 2008. The science of animal suffering. Ethology 114, 937-945. https:// doi.org/10.1111/j.1439-0310.2008.01557.x.
Englund, M.D., Cronin, K.A., 2023. Choice, control, and animal welfare: definitions and essential inquiries to advance animal welfare science. Front Vet. Sci. 10, 01-05. https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1250251.
Flower, F.C., Weary, D.M., 2003. The effects of early separation on the dairy cow and calf. Anim. Welf. 12, 339-348. https://doi.org/10.1016/s0168-1591(00)00164-7.
Friend, T.H., 1989. Recognizing behavioral needs. Appl. Anim. Behav. Sci. 22, 151-158. https://doi.org/10.1016/0168-1591(89)90051-8.
Gubernick, D.J., 1981. Parent and Infant Attachment in Mammals. in: Parental Care in Mammals. Springer US, Boston, MA, pp. 243-305. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-3150-6_7.
Hintze, S., Melotti, L., Colosio, S., Bailoo, J.D., Boada-Saña, M., Würbel, H., Murphy, E., 2018. A cross-species judgement bias task: integrating active trial initiation into a spatial Go/No-go task. Sci. Rep. 8 https://doi.org/10.1038/s41598-018-23459-3.
Hudson, S.J., Mullord, M.M., 1977. Investigations of maternal bonding in dairy cattle. Appl. Anim. Ethol. 3, 271-276. https://doi.org/10.1016/0304-3762(77)90008-6.
Hursh, S.R., 1980. Economic concepts for the analysis of behavior. J. Exp. Anal. Behav. 32, 219-238. https://doi.org/10.1901/jeab.1980.34-219.
Jensen, M.B., 2011. The early behaviour of cow and calf in an individual calving pen. Appl. Anim. Behav. Sci. 134, 92-99. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2011.06.017.
Jensen, M.B., 2018. The role of social behavior in cattle welfare. in: Advances in Cattle Welfare. Elsevier, pp. 123-155. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100938-3.00006-1.
Jensen, M.B., Pedersen, L.J., 2007. The value assigned to six different rooting materials by growing pigs. Appl. Anim. Behav. Sci. 108, 31-44. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2006.10.014.
Jensen, M.B., Pedersen, L.J., 2008. Using motivation tests to assess ethological needs and preferences. Appl. Anim. Behav. Sci. 113, 340-356. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2008.02.001.
Jensen, M.B., Munksgaard, L., Pedersen, L.J., Ladewig, J., Matthews, L., 2004. Prior deprivation and reward duration affect the demand function for rest in dairy heifers. Appl. Anim. Behav. Sci. 88, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.applanim.2004.02.019.
Johnsen, J.F., de Passille, A.M., Mejdell, C.M., Bøe, K.E., Grøndahl, A.M., Beaver, A., Rushen, J., Weary, D.M., 2015. The effect of nursing on the cow-calf bond. Appl. Anim. Behav. Sci. 163, 50-57. https://doi.org/10.1016/j.applanim.2014.12.003.
Johnsen, J.F., Johanssen, J.R.E., Aaby, A.V., Kischel, S.G., Ruud, L.E., SokiMakilutila, A., Kristiansen, T.B., Wibe, A.G., Bøe, K.E., Ferneborg, S., 2021. Investigating cow-calf contact in cow-driven systems: behaviour of the dairy cow and calf. J. Dairy Res. 88, 52-55. https://doi.org/10.1017/S0022029921000194.
Kent, J.P., 2020. The cow-calf relationship: from maternal responsiveness to the maternal bond and the possibilities for fostering. J. Dairy Res. 87, 101-107. https:// doi.org/10.1017/S0022029920000436.
Kirkden, R.D., Edwards, J.S.S., Broom, D.M., 2003. A theoretical comparison of the consumer surplus and the elasticities of demand as measures of motivational strength. Anim. Behav. 65, 157-178. https://doi.org/10.1006/anbe.2002.2035.
Kruschwitz, A., Zupan, M., Buchwalder, T., Huber-Eicher, B., 2008. Nest preference of laying hens (Gallus gallus domesticus) and their motivation to exert themselves to gain nest access. Appl. Anim. Behav. Sci. 112, 321-330. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2007.08.005.
Leotti, L.A., Iyengar, S.S., Ochsner, K.N., 2010. Born to choose: the origins and value of the need for control. Trends Cogn. Sci. 14, 457-463. https://doi.org/10.1016/j. tics.2010.08.001.
Mason, G., McFarland, D., Garner, J., 1998. A demanding task: using economic techniques to assess animal priorities. Anim. Behav. 55, 1071-1075.
Mellor, D.J., 2015. Positive animal welfare states and encouraging environment-focused and animal-to-animal interactive behaviours. N. Z. Vet. J. 63, 9-16. https://doi.org/ 10.1080/00480169.2014.926800.
Neave, H.W., Sumner, C.L., Henwood, R.J.T., Zobel, G., Saunders, K., Thoday, H., Watson, T., Webster, J.R., 2022. Dairy farmers’ perspectives on providing cow-calf contact in the pasture-based systems of New Zealand. J. Dairy Sci. 105, 453-467. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21047.
Neave, H.W., Rault, J.-L., Bateson, M., Jensen, E.H., Jensen, M.B., 2023. Assessing the emotional states of dairy cows housed with or without their calves. J. Dairy Sci. https://doi.org/10.3168/jds.2023-23720.
Placzek, M., Christoph-Schulz, I., Barth, K., 2021. Public attitude towards cow-calf separation and other common practices of calf rearing in dairy farming-a review. Org. Agric. https://doi.org/10.1007/s13165-020-00321-3.
, 2022R Core TeamR: A Language and Environment for Statistical Computing 2022.
Roadknight, N., Wales, W., Jongman, E., Mansell, P., Hepworth, G., Fisher, A., 2022. Does the duration of repeated temporary separation affect welfare in dairy cow-calf contact systems? Appl. Anim. Behav. Sci. 249 https://doi.org/10.1016/j. applanim.2022.105592.
Sankey, C., Henry, S., Górecka-Bruzda, A., Richard-Yris, M.A., Hausberger, M., 2010. The way to a man’s heart is through his stomach: what about horses? PLoS One 5. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0015446.
Sirovica, L.V., Ritter, C., Hendricks, J., Weary, D.M., Gulati, S., von Keyserlingk, M.A.G., 2022. Public attitude toward and perceptions of dairy cattle welfare in cow-calf management systems differing in type of social and maternal contact. J. Dairy Sci. 105, 3248-3268. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21344.
Sirovnik, J., Barth, K., de Oliveira, D., Ferneborg, S., Haskell, M.J., Hillmann, E., Jensen, M.B., Mejdell, C.M., Napolitano, F., Vaarst, M., Verwer, C.M., Waiblinger, S., Zipp, K.A., Johnsen, J.F., 2020. Methodological terminology and definitions for research and discussion of cow-calf contact systems. J. Dairy Res. 87, 108-114. https://doi.org/10.1017/S0022029920000564.
Therneau, T.M., 2022. coxme: Mixed Effects Cox Models.
Therneau, T.M., 2023. A Package for Survival Analysis in R.
Tucker, C.B., Munksgaard, L., Mintline, E.M., Jensen, M.B., 2018. Use of a pneumatic push gate to measure dairy cattle motivation to lie down in a deep-bedded area. Appl. Anim. Behav. Sci. 201, 15-24. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2017.12.018.
Wenker, M.L., Bokkers, E.A.M., Lecorps, B., von Keyserlingk, M.A.G., van Reenen, C.G., Verwer, C.M., Weary, D.M., 2020. Effect of cow-calf contact on cow motivation to reunite with their calf. Sci. Rep. 10, 1-5. https://doi.org/10.1038/s41598-020-70927-w.

    • Corresponding author.
    E-mail address: emma.hvidtfeldt@anivet.au.dk (E.H. Jensen).
    Current address: Department of Animal Sciences, Purdue University, West Lafayette IN, USA 47907

Journal: Applied Animal Behaviour Science, Volume: 272
DOI: https://doi.org/10.1016/j.applanim.2024.106182
Publication Date: 2024-01-30

Dairy cows housed both full- and part-time with their calves form strong maternal bonds

Emma Hvidtfeldt Jensen , Melissa Bateson , Heather W. Neave , Jean-Loup Rault , Margit Bak Jensen Department of Animal and Veterinary Sciences, Aarhus University, Tjele, Denmark Biosciences Institute, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, United Kingdom Institute of Animal Welfare Science, University of Veterinary Medicine Vienna, Vienna, Austria

A R T I C L E I N F O

Keywords:

Dairy cows
Cow-calf contact
Maternal motivation
Maximum price paid
Consumer demand

Abstract

Dairy cow and calf are typically separated shortly after calving preventing the formation of a maternal-filial bond. To allow some cow-calf contact, part-time contact during the first weeks is thought to be a feasible solution, but it is unknown if it weakens maternal bond, i.e., if maternal motivation is lower. This study aimed to investigate how different amounts of calf contact (full-time, part-time, and no contact) affect cows’ maternal motivation. Using pneumatic push gates, we assessed cows’ motivation to access their own calf using the maximum price paid (MPP) method. To mitigate frustration at high prices, cows could also access an unfamiliar calf at a constant low price. We expected that cows would access the unfamiliar calf when reaching the maximum price that they were motivated to pay to access their own calf. Following 48 h in a calving pen, cow-calf pairs were allocated to three different treatments: full-time ( 23 h contact/d, 28 pairs), part-time ( 10 h contact/d, 27 pairs), and no contact ( 0 h contact/d, 26 pairs). Approximately 40 d after calving, cows were trained to pass through each of two push gates: one leading to their own and one leading to an unfamiliar calf. The weight on the gate leading to the cows’ own calf increased following each passing, while the gate leading to the unfamiliar calf remained light. Cows were tested once daily, until they failed to pass through the gate leading to their own calf on two consecutive days. MPP was analysed using a Cox’s proportional hazards mixed effects model. Fewer nocontact cows than full- and part-time cows fulfilled the learning criteria. Furthermore, no-contact cows paid a lower maximum price compared to the two contact treatments, while the MPP of full- and part-time cows did not differ. Most cows remained in the start box if they did not pass the gate to their own calf, indicating that an unfamiliar calf could not substitute for their own calf at high prices. We conclude that cows with part-time calf contact form a maternal bond of similar strength to cows with full-time calf contact. Additionally, cows separated from their calf at 48 h after calving have a weaker maternal motivation at 40 days postpartum.

1. Introduction

Dairy cow and calf are commonly separated shortly after calving; however, this practice is increasingly criticized by consumers, who view it as detrimental to the animals’ welfare (Busch et al., 2017; Placzek et al., 2021; Sirovica et al., 2022). One argument for early separation is to prevent the formation of a strong maternal-filial bond, thus reducing stress at separation (Flower and Weary, 2003; Neave et al., 2022). Another argument made by some farmers is that dairy cows are poor mothers and have little maternal motivation (Neave et al., 2022). This
highlights uncertainty surrounding the strength of the maternal bond and the importance of maternal behaviours to dairy cows.
Providing animals with resources that are important to them is key to animal welfare (Dawkins, 2008). Such resources include opportunity to perform behaviours that constitute behavioural needs (Jensen et al., 2004; Jensen and Pedersen, 2007), defined as behaviours that animals are strongly motivated to perform irrespective of the external environment (Friend, 1989). Few studies have addressed the maternal motivation in dairy cows (Jensen, 2011; Johnsen et al., 2021; Wenker et al., 2020), and to our knowledge only Wenker et al. (2020) have previously
quantified maternal motivation.
Keeping cow and calf together throughout the day and night can prove challenging to the farmer. Therefore, part-time cow-calf-contact systems have been suggested as alternatives to full-time contact (Bertelsen and Vaarst, 2023; Sirovnik et al., 2020). Previous studies have shown that cows with part-time calf contact spend less time grooming and nursing their calves than cows with full-time contact (Bertelsen and Jensen, 2023; Jensen et al., submitted). However, it is unclear whether such reduction in nursing and grooming also reduces maternal motivation compared to full-time cows. Therefore, the present study aimed to quantify dairy cows’ maternal motivation and to investigate the effect of calf contact (either full-time, part-time, or none) on the motivational strength at 40 days postpartum. We hypothesised that cows with full-time calf contact are more motivated to regain contact with their calves than cows with part-time calf contact, and that cows with no calf contact would show the lowest motivation.
Different methods exist to quantify motivational strength. For undividable behaviours (i.e. behaviours that are devalued by interruption; Kruschwitz et al., 2008; Mason et al., 1998) the maximum price paid (MPP, also known as the reservation price) method is more feasible than e.g. establishing elasticity of demand functions, which requires that the animal works for repeated rewards (Jensen and Pedersen, 2008; Kirkden et al., 2003). In the MPP method, the amount of work an animal has to perform (i.e., the price it has to pay) to access a given resource (for long enough to perform an uninterrupted bout of the behaviour in question) is gradually increased (e.g., in daily test sessions) until the animal is no longer willing to ‘pay the price’, i.e., the cost of access exceeds the animal’s motivation to access the resource. This method allows for comparison of motivational strength of a certain behaviour in different situations, e.g. across experimental treatments, but does not allow us compare motivational strength of different behaviours (Jensen and Pedersen, 2008). Similar methods have been suggested to estimate offsprings’ attachment to their mother (Gubernick, 1981). Animals can work in different ways, for instance by pressing bars or levers, or by pushing through weighted gates. Push gates with increasing weight have previously been used to measure MPP in studies on cattle (Tucker et al., 2018; Wenker et al., 2020). Once the MPP is reached, and the required price exceeds the animal’s motivation to access opportunity to perform the behaviour in question, the animal may become frustrated (Tucker et al., 2018). This frustration may be due to lack of alternative options and thus a sense of loss of control in the situation, which can be perceived as stressful (Englund and Cronin, 2023; Leotti et al., 2010). A secondary aim of this study was therefore to appraise a novel take on the MPP method to avoid frustration at high ‘prices’. The cows were presented with a choice between two resources: their own calf and an unfamiliar calf. The price for accessing their own calf increased as in a traditional MPP test, while the price of accessing the unfamiliar calf remained constant and low. We hypothesised that cows would choose the unfamiliar calf when they reached their maximum price and that the unfamiliar calf could, at least to some extent, function as a substitute (Hursh, 1980) for the cows’ own calves.

2. Materials and methods

The study was conducted at the Danish Cattle Research Centre, Aarhus University (Tjele, Denmark), from September 2021 to August 2022. All animal procedures were approved by the Danish Animal Experiments Inspectorate in accordance with the Danish Ministry of Environment and Food Act No. 474 (May 15, 2014).

2.1. Housing and contact treatments

Eighty-four Danish Holstein-Friesian cows (Bos taurus taurus) and their calves were enrolled in the study. The cow-calf pairs were enrolled over seven blocks with 12 pairs in each block. Enrolment took place over two weeks before the experimental period began. All cows calved in
individual calving pens, and cow and calf remained together in the calving pen for approximately 48 h postpartum (range ). Behavioural responses to separation are increased when cows and calves are kept together for 4 days compared to 24 h (reviewed in Jensen, 2018) indicating that maternal bond strength increases with time together. Nevertheless, cows are able to recognise their calves for 12 h postpartum after just 5 min of contact (Hudson and Mullord, 1977). Due to pen availability, cow-calf pairs were kept in the calving pens for approximately 48 h , which appear to be enough time for them to form a selective bond to each other (Bertelsen and Jensen, 2023; Jensen et al., submitted). Enrolment criteria included unassisted calving, healthy cow and calf, no twin-birth, and unassisted suckling observed within the first 48 h . Following the time in the calving pens, pairs were allocated to one of three different cow-calf-contact treatments balanced for time of birth and cow parity (two primiparous and two multiparous cows per treatment per block when possible, always at least one primiparous cow): full-time contact ( 23 h contact per day, cow and calf together and only separated when the cows were away to be milked in the milking parlour, 28 pairs), part-time contact ( 10 h contact per day, cow and calf together during the day between morning and afternoon milking, but separated during the night, 27 pairs), and no contact (cow and calf separated within 48 h of birth, 26 pairs). Cow-calf pairs were allocated to treatments two pairs at a time, and allocation order rotated across the blocks on a predetermined rotational basis. None of the enrolled cows had previous experience with raising their calves for more than postpartum.
Three cow-calf pairs were excluded from the study before the experimental work began, resulting in experimental cows. Two calves (one no-contact, block 1, and one part-time, block 4) had to be euthanized due to disease and one cow (no-contact, block 2) was euthanized due to an injury unrelated to the experiment. Part-time pairs comprised of 12 primiparous cows and 15 multiparous, with 13 heifer calves and 14 bull calves. Full-time pairs comprised of 11 primiparous cows and 17 multiparous, with 17 heifer calves and 11 bull calves. Nocontact pairs comprised of 10 primiparous cows and 16 multiparous, with 14 heifer calves and 12 bull calves.
No-contact cows were housed in a free-stall pen holding up to 12 cows at a time. No-contact calves were housed in groups of four in strawbedded pens ( ) in a separate barn from their dams (Fig. 1). Full- and part-time cow-calf pairs (herein referred to as contact pairs) were housed in groups of four pairs in straw-bedded pens ( ) fitted with two calf creeps ( and , Fig. 1) in the same barn as the no-contact calves. Full-time cows spent both day and night with their calves in these pens, while part-time cows were housed in a free-stall pen adjacent to the no-contact cows during the night (from 1600 to 0500 h ); part-time calves remained in the straw-bedded pen day and night, preventing visual, olfactory, and, possibly, auditory contact
Fig. 1. Schematic drawing of the barn set-up. Four contact pairs were housed together in deep-bedded pens with two calf creeps (blue). No-contact calves were housed in pens of four calves (green), while no-contact cows were housed in a separate barn (not pictured). Before training and testing, contact calves were held in holding pens (red), and all cows were trained and tested in the arena (orange).
between dams and calves during the nightly separation. Cows were milked twice daily at 0500 and 1530 h for full- and part-time cows, and at 0530 and 1600 h for no-contact cows. All cows were fed TMR (approximately 50:50 concentrate to roughage ratio) ad libitum and had access to water from self-willing bowls or troughs. All calves had ad libitum access to concentrate from bowls, hay from racks, and water from self-filling bowls. Contact calves could access the cows’ TMR, while nocontact calves were fed TMR from bowls. No-contact calves were fed milk ad libitum from a teat bucket twice daily (at 0630 and 1700 h ), while contact calves only obtained milk from the cows; they were not fed any supplementary milk.

2.2. Test apparatus

Training and testing for maternal motivation took place in an arena located in the same barn as the contact cows’ home pens (Fig. 1 and Fig. 2). The arena consisted of a start box, two reward pens, and two return walkways. The start box was connected to each reward pen via a ‘push gate’. The floor of the arena was concrete covered in saw dust, which was replaced if soiled between each cow. The walls of the arena were built from standard barn fixtures fitted with plastic boards. The cows were not able to look over the division between the reward pens, but they could see outside of the arena. The ‘push gates’ were made from metal pipes, and the resistance on the gates was controlled using hydraulics. The corresponding weight for each increase in bar of pressure was measured and controlled throughout the experiment (Table 1; see SM1 for description of the measuring procedure). No feed or water was available in the arena.
To minimise discomfort while interacting with the push gates, two modifications to the gates were made: 1) the gates were padded using rubber tires (diameter ; Figs. 3) and 2) a switch released the pressure on the gate once it was pushed more than half-way open. This prevented the cow from experiencing pressure on her abdomen as she passed through; she would instead experience pressure on her shoulders and the back of her neck, while she pushed the gate open.

2.3. Training

Training took place Thursday and Friday of the fifth week of the
Fig. 2. Schematic drawing of the test arena. A: the start box, where the cow is lead to and from where she must choose between the two calf pens. B and C : tether points inside reward pens, where either the cow’s own or an unfamiliar calf is tethered. D: push gates. The cow can see the calves through each push gate. E: return walkway, from which the cow (and calves, when released from their tethers) can return to the start box from the calf pens.
Table 1
The corresponding weight for each pressure level, i.e., the highest level of resistance the cows would experience on each pressure level, before the gates would release the pressure. The procedure for recording corresponding weights is described in SM1.
Pressure (bar) Weight (kg std)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Fig. 3. A photo of one of the push gates. The perceived width between the two parts of the gate was 11 cm when fully closed, 52 cm when half-way open, and 67 cm when fully open.
study and Monday of the sixth week. For some cows, Tuesday of the sixth week was included as well. Calves were on average old on the first training day. The order of which each treatment group was trained and tested was balanced across blocks. A flow chart outlining the training steps can be found in SM2, Fig. 1.

2.3.1. Training to pass push gates

Cows were randomly allocated to be first trained to access their own calf or an unfamiliar calf. The unfamiliar calf was always chosen from the no-contact treatment and was the same for the individual cow throughout training and testing. No-contact calves would function as unfamiliar calves for up to three different cows. Both full- and part-time cows were separated from their calves for 1 h before training of the first cow of the treatment. The length of the deprivation therefore varied for each cow but was at least 1 h . Deprivation increases motivation (Jensen et al., 2004), and pilot tests revealed that cows showed little motivation to access their calf without prior deprivation. Deprivation was initiated at 07:00 at the earliest, part-time cow-calf pairs had at least 1.5 h of contact following reunion after nightly separation. During the deprivation period, the calves were kept in a holding pen away from their home pen but in the same barn (Fig. 1). The calves had access to concentrate,
hay, and water during the deprivation period. No-contact cows, until initiation of training, had not seen their own calf since separation at 48 h postpartum.
Before a training session began, a calf (either own or unfamiliar) was tethered by a halter and an approximately 100 cm long rope in one of the reward pens (randomly allocated side, B or C in Fig. 2, calf placement remained consistent for the individual cow throughout training and testing). The other reward pen was empty, and the push gate leading to the empty pen was shut and blocked with a board. The cow was then led into the start box (A in Fig. 2) and the gate was closed behind her. The training sessions on the first two days consisted of four steps: 1) the push gate (D in Fig. 2) leading to the calf was completely open (the width of the opening 67 cm , Fig. 3); 2) the push gate was half-way open (width of opening 52 cm ); 3) the push gate was shut completely (width of opening 11 cm ) but had no resistance; and 4) the push gate was shut completely and had a resistance of 0.5 bar. The calf in the reward pen was visible to the cow while standing in the start box. For each step, the cow had two minutes to walk through the gate on her own accord. If she did not do this, she was encouraged to go through by gently touching/ clapping her body with one hand. Either way, she received two minutes of calf contact as a reward; the calf remained tethered throughout the training session. If she was encouraged to walk through the gate, the step was repeated; if not, she progressed to the next step. Each step was repeated a maximum of five times, before proceeding to the next. The training day ended when the cow had passed through the gate with 0.5 bar of pressure, or when approximately 30 min had passed since training was initiated. Step 1-4 was repeated the following day, this time using the other calf (either own or unfamiliar, depending on which calf the cow was trained on the first day) and reward pen.
For the cow to meet the learning criterion of the first two days, she had to walk through a closed gate with 0.5 bar of pressure at least once on her own initiative, independently of which calf (own or unfamiliar) she accessed. If this did not happen during the first two days, a third day was included for this training step. On this third day, the cow resumed training with her own calf from the last step she passed. If she did not pass 0.5 bar on this extra day, she was excluded from testing due to not passing the first learning criterion within the predetermined deadline.

2.3.2. Training to make a choice

When the cows had met the first learning criterion, they progressed to the next training step. Again, calves were separated 1 h before the training of the first cow of each treatment. During this training session, the cows first entered a simple preference test, which was then followed by a free choice. The aim of the simple preference test was to record the immediate preference of the cow, as well as informing her that she now could choose between the two calves; therefore, both own and unfamiliar calf were tethered in their respective reward pens. Both push gates were shut and set to 0.5 bar resistance. The cow was then led to the start box and had two minutes to pass through one of the two gates. If she did not make a choice, she was encouraged to go through a randomly predetermined gate. For the initial preference test, the cow was led directly back to the start box immediately after her choice. The gate she first chose was now blocked, and the cow again had two minutes to pass through the opposite gate (i.e., forced choice), before she was encouraged to pass through this gate. She was then again immediately, without any reward time, led back into the start box.
Directly after this initial preference and forced choice test the cow had her first free choice. The aim of the first free choice test was for the cow to experience a test situation. Both gates were set to 0.5 bar, and the cow had 2 minutes to walk through either of the gates. When she had walked through a gate and thus chosen a calf to access, her chosen calf was released from its tether through a quick release mechanism operated from a distance. The cow now received 4 minutes of reward time, before cow and (own) calf were led back to their home pen (no-contact cows were led home without their calf, and the no-contact calves were led back to their own home pen). It was recorded which calf, if any, was
the cow’s choice in the first free choice. The cow passed training if she passed through one of the two gates (and thus chose a calf) within the 2 minutes, and testing began the following day. If the cow did not choose a calf within 2 minutes, she was permitted one extra day to pass this training step. If she did not meet the learning criterion on this day either, she was not included for testing.
As part of a concurrent study, the cows had previously been trained in a visual discrimination task and tested for their judgement bias to assess their affective states (Neave et al., 2023), but this was not expected to affect the training or testing of the cows in the present study.

2.4. Testing: Maximum price paid (MPP)

Eighteen cows ( of cows enrolled for training, Table 2) did not pass training, and three cows (two full-time and one part-time, block 5) were excluded during the test due to minor injuries unrelated to the testing procedure. MPP data was therefore collected from cows. These cows were 24 part-time ( 11 primi- and 13 multiparous; 10 heifer and 14 bull calves), 25 full-time ( 11 primi- and 14 multiparous; 17 heifer and 8 bull calves), and 11 no-contact cows ( 5 primi- and 6 multiparous; 8 heifer and 3 bull calves). MPP testing took place from the day after the cow passed training (earliest Tuesday of the sixth week of the study) until, at the latest, Friday the following week. Thus, there was a maximum of 10 testing days in total.
All testing took place in the morning, between 0800 and 1100 h . Contact cows were separated from their calves for 1 h prior to testing of the first cow in their treatment group. Cows were always tested in the same order. After the deprivation period, two calves (own and unfamiliar) were moved to the testing arena, where they were tethered in the side opposite to the gate in their respective reward pen (B and C, Fig. 2). The push gates were closed and the gate leading to the unfamiliar calf was set to 0.5 bar, while the gate leading to own calf was set to 1.0 bar. The cow was then fetched from her home pen and led into the start box (A, Fig. 2). The gate was closed behind her, and she then had two minutes to walk through one of the two gates. If the cow entered the reward pen with her own calf, the calf was released from its tether using a quick release system, and cow and calf had undisturbed contact for four minutes. Afterwards, they were led back to their home pen. The next day, the pressure on the gate leading to own calf was increased by 1.0 bar (see Table 1 for corresponding weights in kg ), while the gate leading to the unfamiliar calf remained on 0.5 bar throughout testing. If the cow stayed in the start box for the entire two minutes, she was led back to the home pen without her calf. Her own calf was kept in the reward pen for five minutes before it too was herded back to the home pen; this was to ensure that the cow was only rewarded when she passed through a gate. If the cow entered the reward pen holding the unfamiliar calf, the calf was released from its tether using a quick release system, and cow and calf had undisturbed contact for four minutes. Afterwards, the cow was led back to her home pen. Her own calf was kept in the reward pen for an additional five minutes, before it too was moved back to the home pen.
The cow had two chances on each level of pressure; if she did not successfully enter the pen holding her own calf, the next day she would get another opportunity on the same pressure point. For instance, if a cow failed on 4.0 bar on the fourth testing day, she would get another
Table 2
Training success across the treatments. Cows were trained over three to five days, depending on how quickly they met the learning criteria. To pass training and continue to the testing phase, the cows had to meet two learning criteria: 1) passing a closed gate with 0.5 bar of resistance and 2) making a choice between their own and an unfamiliar calf.
Treatment Passed training Failed training
No-contact 11 15
Part-time 25 2
Full-time 27 1
chance at 4.0 bar on the fifth testing day. If she passed this, she continued to 5.0 bar on the sixth testing day; however, if she failed twice in a row (i.e., either chose the unfamiliar calf or remained in the start box), she was excluded from further testing, and we interpreted this as her having reached her maximum price. A flow chart outlining the testing procedure can be found in SM2, Fig. 2. For each cow that failed to reach her own calf, we recorded whether she chose the unfamiliar calf or remained in the start box. Additionally, we recorded whether she first attempted to push through the gate (defined as shoulders touching the gate) to reach her own calf. No cows were tested on pressures higher than 10.0 bar, as cows were due to enter another study following the end of the seventh week of the study. Two cows passed through the gate with a resistance of 10.0 bar.
At each testing day, the cows’ choices were noted, and the latency from entering the start box until the cow passed through the gate to her own calf was recorded. Furthermore, it was recorded whether the calf (both own and unfamiliar, depending on her choice) suckled the cow or not. This was intended as an additional indicator of bond strength.

2.5. Statistical analysis

All statistical analyses were performed in R ( R Core Team, 2022). -values were considered significant, and values of were considered tendencies.
First, the effects of treatment on whether the cows passed training or not were analysed. Pairwise tests were used to compare no-contact to full- and part-time cows, respectively. For the comparison between fulland part-time contact, a Fisher’s exact test was used, as expected values were lower than 5. Additionally, the cows’ preferences in the first free choice were analysed using Fisher’s exact tests to compare between treatments, and binomial tests were used to determine preferences within treatments.
Second, MPP was analysed using a Cox’s proportional hazards mixed effects model and the packages coxme (Therneau, 2022) and survival (Therneau, 2023). MPP was analysed using the Surv-function (Therneau, 2023) with time set to the highest pressure level successfully passed. Cows passing through 10.0 bar were censored to 0 , while all other cows were censored to 1 . The survival probability was initially modelled as a function of treatment (full- vs. part-time vs. no-contact), cow parity (primiparous vs. multiparous), calf sex (heifer vs. bull), calf age at first training day, position of own calf (left vs. right), the 2 -way interaction between treatment and parity, and the nested random effects of block and pen. The interaction between treatment and parity was not significant and was therefore left out of the final model. The fit of the model was confirmed by assessing the significance of the integrated log-link test (using the summary function in R ) and by testing the proportional hazards assumption (using the cox.zph function in R, Therneau, 2023). To graph the survival curves, a secondary model was fitted using the coxph function (Therneau, 2023) with the combined block and pen set as cluster.
Third, we assessed whether it was equally likely for cows to choose the unfamiliar calf versus remain in the start box. Cows’ choice of the unfamiliar calf (yes or no) was analysed using binomial tests. Only cows that had passed 1 bar of pressure and who had two consecutive fails (i.e., reached their maximum price before testing ended) were included in these analyses ( ). Fisher’s exact tests were used to analyse whether there was a relationship between cows attempting to reach their own calf (defined as the cows’ shoulders touching the gate leading to own calf) and the choice they eventually made. i.e., remaining in the start box or reaching the unfamiliar calf.
Finally, the likelihood of cows on any of the treatments to nurse their calves during the reward period was assessed using a test between full- and part-time cows, and Fisher’s exact tests for the comparisons between the no-contact cows and each of the two contact treatments, due to expected values lower than 5 .

3. Results

3.1. Training

Fewer no-contact cows passed training (42.3%) compared to fulltime cows ( ) and part-time cows ( , see Table 2). No difference in training success between full- and part-time cows was detected ( ). Sixtyseven cows reached the first free choice training step. There was no difference between full- and part-time cows in their initial preference between own and unfamiliar calf (none of the contact cows chose to remain in the start box; 22 full-time cows ( ) chose their own calf and 5 chose the unfamiliar; 20 part-time cows ( ) chose their own calf and 5 chose the unfamiliar). Fewer of the no-contact cows chose their own calf ( 8 no-contact cows (53.3%) chose their own, 3 (20.0%) chose the unfamiliar, 4 remained in the start box) compared to full( ) and part-time cows ( ). Both full-time and part-time cows preferred their own calf to the unfamiliar (full-time: probability and CI: 0.81 (0.62-0.94), ; part-time: 0.80 (0.59-0.93), ). No preference could be detected for no-contact cows.

3.2. Maximum price paid

The mean MPP was bar for no-contact cows, bar for part-time cows, and bar for full-time cows. Two cows passed through 10.0 bar (2 part-time cows from block 1 and 5). The Cox’ hazard ratio did not differ between full- and part-time cows. However, no-contact cows had a higher hazard rate, and thus a higher probability of reaching their MPP earlier, than both part- and full-time cows (ratio and CI: 7.69 [3.38-17.47] vs. 0.51 [0.35-0.76] and 0.83 [0.57-1.21], respectively, ). The two fitted models (mixed effects Cox’s hazard and Cox’s hazard cluster model) showed similar results; Fig. 4 shows the survival curves based on the cluster model. In addition to treatment, there was a tendency for the hazard ratio to increase with calf age, i.e., MPP was lower when calves were older ( ).
In 95 of the total 390 test events ( ), cows did not make a choice within the two-minute threshold. In 35 events ( ), the cows chose the unfamiliar calf, and in 260 events, the cows chose their own calf. In four of the cases of choosing own calf, the latencies were not properly registered due to stopwatch errors, resulting in data from 256 test
Fig. 4. Survival curves for the three treatments. No-contact cows (blue, 11 tested cows) had a significantly higher hazard ratio compared to full-time (green, 27 tested cows) and part-time (red, 25 tested cows) treatments, reflecting a lower survival probability as pressure increases.
events. In of these test events, latency to walk through the gate was one minute or less, while 34 of 256 latencies were of more than one minute.

3.3. Choice of lower price alternative – the unfamiliar calf

When cows failed to push through the gate to their own calf, they were less likely to utilise the alternative option of contact to the unfamiliar calf than to remain in the start box; for both first and second fail, probability of choosing the unfamiliar calf was less than . The unfamiliar calf was chosen in nine out of the 43 first fails (probability of choosing unfamiliar calf and CI: 0.21 [0.10-0.36]) and in eight out of the 43 second fails (probability and CI: 0.19 [0.08-0.33]). Furthermore, it was also registered whether the cows attempted to enter the pen with their own calf before they failed (Table 3). It was expected that cows may choose the unfamiliar calf after first attempting to reach their own calf; however, we did not find support for this relationship. Five of 43 cows ( ) chose the unfamiliar calf in both their first and second fail, while 31 of 43 cows ( ) remained in the start box for both fails. Seven of 43 cows switched between the two options, with four cows choosing the unfamiliar calf on the first fail and then choosing to remain in the start box on the second fail, and three cows doing the opposite.

3.4. Nursing

Only 3 full-time and 3 part-time cows nursed their calves one or more times during testing, so no statistical analyses were performed. Nursing took place in a total of 13 out of 260 test events (seven for part-time, six for full-time).

4. Discussion

There was no difference in the maximum price paid that cows from the two contact treatments were willing to pay to access their calves. Additionally, there was no difference in the number of full- and parttime cows who passed training. Trainability also can be interpreted as a measure of motivation (Sankey et al., 2010), supporting the result of the motivation test. Part-time cow-calf contact has been suggested as an alternative to full-time contact (Bertelsen and Vaarst, 2023), so an urgent question is whether a reduction in daily contact also weakens the mother-filial bond after it has been formed. Behavioural observations of the same animals used in the current study found that part-time cows spent less time nursing and grooming their calves compared to full-time cows (Jensen et al., submitted). A previous study using a similar approach to measure maternal motivation indicates that nursing is important for the formation and preservation of the maternal bond among cows with part-time contact to their calves (Wenker et al., 2020). We had therefore hypothesized that part-time cows would have a weaker maternal bond than full-time cows, but we found no support for
Table 3
The use of alternative options in the cows’ first and second fail to reach their own calf. Included are only cows that passed 1 bar of pressure, and who had two consecutive fails to reach their own calf. Also shown is whether the cows first tried to access their own calf (touched the gate with their shoulders) before they chose either the unfamiliar calf or to stay in the start box.
Alternative choice Tried own calf Did not try own calf Total
First fail
Chose unfamiliar calf 2 7 9
Stayed in start box 13 21 34
Total 15 28 43
Second fail
Chose unfamiliar calf 1 7 8
Stayed in start box 3 32 35
Total 4 39 43
this hypothesis.
Fewer no-contact cows met the learning criteria in the training phase compared to cows on the two contact treatments, and those non-contact cows that did meet the learning criteria had a lower MPP than cows from the two contact treatments. Thus, cows with only 48 h of calf contact did not appear to be maternally motivated 40 days postpartum. Furthermore, no-contact cows showed no preference among the two calves in the first free choice and may not have been able to recognise their own calf at the time of testing. The longer cow and calf are kept together, the stronger are the response to separation (reviewed by Jensen, 2018), which could indicate a stronger maternal-filial bond (Gubernick, 1981). The strength of no-contact cows’ motivation may have been stronger had they spent more time with their calves after calving, or had they been tested at an earlier point. We encourage future studies to investigate these aspects.
Only two cows pushed through the gates at the maximum price, and thus only these two may have been motivated to pass through even heavier gates than the maximum of 10 bar (equivalent to 152 kg ) for this test. A previous study reported cows passing through push gates with a weight of up to 224 kg for access to lie down (Tucker et al., 2018), illustrating that Holstein dairy cows are able to push more weight than the maximum possible in this study. We increased the weight on the gates in increments of 1.0 bar and possibly these increments may have been too high and discouraged cows in our study to proceed. With a longer testing period, weight increments could have been smaller, and the maximum weight reached might have been higher. We cannot rule out that this may have increased sensitivity of the test. However, the two cows that pushed through the gates at highest possible price in this study were part-time cows, strengthening the suggestion that part-time cows’ maternal motivation is not different from that of full-time cows.
Part-time cows experienced a proportionally longer daily period of calf-contact deprivation than full-time cows, which may have increased their maternal motivation. Both contact treatments were separated for 1 hour before testing, which for full-time cows corresponded to of their daily contact time and for part-time cows to of the daily contact time. However, we chose this approach as a way of standardizing the length and timing of deprivation for both treatments. Furthermore, part-time cows had at least 1.5 h of undisturbed calf contact where they could reunite with and nurse their calves between morning milking and the temporary separation. Within this time period, they were able to reach a similar amount of time spent nursing to fulltime cows (Jensen et al., submitted). Therefore, we do not expect the proportionally different lengths of temporary deprivation to have affected our results. However, future studies could investigate this by comparing the effect of proportionally standardised deprivation periods to that of a consistent period across treatments. Additionally, a longer deprivation period could increase motivation (Jensen et al., 2004); this could also be investigated in future research.
The layout of our experiment might have affected the trainability and motivation of the no-contact cows. Training and testing took place in the barn holding the contact pens (Fig. 1), meaning that full- and parttime cows were trained and tested in a more familiar environment, while the training and testing environment was initially unfamiliar to the nocontact cows. Ideally, all cows would have been trained and tested in an environment either novel or familiar. However, we provided slowlearning cows with extra training days, and thus allowed for additional habituation to the environment. In a concurrent study, cows required on average 2-3 days to habituate to an arena in an unfamiliar barn before training could proceed (Neave et al., 2023). The extra training days provided in the current study were therefore likely sufficient to allow the no-contact cows to habituate to the testing arena.
With our novel experimental set-up, we aimed to provide cows some control over the test situation, which could mitigate possible frustration and aversiveness of the test (Englund and Cronin, 2023; Leotti et al., 2010). We hypothesised that interacting with the unfamiliar calf could potentially provide some outlet for cows’ maternal motivation, and that
they would therefore choose this option when the price to reach their own calf became higher than what they were motivated to pay. This hypothesis, however, assumes a degree of substitutability (Hursh, 1980) between cows’ own calf and an unfamiliar calf. As only few cows utilised the unfamiliar calf option, it appears that substitutability was very low. This is supported by previous findings that nursing and grooming almost exclusively happen between the dam and her own calf (Johnsen et al., 2015), and findings that cows more easily adopt foster calves when their own calf has been removed shortly after calving (Kent, 2020). That only few cows utilised the unfamiliar calf option suggests that performing maternal behaviours towards a calf other than her own does not substitute for caring for her own calf. Anecdotally, cows choosing the unfamiliar calf appeared frustrated; some vocalised and looked over the fence for their own calf, while others pushed and headbutted the unfamiliar calf. Additionally, one cow ran from her home pen to the test arena and straight through the gate to the unfamiliar calf two days in a row; she did not show much interest in the unfamiliar calf and instead repeatedly vocalised. Our interpretation of these anecdotal observations is that some cows were indeed highly motivated to reach their own calf but confused by the choice of two calves. Placing the gates on opposite sides of the start box or further apart from each other could possibly make the choice clearer.
Another way to avoid possible frustration could be to reduce the time spent in the start box. In of the successful trials, the cow passed through the gate within one minute of entering the start box. However, the time in the start box should not be too short either; the remaining successful trials would not have counted as successful if the cut-off was at one minute. We expect that two minutes was a suitable period for cows to make their decision, and that cows that did not pass the gate to their own calf within this period would not have done so at all. Alternatively, cows could be provided with the option to end the trial before the two minutes were up; this approach has successfully been used in judgement bias tests (Hintze et al., 2018). Behavioural observations of cows in set-ups with and without the option of choice could indicate cows’ degree of frustration. In the current study, the waiting time did not exceed two minutes; risk of frustration may be higher in closed-economy tests, where access to the recourse is only available by ‘paying the price’ (Tucker et al., 2018).
Overall, our results show that cows with both part-time and full-time calf contact are similarly motivated to reunite with their calf in a ‘maximum price paid’ test apparatus, suggesting they formed similarly strong maternal bonds. As part-time contact may be more feasible for some farmers than full-time contact (Bertelsen and Vaarst, 2023), this is a positive finding regarding animal welfare. Access, even somewhat limited, to highly motivated resources is correlated with positive animal welfare (Boissy et al., 2007; Broom, 1998; Mellor, 2015). On the other hand, the repeated separations experienced by cow and calf is expected to be somewhat stressful (Neave et al., 2022; Roadknight et al., 2022), and our concurrent research did indeed find a more negative affective state in part-time compared to full-time cows in a judgement bias test (Neave et al., 2023). Furthermore, the ethical implications of limiting access to a highly motivated resource need considering. The effect of part-time contact on cow and calf welfare thus requires more research to ensure that the needs of both cows and calves can be met, while also considering the feasibility of dairy production. Furthermore, the maternal motivation and affective states of cows separated from their calves shortly after calving deserves investigation.

5. Conclusion

In conclusion, our study shows that cows do form strong bonds to their calves and express maternal motivations, both when housed with full- and part-time calf contact. However, no-contact cows did not appear to have maintained a maternal bond with their calf when separated 48 h after birth and tested 40 days later. An unfamiliar calf did not appear to be a suitable alternative to the cow’s own calf when costs
became high.

CRediT authorship contribution statement

Jensen Emma Hvidtfeldt: Conceptualization, Data curation, Formal analysis, Investigation, Methodology, Validation, Visualization, Writing – original draft, Writing – review & editing. Bateson Melissa: Conceptualization, Supervision, Writing – review & editing, Methodology. Neave Heather W.: Conceptualization, Funding acquisition, Methodology, Supervision, Writing – review & editing. Rault JeanLoup: Conceptualization, Writing – review & editing. Jensen Margit Bak: Conceptualization, Formal analysis, Funding acquisition, Methodology, Project administration, Resources, Supervision, Writing – review & editing.

Declaration of Competing Interest

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.

Acknowledgements

This study is part of a larger research project investigating potential welfare benefits gained by cows housed with their calves (Can dairy cows have the best of both worlds?; 2020-2024) and is funded by the Independent Research Fund Denmark (Odense, Denmark, grant ID: 0136-00253B).
We are very grateful to the staff at the Danish Cattle Research Centre, Aarhus University, for managing and taking care of the animals included in the study. Further thanks to the students helping to carry out the experiment: Vanessa De Jesus and Clara Osmont (AgroSup Dijon, France), Katrine Haugaard and Sophie Dalsgaard (Business Academy Aarhus, School of Applied Sciences, Denmark), Stine Munkholm Jespersen and Ze Yin (Aarhus University, Denmark; AU), Marine Durrenwachter (Ecole Supérieure d’Agro-Dévelopement International, France), and Martin Clipet (Institut Polytechnique UniLaSalle, France). We are also grateful to technicians John Misa Obidah, Carsten Christensen, and Henrik Andersen (all AU) for their help with setting up and carrying out the experiment. Finally, thanks to Leslie Foldager (AU) and Rachael Coon (University of Calgary) for assistance with the statistical analyses.

Appendix A. Supporting information

Supplementary data associated with this article can be found in the online version at doi:10.1016/j.applanim.2024.106182.

References

Bertelsen, M., Jensen, M.B., 2023. Behavior of calves reared with half-day contact with their dams. J. Dairy Sci. 106, 9613-9629. https://doi.org/10.3168/jds.2023-23394.
Bertelsen, M., Vaarst, M., 2023. Shaping cow-calf contact systems: farmers’ motivations and considerations behind a range of different cow-calf contact systems. J. Dairy Sci. https://doi.org/10.3168/jds.2022-23148.
Boissy, A., Manteuffel, G., Jensen, M.B., Moe, R.O., Spruijt, B., Keeling, L.J., Winckler, C., Forkman, B., Dimitrov, I., Langbein, J., Bakken, M., Veissier, I., Aubert, A., 2007. Assessment of positive emotions in animals to improve their welfare. Physiol. Behav. 92, 375-397. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2007.02.003.
Broom, D.M., 1998. Welfare, stress, and the evolution of feelings. Adv. Study Behav. Busch, G., Weary, D.M., Spiller, A., Von Keyserlingk, M.A.G., 2017. American and German attitudes towards cowcalf separation on dairy farms. PLoS One 12, 1-20. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0174013.
Dawkins, M.S., 2008. The science of animal suffering. Ethology 114, 937-945. https:// doi.org/10.1111/j.1439-0310.2008.01557.x.
Englund, M.D., Cronin, K.A., 2023. Choice, control, and animal welfare: definitions and essential inquiries to advance animal welfare science. Front Vet. Sci. 10, 01-05. https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1250251.
Flower, F.C., Weary, D.M., 2003. The effects of early separation on the dairy cow and calf. Anim. Welf. 12, 339-348. https://doi.org/10.1016/s0168-1591(00)00164-7.
Friend, T.H., 1989. Recognizing behavioral needs. Appl. Anim. Behav. Sci. 22, 151-158. https://doi.org/10.1016/0168-1591(89)90051-8.
Gubernick, D.J., 1981. Parent and Infant Attachment in Mammals. in: Parental Care in Mammals. Springer US, Boston, MA, pp. 243-305. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-3150-6_7.
Hintze, S., Melotti, L., Colosio, S., Bailoo, J.D., Boada-Saña, M., Würbel, H., Murphy, E., 2018. A cross-species judgement bias task: integrating active trial initiation into a spatial Go/No-go task. Sci. Rep. 8 https://doi.org/10.1038/s41598-018-23459-3.
Hudson, S.J., Mullord, M.M., 1977. Investigations of maternal bonding in dairy cattle. Appl. Anim. Ethol. 3, 271-276. https://doi.org/10.1016/0304-3762(77)90008-6.
Hursh, S.R., 1980. Economic concepts for the analysis of behavior. J. Exp. Anal. Behav. 32, 219-238. https://doi.org/10.1901/jeab.1980.34-219.
Jensen, M.B., 2011. The early behaviour of cow and calf in an individual calving pen. Appl. Anim. Behav. Sci. 134, 92-99. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2011.06.017.
Jensen, M.B., 2018. The role of social behavior in cattle welfare. in: Advances in Cattle Welfare. Elsevier, pp. 123-155. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100938-3.00006-1.
Jensen, M.B., Pedersen, L.J., 2007. The value assigned to six different rooting materials by growing pigs. Appl. Anim. Behav. Sci. 108, 31-44. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2006.10.014.
Jensen, M.B., Pedersen, L.J., 2008. Using motivation tests to assess ethological needs and preferences. Appl. Anim. Behav. Sci. 113, 340-356. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2008.02.001.
Jensen, M.B., Munksgaard, L., Pedersen, L.J., Ladewig, J., Matthews, L., 2004. Prior deprivation and reward duration affect the demand function for rest in dairy heifers. Appl. Anim. Behav. Sci. 88, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.applanim.2004.02.019.
Johnsen, J.F., de Passille, A.M., Mejdell, C.M., Bøe, K.E., Grøndahl, A.M., Beaver, A., Rushen, J., Weary, D.M., 2015. The effect of nursing on the cow-calf bond. Appl. Anim. Behav. Sci. 163, 50-57. https://doi.org/10.1016/j.applanim.2014.12.003.
Johnsen, J.F., Johanssen, J.R.E., Aaby, A.V., Kischel, S.G., Ruud, L.E., SokiMakilutila, A., Kristiansen, T.B., Wibe, A.G., Bøe, K.E., Ferneborg, S., 2021. Investigating cow-calf contact in cow-driven systems: behaviour of the dairy cow and calf. J. Dairy Res. 88, 52-55. https://doi.org/10.1017/S0022029921000194.
Kent, J.P., 2020. The cow-calf relationship: from maternal responsiveness to the maternal bond and the possibilities for fostering. J. Dairy Res. 87, 101-107. https:// doi.org/10.1017/S0022029920000436.
Kirkden, R.D., Edwards, J.S.S., Broom, D.M., 2003. A theoretical comparison of the consumer surplus and the elasticities of demand as measures of motivational strength. Anim. Behav. 65, 157-178. https://doi.org/10.1006/anbe.2002.2035.
Kruschwitz, A., Zupan, M., Buchwalder, T., Huber-Eicher, B., 2008. Nest preference of laying hens (Gallus gallus domesticus) and their motivation to exert themselves to gain nest access. Appl. Anim. Behav. Sci. 112, 321-330. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2007.08.005.
Leotti, L.A., Iyengar, S.S., Ochsner, K.N., 2010. Born to choose: the origins and value of the need for control. Trends Cogn. Sci. 14, 457-463. https://doi.org/10.1016/j. tics.2010.08.001.
Mason, G., McFarland, D., Garner, J., 1998. A demanding task: using economic techniques to assess animal priorities. Anim. Behav. 55, 1071-1075.
Mellor, D.J., 2015. Positive animal welfare states and encouraging environment-focused and animal-to-animal interactive behaviours. N. Z. Vet. J. 63, 9-16. https://doi.org/ 10.1080/00480169.2014.926800.
Neave, H.W., Sumner, C.L., Henwood, R.J.T., Zobel, G., Saunders, K., Thoday, H., Watson, T., Webster, J.R., 2022. Dairy farmers’ perspectives on providing cow-calf contact in the pasture-based systems of New Zealand. J. Dairy Sci. 105, 453-467. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21047.
Neave, H.W., Rault, J.-L., Bateson, M., Jensen, E.H., Jensen, M.B., 2023. Assessing the emotional states of dairy cows housed with or without their calves. J. Dairy Sci. https://doi.org/10.3168/jds.2023-23720.
Placzek, M., Christoph-Schulz, I., Barth, K., 2021. Public attitude towards cow-calf separation and other common practices of calf rearing in dairy farming-a review. Org. Agric. https://doi.org/10.1007/s13165-020-00321-3.
, 2022R Core TeamR: A Language and Environment for Statistical Computing 2022.
Roadknight, N., Wales, W., Jongman, E., Mansell, P., Hepworth, G., Fisher, A., 2022. Does the duration of repeated temporary separation affect welfare in dairy cow-calf contact systems? Appl. Anim. Behav. Sci. 249 https://doi.org/10.1016/j. applanim.2022.105592.
Sankey, C., Henry, S., Górecka-Bruzda, A., Richard-Yris, M.A., Hausberger, M., 2010. The way to a man’s heart is through his stomach: what about horses? PLoS One 5. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0015446.
Sirovica, L.V., Ritter, C., Hendricks, J., Weary, D.M., Gulati, S., von Keyserlingk, M.A.G., 2022. Public attitude toward and perceptions of dairy cattle welfare in cow-calf management systems differing in type of social and maternal contact. J. Dairy Sci. 105, 3248-3268. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21344.
Sirovnik, J., Barth, K., de Oliveira, D., Ferneborg, S., Haskell, M.J., Hillmann, E., Jensen, M.B., Mejdell, C.M., Napolitano, F., Vaarst, M., Verwer, C.M., Waiblinger, S., Zipp, K.A., Johnsen, J.F., 2020. Methodological terminology and definitions for research and discussion of cow-calf contact systems. J. Dairy Res. 87, 108-114. https://doi.org/10.1017/S0022029920000564.
Therneau, T.M., 2022. coxme: Mixed Effects Cox Models.
Therneau, T.M., 2023. A Package for Survival Analysis in R.
Tucker, C.B., Munksgaard, L., Mintline, E.M., Jensen, M.B., 2018. Use of a pneumatic push gate to measure dairy cattle motivation to lie down in a deep-bedded area. Appl. Anim. Behav. Sci. 201, 15-24. https://doi.org/10.1016/j. applanim.2017.12.018.
Wenker, M.L., Bokkers, E.A.M., Lecorps, B., von Keyserlingk, M.A.G., van Reenen, C.G., Verwer, C.M., Weary, D.M., 2020. Effect of cow-calf contact on cow motivation to reunite with their calf. Sci. Rep. 10, 1-5. https://doi.org/10.1038/s41598-020-70927-w.

    • Corresponding author.
    E-mail address: emma.hvidtfeldt@anivet.au.dk (E.H. Jensen).
    Current address: Department of Animal Sciences, Purdue University, West Lafayette IN, USA 47907