夏季奶牛场热应激防控措施研究进展

    郑双健 刘欢 闫跃飞 薛永康 张震 闫磊

    摘要：夏季高温环境经常导致奶牛产奶量下降、体温升高，严重者可导致母牛流产等情况的发生，然而我国很多牧场仍然对热应激问题不够重视，不能根据当地的气候等实际情况制定出合适的方案。对奶牛场热应激的发生原因、判定方法、预防措施进行了总结，以减少热应激对奶牛的影响。

    关键词：奶牛;热应激;防控措施

    中图分类号：S858.23? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? 文章编号：1007-273X（2020）12-0014-03

    牛奶是最古老的天然饮料之一，被誉为白色血液，其营养成分之高可想而知。为实现每家每户餐桌上都有牛奶，国内的奶牛场也逐步走向了集约化经营道路。然而，由于我国大部分地区夏季温度高、时间长的特点，可能对奶牛产生热应激，造成采食量和产奶量下降，降低乳脂率和乳蛋白率[1]，同时也会影响繁殖性能和降低免疫力，特别是对怀孕期和泌乳前期奶牛影响更大，严重可导致死亡[2，3]。1995年7月，美国中西部热压导致内布拉斯加州和爱荷华州超4 000头牛只死亡，仅爱荷华州经济损失高达2 800万美元。美国每年因热应激问题给奶牛业造成的损失就将近10亿美元[4]。随着全球变暖的持续加剧，未来奶牛的热应激可能会面临更大的挑战。因此，如何缓解奶牛热应激，保持泌乳牛高产，已经成为牧场高效健康生产管理中的一个重要问题。

    1? 发生原因

    热应激是指家畜对于不利于其生理的环境高温产生的非特异性应答反应的总和。荷斯坦奶牛具有耐寒畏热的特性，其适宜泌乳温度为4.4～21.1 ℃，而我国大部分地区夏季远高于该温度;奶牛体型较大、单位体重表面积小、被毛短而密、汗腺功能不发达、所以皮肤散热能力差，而通过呼吸散热的方式也较为有限;采食量大，饲料中粗纤维含量高，热增耗较大;随着泌乳性能的逐年提高，所产生的热量也相应增加[5]。

    2? 判定方法

    奶牛热应激的判定方法有很多，一般包括干湿温度表法、体温测定法、呼吸频率法、生产性能法、温湿指数法，还可以通过一些血液生化指标等判定热应激程度[5]。此外，还可以通过一些设备进行监测，如Davison等[6]通过一种项圈对奶牛热应激进行监测。

    3? 防控措施

    3.1? 加强通风，物理降温

    在夏季高温环境下，通过皮肤表面蒸发散热的方式则可有效降低奶牛温度，从而增加采食量、提高产奶量。由于奶牛喜冷怕热的特性，牛舍一般为半开放式或开放式，屋顶设置通风口，顶棚一般呈倾斜式，利于空气流通。研究表明，奶牛棚顶高度越高，奶牛所接受到的屋顶辐射热就越小[7]。奶牛棚高屋顶（>3.7 m）比低屋顶的温度低1 ℃，处于亚热带气候区的集约化牧场的屋顶高度为5～7 m为宜，且要留有较大的通风口。此外，棚顶最好设置喷淋设备或双层隔热，以最大限度降低舍内温度。

    物理降温是目前奶牛场较为常见的一种预防热应激的措施，一般包括喷淋+风扇、喷雾+风扇、喷淋+喷雾+风扇、湿帘+风扇、洗浴池等模式。研究表明，上海地区常见的几种降温模式中，降温最好的模式为湿帘+风扇，最高可降低7.5 ℃，但是湿度也增加最高，达20%以上;降温最差的是人工喷雾+风扇模式，牛舍内外温差小于1 ℃，湿度也无明显差异[8]。目前很多牧场多采用喷淋+风扇模式，当环境温度处于27～46 ℃时，可使奶牛平均降低1.7 ℃，特别是对于干奶期奶牛效果显著，可使下一个泌乳周期产奶量增加3.5 kg/d，且胎龄越大效果越好[5]。喷淋头一般设置间隔1.8～2.4 m，不高于地面1.8 m，当安装角度为-135°或0°时有效区域的喷淋水量较多。喷淋间隔和时长要根据实际温度不同而变化，当温度>23 ℃时，每隔15 min进行喷淋1～3 min;当温度>27 ℃时，每隔10 min进行喷淋1～3 min;当温度>32 ℃时，每隔5 min进行喷淋1～3 min[9]。风扇直径为1 m左右，功率为0.75～1.0 kW，距离奶牛背部高度2 m，与地面呈夹角15～30°，主风向吹向牛体左侧瘤胃体表投影处，间隔距离则以风速而定，以风速吹至奶牛皮肤表面可达4 m/s为宜。此外，在待挤区也应设置喷淋和风扇，以减少热应激对泌乳牛的影响[10]。

    3.2? 充足洁净的饮水

    进入夏季高温季节后，奶牛饮水量一般增加20%～50%，特别是高产牛可增加80%以上[10]。正常情况下，采食1 kg干物质需要饮水3 L，尤其是在热应激条件下，则需要饮水7 L。饮用水适宜温度为17 ℃，与外界环境存在较高的温度差，可以散发更多的热量[11]。牛舍内保证15～20头奶牛一个水槽为佳[12]，水槽大小约50 L，并保证饮水不间断[11]。为保证饮水的洁净，每天清洗水槽[12]。此外，在赶牛通道和待挤区也要设置足够的饮水槽，以及时补充水分，减少热应激。

    3.3? 调配日粮组成

    夏季高温环境会影响奶牛消化道内的各种酶的活性，导致采食量下降，同时由于大量排汗，也使大量维生素和电解质流失，所以如何调配日粮组成就显得尤为重要，主要包括以下两个方面，一是提高日粮浓度，应遵循体积小、质量好、易消化的原则。适当增加精料比例，以提高日粮能量和蛋白质水平，但不能超过干物质的55%～60%，以免影响牛奶的乳脂率或引发代谢性紊乱[10]。提高蛋白水平至18%～20%，增加过瘤胃蛋白占粗蛋白比例，提高至35%～38%，可明显提高抗热应激能力[11]。脂肪在日粮中比例应提高至6%左右，实践证明每头奶牛每天饲喂棉子饼1 kg或脂肪酸钙250 g，对提高产奶量和改善乳脂率起到很大的作用[11]。张廷青[13]研究表明TMR干物质净能达到7.36 MJ/kg，ADF（酸性洗涤纤维）达到17%～19%;NDF（中性洗涤纤维）达到27%～32%;NFC（非纤维性碳水化合物）达到35%～40%;粗饲料占比40%以上，以防止因精料过多导致瘤胃慢性酸中毒;二是补充维生素和电解质。维生素C作为抗应激因子，在类固醇激素合成中扮演着重要角色。研究表明，在日粮中添加维生素C后，降低了血液中皮质醇浓度，可明显抑制体温升高，从而提高了采食量。研究表明，维生素C添加比例为0.04%～0.06%为宜[11]。维生素E作为一种细胞内抗氧化剂，促进了免疫球蛋白合成，也提高了抗应激能力。一些报道指出，饲料中加入一定量的烟酸可以提高奶牛产奶性能和繁殖性能。研究表明，夏季每头奶牛每日应补充维生素A 10万～18万IU、维生素E 1 000～2 000 IU、烟酸6 g为宜[13]。若奶牛每日能补充到新鲜青绿粗饲料，则不必另外进行维生素的补充。由于夏季汗液带走大量的电解质，为维持动态平衡，则需要对日粮进行调整补充。研究指出，钠离子、钾离子和镁离子分别应达到日粮干物質的0.5%、1.3%～1.5%、0.35%[11]。在奶牛生产中，每头奶牛每日应添加1.0%～1.5%小苏打和0.5%～0.7%氧化镁，可有效避免酸中毒。添加硫酸钾也可一定程度降低奶牛体温，减少奶损失。

    3.4? 改变饲喂时间和次数

    适当调整饲喂时间和增加饲喂次数可弥补由于夏季热应激而降低的采食量，从而提高产奶量。将饲喂时间调整为：早上4：00～6：00，中午10：00～12：00，下午16：00～18：00，同时适当减少中午投料比例，以早上、中午和下午比例4∶2∶4为宜[14]。此外，适当增加1～2次饲喂次数，也能适当提高奶牛采食量。每次倒料后要及时推料，可有效避免饲料发酵变质，保持良好的适口性，使剩料量控制在1%～2%[11，12]。此外，每天晚上要对料槽进行清理，避免饲料变质，也是保证牛群健康的关键。

    3.5? 控制产犊季节

    目前，很多牧场仍然没有意识到适时禁配的重要性，仍需要進一步加强。各牧场应选择1～3月份进行配种，使产犊集中于10～12月份，从而降低次年夏季的产犊率，使泌乳牛在夏季处于泌乳中后期或干奶期。因此，控制产犊季节可有效缓解泌乳牛的热应激反应，减少牧场经济损失[12，14]。

    3.6? 搞好环境卫生

    由于夏季高温高湿的天气，奶牛发生热应激的同时还会导致微生物大量滋生繁殖，致使一些疾病的发生率显著高于其他季节，特别是乳房炎和肢蹄病，发生率高达30%以上[10]。牧场应使用一些消毒剂，如2%氢氧化钠溶液、稀戊二醛溶液等，定期对牛舍环境进行卫生消毒，包括卧床、栏舍、空气、地面、污水通道和牛体表面等。此外，及时清理粪便，防止细菌滋生，降低疾病的发病率[12]。

    3.7? 新型饲料添加剂和中草药的使用

    随着科技的创新，一些新型饲料添加剂和中草药的使用对于夏天缓解奶牛热应激具有一定的作用，同时也在一定程度上提高了奶牛的生产性能。一些常用的新型饲料添加剂，如半胱胺盐酸盐（30 g/d/头）可明显提高奶牛抗应激能力和抗病力;瘤胃素又称莫能菌素，可明显提高奶牛采食量和产奶量，并能有效改善牛奶品质[11];铬能改善葡萄糖的代谢并可防止体温升高[15]。一些中草药，如柴胡、黄芪、知母、石膏、黄连、菊花等通过调节体温中枢预防热应激;麻黄、桂枝、葛根、薄荷、紫苏叶等通过发汗预防热应激;地龙、蜈蚣等具有抗惊厥作用;朱砂、刺五加、磁石、僵蝉、苏木、五味子等可镇静催眠，都具有缓解热应激的作用[11]。此外，潘龙等[16]研究发现柴胡中草药添加剂不仅可以缓解奶牛热应激，还可以提高泌乳性能，且添加量以0.25～0.5 g/kg为宜;曹铮[17]研究发现富硒女贞子可以通过HPA轴调节ACTH、COR等激素，提高免疫力，增强抗氧化活性，调节HSP70蛋白，从而有效缓解奶牛热应激;李占锋等[18]研究发现黄芪组方中草药添加剂通过提高T4水平以降低内毒素、MDA和HSP70的含量，提高了抗氧化酶的活性，有效缓解了奶牛热应激;郑会超等[19]研究发现“加减白虎汤”散剂主要靶标在于减少外周血白细胞数，以降低血浆中的羟自由基，对奶牛轻度热应激有很好的效果;孙凤青[20]研究发现中草药复方制剂“热喘平”可能是通过下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴实现调节电解质平衡和维持血液酸碱度，以缓解热应激，并可能协同下丘脑-垂体-甲状腺轴提高机体代谢率，增加蛋白质的合成，减少蛋白质分解过多，提高奶牛生产性能;中草药添加剂对由奶牛热应激产生的生产性能和血液生化指标的影响具有很好的改善作用[21-25]。

    4? 小结

    由于我国奶牛场存在地域差异、生产管理水平不一的特点，各牧场应根据牧场实际并结合当地气候条件制定出一套符合切实可行的防控方案，以尽量降低夏季热应激造成的损失。未来研究也可从以下两方面进行，一方面要培育抗热应激新品种，从根源解决热应激问题;另一方面要利用好中草药资源，开发新产品。

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