奶牛热应激的发生、危害及防治

杨亚丽,叶丙奎,刘洪瑜

(1.商洛学院生物医药工程系,陕西 商洛 726000;2.陕西农丰生物工程有限公司,陕西 宝鸡 721000;3.安徽农业大学动物科技学院,安徽 合肥 230036)

随着夏季的来临,高温天气对奶牛尤其是高产奶牛的影响日趋严重。我国饲养的奶牛以北欧的荷斯坦奶牛为主,荷斯坦奶牛耐寒怕热,体温38～39.8℃左右,适宜泌乳温度为0～25℃,尤其是4.4～21.1℃最适宜。奶牛生产的最适温度是10～20℃,在该范围内奶牛不必动用额外的能量去温暖或冷却身体,有利于奶牛最佳生产性能的发挥。当环境温度和湿度超过一定范围(气温高于26℃、湿度大于40%)时奶牛即开始遭受热应激。奶牛热应激是指奶牛受到超过自身体温调节能力的过高温度刺激时引起机体产生的非特异性应答反应[1]。热应激是导致奶牛夏季产奶性能、繁殖性能和免疫能力下降的最主要原因之一。由于夏季高温时间长,以及奶牛养殖业的高度集约化发展,导致奶牛热应激综合症发生率不断上升,其危害日益突出,给奶牛业造成巨大的经济损失,并已成为阻碍奶业发展的最活跃因素之一。因此减缓奶牛热应激是奶牛饲养管理必须抓好的中心环节。

1 奶牛热应激的发生

我国奶牛主要为源自北欧的耐寒畏热的荷斯坦奶牛,其具有单位体重的表面积小,体组织保温性能好,汗腺机能不发达的生物学特征。造成了奶牛单位体重散热面积小,不利于皮肤蒸发散热,散热负担重。其为导致奶牛热应激发生的根本原因。奶牛的采食量大且饲粮中粗纤维含量高,粗饲料在反刍过程中经过瘤胃发酵产生大量的代谢热,增加了机体的散热负担;随着生产性能的不断提高,泌乳所产生的热量也大幅度增长。奶牛处于夏季高温的环境中,产热量增加而热量散失较慢最终导致奶牛热应激的发生。

评定奶牛是否处于热应激状态常用的方法有:①干湿温度计法:在牛舍内安装1～3支干湿温度(根据牛舍面积每200 m2安装1支),测定牛舍的干球温度和相对湿度。当牛舍温度达到30℃,相对湿度在70%以上时,奶牛处于轻度热应激状态;当牛舍温度达到34℃,相对湿度达到75%以上时,奶牛处于中度热应激状态;当牛舍温度超过35℃,相对湿度超过80%时,奶牛处于强度热应激状态。②体温测定法:奶牛体温的正常值为:37.15～38.15℃。随机测定10头奶牛的体温,如果有7头以上的体温超过39.14℃时,奶牛已处于热应激状态;如果体温超过40℃,奶牛处于严重热应激状态。③脉搏频率法:奶牛脉博正常值为:40～80次/min。随机测定10头奶牛的脉博,如果有7头的频率高于80次/min,奶牛已处于热应激状态;如果高于85次/min,奶牛处于严重热应激状态。④呼吸频率法奶牛呼吸频率的正常值为:10～30次/min。测定10头奶牛,有7头以上的呼吸超过30次/min,则轻度热应激;如超过40次/min,为重度热应激[2]。

2 热应激对奶牛的危害

奶牛的热应激反应表现为精神沉郁,张口喘息,食欲减退,采食量下降,体温升高,心跳加快,呼吸次数增加等症状,并出现严重的腹式呼吸和流涎、吐白沫状态,严重热应激会导致部分奶牛倒地不起,甚至死亡。热应激期间,奶牛通过减少干物质采食量(Dry matter intake,DMI)和活动量来减少此期间的产热。导致采食量降低、机体内分泌机能紊乱、基础代谢增强,从而影响其生产性能和免疫能力[3～5]。

2.1 生产性能降低

在热应激条件下,奶牛采食量下降,呼吸加快,同时机体必须动员大量能量来对付应激源的刺激,而使机体蛋白质、碳水化合物、脂肪等分解代谢增强,合成代谢降低,糖皮质激素分泌增加,生长激素和甲状腺激素浓度降低。导致奶牛生长停滞、体重下降、饲料转化率降低,产奶牛泌乳量减少。试验发现,当气温超过26℃时,会引起奶牛采食量下降、产奶量降低;当气温达到 32℃时,奶牛产奶量下降10%～25%。另外热应激还可使泌乳牛乳糖、乳蛋白含量及乳脂率下降,从而造成牛乳营养价值的降低。热应激不仅使奶牛生产性能降低,还常引发生理病变从而影响牛奶的品质。研究发现,热应激会引起乳成分的变化。在亚热带气候条件下,当环境温度从7.78℃升至36.1℃,乳脂率和乳蛋白率分别从3.8%降至3.31%和从3.42%降至2.98%。在夏季炎热的日子里乳中体细胞数量增加较快,常会产生酒精阳性乳。

2.2 繁殖力下降

热应激可使促卵泡激素(FSH)、促黄体激素(LH)、催乳激素(LTH)等分泌减少,犊牛性腺发育不全;母牛卵巢发育停止使母牛发情时间缩短,发情周期延长,发情表现不明显,影响适时配种;成年公牛性腺萎缩、性欲减退、精子发育不良、精子畸形或死精,从而导致奶牛无法顺利配种;影响受精或受精后受精卵着床,使母牛受胎率降低;影响胎儿发育,造成胎儿早期吸收、流产、胎儿畸形或死胎。

2.3 免疫力低下

奶牛受到热应激源的刺激后,因糖皮质激素的大量分泌,导致胸腺、脾脏和淋巴组织萎缩,使嗜酸性白细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞的产生和分化及其活性受阻,血液吞噬活性减弱,体内抗体水平下降,从而抑制了机体的细胞免疫和体液免疫,导致机体免疫力下降、抗病力减弱,因而对某些传染病和寄生虫病的易感性增加,易造成传染病和流行病的发生。热应激可使乳牛消化机能减退,代谢紊乱,抗病率下降,奶牛乳房炎、子宫内膜炎、胎衣不下、腐蹄病等发病率升高。此外热应激一方面易造成奶牛体内VC、VE、VA不足,另一方面导致动物机体维生素需要量增加,故易引发奶牛维生素缺乏症。

3 缓解奶牛热应激的主要方法

3.1 改善环境条件,防暑降温

遮阳是夏季许多牛场使用最广泛的一种降温方法。依赖大树遮阳是最有效的,但一般采用钢型材料建造牛舍,使用遮阳布和遮阳网。遮阳主要通过遮挡太阳辐射来减轻环境对奶牛的热负荷。成年奶牛提供3.53～4.18 m2大小的遮阳场所足以满足减少太阳辐射的危害。一般遮阳棚需要有一定的高度才能起到作用,大约3.66 m。在降雨量少的地区,遮阳棚的位置以南北走向比较好,以便当太阳从东往西掠过遮阳棚时会起到干燥的作用。生产实践中,遮阳棚的使用在维持高产奶量和提高受孕率方面已经带来积极效应。

高温天气应将门窗打开,给牛舍通风,促进空气流通。有条件的可安装大型换气扇,达到通风降温的目的。在牛舍内温度达到35℃以上时,中午可用凉水冲刷牛体。具有一定规模奶牛饲养场的牛舍,可安装屋顶喷淋系统。喷淋的水滴不宜太小,否则只湿牛毛不湿皮肤,牛体降温散热效果差[6]。

3.2 营养调控

3.2.1 调整日粮结构 通过饲喂更多精料替代纤维成分来提高日粮能量浓度、降低热增耗。虽然夏季提高谷物水平已广泛应用于生产,但降低粗纤维方法要慎重。试验表明,日粮含谷物比例高(泌乳早、中、晚期分别占日粮干物质的61.8%、51.8%和31.8%),导致了经产奶牛产奶量、乳脂、DMI和饲料转化效率降低。饲喂更多的谷物可导致瘤胃pH的降低,特别在夏季,降低粗饲料会使瘤胃pH更低,建议谷物在日粮中的最佳含量为60%～65%。适当增加日粮的蛋白饲料含量。适当增加日粮中的蛋白饲料含量,尤其是非降解蛋白(过瘤胃蛋白)的含量,能够有效缓解奶牛热应激症状,但一般蛋白质水平不宜超过日粮干物质的18%。一般认为,降解蛋白和非降解蛋白的比例以3∶7为宜。炎热天气给泌乳奶牛添加脂肪既可弥补DMI下降引起的能量摄入不足,同时因为脂肪热增耗低,可减少奶牛消化产热。

另一安全可靠的措施是热天给泌乳奶牛饲喂优质粗饲料,可降低产热、提供有效纤维和帮助维持饲料采食量。也可饲喂高纤维易发酵饲料副产品,如在瘤胃能快速降解的豆荚、啤酒谷物和甜菜渣颗粒。青绿饲料、块根、瓜类等多汁饲料富含碳水化合物和水分,不但适口性好,而且能解渴,对防暑降温和缓解奶牛热应激十分有利。因此,饲喂热应激奶牛过程中,要适当减少青贮饲料的饲喂比例,增大鲜嫩多汁的青草及瓜类、果皮等,以增加饲料适口性,增大奶牛采食量。但同时,奶牛的日粮中必须保证2 kg以上的长干草,因为“有效纤维”对奶牛刺激反刍和保持瘤胃内环境是必要的[7]。

3.2.2 补充矿物元素和维生素 热应激条件下奶牛出汗多,钠、钾、镁损失较大,应该进行补充。热应激时应将日粮中的钾、钠、镁水平分别提高到1.5%、0.5%、0.35%为宜。在奶牛的抗应激过程中,Vc、VE起重要作用,特别是Vc被认为是抗应激因子,在类固醇激素合成中起重要作用。研究表明,在日粮中补充Vc后,可明显抑制牛体温上升,提高采食量,降低血液中皮质醇浓度,增加骨中钙的活性,从而减轻热应激的影响;在日粮中添加VE,能促进免疫球蛋白合成,从而提高机体的抗病能力。因此,应在热应激奶牛日粮中补充Vc(其添加量为占日粮比例的0.04%～0.06%)和VE(添加量为正常的3～5倍)。此外,奶牛在热应激期间所消耗的VA增加,所以要补充较平时高1倍的VA。另有实验报道,奶牛日粮中添加一定量的烟酸可显著提高产奶性能和繁殖性能,饲料中添加烟酸,可提高夏季热应激奶牛的产奶量,而奶成分不受影响[8]。

3.2.3 添加抗应激添加剂 添加饲料添加剂或瘤胃缓冲剂。热应激时,奶牛呼吸加快,分泌唾液减少,瘤胃酸性增加。补充小苏打、烟酸或酵母及培养物可以中和瘤胃中过多的酸性,缓解热应激综合症,所以要加大其用量,用量一般为平时用量的1.5～2.0倍。

添加瘤胃素。瘤胃素又称莫能霉素钠、莫能菌素、孟宁素,是肉桂地链霉菌发酵产生的抗生素,能够促进牛的生长。高腾云等研究表明,在日粮中添加20 mg/kg的瘤胃素,热应激条件下奶牛的日平均产奶量比试验前提高 8.32%,比对照组提高12.86%;奶牛对青贮饲料的采食量略有增加;奶牛的血清催乳激素及甲状腺素水平均有提高,分别比对照提高5.50～5.80、110.33～122.51 ng/mL。

饲喂米曲霉可降低某些奶牛直肠温度(平均降0.48℃),从而降低热应激。酵母培养物并非作为蛋白质来源,而是利用它含有的大量细胞外代谢产物(多肽、有机酸、寡糖、脂类、醇类、酶类)和经过充分发酵的已经变性的培养基(寡糖、多肽)及酵母细胞,作为瘤胃微生物的培养基,提高微生物蛋白的产量。酵母培养物有刺激瘤胃纤维素菌和乳酸利用菌的繁殖,改变瘤胃发酵方式,降低瘤胃氨浓度和提高微生物蛋白产量和饲料消化率作用。在热应激状态下,日粮中添加酵母培养物能降低奶牛的直肠温度。蒋永清等(2001)于南方5～8月在奶牛饲料中添加酵母培养物,前期45 d添喂60 g,后期31 d添喂80 g,结果全期日均产奶量增加0.92 kg/头,提高4.33%;其中前期增加0.69 kg(2.94%),后期增高1.24 kg(6.90%)。高温期间添喂酵母培养物的增奶趋势是明显的,有略微提高乳脂率的趋势,对其它乳成分基本没有影响。

铬主要以Cr3+形式构成葡萄糖耐受因子(GEF),协助胰岛素作用,影响糖类、脂类和核酸代谢。高温时奶牛尿铬排泄增加并引起一系列应激反应。补充有机铬可降低血清中皮质醇浓度,提高抗应激能力。在日粮中添加0.3 mg/kg酵母铬饲喂奶牛4周后,夏季产奶量提高了11.5%(P<0.05),乳蛋白含量显著提高(P<0.05),对乳脂、乳糖、固形物含量、奶牛血清中钠、钾、氯、尿素氮、葡萄糖、游离脂肪酸和甘油三酯含量没有影响。据报道,在奶牛精料中添加酵母铬0.80 mg/kg,可显著提高产奶量6.26%(P<0.05)。

一些具有清热解毒、凉血解暑作用的中草药,兼有药物和营养物质的双重作用,能够协调生理机能,减轻热应激造成的机能紊乱,增强对高温的适应性,增加营养物质的消化吸收利用,调整免疫机能。据报道,采用石膏、板蓝根、苍术、白芍、黄芪、党参、淡竹叶、甘草等,按一定比例配合粉碎添加于奶牛饲料,热天奶牛平均产奶量增加1.5 kg/头,血糖浓度显著提高(P<0.05),对乳成分无显著影响[9]。

3.3 加强管理

3.3.1 确保充足饮水 在热应激时由于气温偏高,奶牛是依靠出汗和呼吸蒸发水分达到降温的目的,所以奶牛的水分消耗量较大,如饮水不足就会降低食欲,消化机能减弱,影响产奶量并使奶牛体内的粘膜干燥,降低奶牛抵抗疾病的能力。正常情况下,泌乳牛日采食干物质水平一般不低于21 kg/头,日饮水量为60～80 kg/头。能否获得充足的饮水,是奶牛干物质采食量能否达到最大的关键因素。因此,热应激奶牛的饲养关键是要提供充足、洁净的饮用凉水(这时奶牛的饮水量比平时增加1/3),这样即可有效缓解奶牛热应激症状。

3.3.2 调整饲喂方式 由于奶牛采食后的2～3 h为热能生产的高峰阶段,因此夏天在饲喂时间上应选择在一天中温度相对较低的夜间增加饲喂量。一般从晚上20:00到第2 d早上8:00间,饲喂量可占整个日粮的60%～70%,尤其是粗饲料宜安排在晚20:00至早上5:00进行。中午可将部分精料改为粥料饲喂。在饲喂方法上应当采用少喂勤添,精料一般日喂4次为宜。要防止饲料在饲槽内堆积发酵酸败变质,确保饲料的质量[10]。

3.3.3 防治疾病,增强抵抗疾病的能力 为了防止乳房炎、子宫炎、腐蹄病、食物中毒的发生,应采取下列措施:从夏季开始用1%～3%的次氯酸钠溶液浸泡乳头;母牛产后15 d检查一次生殖器官,发现问题及时治疗;每月用清水洗刷一次牛蹄,并涂以10%～20%硫酸钠溶液;每天清洗一次饲槽。进行疾病的有效防治均可保证奶牛的健康,缓解奶牛的热应激反应。

3.3.4 调整配种、产犊时间 调整配种或产犊季节,尽量避开夏季配种或产犊,使奶牛进行季节性产犊,减少夏季产犊头数,对预防产后疾病、防止减产及避开热应激对高峰泌乳和整个泌乳期的影响都有良好的效果。炎热季节集中在6～9月份,奶牛如果在九、十月份产犊,配种时间主要集中在11月份至第二年1月,此时配种不但奶牛排出的卵子质量较高、容易受精着床,泌乳期在秋、冬、春和初夏季节,可避开炎热季节[11～12]。干乳期在6～7月,产犊在7～8月,热天产犊,犊牛不需保温,好管理,泌乳高峰在10月份以后。因此抓好冬季几个月时间的配种工作尤其重要。

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