奶牛热应激的危害及控制*

郭时金，张志美，付石军，张 颖，徐倩倩，王艳萍，沈志强

(1.山东省滨州畜牧兽医研究院，山东 滨州 256600；2.山东绿都安特动物药业有限公司，山东 滨州 256600)

夏季持续的高温对奶牛的生产性能会产生严重影响，导致机体免疫力降低，产奶量及奶品质的下降。当环境温度超过22℃或温湿指数超过72 h，就会导致奶牛产生热应激。热应激时奶牛表现为体温升高、呼吸及心率加快、食欲下降、采食量降低，导致奶牛机体免疫力及生产性能的下降；严重者机体代谢会受到影响，导致脱水、休克，甚至死亡[1]。据不完全统计，热应激每年可导致奶牛产奶量降低10万吨以上[2]，给养殖业造成巨大的经济损失。本文综述了热应激对奶牛的影响，提出针对性的缓解措施。

1 热应激对奶牛的危害

1.1 生产性能降低

热应激可导致奶牛采食量降低，呼吸加快，机体蛋白质、脂肪及碳水化合物的分解代谢增强，合成代谢降低，促进糖皮质激素的分泌而抑制生长激素及甲状腺激素的分泌；同时，瘤胃内环境发生改变，pH升高，氨氮含量和总挥发性脂肪酸浓度降低，乙酸与丙酸的比例显著提高，从而影响奶牛生产性能[3]。魏学良等[4]报道，热应激可使奶牛的泌乳性能下降25.6%～33.5%。杜红芳等[5]报道，在夏季炎热的时候，每头奶牛的日均产奶量减少0.5～2.5 kg。

除了导致奶牛产奶量降低，热应激还可导致牛奶质量下降。高温环境下，奶牛采食粗饲料量明显下降，致使瘤胃内短链脂肪酸含量降低，从而导致乳脂、乳蛋白含量降低，乳脂中C18∶1脂肪酸的质量分数显著下降，总饱和脂肪酸含量增加，总不饱和脂肪酸含量降低，以及乳中体细胞数上升[6-7]。

1.2 对奶牛抗氧化性能的影响

动物体内抗氧化系统包括酶促系统和非酶促系统，酶促系统主要为抗氧化酶如超氧化物岐化酶(Superoxide Dismutase, SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathion Peroxidase, GSH-Px)。SOD可使氧自由基发生歧化作用并分解生成水，GSH-Px中巯基可与活性氧结合以终止脂质过氧化物的生成从而发挥保护细胞的作用。发生热应激时，奶牛血清中SOD和GSH-Px活性均极显著降低(P<0.01)，说明热应激时，奶牛体内抗氧化能力减弱，无法有效清除体内的自由基，从而导致总抗氧化能力降低[9]。研究发现，热应激时，泌乳奶牛血清中各项抗氧化指标均发生显著变化，其中活性氧和丙二醛(Methane Dicarboxylic Aldehyde, MDA)含量极显著增高[8]，说明奶牛机体细胞受到了一定程度的氧化损伤。

1.3 对微量元素代谢的影响

微量元素是机体必需的组成成分，对维持机体体液正常的pH及渗透压具有重要的作用，同时，其还参与机体的能量代谢、蛋白质合成等一系列生理生化活动[10]。锌有清除体内氧自由基的作用，同时能终止自由基引发的脂质过氧化链式反应。锌含量降低时，肝脏脂质过氧化反应增强，血液与肝脏中GSH-Px和SOD的活性降低，MDA产量增加从而对机体组织细胞产生毒性[11]。Cu是Cu/Zn-SOD的辅助因子和调节因子，Cu/Zn-SOD的作用在于消除超氧阴离子的毒性。

在热应激条件下奶牛水、矿物质等物质代谢受到影响，泌乳奶牛血清中Zn、Fe含量均显著降低[12]。另外热应激随着气温升高，奶牛体内的Cr、Co等元素含量也呈明显下降趋势，Mn无规律性变化。Zn、Cu、Fe含量发生变化会对神经内分泌系统功能的发挥产生硬性，从而影响动物体的抗热性。

1.4 对奶牛繁殖性能的影响

热应激可以使促卵泡激素、促黄体激素、催乳激素以及公牛血清中的睾酮、血清总T3、T4、皮质醇和促黄体素等生殖类激素分泌减少，引起犊牛性腺发育不全；母牛不发情或发情延迟；公牛性欲减退、精子品质显著下降，使原精活力、冻精活力、精子密度、活精百分数和顶体完整率都明显降低[13]，造成胎儿早期吸收、流产、胎儿畸形或死胎[14]。有资料显示，若日平均气温由33.3 ℃升高到41.7 ℃，奶牛的受胎率由61.5%下降至31%。

1.5 对生理生化指标的影响

热应激条件下，奶牛血浆中的B族维生素如VB2、VB3、VB5、VB7、VB12等可作为酶促反应的辅助因子，降低热应激对机体的损伤。因此，热应激会导致B族维生素含量的降低。另外，热应激可对血清中酶的含量及活性造成影响[15]。热应激时，直肠温度高达39.04 ℃、呼吸频率达到68.88次/min，极显著高于正常水平，此时皮质醇分泌量增加，孕酮和雌激素水平降低，催乳素分泌减少，血清中钾、钠、镁、磷、硫和铜等微量元素含量降低。

2 防治措施

2.1 营养学措施

2.1.1 控制精粗饲料比例，增加饮水量 研究发现，奶牛采食精饲料的热增耗占代谢能的25%～40%，而粗饲料可达到40%～80%。因此，在炎热季节，应适当增加奶牛日粮中精饲料的比例从而降低热增耗。

另外，水在奶牛代谢过程中发挥至关重要的作用，充足的水分可保证奶牛干物质的采食量达到最大[14]。环境温度升高时，奶牛蒸发散热增强，饮水量增加，若无法获得充足的饮水，其采食量、产奶量、奶品质甚至机体抵抗力都将受到严重影响。

2.1.2 补充脂肪，确保能量物质的供应 杨金波等[16]研究发现，适量添加过瘤胃脂肪可以提高奶牛产奶量，同时乳脂含量提高6.23%，乳蛋白含量降低4.25%。同时，过瘤胃脂肪可改善泌乳牛的体况，对产奶高而体质差的奶牛具有重要的营养意义。

2.1.3 适量添加矿物质，调整阴阳离子平衡 热应激时，奶牛呼吸频率增加。排汗增强，导致矿物质排出量增加。因此，应增加日粮中钙、磷、镁、钠、钾等矿物质元素的含量，常用的有小苏打、氯化钾和氧化镁等[17]。另外，张敏红等[18]在热应激期间，奶牛日粮中分别加入吡啶羧酸铬和酵母铬，试验期4周，产奶量均显著提高。梁学武等[19]发现，奶牛日粮中添加酵母铬可提高奶牛产奶量，其中以0.80 mg/kg添加量为最佳；另外，可极显著降低血清游离三碘腺原氨酸含量及其与游离甲状腺素的比值。

禹爱兵等[20]向泌乳期奶牛日粮中添加吡啶羧酸铬及赖氨酸铬，结果发现，上述两种物质均可提高泌乳期奶牛的生产性能，增强奶牛免疫力，改善应激状态。有资料表明，甲状腺激素可促进机体新陈代谢，热应激时，奶牛血清中T3、T4分泌量下降，胃肠蠕动减慢，食糜过胃时间延长，胃长时间处于充盈状态，引起采食量减少[21]。研究表明，烟酸铬可以显著抑制奶牛血清中T3、T4的下降，甚至有提高的趋势；烟酸也有此作用，但效果较烟酸铬较差[22]。

2.1.4 增加蛋白质的补充量 热应激引起奶牛代谢率增加，加速了蛋白质的降解，同时皮肤蒸发使氮的排出增加，热应激时蛋白质采食量降低，应提高日粮中蛋白质的含量以保证奶牛正常的生产性能。

2.1.5 补充维生素 多种维生素具有抗热应激的作用。维生素C可刺激机体红细胞的生成，增加机体碱的贮备，同时其清热解毒作用可有效缓解热应激，烟酸可提高热应激奶牛的产奶量且不影响牛奶质量。适量补充VA、VD、VE、VK等脂溶性维生素可提高奶牛体质，促进产奶有效缓解奶牛热应激。

2.2 改善饲养环境

可通过安装喷淋装置或空调降低牛舍内温度。另外，加大通风量可及时带走牛体内多余的热量，从而达到快速降温消暑的作用。霍小凯等[23]研究了不同风速对中度热应激条件下泌乳中期奶牛生产性能的影响，结果显示随着风速提高，乳产量、乳蛋白产量以及干物质采食量均有显著提高。

侯引绪等[24]对吹风、喷淋两种物理性抗应激措施的应用效果进行了研究。结果表明，单一的持续喷淋措施，可使牛舍内温度比舍外(露天)降低2℃，热应激指数比舍外下降2.2；采用持续吹风+持续喷淋措施，可使牛舍内温度比舍外下降7.5℃，热应激指数比舍外下降6.0。

2.3 补充抗应激饲料添加剂

根据农业部《饲料添加剂品种目录》，具有抗应激作用的添加剂有矿物质、中草药、酸度调节剂、维生素、微生态制剂、抗氧化剂、酶制剂、稳定剂、氨基酸以及酵母培养物等。矿物质主要有铬、硒和氯化钾，中草药主要有甘草、板蓝根、石膏等，酸度调节剂有双乙酸钠和碳酸氢钠，维生素类为VE、VC和烟酸，微生态制剂主要有乳酸菌、酵母菌和芽孢菌，抗氧化剂主要为二氢吡啶，酶制剂为复合酶制剂，稳定剂为脂肪酸钙，氨基酸类主要为过瘤胃蛋氨酸。抗热应激饲料添加剂具有用量少、作用效果显著及使用方便等优点，越来越受到广大养殖户的青睐。

2.4 培育耐热型奶牛

不同品种的奶牛在抵抗热应激方面有很大差别，在同样的环境条件下，适应热带高温的牛体温要比不适应高温的牛体温要低，因此进行奶牛耐热型品种和品系的选育具有广阔的前景[25]。评定奶牛耐热性能的方法有以下几种：(1)从生理指标上评选。直肠温度和呼吸频率是很好的选择指标[26]，热应激条件下直肠温度低并且呼吸较稳定的牛耐热性强。(2)生产力指标。热应激条件下牛的产奶量会下降，但耐热强的奶牛下降幅度较小。(3)血红蛋白，血红蛋白具有较高的遗传性，其遗传力为0.766，同时血红蛋白含量和耐热性能有关。实际生产中可以根据这些耐热性指标加以强化选育，培养高耐热型奶牛。

3 结 语

奶牛热应激本质上是环境温度升高导致机体散热困难，从而引起奶牛生产性能、繁殖性能及免疫力下降。近年来，国内外学者在该方面进行了大量研究，取得了许多成绩，但多是研究添加饲料添加剂或改善饲养环境，而对各种抗热应激添加剂的作用机理和各泌乳阶段的应用效果，以及在不同热应激条件下奶牛不同泌乳阶段的适宜添加量等方面还需进一步深入研究。另外，就如何使奶牛通过自身生理调节来从根本上解决热应激尚需进一步深入研究。

参考文献：

[1] 周传社, 谭支良, 赵陈锋. 奶牛热应激的生理机制及其调控[J]. 家畜生态学报, 2006, 27(6): 173-177.

[2] 熊 琪, 李晓峰, 索效军, 等. 改善奶牛热应激的研究进展[J]. 湖北农业科学, 2011, 50(11): 2 161-2 164.

[3] 温雅俐,高 民, 何 钦,等. 热应激对不同泌乳阶段奶牛瘤胃内环境发酵指标的影响[J]. 畜牧与饲料科学, 2011, 32(9-10): 68-71.

[4] 魏学良, 张家骅, 王豪举, 等. 高温环境对奶牛生理活动及生产性能的影响[J]. 中国农学通报, 2005,21(5): 13-15.

[5] 杜红芳, 窦爱美, 杨 威,等.热应激奶牛的生理变化及缓解措施[J]. 中国畜牧, 2007, 8(43): 59-61.

[6] 李 征, 梅 成, 郭智成. 热应激对荷斯坦奶牛生产性能和乳脂脂肪酸组成的影响[J].中国乳品工业, 2009, 37(29):7-19.

[7] Israel Flamenbaum, 刘英霞. 热应激对白牛场生产效益的影响[J]. 中国奶牛, 2012, 10:55-57.

[8] 邓发清. 热应激对泌乳奶牛抗氧化性能及微量元素代谢的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2008, 44(5):61-63.

[9] 杨笃宝, 吕 品. 热应激对奶牛抗氧化性能的影响[J]. 动物医学进展, 2006, 27(S): 99-100.

[10] 于志深, 顾景范.特殊营养学[M]. 北京:科学出版社, 1991: 78-92.

[11] 成廷水, 呙于明. 氨基酸锌对产蛋鸡性能及免疫反应的影响[J]. 饲料研究,2004(4):1-5.

[12] 何德肆, 胡述光,袁 慧,等. 产奶量对热应激和非热应激期奶牛体内微量元素影响的研究进展[J]. 家畜生态学报, 2006, 27(1): 41-45.

[13] 桑润滋, 田树军, 李俊杰, 等. 热应激对荷斯坦种公牛精液品质德影响及机理[J]. 中国兽医学报,2002,22(14):407-450.

[14] 程广龙, 江喜春, 朱德建, 等. 奶牛热应激的发生及减缓措施[J]. 安徽农业科学, 2008, 36(7): 2 772-2 773.

[15] 冯 强, 王利华, 荆丽珍, 等. 奶牛热应激的产生及营养调控措施[J]. 饲料工业, 2007, 28(13):23-25.

[16] 杨金波,李 非. 过瘤胃脂肪对奶牛体况及生产性能的影响[J]. 中国奶牛, 2002(6):19-21.

[17] 郭 辉, 杨膺白, 李丽莉. 奶牛热应激研究进展[J].乳业科学与技术,2007,123(2):101-104.

[18] 张敏红, 张卫红.畜禽应激与抗应激新技术[M].北京:中国农业大学出版社,2000：87-89.

[19] 梁学武, 张龙涛, 刘庆华, 等. 热应激期日粮添加酵母铬对奶牛产奶性能及血液生化指标的影响[J]. 福建农林大学学报：自然科学版,2006,35(2):191-194.

[20] 禹爱兵, 王加启, 赵国琦, 等. 铬对泌乳期奶牛的生产性能和主要生理指标的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2006,38(7):774-778.

[21] 李震钟. 家畜环境生理学[M]. 北京:中国农业出版社, 1999：63-67.

[22] 李新建, 高腾云, 常智留, 等. 烟酸和烟酸铬对热应激奶牛产奶性能和血液激素水平的影响[J]. 华中农业大学学报, 2006, 25(4): 411-415.

[23] 霍小凯, 王加启, 卜登攀, 等. 风速对中度热应激奶牛生产性能的影响[J]. 乳业科学与技术,2009(3):123-125.

[24] 侯引绪, 张凡建, 魏朝利, 等. 奶牛抗热应激物理性措施应用效果研究[J]. 中国奶牛, 2012(1):42-43.

[25] 施振旦, 郭文军, 黄运茂, 等. 热应激奶牛繁殖力的影响及应对措施[J]. 中国奶牛, 2006(11):20-23.

[26] Elvinger F, Natzke R P, Hansen P J. Interactions of heatstress and bovine somasotropin affecting physiology and immunology of lactating cows[J]. Dairy Science, 1992, 75: 449-463.