新疆地区中国荷斯坦牛和新疆褐牛生产性能影响因素分析

张梦华，尤震晨，魏 趁，李景芳，葛建军，陈光莲，谭世新，黄锡霞*

（1.新疆农业大学动物科学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.新疆维吾尔自治区奶业办公室，新疆乌鲁木齐 830063；3.新疆呼图壁种牛场，新疆呼图壁 831203；4.乌鲁木齐种牛场新疆褐牛繁育中心，新疆乌鲁木齐 830049；5.新疆天山畜牧生物工程股份有限公司，新疆昌吉 831100）

奶牛群体改良（Dairy Herd Improvement，DHI）测定项目包括牛群产奶性能和牛群饲养管理。牛群产奶性能指每头牛的乳脂率、乳蛋白率、体细胞数、日产奶量等，牛群饲养管理指产奶牛只的系谱资料、胎次、产犊日期、干奶日期、产犊间隔、健康状态等[1]。当今时代，养牛成本颇高，投入与产出效益最大化是养殖者追求的目标，DHI 工作是实现该目标的有效手段。通过深入解读研究DHI 数据，将DHI 数据视为主体和切入点，可以为牧场提供分析报告、管理报告、评估报告以及年度报告，对牧场精细管理提出建议[2]。本文收集新疆地区32 个牛场2013—2016 年的中国荷斯坦牛和新疆褐牛不同胎次的DHI 测定记录，对数据进行最小二乘方差分析，旨在分析影响中国荷斯坦牛和新疆褐牛DHI 测定指标的因素，通过分析找到影响产奶量和牛奶品质的因素，对牧场精细管理提出建议。

1 材料与方法

1.1 数据来源 数据来自新疆呼图壁种牛场、乌鲁木齐市种牛场新疆褐牛繁殖中心、新疆天山畜牧生物工程有限公司、新疆朗青畜牧有限公司、新疆天润五一牛场、新疆奎屯131 团天锦牛场、新疆石河子西部牧业良繁中心牛场、新疆阿克苏新农乳业有限公司、新疆克拉玛依绿城牛场等32 个牛场2012—2016 年38 994 头中国荷斯坦牛和895 头新疆褐牛的147 221 条DHI 测定日生产性能记录。

1.2 DHI 测定数据 DHI 测定工作中，奶样的采集是由参加DHI 测定的各个牧场的资料员每月1 次定期采集，奶样在新疆维吾尔族自治区乳品质量监测中心进行检测，检测项目包括乳脂率、乳糖率、乳蛋白率、总固体、体细胞数（Somatic cell counts，SCC），其中前4 项检测指标所用仪器是乳成分分析仪（型号为MilkoScan-4000），体细胞数所用仪器是体细胞计数仪（型号为Fossomatic-5000）。

1.3 数据处理

1.3.1 数据筛选 数据库信息包含：序号、个体号、个体重新编号、父号、父号重新编号、母号、母号重新编号、胎次、日产奶量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、总固体、体细胞数、尿素氮、电导率、非脂乳固体、冰点、测定场编号、测定日期、产犊年份、产犊季节、泌乳天数、产犊日期、出生日期、产犊月龄。

根据中国荷斯坦牛和新疆褐牛原始数据结构及其完整性进行以下筛选：产奶量1.0～50 kg，乳脂率1.50%～9.00%，乳蛋白率和乳糖率1.50%～6.00%，总固体7.50%～16.00%[5]。

1.3.2 效应的划分 品种效应按照所分析的中国荷斯坦牛和新疆褐牛2 个品种划分为2 个水平；胎次效应按照1 胎、2 胎、3 胎、4 胎、5 胎、≥6 胎次划分 成6 个 水平；测定场效应按照参测牛场划分为32 个水平；产犊年份效应划分为4 个水平（2013—2016 年）；产犊季节效应依据新疆特殊的气候条件划分为4 个水平：3、4、5 月为春季，6、7、8 月为夏季，9、10、11 月为秋季，12、1、2 月为冬季；泌乳天数效应根据计算的泌乳天数筛选5～600 d 的记录，每30 天1 个水平，划分为16 个水平。

1.4 统计方法 运用SAS 8.1 软件的GLM 过程，使用混合动物模型进行最小二乘分析[6]，分析品种、胎次、测定场、产犊年份、产犊季节和泌乳天数效应对日产奶量和DHI 测定指标的影响。

式中，Yijklmno为性状观察值；u为群体均值；Bi为第i个品种效应；Pj为第j 个胎次效应；HK为第k 个测定场效应；Xl为第l 个产犊年份效应；Sm为第m 个产犊季节效应；Dn为第n 个泌乳天数效应；eijklmno为随机残差。

2 结果

2.1 日产奶量和DHI 测定指标的描述性统计结果 如表1 所示，日产奶量和DHI 测定指标的值均在正常范围内，可以用于最小二乘分析。

表1 日产奶量和DHI 测定指标的描述性统计

2.2 日产奶量和DHI 测定指标的影响因素分析 由表2可知，品种对乳蛋白率、乳糖率、总固体和体细胞评分有极显著影响，对日产奶量、乳脂率、乳脂量、乳蛋白量、电导率和非脂乳固体有显著影响；测定场和产犊年份对日产奶量和DHI 测定指标均有极显著影响；而胎次、产犊季节和泌乳天数对牛奶中除尿素氮外的其他性状有极显著影响，泌乳天数对牛奶中的尿素氮有显著影响。

表2 日产奶量和DHI 测定指标的方差分析

2.2.1 品种效应对日产奶量和DHI 测定指标的影响 由表3 可知，中国荷斯坦牛的体细胞评分比新疆褐牛高，新疆褐牛乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和总固体比中国荷斯坦牛高。

2.2.2 胎次效应对日产奶量和DHI 测定指标的影响 由图1 可知，除体细胞评分、尿素氮和电导率外，其他性状均随着胎次的增加呈下降趋势，而日产奶量和体细胞评分的波动最明显。

表3 新疆褐牛和中国荷斯坦牛日产奶量和DHI 测定指标的差异

2.2.3 测定场效应对日产奶量和DHI 测定指标的影响由图2 可知，不同的测定牛场之间，乳脂率、体细胞评分和产奶量的差异明显，产奶量和乳脂率的变化趋势相反，随着产奶量的增加乳脂率呈下降趋势，同样，随着产奶量的增加体细胞评分也呈现下降趋势。

2.2.4 产犊年份效应对日产奶量和DHI 测定指标的影响随着年份的增加，日产奶量、乳脂率、乳蛋白率等呈现明显的上升趋势，只有体细胞评分呈明显的下降趋势（图3）。

2.2.5 产犊季节效应对日产奶量和DHI 测定指标的影响由图4 可知，除日产奶量、电导率、尿素氮和体细胞评分在冬季最高外，其余性状均在秋季最高，秋季和冬季的日产奶量比春季、夏季要高，而秋季的体细胞评分最低。

图1 不同胎次各性状的变化趋势

图2 不同测定场产奶量、乳脂率和体细胞评分的变化趋势

2.2.6 泌乳天数对日产奶量和DHI 测定指标的影响 由图5 可知，随着泌乳天数的增加，产奶量在65 d 达到泌乳高峰后，保持一定速度缓慢下降。而随着产奶量的下降乳脂率、乳蛋白率、总固体、尿素氮、非脂乳固体等性状呈现较为明显的上升趋势。乳糖率随泌乳天数的变化趋势与产奶量相似，也在65 d 时达到了高峰值。SCS 与3 个产量性状（日产奶量、乳脂量、乳蛋白量）的变化趋势相反，在泌乳初期下降，在产犊后50 d 下降至最低，随后随着泌乳阶段的进行持续增加。

3 讨 论

图3 不同产犊年份各性状的变化趋势

图4 不同产犊季节各性状的变化趋势

目前，全国DHI 参测群体平均测定日泌乳性能水平为：日产奶量28.73 kg，乳脂量1.09 kg，乳蛋白量0.89 kg，体细胞评分3.21。当前新疆地区奶牛主要产奶性状的平均生产水平仍然落后于全国平均水平，奶牛群体改良工作亟待加强。中国荷斯坦牛和新疆褐牛各性状差异显著的原因可能是中国荷斯坦牛的产奶量高，对乳脂率和乳蛋白率产生“稀释效应”，从而使单位体积内的乳脂率和乳蛋白率降低。同时高产奶量对乳房的消耗很大，导致乳房感染疾病的几率升高，体细胞评分也随之升高。新疆褐牛和中国荷斯坦牛的日产奶量及DHI测定指标的差异很大，统计分析时必须剖分出品种效应，所以后期课题组在做遗传参数估计时将两个品种分开计算最佳。本研究中，乳脂率随胎次的增加呈现下降趋势，这与吾买尔江等[7]人的研究结果一致，日产奶量在第2胎次较高，第1 胎次次之，从第3 胎次呈下降趋势。可能是因为实际生产中，对于一个较大的奶牛群体而言，产1 胎的牛多，而这种淘汰并不是按照人们的意愿进行优胜劣汰，淘汰产奶量低的奶牛，相反，高产奶牛反而会较先淘汰，这主要是因为奶牛产奶量越高，其患病的几率越大，泌乳系统、生殖系统、消化系统等感染发病率明显升高，使得高产奶牛被迫淘汰，称之为被动淘汰[8]。想要降低胎次对乳脂率、体细胞评分的影响，就必须做好奶牛的产后保健工作，保证奶牛有足够的干奶期。有研究者证明，没有经过干奶期治疗的奶牛在下一个产奶期的乳房炎发生率是经过治疗的4 倍[9]。不同牛场各性状的差异主要体现在不同的饲养管理制度、疾病防治措施、牛只乳房健康状况以及环境的差异，其中最主要的因素是饲养管理[10]。不同的饲养模式、挤奶设备、饲料中粗纤维的含量等对DHI 测定指标均有影响[11]。

随着DHI 测定工作和奶牛育种工作的开展，日产奶量、乳脂率、乳蛋白率等奶牛育种中的选择性指标也出现明显的上升趋势，而体细胞评分也作为逆向选择性指标呈现明显的下降趋势，这是多年来奶牛育种和DHI测定的成就。日产奶量和体细胞评分随胎次的增加呈相反的变化趋势，其原因可能是每个胎次的产奶都需要消耗奶牛大量的营养，对体质影响极大，平时日粮和干奶期营养的补充都对产奶有着极大影响，也映证了产犊年份对日产奶量和SCS 的影响[12]。产犊年份对各性状的影响是奶牛年龄、胎次等效应的叠加产生的。

图5 不同泌乳天数的各性状变化趋势

日产奶量与乳脂率、乳蛋白率等呈极显著负相关，与乳糖率呈极显著正相关的研究结果与不同泌乳天数各性状变化规律一致[13]。这可能跟SCS 与产奶性状间的遗传负相关以及泌乳高峰对奶牛乳房健康程度的影响有关。随着胎次的增加，SCS 同样呈现增加的趋势，且不同胎次间SCS 随着泌乳阶段的变化曲线趋于平行[14]。体细胞评分随着产犊年份的增加呈现波动上升的趋势，可能是由于年老的奶牛利用年限长，接触病原的几率更大，产生乳区较大面积和较大范围感染的几率也更大[15]。同时年龄较大的奶牛免疫力低，导致其受到感染后的恢复期较长，造成的乳房损伤就更严重，已经患过乳房炎的奶牛，如果再次感染乳房炎，奶牛自身机体产生的免疫反应会更大，其体细胞数也会有较大上升[16]。

产奶量秋季和冬季较高[17]，可能是由于秋季饲草新鲜、多汁且营养物质充足，奶牛产奶的消耗与摄入能够达到基本的平衡；虽然冬季新疆最低气温达-40℃，但是新疆奶牛圈舍为封闭式圈舍，可以通过控制圈舍存栏数量、开关门窗等措施控制圈舍温度。因为奶牛需要消耗大量能量维持体温和产奶，所以冬季适当增加饲养密度，能有效提高牛舍温度，同时要关注牛舍湿度，使奶牛群处于较为舒服的环境中，从而提高冬季产奶量[18]，提高产奶量的同时，“稀释效应”可以使体细胞评分降低很多[19]。除此之外，在奶牛产犊之后，需要及时做好产后恢复工作，包括体温监控和产后保健，将饲养管理维持在较好的水平，从而降低牛奶中的体细胞评分[20]。然而远观一个牧场的长久发展，奶牛场核心母牛群体的建立是非常重要的，需要通过长期的“优胜劣汰”来实现，而针对核心母牛群进行选种选配，使其后代充分发挥出优良的遗传性能，奶牛场才会良性发展，实现利益最大化[21]。

4 结 论

牛奶产品的质量由生鲜牛奶的理化指标和卫生状况决定，而生鲜牛奶的质量受奶牛本身因素、环境因素等多种因素制约，不同因素之间还相互影响，产生叠加效应。奶牛场通过DHI 测定分析可获知不同场、产犊年份、季节、胎次等水平的牛奶质量情况，对牧场精细化管理提出更好的建议。