高产奶牛适宜干奶期长度研究进展

陈俊材 黄国灏 董国忠

(1.西南大学 动物科学技术学院，重庆 400715; 2.西南大学 生物饲料与分子营养实验室，重庆 400715; 3.重庆市草食动物资源保护与利用工程技术研究中心，重庆 400715)

在现代奶牛养殖中，6～8 wk的干奶期作为一种干奶策略在全世界范围内被广泛采用[1]。在19世纪初，对干奶期长度的选择还存在争议，部分养殖者选择6～8周的干奶期长度，但也有养殖者认为10 d的干奶期长度更为适宜[2]。随后的研究表明，干奶期低于35 d对奶牛下一泌乳周期的产奶量有较大的负面影响，从而6～8周长度的干奶期开始逐步推广，并且沿用至今。通常认为奶牛干奶期的目的主要有2个：一是在经过长时间高强度的泌乳活动之后，奶牛需要在干奶期积蓄营养和恢复体况[3];二是奶牛在干奶期可以完成乳腺细胞的修复和更新，为下一个泌乳周期的开始做好准备，保证下一个泌乳周期的最佳生产性能[4]。

在过去几十年中，针对奶牛产奶性能进行了高强度的选育，同时随着营养策略和生产管理水平的提高，奶牛的产奶量出现显著上升，我国的规模化牧场荷斯坦奶牛单产也普遍超过9 000 kg/年[5]。与此同时，奶牛的发病率和淘汰率也显著上升，奶牛的生产寿命随之缩短[6]，所以研究人员开始反思以高产奶量为唯一目标，忽略奶牛的健康状况是否是奶牛产业发展的正确的道路。在2004年，Grummer等[1]提出疑问，6～8周是否是高产奶牛最适宜的干奶期长度？如果通过调节干奶期的长度，缓解奶牛泌乳初期的代谢压力，是否可提高奶牛的健康水平，降低淘汰率？因此，本文主要针对近20年的相关研究，就奶牛不同干奶期长度对奶牛生产性能、泌乳初期能量平衡、代谢状态、繁殖性能和经济效益等多方面的影响进行综述，旨为实际生产中适宜的干奶期长度选择提供指导，也为将来有关干奶期长度的深入研究提供参考。

1 干奶期长度对奶牛泌乳的影响

1.1 产奶性能

表1统计了2000年以来公开发表的21项对照研究，大部分研究的结果表明6～8周干奶期可保证奶牛下一泌乳周期的最高产奶量，干奶期过长或过短均会导致产奶量下降。其中，取消干奶期导致的产奶量降低幅度最大。van Knegsel等[3]采用meta分析统计了22项相关研究，发现与传统的干奶期(49～63 d)相比，取消干奶期导致产奶量平均降低19.1% (9.0%～28.9%)。这一结果也与长期以来的生产实践经验相一致。缩短干奶期(28～35 d)导致产奶量平均降低4.5%(-3.2%～13.2%)，下降相对较少，但也有多篇研究发现1个月左右的干奶期对奶牛产奶量的影响不显著[7-12]。另有2项研究表明，延长干奶期至13周左右对奶牛的下一周期产奶量影响不显著[12-13]，但延长干奶期可能会导致奶牛过肥，增加围产期代谢疾病发生风险，且奶牛泌乳时间减少一个月，分娩前产奶量的损失较大。

表1 不同干奶期长度对下一周期产奶量和乳成分的影响Table 1 Effects of dry period length on milk yield and milk content in the subsequent lactation

表1(续)

缩短干奶期至30 d或取消干奶期，意味着奶牛在分娩前多1～2个月的泌乳时间，这1～2个月的泌乳量可弥补部分分娩后的产奶损失[25-27](图1)。如果考虑分娩前额外的产奶量，缩短或取消干奶期造成的305 d产奶损失可降低5%～10%[20,28]。在实际生产中，由于奶牛泌乳初期的较高发病率和淘汰率，分娩前额外产奶量还可部分弥补在泌乳初期淘汰奶牛所造成的损失。基于此，Kok等[29]提出一个新的指标—有效产奶量 (Effective lactation yield)，用以衡量不同干奶期奶牛的产奶量。奶牛有效产奶量是指从分娩前60 d到下一次分娩前60 d 奶牛的日平均产奶量。有效产奶量将不同干奶期奶牛的分娩前产奶量和产犊间隔纳入考量，可更准确的衡量不同干奶期奶牛的产奶量。该研究分析了817个泌乳周期的数据发现，使用有效产奶量来比较缩短和取消干奶期奶牛的产奶量，其产奶损失分别从7.0和2.3 kg/d下降到 3.4 和0.9 kg/d。

C：56～63 d干奶期奶牛；S：28～35 d干奶期奶牛；N：0 d干奶期奶牛。C: Cows with 56-63 d dry period； S: Cows with 28-35 d dry period； N：Cows with 0 d dry period.图1 不同干奶期奶牛在分娩前和分娩后的产奶量[3,28]Fig.1 Milk production pre-calving and post-calving of cows with different dry period[3,28]

取消干奶期对产奶量的影响和奶牛胎次有关。和60 d干奶期比较，取消干奶期在2胎次奶牛中造成的305 d产奶损失为28%，而在胎次大于2的奶牛中造成的305 d产奶损失为18%[28]。Annen等[27]和Mantovani等[21]也有类似的报道。这可能是由于2胎次奶牛的乳腺组织还在发育当中，取消干奶期会对其产生较大影响[30]。所以取消或缩短干奶期这一策略可能更适合胎次大于2的奶牛。此外，多篇研究结果表明取消或缩短干奶期可提高泌乳初期乳中乳蛋白的含量[23,25-26,31-32]。如果基于乳成分校正奶产量，取消或缩短干奶期所造成的产奶损失还将进一步降低。

关于缩短或取消干奶期的长期作用的研究较少，目前的研究结果表明取消干奶期后的第2个泌乳周期产奶量明显高于第1个泌乳周期。Remond等[31]研究表明取消干奶期后的第1个泌乳周期奶牛的产奶量降低22%，但在取消干奶期后的第2个泌乳周期产奶量和对照组相比没有显著差异。另一项研究表明连续泌乳2个泌乳周期奶牛(0 d干奶期)在第2个泌乳周期的产奶损失(657 kg)显著低于第1个泌乳周期(2 502 kg)[28]。这可能是由于在第2个泌乳周期，奶牛胎次的增加所致，因为取消干奶期对胎次大于2的奶牛影响较小。在一项涉及2 866个泌乳周期数据的研究中，取消胎次大于2的奶牛干奶期，在其第2个泌乳周期的产奶量下降幅度依然小于第1个泌乳周期[33]。所以，除胎次因素以外，还有可能是由于0 d干奶期奶牛在第1个泌乳周期中进行乳腺细胞的更新，从而在第2个泌乳周期时，乳腺细胞大部分完成更新，产奶量损失降低，但这一推测还需要进一步验证[28]。

此外，由于取消干奶期降低奶牛下一泌乳周期的产奶量，奶牛的体重也随之增加[34]。为控制0 d干奶期奶牛的体重，van Hoeij等[15]降低0 d干奶期奶牛泌乳初期日粮的能量水平，发现并未降低其产奶量。该结果表明， 0 d干奶期奶牛可采用低能量水平日粮，以降低饲养成本，且不会进一步降低其产奶量。

综上，缩短或取消干奶期会造成下一泌乳周期产奶量的降低，但分娩前额外的产奶量可部分弥补该产奶损失。缩短或取消干奶期对胎次大于2的奶牛影响较小，且取消干奶期后的第2个泌乳周期产奶损失有所降低。此外，建议降低0 d干奶期奶牛日粮能量水平，从而达到控制体重,降低饲养成本的目的。

1.2 泌乳曲线

泌乳曲线反应奶牛整个泌乳期产奶量的变化规律。有多种不同的模型可对奶牛产奶量的变化进行泌乳曲线拟合，比如Wilmink模型和Wood模型等。在拟合泌乳曲线后，可对奶牛的峰值产奶量(Peak milk yield)、泌乳持续力(Lactation persistency)、305 d产奶量等指标进行比较和分析。研究表明，30和0 d 干奶期均显著降低下一泌乳周期的峰值产奶量，这与缩短或取消干奶期导致下一泌乳周期产奶量降低的结论相一致[20-21,28,35]。但是，关于干奶期长度对泌乳持续力影响的报道不一致。有研究表明，60[21]或30 d[15]干奶期奶牛的泌乳持续力均高于0 d干奶期奶牛。Atashi等[35]研究发现，0～35 d干奶期的奶牛的泌乳持续力高于51～60 d干奶期奶牛。其他研究发现干奶期长度对奶牛的泌乳持续力没有显著影响[20,28]。泌乳持续力反映奶牛在产奶峰值过后的下降速率，与泌乳中后期的产奶量密切相关。根据目前的研究结果推测，30 d干奶期奶牛的泌乳持续力优于其他长度干奶期奶牛的泌乳持续力，但该推论需要进一步的试验验证。

2 干奶期长度对奶牛乳腺健康及退化的影响

2.1 泌乳初期乳腺健康

乳腺健康是影响奶牛生产寿命的关键因素之一，迄今为止关于干奶期长度对奶牛乳腺健康影响研究的结果差异较大。部分研究结果表明在取消或缩短干奶期对奶牛下一泌乳周期的体细胞计数(Somatic cell count，SCC)没有影响[24-26]，另外的研究结果表明取消或缩短干奶期使SCC升高[6,22]。SCC是衡量奶牛乳腺健康状况的一项重要指标，但其受到多方面因素的影响，这可能是造成研究结果不一致的原因。van Hoeij等[36]对167头不同干奶期长度的奶牛的乳腺健康状况进行分析，结果表明分娩后乳中SCC和奶牛胎次、分娩前乳腺健康状况和分娩前奶产量密切相关，但和干奶期长度相关度较低。另外，取消干奶期导致的产奶量降低也是引起SCC的升高的原因之一[34]。

除此之外，0 d干奶期奶牛由于分娩前连续泌乳而没有对乳房使用预防性抗生素，这也可能是导致SCC升高的另一个主要原因[34]。Kok等[37]根据干奶前奶牛的胎次、产奶量和乳腺健康状况对牛群进行选择性干奶，结果表明，与60 d干奶期奶牛相比，30或0 d干奶期奶牛未使用预防性抗生素，但其乳腺健康并未受到影响。该研究结果为减少奶牛干奶期抗生素使用率提供新的思路。另外，降低0 d干奶期奶牛的日粮能量水平不会对奶牛乳腺健康产生负面影响[36]。

2.2 干奶期乳腺退化

目前认为干奶期长度影响下一泌乳周期产奶量的主要原因是其影响了干奶期奶牛的乳腺退化和更新。Annen等[38-39]采用半乳房(Half-udder)法比较60和0 d干奶期的奶牛乳房，发现0 d干奶期乳房中乳腺上皮细胞在分娩前的细胞增殖率显著低于60 d干奶期乳房，并且在分娩后第7天的细胞凋亡率显著低于60 d干奶期乳房。Capuco等[4]研究发现60 d干奶期奶牛的乳腺中[3H]胸腺嘧啶核苷掺入率比0 d干奶期奶牛高80%，表明60 d干奶期奶牛比0 d干奶期奶牛在分娩前进行了更为广泛的乳腺上皮细胞更新。在泌乳初期，尽管0 d干奶期奶牛乳房中的细胞数量和60 d干奶期乳房差异不显著，但0 d干奶期奶牛乳房中存在更多处于充盈或休眠状态的乳腺腺泡，而60 d干奶期乳房中存在更多处于分泌状态的乳腺腺泡[38]。这些休眠的腺泡中的乳腺上皮细胞含有不规则形状的细胞核，细胞极性丧失，不具备乳汁合成和分泌能力。以上结果表明连续泌乳乳腺中会有更多的衰老细胞进入下一个泌乳周期，导致乳汁合成和分泌能力下降，从而产奶量降低。

多项研究表明短干奶期的奶牛在下一个泌乳周期产奶量下降[14,17,28]，所以30 d左右的干奶期可能不足以完成对乳腺衰老细胞的更新。这主要是由于两方面的原因导致的：一是30 d干奶期奶牛在干奶时的产奶量较低，乳腺内相关促凋亡因子的浓度和乳腺上皮细胞所承受的物理张力较低，乳腺退化受到抑制；二是30 d干奶期奶牛干奶时间更接近分娩，乳腺受到妊娠末期激素的影响更大[40]。Bernier-Dodier等[41]研究表明35 d干奶期奶牛血液中的催乳素质量浓度在分娩前显著高于65 d干奶期奶牛。

有学者提出假设，如果促进30 d干奶期奶牛乳腺退化过程，则可能在30 d左右完成乳腺的更新，从而达到和60 d干奶期奶牛相似的产奶量[42]。如此既可简化奶牛干奶期的管理，又可提高奶牛围产期健康水平。Lanctt等[43]通过向奶牛乳腺灌注壳聚糖，显著促进干奶期乳腺的退化过程。未来可进一步研究乳腺壳聚糖灌注对30 d干奶期奶牛的乳腺退化的促进作用，从而提高其在下一个泌乳周期的产奶量。

3 干奶期长度对奶牛泌乳初期能量平衡的影响

泌乳初期奶牛产奶量快速上升，其摄入的能量不能满足泌乳所需能量，从而引起能量负平衡问题。能量负平衡导致代谢紊乱，引起免疫抑制，造成酮病和脂肪肝的发病率升高[44]，提高乳房炎发病率[45]，导致淘汰率增加[46-47]。近年来的研究表明缩短或取消干奶期可显著改善奶牛泌乳初期的能量负平衡问题，缓解代谢紊乱[14,16,23,25]。Rastani等[25]研究发现，与60 d干奶期奶牛相比，缩短或取消干奶期奶牛在分娩后的能量平衡分别提高2.9 Mcal/d和7.7 Mcal/d。van Knegsel等[32]报道，缩短或取消干奶期显著提高奶牛产奶初期的能量平衡(0 d vs 30 d vs 60 d干奶期: 39 vs-59 vs -132 kJ/(kg0.75·d))。

缩短或取消干奶期改善奶牛泌乳初期能量负平衡问题，体脂动员减少，代谢状态得以改善。多项研究表明缩短或取消干奶期提高泌乳初期胰岛素和血糖水平，降低血液游离脂肪酸(Free fatty acids，FFA)、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate，BHBA)以及肝脏中甘油三酯的水平[8,16,21-26]。van Knegsel等[3]通过统计已发表的4篇研究的数据，发现缩短干奶期有降低奶牛酮病的患病风险的趋势(P=0.09)。

缩短或取消干奶期提高泌乳初期能量平衡主要有两方面的原因。一是由于产奶量下降，能量需求降低[32]。二是采食量升高，能量摄入增加。Rastani等[25]和Goselink等[48]均发现取消或缩短干奶期可提高泌乳初期采食量，Goselink等[48]还发现缩短或取消干奶期使奶牛的瘤胃乳头表面积升高，这可能是由于在干奶期没有频繁更换日粮，从而保证更稳定的瘤胃环境。但另外的研究表明干奶期长度对泌乳初期采食量没有影响[23,26,32]。造成不同结果的原因可能与试验奶牛品种不同、日粮组成不同和试验环境不同等有关，干奶期长度对泌乳初期采食量的影响尚需进一步深入研究。

4 干奶期长度对初乳与犊牛健康的影响

初乳对犊牛的存活率起着至关重要的作用。O′Hara等[49]研究表明，与60 d干奶期奶牛相比，28 d 干奶期奶牛所产犊牛血液中的IgG浓度没有显著变化。但是，取消干奶期降低初乳中的免疫球蛋白G(Immunoglobulin G，IgG)浓度[25]。尽管如此，犊牛仅需摄取2 L来自0 d干奶期奶牛所生产的初乳就可达到推荐的IgG摄入量[22,50]。Baumrucker等[51]研究表明，分娩当天初乳中IgG的浓度下降是因为0 d干奶期奶牛分娩前已经开始分泌初乳，所以总IgG的产量可能并没有受到干奶期长度的影响。

目前关于干奶期对犊牛影响的研究还比较少。Rastani等[25]和Pezeshki等[9]研究发现奶牛干奶期长度对犊牛的初生重没有显著影响，而Mayasari等[50]研究表明取消干奶期使奶牛的初生重降低，这可能是由于0 d干奶期奶牛的妊娠期比60 d干奶期奶牛短3 d有关。在该研究中，尽管取消干奶期使初乳中的IgG含量降低，但并没有对产后犊牛的特异性免疫力造成负面影响。因此，尽管取消干奶期对初乳中的免疫球蛋白含量有一定影响，但不会对犊牛健康产生负面影响。

5 干奶期长度对奶牛繁殖力的影响

繁殖性能是奶牛养殖中的一个核心指标，多篇研究发现缩短或取消干奶期可缩短奶牛分娩至首次排卵的间隔[23,52-53](表2)，促进奶牛分娩后卵巢周期活动的恢复[54]，这表明缩短或取消干奶期使卵巢更快地从上一次分娩中恢复，为下一次受孕做好准备。此外，降低0 d干奶期奶牛的日粮能量水平，可进一步促进其卵巢的恢复[55]。这一结果与缩短或取消干奶期改善产奶初期能量负平衡有直接关系，因为严重的能量负平衡会抑制奶牛的卵泡发育[56]。

表2 传统 (C，49～60 d)、缩短 (S，28～35 d)或取消 (N，0 d)干奶期奶牛的繁殖性能Table 2 The reproductive performance of cows with a conventional (C, 49-60 d),shortened (S, 28-35 d), or omitted (N, 0 d) dry period

一项涉及781头奶牛的研究表明，和60 d干奶期相比，缩短奶牛干奶期至34 d可缩短奶牛空怀期(110 d vs 127 d，P=0.09)[52-53]。在另外一项涉及13个农场850头奶牛的研究中，35 d干奶期奶牛的产犊间隔比60 d干奶期的奶牛短19 d(387 d vs 406 d，P<0.01)[11]。但Pezeshki等[9]和de Feu等[23]研究表明干奶期长度对受孕率和空怀期长度没有影响。由于奶牛的繁殖性能受到多种因素的影响，如疾病和生产管理方式等，这可能是研究结果不一致的原因[57]。此外，0或30 d干奶期的奶牛分娩后卵巢恢复的更快，这意味着在未来的研究中，可以尝试改进繁殖管理方式，比如对其提前进行人工授精，从而缩短空怀期、并提高奶牛的繁殖性能。

6 干奶期长度对奶牛养殖经济效益的影响

奶牛养殖的盈利状况直接影响奶牛饲养管理策略的选择。Kok等[58]采用动态随机模拟模型(Dynamic stochastic simulation model)模拟长期(5年)采用60、28和0 d干奶期农场(100头奶牛)的经济情况，结果显示28和0 d干奶期平均降低农场1 249 欧元和1 632欧元的年收益。但在模型中加入人工授精成本和产犊间隔等因素后，研究人员发现，奶产量降低带来的经济损失可通过更低的人工授精成本和分娩管理成本来弥补[59]。

在3个不同的国家，研究人员对短干奶期35或0 d干奶期在实际生产中的应用情况展开调查。一项涉及11个荷兰奶牛农场的研究报告显示,取消干奶期可降低12%～32%的305 d产奶量[60]。尽管产奶量降低，但奶牛健康状况和繁殖力得到提升,且免于奶牛日粮和群体的调整,养殖者整体满意度较高。Santschi等[61]调查加拿大采用短干奶期(35 d)的13家农场的盈利情况发现，在牛奶配额政策下，将干奶期从60 d缩短至35 d可提高年净利润2 677加元，如果购买更多的配额，增加的年净利润提高到17 132加元。利润的增加与奶牛淘汰率的降低和整体产奶量升高有关。Kopf等[62]在6个德国南部农场选取98头西门塔尔牛，发现0 d干奶期奶牛可以更早的受孕，产后酮病和低血钙症发病率降低，用于疾病治疗的费用也更低。所以尽管取消干奶期导致产奶量降低，但是总体上看依然比传统60 d干奶期有更高的收益率。

以上研究表明，尽管缩短或取消干奶期会对奶牛泌乳量产生一定的影响，但对奶牛健康水平和繁殖力的提高所带来的收益，可部分弥补产奶量降低带来的经济损失。但以上研究均是基于其他国家情况得出的结论，不一定适用于我国奶牛养殖业。在未来的研究中，可针对我国实际情况，对不同干奶期长度对经济效益的影响进行分析，为畜牧工作者提供最直接的参考。

7 总结与展望

综上所述，缩短奶牛干奶期至30 d左右或取消干奶期降低奶牛在下一泌乳周期产奶量，这与干奶期乳腺退化和更新受到抑制有关。尽管分娩后产奶量降低，但分娩前额外产奶可部分弥补产奶损失，且缩短或取消干奶期可改善泌乳初期的能量负平衡问题、降低代谢紊乱发生率和提高奶牛繁殖力。此外，取消或缩短干奶期对犊牛健康水平无显著影响。

高发病率和高淘汰率是奶牛行业可持续发展所面临的瓶颈问题，而缩短或取消干奶期可显著改善高产奶牛健康状况，具有延长奶牛生产寿命、提高奶牛养殖的综合经济效益的巨大潜力，理应受到研究人员和产业界的关注和重视。但是该干奶策略在实际生产中的推广和应用还有很大的阻碍，亟待对高产奶牛适宜干奶期开展进一步研究，因此本研究就此提出以下四方面的展望：第一，需针对30或0 d干奶期奶牛，研究与其相匹配的营养策略、管理策略和繁殖策略，比如降低其日粮能量水平和提前对其进行人工授精等，以期进一步提高该干奶策略的可行性；第二，30 d干奶期奶牛乳腺退化受到抑制，需针对乳腺退化的促进开展研究，以改善其生产性能；第三，需建立预测模型，据奶牛胎次、产奶量和健康状况等因素来综合判断奶牛适宜的干奶期长度，从而采用定制化的干奶策略；第四，需从分子角度探究干奶期长度影响干奶期乳腺退化和乳腺组织更新的分子机制，为这一干奶策略的应用提供更深入的理论基础。