反光膜对舍内温热环境及青年奶牛血液生化指标的影响

赵俐辰，赵心念，冯 曼，宋连杰，王亚男，李永亮，郭建军，高玉红

反光膜对舍内温热环境及青年奶牛血液生化指标的影响

赵俐辰1，赵心念1，冯 曼2，宋连杰2，王亚男2，李永亮1，郭建军2，高玉红1※

（1. 河北农业大学动物科技学院，保定 071001； 2. 承德市农林科学院畜牧研究所，承德 067000）

针对夏季单彩钢屋顶结构的奶牛棚舍隔热性能差、舍温高的生产难题，该研究对单彩钢屋顶进行改造，彩钢板外侧铺设反光膜（铺膜舍），未铺设反光膜的相同结构牛舍作为对照舍，每栋舍饲养90头青年奶牛。测定7－8月和9－10月份牛舍温热环境、舍中青年奶牛的生理指标、血液生化指标及生产性能，通过对比分析铺膜舍与对照舍各指标评价铺膜缓解牛热应激的效果。结果表明：1）7—8月份和9—10月份中午时段铺膜舍屋顶内表面温度较对照舍分别降低10.48 ℃和8.16 ℃（<0.01），且舍温在7—8月份的09:30－13:30降低0.87～1.04℃（<0.05）；2）7－8月份铺膜舍青年奶牛的呼吸频率较对照舍降低12.51%（<0.01），且10:00－14:00躺卧比例增加7.90%～18.77%（<0.05），而9－10月份两栋舍未表现出显著性差异（>0.05）。产犊后铺膜舍的产奶量较对照舍表现出增加趋势，且乳蛋白率提高4.85%（<0.05）；3）7－8月份铺膜舍青年牛的血清超氧化物歧化酶和总抗氧化能力水平较对照舍分别提高5.71%和10.47%（<0.05），血清白细胞介素4及其mRNA水平分别提高24.78%和25.43%（<0.01），且血清热应激蛋白HSP60和HSP70含量两栋舍之间也表现出显著性差异（<0.05），铺膜舍较对照舍分别降低14.06%和15.87%，且HSP70 mRNA表达量也表现出显著性降低（<0.05）。综上，单彩钢屋顶进行铺膜改造后，能显著降低牛舍温度（7－8月份），有效缓解青年奶牛的热应激，提高青年奶牛产犊后的泌乳性能。

温度；奶牛；湿度；奶牛舍；抗氧化性能；免疫性能

0 引 言

随着全球气候变暖，奶牛遭受热应激的风险逐渐增加。据联合国政府间气候变化专门委员会IPCC第五次评估报告（AR5），预计到2035年全球地表平均温度将升高0.3～0.7 ℃[1]。高温环境下，奶牛内源性产热无法有效扩散，加之从外界环境获得的热量，导致体温升高，产生热应激反应[2]。研究已经证实，热应激条件下奶牛呼吸频率和体温增加，采食量下降，产奶量降低25%～40%[3-4]，尤其对头胎青年奶牛而言，这个时期是胎儿快速发育和乳腺更新换代的重要阶段，热应激势必会影响奶牛的泌乳性能及初生犊牛的生长发育。因此，做好预防青年奶牛的防暑降温工作尤为重要。

为了缓解夏季高温对奶牛造成的影响，华北地区大部分奶牛场通过“风扇+喷淋”降温模式以缓解热应激[5]，但对于单彩钢屋顶结构的棚舍，该降温模式仍难以有效缓解奶牛的热应激。目前中国仍有部分奶牛舍屋顶使用单层彩钢板，其隔热性能远低于复合板结构[6-7]，若将单彩钢屋顶改造为复合板结构，成本会大大增加，养殖场/户难以接受。反光膜作为一种新型建筑材料，通常为铝箔、镀铝膜或者铝塑膜结构，因其具备良好的隔热效果，已广泛应用于建筑物或构筑物的表面[8]，目前反光膜应用于畜禽建筑以缓解热应激的研究报道较少[9]。基于此，本试验对单彩钢板结构的棚舍进行外表面铺设反光膜的改造，并对棚舍外围护结构的内表面温度和舍内环境温湿度进行测定，通过检测青年奶牛生理指标、血清抗氧化酶活性和免疫性能，了解反光膜对奶牛夏季热应激的缓解效果，以期为单彩钢棚舍的改造提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验于2020年6—10月份在河北保定市某规模化奶牛场进行。

1.2 试验设计

选择2栋结构完全相同、屋顶材料为1 mm厚蓝色单层彩钢板的南北向棚舍，一栋舍作为试验舍，在单彩钢板外表面铺设0.375 mm厚的灰色镀铝层反光膜，即铺膜舍。另一栋舍作为对照舍，屋顶表面不做任何处理。2栋舍跨度均为31 m，长度50 m，檐高5.5 m，脊高13 m，双列单走道，设置对头卧床。每栋舍饲养90头（体质量为(380±20)kg，(16±0.4)月龄）健康的青年荷斯坦奶牛，每头牛占舍面积为15 m2。牛舍建筑结构如图1所示。

注：A1-A3、B1-B3、C1-C3为屋顶内表面温度测点；D1、D4为卧床温度测点；D2、D3为料道温度测点；E1-E8为承重柱温度测点。

整个试验分2个阶段进行，即7－8月份和9－10月份，2栋舍的降温措施均采用吹风+喷淋，风机（1.2 m，0.75 kW）装于舍内立柱上，高度2.1 m，倾斜角度25°，相邻间距6 m，当外界环境温度超过23 ℃时，开启风机和喷淋；喷淋采取间歇方式（喷1 min，停5 min），喷头安装高度1.8 m，相邻喷头间隔1.5 m。整个试验期2栋舍青年奶牛均饲喂相同的全混合日粮（Total Mixed Ration, TMR），每日撒料2次（06:00和18:00），自由采食，自由饮水，刮粪板机械化清粪，每隔2 h清粪1次。全期试验牛的饲养管理完全一致。

1.3 检测指标及方法

1.3.1 外围护结构内表面温度测定

按牛舍长轴方向均匀选择3个截面，利用红外热成像仪（Testo-890，德国）分别采集3个截面的外围护结构内表面（屋顶、料道、承重柱等）清晰的红外热像图，每个截面均匀布置21个外围护结构温度测点（A1，A2，A3，B1，……，E8），如图1所示。每个温度测点提取3个相邻的温度信息作为重复，以3个重复的均值温度作为采样点的实测值。每周连续检测3 d，即，早晨（06:00－07:00）、中午（12:00－13:00）和晚上（18:00－19:00）。

1.3.2 牛舍环境温湿度和温湿指数的测定

利用电子温湿度记录仪（KTH-350-I型，法国）对舍内外温度和相对湿度进行连续测定，每0.5 h自动采集温度和湿度数据，检测高度均为垂直地面1.7 m，分别于南、北两侧卧床及中间料道两侧，每栋舍共设12个温湿度测点；舍外设3个采样点，均匀布置于场区净道。试验结束后，绘制24 h的温湿度连续曲线，并计算温湿指数（Temperature and Humidity Index, THI）[10]。

1.3.3 青年奶牛生理指标的测定

每栋舍随机选择8头青年奶牛，分别于各试验阶段末3 d采用颈枷将牛固定，选择中午12:00－14:00时段对青年奶牛的呼吸频率、直肠温度和皮温进行测定。呼吸频率测定时，利用秒表和计数器记录连续3 min牛的呼吸次数，连续测3次。直肠温度利用兽用体温计进行测量，将体温计消毒并涂上润滑剂后插入肛门3～5 min后记录体温。皮温的测量参照《家畜环境卫生学》（第4版）的计算方法[11]。利用红外热成像仪（Testo-890，德国）采集青年奶牛清晰的红外热像图，并对牛的躯干上部（躯干上部）、躯干下部（躯干下部）、四肢上部（四肢上部）、四肢下部 （四肢下部）、颈部（颈部）和耳部（耳部）分别选取3个位点提取温度信息，以3个位点的均值作为实测值，平均皮温（Average skin temperature, AST）计算式如下：

AST（℃）=0.25躯干上部+0.25躯干下部+0.32四肢上部+

0.12四肢下部+0.04颈部+0.02耳朵（1）

1.3.4 青年奶牛行为的测定

分别于7－8月份和9－10月份对青年奶牛行为进行记录，每2周连续测定3 d，每天选择8个时间点（06:00、08:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00和20:00）对躺卧、站立、采食和饮水的牛群数量进行记录并计算各种行为的比例。

1.3.5 奶牛泌乳性能的测定

青年奶牛产犊后测定一个泌乳周期（305 d）的产奶量，记录每天每头牛的产奶量，并将产奶量转化为4%校正乳（Fat Correction Milk, FCM）[12]。另外，整个泌乳周期的每个月末连续3 d采集每次挤奶时的奶样，每日挤奶3次（05:00、12:00和18:00），每次各舍采集100 mL奶样，将3个时间点的奶样按4∶3∶3比例加入盛有重铬酸钾的试管中摇匀[13]，送至河北省种畜禽质量监测站DHI中心检测乳成分。

1.3.6 青年奶牛血清抗氧化酶含量的测定

分别于各试验阶段末的前一天晚上对牛进行禁水禁食，次日早晨进行空腹采血。考虑到奶牛在妊娠期因采血可能会受到刺激而导致不良后果，每组随机选取8头牛，使用一次性采血针和抗凝真空牛尾静脉采血10 mL，装入EDTA抗凝真空采血管中，经3 000 r/min离心15 min，取上层血清分装，一部分用于血清抗氧化酶和免疫分子指标蛋白含量的测定，−20 ℃保存；另一部分用于基因定量表达测定的血清样品立即放入抗降解RNA的离心管中，−80 ℃保存。

测定的抗氧化酶含量包括丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、谷胱甘肽-S转移酶（Glutathione-S Transferase，GSH-ST）、总抗氧化能力（Total Antioxidant Capacity，T-AOC），该4种酶活的测定方法按照南京建成生物工程所的试剂盒说明书进行操作，使用ECA2000B半自动生化分析仪直接读取数据。

1.3.7 青年奶牛血清免疫指标含量的测定

测定的血清免疫指标包括2种白细胞介素（IL-4和IL-6）、3种免疫球蛋白（IgA、IgG和IgM）和3种热休克蛋白（HSP60、HSP70和HSP90），白细胞介素和免疫球蛋白含量按照ELISA试剂盒（南京建成生物工程研究所）说明书使用酶标仪（华卫德朗DR-200BS）进行测定；热休克蛋白含量采用酶联免疫吸附双抗体夹心法（ELISA）进行测定。

1.3.8 血清基因定量表达水平的测定

选择上述血清抗氧化酶和免疫指标中效果显著的指标进行基因定量表达水平的测定。

采用TRNzol提取样品总RNA并通过凝胶电泳和波长260 nm检测RNA提取质量，OD260 nm/OD280 nm为1.8～2.1时可进行反转录，按照反转录试剂盒说明书进行。主要操作如下：37 ℃孵育15 min，然后85 ℃ 5 s进行反转录，cDNA保存放−20℃冰箱备用。再根据SYBR GreenⅠReal Time PCR检测系统说明书进行实时荧光定量PCR反应，PCR 扩增程序为：95 ℃预变性10 min；95 ℃变性10 s；60 ℃退火60 s；95 ℃延伸15 s，循环40次。扩增反应结束后形成PCR产物的熔解曲线。所测基因的引物序列见表1。

表1 所测基因的引物序列

1.4 数据分析

利用SPSS22.0统计软件分析试验数据，两栋舍数据比较的统计分析采用独立样本检验，<0.05表示差异显著，<0.01表示差异极显著，0.05<<0.1表示存在显著性趋势。数据以平均值±标准误表示。另外，利用热成像分析软件（Testo IRSoft2）对热谱图像进行处理，提取温度信息；并利用GraphPad Prism 9.2对青年奶牛的血清热休克蛋白含量及其基因表达量进行绘图。

2 结果与分析

2.1 屋顶铺设反光膜对牛舍外围护结构内表面温度的影响

单彩钢屋顶外表面铺设反光膜对外围护结构内表面温度的影响如表2所示。7－8月份12:00－13:00时段2栋舍外围护结构表面温度均达到峰值，且该时段铺膜舍屋顶的内表面温度和料道表面温度与对照舍比较均表现出显著性差异（<0.05），屋顶内表温度较对照舍降低10.48℃（<0.01），料道温度较对照舍降低1.97 ℃（<0.05）。如图2所示，7－8月份12:00－13:00时段对照舍屋顶内表面温度最高可达45.5 ℃，而铺膜舍为34.5 ℃，2栋舍表现出极显著差异（<0.01）；9－10月份12:00－13:00铺膜舍较对照舍降低8.16 ℃（<0.01）。06:00－07:00和18:00－19:00各外围护结构（屋顶、承重柱、料道及卧床）的表面温度2栋舍之间均未表现出显著性差异（>0.05）。

表2 不同时段牛舍的外围护结构内表面温度

Table 2 Inner surface temperature of cowshed enclosure in different periods ℃

注：各试验期同一时段同列不同大写字母表示差异极显著（<0.01），不同小写字母表示差异显著（<0.05），无字母标注表示差异不显著（>0.05），下同。

Note: At same time stage for each period, different capital letters in same column mean extremely significant difference (<0.01), and different small letters mean significant difference (<0.05); no letter means no significant difference (>0.05), the same as below.

图2 7—8月份屋顶内表面温度对比图（12:00—13:00）

2.2 屋顶铺设反光膜对牛舍环境温湿度的影响

屋顶铺设反光膜对牛舍环境温湿度的影响如图3所示。7－8月份铺膜舍和对照舍环境温度变化范围分别为22.95～29.39 ℃（平均温度26.03 ℃）和22.92～30.23 ℃（平均温度26.19 ℃），湿度分别为69.65%～90.77%（平均湿度82.71%）和67.99%～89.91%（平均湿度82.61%）。如表3所示，全天中09:30～13:30时段铺膜舍温度较对照舍显著降低（<0.05），降温范围达0.87～1.04 ℃（平均温度0.96 ℃），而9－10月份铺膜舍和对照舍环境温度变化范围分别为11.01～22.75 ℃（平均温度15.86 ℃）和11.48～21.78 ℃（平均温度15.78 ℃），差异不显著（>0.05）。

图3 屋顶铺设反光膜对牛舍温湿度的影响

表3 屋顶铺设反光膜对牛舍环境温度的影响（7－8月份）

注：同行不同小写字母表示差异显著（<0.05）。

Note: Small letters in the same trade mean significant difference (<0.05)。

2.3 屋顶铺设反光膜对牛舍温湿指数的影响

屋顶铺设反光膜对舍内THI的影响如图4所示。根据中华人民共和国农业行业标准关于奶牛热应激评价技术规范[NYT2363-2013]，当72

2.4 屋顶铺设反光膜对青年奶牛生理指标的影响

屋顶铺设反光膜对青年奶牛生理指标的影响如表4所示。7－8月份2栋舍青年奶牛的呼吸频率分别为58.33和66.67次/min，存在显著性差异（<0.01），铺膜舍较对照舍降低12.51%，9－10月份差异不显著（>0.05）。同时整个试验期2栋舍青年奶牛的直肠温度和体表温度均未达到差异显著性水平（>0.05）。

图4 屋顶铺设反光膜对舍内温湿指数的影响

表4 屋顶铺设反光膜对青年奶牛生理指标的影响

2.5 屋顶铺设反光膜对青年奶牛行为的影响

屋顶铺设反光膜对青年奶牛行为的影响如图5所示。7—8月份每天的10:00、12:00和14:00铺膜舍青年奶牛的躺卧比例较对照舍表现出显著性提高（<0.05），分别提高7.90%、18.77%和9.08%，同时，2栋舍青年奶牛的站立比例也存在显著性差异（<0.05），铺膜舍较对照舍分别降低5.74%、11.63%和8.12%。7—8月份其余时间点和9—10月份全天2栋舍青年奶牛的躺卧、站立、饮水和采食4种行为比例均未表现出显著性差异（>0.05）。

图5 屋顶铺设反光膜对妊娠奶牛行为的影响

2.6 屋顶铺设反光膜对奶牛泌乳性能的影响

屋顶铺设反光膜对奶牛泌乳性能的影响如表5所示。7－8月份青年奶牛舍铺膜对产犊后（305 d）奶牛的产奶量表现出增加的趋势（=0.08），较对照舍增加了7.20%。2栋舍奶牛的乳蛋白率也表现出显著性差异（<0.05），铺膜舍较对照舍提高了4.85%。其余各项乳指标均未表现出显著性差异（＞0.05）。

表5 屋顶铺设反光膜对奶牛泌乳性能的影响

2.7 屋顶铺设反光膜对青年奶牛血清抗氧化酶活性的影响

屋顶铺设反光膜对青年奶牛血清抗氧化活性的影响如表6所示。7－8月份铺膜舍青年奶牛血清MDA、SOD和T-AOC的含量与对照舍之间表现出显著性差异（<0.05），SOD和T-AOC含量较对照舍分别提高5.71%和10.47%，MDA含量降低15.45%，而GSH-ST含量2栋舍间未达到显著性差异水平（>0.05）。9－10月份各种抗氧化酶活性2栋舍间均未达显著水平（>0.05）。

2.8 屋顶铺设反光膜对青年奶牛血清免疫指标的影响

屋顶铺设反光膜对青年奶牛血清免疫分子蛋白含量的影响如表7所示。7－8月份铺膜舍青年奶牛血清中IgG、IgM、IL-4和IL-6的含量较对照舍表现出显著性差异（<0.05），其中IL-4较对照舍提高了24.78%，差异达极显著水平（<0.01），IgG、IgM和IL-6较对照舍分别提高了18.58%、21.23%和9.06%，差异达显著水平（<0.05）。9－10月份铺膜舍青年奶牛血清IL-4的含量较对照舍提高了23.62%（<0.05），IgA、IgG、IgM和IL-6未表现出显著性差异（>0.05）。

表6 屋顶铺设反光膜对青年奶牛血清抗氧化酶含量的影响

表7 屋顶铺设反光膜对青年奶牛血清免疫指标的影响

屋顶铺设反光膜对青年奶牛HSP含量的影响如图6所示。7－8月份铺膜舍青年奶牛血清中HSP60和HSP70含量均显著低于对照舍（<0.05），分别降低14.06%和15.87%。而非热季前期上述3种HSP含量2栋舍间均未表现出显著性差异（>0.05）。

2.9 屋顶铺设反光膜对青年奶牛血清基因mRNA表达的影响

从上述检测的血清生化指标中选择反光膜影响极显著的2种HSP（HSP60和HSP70）和白细胞介素IL-4进行基因mRNA表达测定，结果如图7所示。7－8月份铺膜舍青年奶牛HSP70 mRNA表达量较对照舍显著降低（<0.05），降低了24.48%，IL-4的mRNA表达量较对照舍显著升高（<0.01），升高幅度达25.43%，但9－10月份上述3个基因表达量2栋舍均未表现出显著性差异（>0.05）。

注：**表示同一指标2栋舍存在极显著差异（P<0.01），*表示2栋舍存在显著差异（P<0.05）。

图7 屋顶铺设反光膜对青年奶牛敏感基因mRNA表达的影响

3 讨 论

3.1 单彩钢屋顶外铺反光膜对舍内温热环境的影响

单层彩钢屋顶是目前牛羊舍应用较为普遍的结构，由于其热阻低，隔热性能差，往往导致夏季舍内的高热环境。邓利军等[14]研究发现，单彩钢屋顶的隔热性能差，不仅体现在屋顶的表面温度高，而且升温快。本文试验牛舍的单彩钢屋顶厚度仅1 mm，7－8月份单彩钢板的内表面温度高达42.82 ℃，当单彩钢板屋顶外侧铺设反光膜后，屋顶内表面温度降低，尤其中午时段（12:00－13:00），屋顶内表面温度降低了10.48 ℃，此时段舍内温度降低范围达0.92～0.97 ℃，即使在9－10月份的非热季期，12:00－13:00铺膜舍屋顶的内表面温度较对照舍也有所降低，达8.16 ℃，此时段舍内温度降低0.80～1.01 ℃，明显改善了舍内的温热环境，与THI分析得到的结果一致。

3.2 反光膜对青年奶牛生理指标及泌乳性能的影响

呼吸频率和直肠体温是反映家畜热应激生理特征的公认指标[15]。陈少侃等[16]研究认为，呼吸频率会随热应激程度的增加而升高。彭丹丹[17]关于奶牛热应激的研究发现，高THI环境下，奶牛直肠温度可达到39.51 ℃，显著高于低THI环境下的直肠温度（39.22 ℃），且随着热应激程度的增加，奶牛乳蛋白率和乳脂率显著降低。本文试验中虽然两栋舍青年奶牛的呼吸频率均超过正常范围，但单彩钢屋顶铺设反光膜明显降低了青年奶牛在7－8月份的呼吸频率，在一定程度上缓解了牛的热应激，从本文试验检测到的牛行为变化也进一步说明了铺膜后牛的热应激得到一定程度的缓解。行为是奶牛适应环境并应对环境变化最早出现反应且容易观察的指标，尤其躺卧与奶牛健康和泌乳性能息息相关。本文试验中屋顶铺膜显著提高了7－8月份青年奶牛的躺卧比例，10:00－14:00时段铺膜舍牛的躺卧比例较对照舍提高了7.90%～18.77%，分析原因可能与09:30－13:30时段铺膜舍的环境温度较对照舍降低0.96 ℃密切相关。同时，7－8月份铺膜舍青年奶牛每天的站立时间较对照舍相应减少。相关研究也表明，舒适的条件下奶牛往往选择躺卧，而暴露于高温环境下的奶牛经常选择站立[18]，且随着环境温度的升高，奶牛的站立次数增加，站立时间延长，这可能是由于站立增加了身体表面与外界空气的接触面积，使体热尽可能散发且耗能少，以此缓解高温带来的负效应[19]。Allen 等[20]研究也表明，处于中度或重度热应激时，奶牛站立比例高达68.2%，较无热应激状态下奶牛的站立比例增加24.6%。本文试验中，7－8月份12:00时铺膜舍（THI为80.89）青年奶牛站立比例较对照舍（THI为79.89）减少11.63%；14:00时铺膜舍（THI为81.71）青年奶牛站立比例较对照舍（THI为80.49）减少8.12%。另外，本文试验中热季期青年奶牛舍的屋顶进行铺膜改造后明显改善了后期产犊后奶牛的泌乳性能。大量研究已经证实，热环境显著影响奶牛的产奶量和乳质[21-22]。研究认为，当THI>72时，每增加1个单位，产奶量降低0.2 kg[23]。本文试验中，妊娠阶段铺膜改造增加了产犊后奶牛的产奶量，较对照舍增加了7.20%，且乳质也得到一定改善，乳蛋白含量显著性提高。

3.3 反光膜对青年奶牛抗氧化性能的影响

高温环境中反刍动物机体的抗氧化系统往往遭到破坏，抗氧化酶的活性会降低，体内的含氧自由基得不到及时清除，容易导致生物膜中不饱和脂类发生脂质过氧化并形成脂质过氧化物，其最终产物形成MDA[24]。研究指出，高热环境下为了清除热应激诱导的多余自由基，血清中抗氧化酶系统（如SOD、T-AOC等）被大量消耗，抗氧化酶系统平衡因此被打破，从而加快了组织的脂质过氧化。本文试验中铺膜舍青年奶牛在7—8月份血清SOD和T-AOC的含量显著升高，同时MDA的含量显著降低，这说明单彩钢屋顶铺膜在某种程度上缓解了牛的热应激，降低了因热应激导致的抗氧化系统破坏的风险。王换换等[25]研究认为，热应激导致了机体抗氧化系统的失衡，处于热应激状态下的奶牛肝脏中MDA的含量显著增加，SOD和GSH-ST含量显著下降，而无热应激发生的环境下抗氧化酶活性相对稳定，本文试验与前人研究结果基本一致。由此可见，热应激条件下单彩钢屋顶铺设反光膜可有效减少热应激对奶牛抗氧化系统的破坏，保护机体免受氧化应激的损伤。

3.4 反光膜对青年奶牛血清免疫性能的影响

热应激容易破坏反刍动物的免疫系统，使机体的抵抗力下降[26]。Tao等[27]研究认为，妊娠后期奶牛遭受热应激导致出生后犊牛的血清IgG含量显著下降。本文试验中，7—8月份间单彩钢屋顶铺膜可使青年奶牛血清中IgG、IgM、IL-4和IL-6的含量显著增加，甚至应激期过后IL-4含量仍有所提高，降低了热应激对青年奶牛免疫性能的负面影响。IL-4作为一种具多种生物效应的白细胞因子，对B细胞、T细胞、肥大细胞、巨噬细胞等均具免疫作用，可以增强IgG和IgE的免疫效果，促进细胞免疫[28]。本文试验中IL-4的血清含量及其基因mRNA表达铺膜舍均表现出显著性增加，说明铺膜降温措施在增强青年奶牛免疫功能方面起到了积极作用。

HSP作为免疫反应的部分指标，对热应激反应非常敏感，这已在鸡[29]、猪[30]、牛[31]和羊[32]的研究中被证实，尤其HSP60和HSP70在热应激调控中扮演着重要的角色[33-34]。研究认为，热应激条件下，HSP往往表现为蛋白表达量和基因表达上调，减少变性或异常蛋白的积累以抵抗热应激反应[35]。Dangi等[36]研究发现，山羊在热应激状态下HSP70和HSP90的基因与蛋白质表达量均高于非热应激状态。本文试验中，7—8月份间铺膜舍青年奶牛的血清HSP60和HSP70蛋白含量及其基因表达水平均显著降低，尤其是HSP70含量降低幅度高达15.87%。目前关于动物热应激诱导HSP70表达的文献报道很多[37-38]。Arnal等[39]研究指出，HSP70可通过激活抗氧化酶系统来减少活性氧的产生，从而保护机体免受氧化损伤，这与本研究中抗氧化酶活性的结果基本吻合。

4 结 论

1）单彩钢棚舍屋顶铺设反光膜有效降低了7－8月份和9－10月份外围护结构的内表面温度，中午屋顶内表面温度的降低幅度分别高达10.48 ℃和8.16 ℃。7－8月份舍温的降低幅度达0.87～1.04 ℃（09:30～13:30），且青年奶牛每天处于中度热应激时间减少了2.08%，呼吸频率降低了12.51%。

2）单彩钢棚舍屋顶铺设反光膜提高了7－8月份青年奶牛的抗氧化性能和免疫性能，血清MDA含量降低了15.45%，SOD和T-AOC分别提高了5.71%和10.47%。IL-4血清含量及其mRNA水平显著上调，而HSP60和HSP70的血清含量及HSP70的mRNA水平显著下调。

3）单彩钢棚舍屋顶铺设反光膜提高了青年奶牛产犊后的泌乳性能，产奶量增加了7.20%，乳蛋白率提高了4.85%。

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Effects of reflective film on the thermal environment in shed and blood biochemical parameter of growing dairy cows

Zhao Lichen1, Zhao Xinnian1, Feng Man2, Song Lianjie2, Wang Yanan2, Li Yongliang1, Guo Jianjun2, Gao Yuhong1※

(1.,,071001,2.,,067000,)

Dairy cows are suffering from serious heat stress in the shed with a single-color steel roof. In this study,a reflective film was pasted over the floor for better thermal insulation from the roof at ambient temperature. Two cowsheds were simulated with a similar building structure, one of which was reformed by pasting a reflective film over a single-color steel roof (film shed), and another of which was not reformed as a control (control shed). 90 growing dairy cows were raised in each shed. The measurement was performed on the inner surface temperature of the enclosure structure in the cowsheds and the indoor temperature. Moreover, the physiological parameters, antioxidant, immune properties, and production performance of cows were utilized to evaluate the effects of a single-color steel roof covered with the reflective film on the heat stress of cows in the hot season (from July to August) and non-hot season (from September to October). The results were as follows. 1) The inner surface temperature of the roof in the film shed decreased by 10.48 ℃ for the noon period from 12:00 to 13:00, compared with the control shed (<0.01), whereas, the indoor ambient temperature decreased by 0.87 to 1.04 ℃ (<0.05) for the phase from 09:30 to 13:30, during the hot season from July to August. The surface temperature of the roof in the film shed decreased by 8.16 ℃ for the noon phase, compared with the control shed (<0.01) during the non-hot season from September to October. Besides, the duration of cows under moderate heat stress was 2.08% less in the film shed than that in the control shed every day during the period from July to August. By contrast, there was no heat stress in the two experimental sheds during September and October. 2) The respiratory rate of cows in the film shed was 58.33 times per minute, which was 12.51% lower than that in the control shed (<0.01); the lying ratio of cows from 10:00 to 14:00 increased by 7.90% to 18.77% (<0.05) during the period from July to August. After the growing dairy cows calved, the film shed demonstrated an increase of 7.20% in the milk yield (=0.08) and 4.85% in milk protein rate (<0.05) compared with control shed. 3) The concentrations of serum superoxide dismutase and total antioxidant capacity in the film shed increased by 5.71% and 10.47%, respectively (<0.05), and the malondialdehyde concentration was reduced by 15.45% (<0.05) from July to August, compared with the control shed. The serum concentrations of interleukin-4, interleukin-6, immunoglobulin G, and immunoglobulin M in the film shed were higher than those in the control shed (<0.05) during the period from July to August. Particularly, the serum concentration and mRNA expression level of IL-4 increased by 24.78% and 25.43% respectively (<0.01). In addition, the serum concentrations of interleukin-6, immunoglobulin G, and immunoglobulin M in the film shed increased by 9.06%, 18.58%, and 21.23%, respectively, compared with the control shed. The serum concentrations of HSP60 and HSP70 decreased by 14.06% and 15.87% during the hot season, respectively (<0.05), compared with the control shed, and the expression level of HSP70 mRNA also decreased (<0.05). However, there was no significant difference in the parameters between the two sheds during the period from September to October (>0.05). In conclusion, the reformed single-steel roof had a significant heat-insulating effect during the period from July to August, and improved the blood physiological indicators, antioxidant and immune properties of growing dairy cows, which would effectively alleviate heat stress of cows, and improved its lactation performance after calving.

temperature; cows; humidity; cowsheds; antioxidant property; immune property

10.11975/j.issn.1002-6819.2022.17.023

S823

A

1002-6819(2022)-17-0214-10

赵俐辰，赵心念，冯曼，等. 反光膜对舍内温热环境及青年奶牛血液生化指标的影响[J]. 农业工程学报，2022，38(17)：214-223.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.17.023 http://www.tcsae.org

Zhao Lichen, Zhao Xinnian, Feng Man, et al. Effects of reflective film on the thermal environment in shed and blood biochemical parameter of growing dairy cows[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2022, 38(17): 214-223. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.17.023 http://www.tcsae.org

2022-07-27

2022-08-30

河北省现代农业产业技术体系奶牛创新团队建设项目（HBCT2018120202）；河北省奶业振兴重大技术创新专项项目（19226632D）

赵俐辰，研究方向为动物营养与环境工程。

高玉红，博士，教授，研究方向为畜禽环境控制和环境工程。Email：gyhsxs0209@126.com

中国工程学会会员：高玉红（中国农业工程学会畜牧工程分会理事：E040800011M）