陳峰杰, 杜 斌, 李福星, 曹生生

(山西省運城市畜牧獸醫(yī)發(fā)展中心,山西 運城 044000)

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奶牛熱應激發(fā)病機理影響因素及預防措施

陳峰杰, 杜 斌, 李福星, 曹生生

(山西省運城市畜牧獸醫(yī)發(fā)展中心,山西 運城 044000)

本文針對奶牛在規(guī)模健康養(yǎng)殖模式下，從生物學、生理學、免疫學三個方面分析了熱應激的發(fā)病機理，熱應激對奶牛的影響，并提出了科學的診斷方法，預防和治療措施。對奶牛規(guī)模健康養(yǎng)殖有所幫助。

奶牛；熱應激；影響；預防措施

隨著奶牛集約化與產(chǎn)業(yè)化程度的提高，熱應激在奶牛生產(chǎn)上的危害已日趨嚴重，國內(nèi)外學者對此已進行了廣泛的研究。除遺傳、營養(yǎng)外，環(huán)境是影響奶牛繁殖機能的最重要因素之一，而在環(huán)境因素中，溫度又是最主要的因子，特別是高溫引起的熱應激。熱應激從每年的4月份到10月份，影響到全年的三分之一。奶牛熱應激是指奶牛對不利其生理活動的環(huán)境高溫產(chǎn)生的非特異性應答反應的總和。熱應激時，奶牛受到超過本身體溫調(diào)節(jié)能力的過度高溫刺激，作用于垂體 - 腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)所引起機體的非特異性防御反應和特異性障礙的全身性適應癥可導致奶牛的新陳代謝發(fā)生紊亂、生產(chǎn)性能下降、免疫力減弱、乳成分改變等變化。 奶牛正常體溫為 38.5～39.3 ℃，適宜的環(huán)境溫度范圍是5～25 ℃ , 奶牛生產(chǎn)最適宜的溫度為10～20 ℃ ，當氣溫超過 27℃ 時，奶牛出現(xiàn)的采食量、生產(chǎn)繁殖性能和免疫力降低等熱應激反應。

奶牛熱應激的臨床癥狀為：發(fā)病牛采食量降低，粗飼料采食量比精飼料采食量下降明顯。飲水量增加，通常奶牛每攝入1 kg干物質(zhì)時需飲水3 kg，但發(fā)病奶牛則需飲水7 kg以上。呼吸加快，奶牛正常呼吸為 18 次/min ， 27 ℃時呼吸開始加快，32 ℃ 時75 次/min，40 ℃ 時140 次/min，喘息時二氧化碳排出過多，血液 pH 值升高，可能發(fā)生呼吸堿中毒。產(chǎn)奶量下降、繁殖障礙、乳房炎、蹄病高發(fā)等。

1 奶牛熱應激的生物學機制

奶牛耐寒怕熱，造成熱應激的生物學機制主要包括：

1.1 奶牛體型大，每單位體重散熱面積小，如每千克體重體表面積為 0.1 m2，而100 kg 體重體表面積僅為2.2 m2，體重增加100 倍而體表面積僅增加 22 倍；

1.2 奶牛被毛和體組織的保溫性能好。奶牛的皮膚血管結構特殊，較多的動脈血外流，被回流的靜脈血吸收，“逆流熱交換”減少體熱損失，這種血管在皮膚分布很廣的特性使奶牛耐寒。

1.3 奶牛的汗腺不發(fā)達，呼吸蒸發(fā)是散熱的有效方法。奶牛正常呼吸為 18 次/min ， 27 ℃時呼吸開始加快，32 ℃ 時75 次/min，40 ℃ 時140 次/min，喘息時二氧化碳排出過多，血液 pH 值升高，可能發(fā)生呼吸堿中毒。

1.4 奶牛在飼料消化和利用過程中可以產(chǎn)生大量的熱量，牛每日喂 6 kg 干草和1 kg 精料時，產(chǎn)生熱量31.6l MJ(366W) ，饑餓時為 22.11 MJ(256W) 。

1.5 奶牛在產(chǎn)乳過程中產(chǎn)生大量的熱，生產(chǎn) 1 kg 含乳脂4 %標準乳，黑白花奶牛需增2.21～2.9l MJ 的能耗，而 1 kg 奶本身所含的能量為3.13 MJ ，可見用于生產(chǎn)乳所消耗的能量已經(jīng)超過產(chǎn)品乳所含能量的 2/3 以上。奶牛日產(chǎn) 20kg 乳需增加44.18～58.24MJ 能耗，這些能量均以熱的形式損失。

2 奶牛熱應激的生理學機制

熱應激時，奶牛腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺素和去甲腎上腺素增加，引起呼吸和心跳加快、血壓升高、組織代謝加強、肝糖元分解增強、脂肪分解加速、血液中游離脂肪酸增多、葡萄糖和脂肪酸氧化過程增強、組織耗氧量和產(chǎn)熱量增加。

3 奶牛熱應激的免疫學的機理

當奶牛處在熱應激的環(huán)境中時，可導致機體的免疫力下降，不同程度地降低了機體細胞免疫和體液免疫的能力，有利于病原微生物的孳生繁殖，使奶牛對疾病抵抗力相對降低。因而，奶牛在夏季乳房炎、胎衣不下和子宮內(nèi)膜炎增加，容易發(fā)生中暑和日射病。

例如，乳房炎發(fā)病率夏季比春季高 8%，熱應激可顯 著降低γ-球蛋白含量，甲狀腺分泌降低，影響蛋白質(zhì)的合成，使血液總蛋白、白蛋白和球蛋白水平明顯下降。

4 熱應激對奶牛的影響

4.1 熱應激對母牛繁殖性能的影響

熱應激對母牛繁殖力具有很大的影響。熱應激可使孕酮和雌激素水平降低，LH分泌下降，F(xiàn)SH 減少。母牛主導卵泡發(fā)育提前，到正式排卵時已經(jīng)老化，發(fā)情周期延長，出現(xiàn)短促發(fā)情甚至乏情，從而影響受胎率。當每日平均溫度從33.3℃升至41.7℃ ，母牛的受胎率由61.5%下降至37%。此外，母牛表皮血管舒張，子宮毛細血管血流量減少，造成胚胎營養(yǎng)不足引起胚胎死亡或胚胎吸收。

短期熱應激影響子宮內(nèi)膜分泌及本身的功能，降低胚胎質(zhì)量，抑制胚胎發(fā)育，引起胚胎早期死亡；長期熱應激導致秋季繁殖力仍處于較低水平，主要表現(xiàn)為受胎率降低，胎衣不下發(fā)病率升高。 當溫度超過 24℃ 時，母牛食欲下降，采食量減少，能量和基本營養(yǎng)缺乏；溫度35℃時，母牛的發(fā)情周期延長，出現(xiàn)短促發(fā)情甚至乏情，影響適時配種，受胎率明顯下降，早期胚胎死亡增多，容易流產(chǎn)，而且分娩出的犢牛體重減輕。在熱應激下，母牛主導卵泡發(fā)育提前，到正式排卵時已經(jīng)老化，子宮毛細血管血流量減少，造成胚胎營養(yǎng)不足，引起胚胎死亡或胚胎吸收。熱應激的滯后效應也可發(fā)生在天氣已經(jīng)轉(zhuǎn)涼的秋季(10-11月)。

造成母牛繁殖機能下降的主要原因主要有：

4.1.1 由于體溫的升高，使生殖道過熱，不利于受精卵的發(fā)育和附植。

4.1.2 高溫條件下子宮血液供給胚胎發(fā)育所需的養(yǎng)分、氧及水分相對不足，導致胎盤發(fā)育受阻。

4.1.3 是由于高溫的刺激，奶牛的免疫力下降，食欲減退，造成營養(yǎng)不良抑制了胚胎的發(fā)育。

4.1.4 是熱應激影響子宮 PG 分泌，導致黃體成熟前就被溶解，胚胎丟失。

4.2 熱應激對采食量和消化率的影響

熱應激時奶牛的反應首先表現(xiàn)為食欲降低，采食量減少，從而造成機體營養(yǎng)攝人量不足。牛在持續(xù)熱應激下，22℃～25℃時采食量開始下降；超過32℃，采食量約減少20%；在40℃時的采食量通常不會超過18℃～20℃時的60%；40℃以上，有不耐熱品種停止采食。

奶牛在熱應激時，延長食糜過胃時間，通過胃壁上的胃伸張感受器作用于下丘腦厭食中樞，反饋減少采食量。高溫、高濕的嚴重熱應激，可引起消化率下降。瘤胃微生物對溫度要求嚴格，39 -39.5℃最活躍，高于此溫度對瘤胃發(fā)酵不利。夏季，奶牛因炎熱而大量飲水，導致瘤胃內(nèi)容物流通速度過快，會造成瘤胃消化不良。同時，熱應激導致奶牛采食量的下降，必然會影響瘤胃的pH值，造成消化障礙。其它的環(huán)境因素如濕度、風速及熱輻射等與環(huán)境溫度可共同影響飼料的消化。

4.3 熱應激對母牛產(chǎn)奶性能的影響

熱應激對母牛產(chǎn)奶性能的第一個顯著的影響就是使其產(chǎn)奶量下降。熱應激引起奶牛代謝機能和酶活性的改變，導致采食量的下降和飼料利用率降低，造成體內(nèi)營養(yǎng)不足，能量消耗增加，母牛的生長激素、雌激素及前列腺素分泌減少，影響了乳房發(fā)育，常常導致產(chǎn)奶量不同程度的下降。

在21℃以上時，當氣溫升高引起體溫上升，每升高0.6℃，采食量下降1.4 kg，產(chǎn)乳量下降1.8 kg在高溫應激的影響下，母牛產(chǎn)奶性能的的第二個顯著變化是乳脂率降低。奶牛喜食精料而厭食粗料，瘤胃內(nèi)低脂肪酸如乙酸、丙酸等的比例縮少、乳脂率降低。

5 熱應激的診斷

5.1 監(jiān)測牛舍溫度和濕度(干濕溫度計)

當牛舍內(nèi)溫度達到30℃，空氣相對濕度達到70%時，處于輕度的熱應激;當牛舍內(nèi)溫度達到35℃，空氣相對濕度達到80%時，處于嚴重的熱應激

5.2 計算溫濕指數(shù)(THI)

三種公式計算THI：

THI=0.72(Td+Tw)+40.6

THI=Td+0.36Tdp+41.2

THI=0.80Td+(Td-14.4)RH+46.4

公式中Td、Tw、Tdp和RH分別表示干球溫度、濕球溫度、露點和相對濕度

當THI<72，無熱應激;

5.3 測定直腸溫度

如果有一半的牛直腸溫度超過39.4℃，說明處于輕度的熱應激狀態(tài);如果有一半的牛直腸溫度超過40.0℃，處于嚴重的熱應激狀態(tài)。

5.4 測定呼吸頻率

如果有一半的牛呼吸頻率高于80次/min，處于輕度的熱應激狀態(tài);如果有一半的牛呼吸頻率高于85次/分鐘，處于嚴重的熱應激狀態(tài)。

5.5 監(jiān)測產(chǎn)奶量

如果牛群產(chǎn)奶量下降10%，說明處于輕度的熱應激狀態(tài);如果牛群產(chǎn)奶量下降25%，說明處于嚴重的熱應激狀態(tài)。

6 熱應激的防治措施

6.1 充分利用風扇和噴淋，做好防暑降溫工作

當溫濕指數(shù)>72時，開啟風扇通風，促進散熱。優(yōu)先保證新產(chǎn)牛的通風。犢牛舍需要加裝風扇，加強通風，改善空氣質(zhì)量，降低病原微生物數(shù)量，降低肺炎的發(fā)病率。理想狀況：牛舍溫度超過21℃時，打開風扇和噴頭。優(yōu)先和重點保證圍產(chǎn)后期牛的通風。噴水頻率隨溫度增加：21℃～27℃時，每15分鐘一次; 27℃～32℃時，每10分鐘一次;大于32℃時，每5分鐘一次。

6.2 優(yōu)化日糧配方，科學飼喂

奶牛在熱應激時采食量減少，飼料利用率降低。因此必須提高日糧的營養(yǎng)水平，增加營養(yǎng)的濃度，適當提高精飼料的比例，從而彌補因采食量下降而造成的營養(yǎng)物質(zhì)攝入不足。把日糧中蛋白質(zhì)的濃度比正常水平提高4%左右，使過瘤胃蛋白質(zhì)占粗蛋白質(zhì)比例達到35%～38%。補飼過瘤胃脂肪(如棉籽粒)，可以補充能量，并且降低體增熱，對于尤其適用于體況較差的奶牛。適當減少青貯料比例，增大富含碳水化合物和水分、適口性好的飼料，如鮮嫩多汁的青草及瓜類果皮等。增加TMR含水量至50%～55%，可以提高飼料適口性，撒料后，及時推料/掃料，即使牛在短時間內(nèi)采食到足夠的飼料，保證不發(fā)生牛沒有吃飽或夠不到飼料吃的情況，也可以減少水分蒸發(fā)，保證飼料適口性，減少剩料量，避免腐敗變質(zhì)。在涼爽的早晨、傍晚、夜間飼喂，避開炎熱的中午，同時在夜間增加飼喂次數(shù)，可以提高食欲，增加采食量

6.3 定時平整臥床，及時添加墊料，使牛舒服地休息和反芻。

牛床舒適的標準是飼喂放頸夾后，90%的牛臥在臥床上;在擠奶廳待擠區(qū)及奶廳出口增設水槽，增加飲水量。在待擠區(qū)，安裝風扇和噴霧降溫，水槽上方加遮陰網(wǎng)。

6.4 補充維生素

額外添加奶牛ADE膠丸，緩解熱應激。不但能緩解奶牛熱應激，增強機體免疫力，提高泌乳量，還可以防止牛奶中脂肪氧化。維生素AD和E，對干奶牛更為重要。添加維生素C，可明顯抑制牛體溫上升，提高采食量，降低血液中皮質(zhì)醇濃度，增加骨中鈣的活性

6.5 補充電解質(zhì)，保證日糧陰陽離子平衡(DCAB)

6.6 飼喂具有抗熱應激功能的飼料添加劑，如生化黃腐酸系列等添加劑，它可以降低呼吸頻率和直腸溫度，減緩心跳速率，修復黏膜組織，提高免疫力等。

6.7 防治酸中毒

補充小蘇打、氧化鎂，防治酸中毒。每頭牛每天添加1.0%～1.5%的小蘇打和0.5%～0.7%的氧化鎂，可有效避免酸中毒的危害，提高產(chǎn)奶量。

6.8 調(diào)整產(chǎn)犢季節(jié)

科學安排配種工作，避免在7月和8月產(chǎn)犢，避開高溫季節(jié)，便于飼養(yǎng)管理，并且可以提高產(chǎn)奶量。另外，奶牛一般有60 d的干奶期，可以安排產(chǎn)犢季節(jié)為9～10月，這樣7月和8月為干奶期。

6.9 選育耐熱品種的奶牛

Influence of the Pathogenesis of Heat Stress in Dairy Cows and Its Preventive Measures

CHEN Feng-jie, DU Bin, LI Fu-xing, CAO Sheng-sheng

(TheDevelopmentCenterofAnimalHusbandryandVeterinaryMedicineinYunchengCity,Yuncheng,Shanxi, 044000,China)

Under the condition of health and large scale, the aim of this paper was to analyze the pathogenesis of heat stress and its influence on dairy cows, as well as propose scientific diagnostic methods, prevention and treatment measures from three aspects which included biology, physiology, immunology. This finding would help cows breeding healthy on a large scale.

cows; heat stress; influence; preventive measures

2015-11-13修改日期:2015-11-30

陳峰杰(1970-)，男，山西運城人，高級畜牧師，主要從事奶牛畜牧獸醫(yī)技術推廣工作。

S823.2

A

1001-9111(2016)01-0078-03