奶牛是恒温动物,奶牛适宜生存温度为10~20℃,正常情况下,奶牛从环境中获得的热量和体内代谢产生的热量与奶牛释放的热量保持一个动态平衡,从而维持体温恒定。当环境温度发生变化时,奶牛通过恒温机制来保持自身体温稳定,而当奶牛无法散发足够的热量使体温维持在低于38.5℃时,就会出现热应激。近些年,随着奶牛产奶量的增加和全球气温的上升,奶牛所承受的热应激越来越严重。众多研究表明,热应激会对泌乳牛的干物质采食量、产奶量、乳成分、血液代谢、繁殖机能和养殖效益产生不同程度的影响。此外,若围产阶段奶牛处于热应激环境,会影响胎盘功能和胎儿发育,从而影响新生犊牛的体重和免疫功能建立,甚至影响其未来的生产性能。
1热应激程度的判定
目前评估奶牛热应激程度的方法有体温测定法(直肠温度超过39.4℃,即进入热应激)、干湿温度表法(环境温度>35℃、相对湿度>70%,进入热应激)、温湿指数法(THI)等,其中温湿指数法是最广泛的评估方法,温湿度指数被广泛用来衡量热应激的程度。20世纪50年代末,研究人员确定THI的阈值为72,而后随着热应激的深入研究及奶牛遗传育种的进步,THI温度阈值也被修正到了68。当前,南方牧场根据THI判定热应激的标准为:<68为无热应激、68~74为轻度热应激、74~80为中度热应激、80~87为重度热应激、>87为有生命危险。因地域的差别,完全根据THI来判定奶牛是否处于热应激,也不是特别实用。在南方地区,应更多地关注牛舍的温度,因南方地区一年中大部分时间处于高温高湿状态,特别是湿度常年在80%以上,甚至更高,在这种情况下,应当在牛舍温度大于21℃时,就应该实施降温干预。
2热应激对奶牛的影响
2.1热应激对奶牛采食量的影响
奶牛作为不耐热动物,当环境温度高于25℃时,食欲下降,采食量减少;当体温达到38.5℃时,奶牛则会停止采食。在热应激状态下,为了减少因摄入瘤胃中饲料发酵产生的额外体增热,奶牛会主动降低饲料的摄入,表现为食欲下降、饮水量增加、干物质采食量减少,反刍次数及时间也相应减少。此外,热应激还会影响奶牛的消化机能,造成奶牛无法有效地消化饲料中的营养物质,导致消化不良。因为热应激反应,奶牛自身的散热量会呈现增加的态势,流经皮肤血管的整体血液量显著增多,而肠胃等位置中的流血量则呈现减少的趋势,导致奶牛吸收营养的减弱。
2.2热应激对奶牛行为的影响
2.2.1热应激对奶牛站立时间的影响
热应激对奶牛行为的影响一方面体现在奶牛站立时间的增加,这种行为的改变很可能是由于奶牛试图通过增加体表与环境的接触面积,进而增加与环境的热交换。
2.2.2热应激对奶牛饮水的影响
饮水量的上升也是奶牛向环境散发热量的一种手段。研究表明,奶牛饮水量受产奶量和环境温度影响。因此,夏季提供干净、温度适宜的水对奶牛至关重要。
2.3热应激对奶牛繁殖性能的影响
热应激会对奶牛繁殖性能产生很大影响。热应激状态下,奶牛繁育性能会显著降低。夏季过高的温度和湿度会使奶牛的发情期延迟,甚至无法发情,奶牛的卵巢功能也会产生异常,出现排卵问题。实践也表明,奶牛在夏季的受胎率低于冬季,繁殖率明显下降,这和高温奶牛子宫血流量减少,孕酮、雌二醇水平下降,受精卵的发育和附植难度加大有关。同时,夏季高温会导致公牛睾丸温度升高,前体细胞的代谢水平显著提高,随着抗氧化能力的下降,会出现氧化应激影响等问题,在一定程度上会出现生殖细胞凋亡等问题,降低公奶牛的生殖能力。
2.4热应激对奶牛产奶量的影响
干物质采食量(DMI)是维持奶牛生长和泌乳量的物质基础。处于热应激状态下的奶牛DMI下降,产奶量也相应减少。奶牛的产奶量由乳腺上皮细胞数量和细胞的泌乳能力共同决定,但热应激会影响细胞的形态、凋亡和增殖,使奶牛的乳腺组织中细胞正常基因表达被破坏,从而奶牛在热应激影响下产奶量降低,且对泌乳早期奶牛的负面影响高于泌乳中、后期奶牛。
2.5热应激对奶牛免疫力的影响
在热应激的状态中,奶牛食欲会出现显著的下降趋势,营养总摄入量无法满足实际需求,导致奶牛处于一个负平衡的状态中。奶牛机体为了有效满足代谢能力的实际需求,会在一定程度上提高脂肪的分解效率,导致奶牛机体中酮体出现大量的堆积,继而诱发脂肪肝等相关疾病。在热应激的状态中,会导致奶牛的大脑受到高温环境的影响,在一定程度上抑制奶牛的免疫器官、组织结构以及细胞功能,对免疫系统产生直接的破坏性影响,造成奶牛血清免疫球蛋白合成效率下降,直接降低机体的免疫能力。
3缓解奶牛热应激的措施
3.1环境管理
为维持正常的新陈代谢,奶牛必须保持相对恒定的体温,并且体温须略高于环境温度,才能使自身热量传递到外部环境。当奶牛处于热中性区之外的高温环境时,必须对其所处环境进行降温,以使得奶牛和环境之间的热交换得以发生,并防止或减少奶牛体温的升高。可通过遮阴、加强通风、使用“喷雾+风扇”等方式对牛舍环境进行降温,从而缓解热应激。目前“喷淋+风扇”的模式被认为是能最有效降低奶牛体温的措施之一,其原理为先经喷淋打湿牛身,再由风扇吹干,通过水分蒸发增加皮肤散热。
3.2调整饲喂方式及饲喂时间
当环境温度较高时,奶牛的食欲会下降,且进食后体增热会增加,进一步加剧奶牛的热应激。因此,可以通过调整奶牛的饲喂时间来缓解高温对采食量的影响。在生产中,可以将奶牛的饲喂时间集中至温度较低的时间段,以保证较好的DMI和充足的营养供应。
3.3营养管理
热应激可导致奶牛干物质采食量下降,对此采取的措施一般是降低日粮纤维含量和提高淀粉浓度,从而增加日粮的能量密度。如果能保证适当水平的物理有效纤维,以刺激反刍和维持瘤胃pH值,将是很好的调整方案。处于热应激情况下,不宜给奶牛喂食低品质的牧草,因为其在瘤胃中发酵产热更高。高温下奶牛会出汗,随汗液流失了大量的钾和钠,因而增加了奶牛对这些矿物质的需求。为提高钾和钠的浓度,应保持日粮中适当的阴阳离子差(DCAD),可能需要在日粮中添加更多的碳酸氢钠、碳酸钾或两者同时添加。但需注意较高的钾含量会降低镁的吸收,增加奶牛对镁的需求。最后还可以考虑使用一些功能性添加剂,如酵母和酵母培养物、中草药、微生态制剂等。
4小结
随着规模化牧场奶牛生产性能的不断提高,夏季热应激问题会越来越严重,特别是在南方地区,热应激造成的经济损失十分严重,危害着我国奶业的健康发展。环境和日粮的改变可以缓解热应激对奶牛的影响,缓解热应激的措施应该在热应激发生前就开始实施。