陳 健，顧憲紅,*，李 淦，彭丹丹，張 闖，王占彬*

（1.河南科技大學動物科技學院，河南洛陽 471003；2.中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，北京 100193）

體溫是奶牛的基礎生理指標，是衡量奶牛是否健康的重要指標。奶牛是恒溫動物，正常情況下奶牛體溫隨晝夜和不同生理或病理狀態(tài)在一定范圍內呈規(guī)律性變化[1]。不同年齡奶牛的生理代謝類型及其調控方式可能存在差異，導致其體溫呈現(xiàn)階段性變化特點[2]。發(fā)情[3]、妊娠[4]、分娩[5]等繁殖行為都伴隨體溫的規(guī)律性變化。準確采集奶牛體溫，探明奶牛體溫隨生長階段、生理及病理狀態(tài)變化的規(guī)律，可對奶牛生理期進行準確預測[6]。

陰道溫度作為奶牛的體核溫度，不易受外界環(huán)境影響，其變化不僅能反映奶牛深部體溫的變化規(guī)律，而且能夠指示奶牛的繁殖狀況。相對于直腸溫度（肛溫），奶牛不同繁殖生理期的陰道溫度變化更明顯，并受環(huán)境影響而呈現(xiàn)一定規(guī)律性變化。本試驗旨在探究不同溫濕指數(shù)（Temperature-humidity Index，THI）環(huán)境下健康奶牛陰道溫度的連續(xù)日變化規(guī)律，以期為奶牛疾病監(jiān)測與健康評價及牛場管理提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點 為了探究高（THI＞78）、中（THI=70～78）、低（THI＜70）THI 環(huán)境下的奶牛陰道溫度變化，根據(jù)天氣預報，選定天氣條件比較穩(wěn)定的3 個 階 段：2016 年8 月5—14 日、9 月11—20 日、10月6—14 日，在北京中地種畜良種奶?？萍紙@測量牛舍溫濕度數(shù)據(jù)、奶牛陰道溫度。

1.2 試驗動物和牛舍條件 在每次收集數(shù)據(jù)的前2 d，根據(jù)牛群DHI 報告選取平均泌乳天數(shù)[（206±9）、（214±16）、（218±16）d]、平均胎次[（2.1±1.1）、（1.9±0.9）、（1.9±0.7）胎]、平均產奶量[（28.3±1.6）、（29.1±4.7）、（29.7±3.5）kg/d]差異不顯著的健康妊娠母牛15 頭，做好標記。試驗牛舍為半開放式牛舍，舍內飼喂通道兩側臥床呈對頭式排列（圖1），牛舍長260 m，寬30 m，牛舍過道寬3 m，采食通道寬3 m，飼喂通道寬5 m，試驗奶牛都在北面2 列。每天08：00、14：00、19：00 用全混合日糧（TMR）日糧攪拌車喂料3次，不同THI 環(huán)境下奶牛的日投喂量相同。牛舍內用自動刮糞機清糞，奶牛自由飲水、自由采食。在距離牛舍采食通道地面4 m 高和臥床地面2 m 高的位置分別裝有風機，距離牛舍采食通道地面2.5 m 高的位置裝有自動化噴淋裝置，該噴淋裝置間隔5 min 噴淋30 s，當環(huán)境溫度高于25℃時會開啟風扇，并在14：00—16：00 開啟噴淋。每 天09：00—09：50、16：10—16：50、22：40—23：20 對 試驗奶牛擠奶，擠奶后1 h 內集中采食，采食后大部分奶牛在臥床上躺臥。

圖1 牛舍立剖面結構圖

1.3 試驗儀器和數(shù)據(jù)采集 溫度和相對濕度：將自動溫濕度記錄儀（RC-4HC，精度±0.5℃，±3%RH，江蘇精創(chuàng)）校準后設置每10 min 記錄1 次溫度和相對濕度。在所選牛舍北側臥床中部每隔30 m 放置1 臺儀器，共放置8 臺（圖2）。為防止奶牛觸碰，每臺儀器放置高度距離地面2.5 m，不同THI 環(huán)境下放置10 d。

圖2 泌乳牛舍溫度和相對濕度測量點示意圖

奶牛陰道溫度和產奶量：先將微型溫度記錄儀（DS1921G，大小16 mm，精度±0.5℃，美國Dallas）進行標準溫度測值校正后，設置每5 min 記錄1 次數(shù)據(jù)，用細繩將其固定到賽得寶（美國，輝瑞）固定翼上。把試驗奶牛固定好，先用高錳酸鉀溶液將外陰擦拭干凈，將固定翼與微型記錄儀整體消毒（高錳酸鉀溶液）后放置于陰道內（深度約12 cm）。放置微型記錄儀后，對試驗奶牛進行標記，每天定時觀察以確保微型記錄儀在陰道內，同時確保試驗奶牛在試驗牛舍內。待奶牛適應固定翼至少1 d 后，奶牛陰道外觀無異常，開始采集數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計

1.4.1 數(shù)據(jù)整理 高、中、低THI 環(huán)境下均選用7 d 的（8月7—13 日、9 月12—18 日、10 月7—13 日）完整數(shù)據(jù)。每個溫濕度記錄儀在3 種THI 環(huán)境下得到的溫度、相對濕度數(shù)據(jù)分別有1 008 個；剔除賽得寶從陰道脫落導致不完整數(shù)據(jù)以及異常的陰道溫度數(shù)據(jù)后，高、中、低THI 環(huán)境下分別有15、13、15 頭牛擁有7 d 完整的陰道溫度數(shù)據(jù)，即每頭牛在每種THI 環(huán)境下有2 016 個陰道溫度數(shù)據(jù)進入統(tǒng)計分析。計算出試驗21 d 每天每小時的溫度、相對濕度、THI、每頭牛對應的陰道溫度。環(huán)境溫度和相對濕度取8 個儀器的平均值，計算出不同溫濕度環(huán)境下的THI：

其中，T 表示攝氏溫度（℃）；H 表示相對濕度（%）。

1.4.2 統(tǒng)計分析 用Excel 2010 對數(shù)據(jù)進行整理。用SPSS 20.0 對數(shù)據(jù)進行單因素One-Way ANOVA 方差分析，并用Duncan's 多重比較檢驗，采用皮爾遜相關進行相關性分析。以P＞0.05 為差異不顯著，以P＜0.05 為差異顯著，以P＜0.01 為差異極顯著。數(shù)據(jù)表示為平均值±標準差。

用SAS 9.4 中的Median 分段回歸函數(shù)模型計算2個變量的回歸方程：

式中，b1、b2分別為第1 段、第2 段直線回歸模型的回歸系數(shù)，c 為常數(shù)項（截距），K 為轉折點，Kmin、Kmax 分別為自變量的最小值和最大值。

2 結 果

2.1 不同THI 環(huán)境測期下牛舍內外溫熱環(huán)境 由表1可知，不同THI 環(huán)境測期下牛舍內、外00：00—24：00和12：00—16：00 的 平均溫度、平均THI 差 異 極 顯 著（P＜0.01）；不同的試驗時段奶牛所處的THI 不同，符合高、中、低THI 試驗環(huán)境的預期。

2.2 不同THI 環(huán)境測期下奶牛陰道溫度 由表2 可知，高THI 環(huán)境下奶牛整體的平均陰道溫度、12：00—16：00 平均陰道溫度極顯著大于中THI 和低THI 環(huán)境（P＜0.01）；不同THI 環(huán)境測期下奶牛陰道溫度的測期極值差差異極顯著（P＜0.01）。

2.3 不同THI 環(huán)境測期下牛舍THI 和奶牛陰道溫度變化 由圖3 可知，牛舍THI 在測期內呈現(xiàn)規(guī)律性變化，高THI 時波動小，中、低THI 時波動大。在高THI 環(huán)境下（THI 為70.5～85.2）奶牛幾乎全部時間都處在熱應激狀態(tài)下；在中THI 環(huán)境下（THI 為61.0～79.7）奶牛小部分時間段處于熱應激狀態(tài)；在低THI 環(huán)境下 （THI為43.5～68.0）奶牛都處在非熱應激狀態(tài)。

表1 不同THI 環(huán)境測期下牛舍內外的溫度、相對濕度和THI

表2 不同THI 環(huán)境測期下奶牛的平均陰道溫度和極值差

圖3 不同THI 環(huán)境測期下牛舍THI 的變化規(guī)律

圖4 不同THI 環(huán)境測期下奶牛陰道溫度變化規(guī)律

由圖4 可知，在高THI 環(huán)境下奶牛陰道溫度波動較大，變化范圍為38.7～40.1 ℃；在中THI 環(huán)境下奶牛陰道溫度波動較小，變化范圍為38.2～39.0℃；在低THI 環(huán)境下奶牛陰道溫度波動比較平穩(wěn)，變化范圍為38.2～38.7℃。

2.4 不同THI 測期牛舍THI 和奶牛陰道溫度的日變化 由圖5 可知，不同THI 測期牛舍THI 日變化在05：00 最低，在15：00 達到最高。高、中、低THI 環(huán)境下THI 的日變化范圍分別為75.9～81.1、67.0～74.7、50.9～62.9，高THI環(huán)境下THI 的日變化幅度比中低THI 環(huán)境下小。

圖5 不同THI 環(huán)境測期下牛舍THI 的日變化

由圖6 可知，高、中、低不同THI 環(huán)境下陰道溫 度 的 日 變 化 范 圍 分 別 為39.1～39.5、38.4～38.9、38.3～38.6 ℃。在高THI 和中THI 環(huán)境下陰道溫度在05：00 最高（39.5℃），在09：00 最低（39.1℃）；在低THI 環(huán)境下奶牛的陰道溫度在01：00、12：00、20：00 比較高，都為38.6℃，08：00 陰道溫度達到最低（38.3℃），陰道溫度整體波動范圍比較小。

圖6 不同THI 環(huán)境測期下奶牛陰道溫度的日變化

2.5 奶牛陰道溫度和不同環(huán)境參數(shù)的相關性 由表3可知，日平均陰道溫度和日平均THI 呈極顯著相關，r=0.811（P＜0.01），日最大陰道溫度和日最大THI 呈極顯著相關，r=0.828（P＜0.01），日最大陰道溫度和日受熱時長呈極顯著相關，r=0.896（P＜0.01）

表3 陰道溫度與THI 及受熱時長的相關性分析

日平均陰道溫度和日平均THI 的分段回歸曲線方程如圖7 所示，日最大陰道溫度和日最大THI 的分段回歸曲線方程如圖8 所示，日最大陰道溫度與所受熱時長的分段回歸曲線方程如圖9 所示。

3 討 論

3.1 不同THI 環(huán)境對奶牛陰道溫度的影響 研究表明，陰涼環(huán)境下（28.4℃）奶牛直腸溫度（38.5～38.9℃）低于陽光直射環(huán)境下（36.7℃）奶牛的直腸溫度（39.4℃）[8]。無論是高溫環(huán)境還是適宜溫度環(huán)境下，奶牛陰道平均溫度（39.6、39.2 ℃）均高于直腸平均溫度（39.4、38.9℃）。同直腸溫度一樣，陰道溫度隨THI 升高而升高，且變化范圍逐漸增大[9]。Armstrong[10]研究表明，當THI 達到72 以上時奶牛失去調節(jié)自身體溫的能力。《奶牛熱應激評價技術規(guī)范》中規(guī)定[11]當環(huán)境THI 達到72以上時奶牛就會處于輕度熱應激狀態(tài)。Nabenishi 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，當THI 達到69 時，奶牛陰道溫度開始升高；當THI 低于75 時奶牛陰道溫度穩(wěn)定在38.5℃左右，但THI 高于75 時奶牛晝夜陰道溫度升高到39.7～40.7℃，當THI 為78 時泌乳后期奶牛陰道溫度平均為39.1℃，THI 高 于57 時平均陰道溫度38.7℃。Burfeind 等[13]研究表明，在THI 為74 的6、7 月，分娩早期奶牛的陰道溫度平均為39.6℃，變化范圍為38.8～40.4℃，在THI 為60 的5 月，其陰道溫度平均為39.2℃，變化范圍為 38.5～39.8℃。

圖7 日平均THI（x）和日平均陰道溫度（y）的分段回歸曲線

圖8 日最大THI（x）和日最大陰道溫度（y）的分段回歸曲線

圖9 所受熱時長（x）和日最大陰道溫度（y）的分段回歸曲線

本試驗結果表明，當THI 分別為78.5、70.4、56.3 時，奶牛平均陰道溫度分別為39.3、38.6、38.5℃，在高（70.5～85.2）、 中（61.0～79.7） 低（43.5～68.0）THI環(huán)境下，奶牛陰道溫度的變化范圍分別為38.7～40.1、38.2～39.0、38.2～38.7 ℃。高THI 環(huán) 境 下 奶 牛 平 均 陰道溫度和Burfeind 等[13]研究結果相似，但奶牛陰道溫度變化范圍和Nabenishi 等[12]研究中的陰道溫度（39.7～40.7℃）不一樣，主要原因是試驗奶牛及試驗環(huán)境不同，Nabenishi 等[12]跟蹤的是日本西南部的臨產母牛陰道溫度變化，當?shù)氐钠骄鶜鉁乇缺驹囼灥乃诘馗摺?/p>

3.2 奶牛陰道溫度的日變化 成年母牛平均直腸溫度（深15 cm）為38.3℃，呈晝夜規(guī)律，變動范圍為1.4℃，夏天體溫日變化范圍較冬天大[2]。奶牛陰道溫度呈相似的晝夜變化，并受到環(huán)境影響，8—9 月陰道溫度日變化為39.7～40.7℃，且在08：00 達最低值，16：00 達最高值；1—2 月陰道溫度變化幅度較小（38.3～38.8℃）[12]。Vickers等[14]研究表明，胎衣不下的奶牛平均陰道溫度（39.2℃）高于健康奶牛（39.1℃），胎衣不下的奶牛最高陰道溫度（39.3℃）在06：00 左右出現(xiàn)，最低陰道溫度（39.0℃）在08：00—13：00 出現(xiàn)，健康奶牛的陰道溫度變化趨勢為早晨開始降低，在08：00—10：00 較低，中午開始升高，在夜晚19：00 升到最高。

本試驗結果表明，高THI 環(huán)境下陰道溫度日變化為39.1～39.5℃，奶牛陰道溫度在一天內會出現(xiàn)3 個峰值（05：00、14：00、22：00）， 而 在09：00、17：00、23：00 較低，且波動范圍比較大。出現(xiàn)峰值和谷值的主要原因一方面可能與環(huán)境溫度變化有關，另一方面推測與牛場擠奶作業(yè)有關。陰道溫度較高的3 個點都是擠奶前，陰道溫度較低的3 個點都是在擠奶時或者擠奶后。這可能是因為在高THI 環(huán)境下時，擠奶時會集中對奶牛進行噴淋與風扇降溫，此時對牛體的冷卻效果比在牛舍強，造成奶牛體溫有所下降。在低THI 環(huán)境下奶牛陰道溫度日變化為38.3～38.6℃，在01：00、12：00、20：00 這3 個時刻比較高，而08：00 較低。奶牛的品種、胎次、泌乳天數(shù)、生理狀態(tài)、每天的飼喂時間和擠奶時間、所用的防暑降溫措施等都會導致陰道溫度的日變化不一樣[15]。

3.3 奶牛陰道溫度與環(huán)境參數(shù)的相關性研究 Burfeind等[5]研究表明，預產前到分娩（8 d）的奶牛，環(huán)境THI 為68.0 時，陰道及直腸溫度與THI 相關系數(shù)分別為0.25 和0.33，高于THI 為（52.5）時的相關系數(shù)（分別為0.20 和0.22）；Nabenishi 等[12]指出，在THI 為48.0～68.8 的環(huán)境下，奶牛陰道日平均溫度與THI 的相關系數(shù)為-0.08；當THI 升高到69 時，陰道溫度開始上升；當THI 升高到72.0～81.1 時，相關系數(shù)增至0.30。Vickers 等[14]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)產奶牛在THI 為49.0 時，直腸溫度與THI 相關性為r=0.14，陰道溫度與THI 的相關性為r=0.26；泌乳盛期奶牛在THI 為51.9 時，直腸溫度與THI 的相關性為r=0.26，陰道溫度與THI 的相關性為r=0.22。以上研究說明，奶牛陰道及直腸溫度會隨THI 的升高而增大，相應的相關系數(shù)也會增大。

本試驗結果表明，當THI 為43.5～85.2 時，日平均陰道溫度和日平均THI 呈顯著相關r=0.811，日最大陰道溫度和日最大THI 呈顯著相關r=0.828，說明THI 越大奶牛陰道溫度越高，結論和Burfeind 等[5]、Nabenishi 等[12]的研究結果相一致，而更高THI 和更低THI 環(huán)境下的陰道溫度和THI 相關性還有待研究。本研究中，根據(jù)日平均陰道溫度與日平均THI 的分段函數(shù)可以計算出拐點，即當THI 達到71.4 時，奶牛的陰道溫度開始快速升高。

日最大陰道溫度和日受熱時長呈顯著相關r=0.896，說明奶牛的最大陰道溫度和日受到熱應激時長有一定關系。根據(jù)日最大陰道溫度和日受熱時長的分段函數(shù)可以計算出，當奶牛每天受到10.6 h 以上的熱應激時，奶牛的陰道溫度開始快速上升。

本試驗中陰道溫度和THI 的相關性比Burfeind 等[5]、Nabenishi 等[12]、Vickers 等[14]研究的相關性高，一方面是由于試驗奶牛的差異導致陰道溫度的變化有差異，另一方面其他試驗中所用的THI 數(shù)據(jù)有的來自氣象站提供，而本試驗所用的THI 數(shù)據(jù)是根據(jù)分布在牛舍內的溫濕度記錄儀提供，更加精準。Ravagnolo 等[16]指出，從氣象站獲得的數(shù)據(jù)不能準確地反映出牛場的天氣情況，牛場采取的熱應激緩解措施（風機、噴淋）沒有得到有效的記錄，因此根據(jù)氣象站提供的數(shù)據(jù)計算的THI和牛舍內的THI 并不一樣，進而導致與THI 的相關性分析出現(xiàn)差異。

4 結 論

本研究結果顯示，高THI 環(huán)境下奶牛陰道溫度波動較大，低THI 環(huán)境下奶牛陰道溫度相對穩(wěn)定；奶牛的陰道溫度會隨著THI 升高而升高，當THI＞71.4 時陰道溫度開始快速升高，日受熱時長與奶牛日最大陰道溫度有較高的相關性，隨著日受熱時長增大，陰道溫度會升高。