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        熱應(yīng)激對(duì)不同胎次高產(chǎn)泌乳牛生理指標(biāo)的影響

        2019-05-27 03:01:22徐玉薇吳亞琳安秀秀李朝明魏學(xué)良西南大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院重慶400715
        中國(guó)畜牧雜志 2019年5期
        關(guān)鍵詞:高產(chǎn)差異

        徐玉薇,王 劍,吳亞琳,安秀秀,李朝明,魏學(xué)良(西南大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,重慶 400715)

        荷斯坦奶牛耐寒怕熱,適宜溫度范圍為5~25℃。高溫環(huán)境下牛體皮膚血流量增快,皮膚溫度升高,體內(nèi)到體表熱交換血液流速加快;體內(nèi)代謝產(chǎn)熱難以釋放,且環(huán)境熱通過(guò)皮膚蓄積體內(nèi),導(dǎo)致體溫升高;另外,不能通過(guò)皮膚釋放體熱就會(huì)啟動(dòng)呼吸散熱作為補(bǔ)償,表現(xiàn)為呼吸率增加。熱性喘息和出汗導(dǎo)致牛體脫水,血液離子濃度增加,引起體內(nèi)體溫調(diào)節(jié)變化,導(dǎo)致直腸溫度升高。乳房溫度受乳腺細(xì)胞代謝和乳腺血液流動(dòng)快慢影響,乳腺細(xì)胞代謝越劇烈乳房溫度越高。熱應(yīng)激環(huán)境下,溫濕指數(shù)(THI)每升高一個(gè)單位,泌乳中期奶牛直腸溫度升高0.12℃[1]。直腸溫度升高1℃,呼吸率增加15.7 bpm,皮膚溫度升高0.84℃[2]。而國(guó)內(nèi)荷斯坦奶牛最佳生產(chǎn)周期為1~5 胎次[3],熱應(yīng)激將直接影響奶牛的生產(chǎn)能力。

        重慶地處三峽庫(kù)區(qū),多年平均極端最高氣溫38.6℃,部分地區(qū)高達(dá)43℃[4]。重慶地區(qū)主要奶牛品種為不耐熱的荷斯坦奶牛,熱應(yīng)激問(wèn)題更加嚴(yán)竣。因此,本研究旨在通過(guò)測(cè)定重慶地區(qū)夏季高溫環(huán)境與前3 個(gè)胎次高產(chǎn)泌乳牛的熱應(yīng)激生理,為重慶地區(qū)夏季奶牛管理提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)動(dòng)物 試驗(yàn)選用15 頭空懷健康高產(chǎn)泌乳牛,組間體重、體況和產(chǎn)犢時(shí)間接近。根據(jù)胎次進(jìn)行分組,第1 胎次奶牛組[n=5,體重(559.6±3.6)kg,體況2.8,產(chǎn)犢天數(shù)189 d],第2 胎次奶牛組[n=5,體重(646.2±4.4)kg,體況2.7,產(chǎn)犢天數(shù)164 d],第3 胎次奶牛組[n=5,體重(664.4±5)kg,體況2.95,產(chǎn)犢天數(shù)129.8 d]。試驗(yàn)進(jìn)行于2015 年7—8 月,共60 d。

        1.2 飼養(yǎng)管理及日糧組成 試驗(yàn)期間試驗(yàn)牛飼養(yǎng)于同一棚舍,自由采食,統(tǒng)一飼養(yǎng)管理。所有牛只使用相同基礎(chǔ)日糧(表1),每日添加TMR 3 次,同時(shí)每天04:00、08:00、20:00 奶泵擠奶。

        表1 高產(chǎn)泌乳牛日糧配方組成和營(yíng)養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))

        1.3 高溫環(huán)境指標(biāo)及測(cè)定方法 高溫環(huán)境指標(biāo)包括溫度、濕度、風(fēng)速,采集時(shí)間為每天06:00、08:00、10:00、12:00、14:00、20:00。

        開放牛舍,頂部有棚,分別在牛舍中部和兩端距離地面1.5 m 高的地方懸掛干濕溫度計(jì),測(cè)定儀器位置保證通風(fēng)和防止日曬雨淋,避免奶牛觸碰,并且按時(shí)給濕球溫度計(jì)添加清水。每日定時(shí)記錄溫度計(jì)讀數(shù)。相對(duì)濕度由該濕度計(jì)所附的對(duì)照表查出。按測(cè)得的干球溫度和濕球溫度計(jì)算THI。THI=(Tdb+Twb)×0.72+40.6[5],Tdb、Twb 分別為干、濕球溫度。

        采用手持風(fēng)速儀對(duì)風(fēng)速進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定儀器置于牛舍中部距離地面1.5 m 高的開闊地帶測(cè)實(shí)時(shí)風(fēng)速,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均測(cè)量3 次,取平均值。

        1.4 不同胎次高產(chǎn)泌乳牛熱應(yīng)激下生理測(cè)定指標(biāo)及方法 用秒表計(jì)時(shí),觀察60 s 內(nèi)試驗(yàn)牛安靜時(shí)腹部和胸廓的起伏次數(shù),即為呼吸率。直腸溫度使用獸用體溫計(jì)(錫山醫(yī)用儀表廠),將感應(yīng)部分充分潤(rùn)滑后插入肛門15 cm 左右,報(bào)警后讀數(shù)并記錄。測(cè)量試驗(yàn)?zāi)膛:谏忻つw、黑色無(wú)毛皮膚、白色有毛皮膚和白色無(wú)毛皮膚的皮膚溫度。試驗(yàn)前統(tǒng)一在牛只脊柱兩側(cè)第四肋骨間剃毛,剃毛區(qū)域面積5 cm×5 cm,定期清除新長(zhǎng)出的毛發(fā)。皮膚溫度使用紅外溫度計(jì) (Everest Interscience Inc.,F(xiàn)ullerton,CA,USA)。使用紅外溫度計(jì)對(duì)奶牛4 個(gè)乳房表面皮膚溫度進(jìn)行測(cè)量,取平均值,為乳房溫度。

        1.5 統(tǒng)計(jì)分析 本試驗(yàn)為平衡不完全分區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),采用SAS 9.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,P<0.05 表示差異顯著,P<0.01 表示差異極顯著。統(tǒng)計(jì)模型:

        其中,Yijkl為試驗(yàn)指標(biāo)觀察值;m 為所有試驗(yàn)指標(biāo)觀察值平均值;Ti是每天的時(shí)間(i= 1,...,7);Gj是胎次分組(j=1,...,4);Ajk為每群內(nèi)動(dòng)物影響;Eijkl為隨機(jī)誤差。主要進(jìn)行空氣溫度值、空氣濕度值和溫濕指數(shù)值影響每天不同時(shí)間、不同胎次高產(chǎn)泌乳牛群生理反應(yīng)的回歸分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 試驗(yàn)期間牛舍高溫環(huán)境檢測(cè)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 試驗(yàn)期間牛舍平均氣溫27.4℃,平均THI 78.73,平均相對(duì)濕度47.9%,日均THI 均超過(guò)72,表明試驗(yàn)期奶牛處于熱應(yīng)激環(huán)境下。其中,試驗(yàn)期間每日最高氣溫在14:00,平均氣溫達(dá)到34.1℃,THI 指數(shù)達(dá)到83.5。06:00—08:00以及14:00 以后,奶牛處于輕度熱應(yīng)激階段,08:00—14:00 奶牛處于中度熱應(yīng)激階段。

        由表2 可知,環(huán)境溫度、干球溫度、濕球溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速和THI 在不同時(shí)間點(diǎn)存在差異。環(huán)境溫度、干球溫度、濕球溫度和THI 從06:00 開始逐漸升高,14:00 達(dá)到最高,20:00 有所下降。牛舍內(nèi)相對(duì)濕度、風(fēng)速與THI 呈反比,牛舍的相對(duì)濕度、風(fēng)速在清晨和傍晚較正午時(shí)更大,牛舍內(nèi)空氣流動(dòng)較正午更快,相對(duì)濕度更高。

        2.2 試驗(yàn)期間奶牛熱應(yīng)激生理指標(biāo)測(cè)定結(jié)果 試驗(yàn)?zāi)膛F骄粑蕿?6.4 bpm,平均直腸溫度為38.9℃,平均無(wú)毛皮膚溫度(黑色)為36.0℃,平均有毛皮膚溫度(黑色)為34.8℃,平均無(wú)毛皮膚溫度(白色)為36.0℃,平均有毛皮膚溫度(白色)為34.9℃,平均乳房溫度為35.6℃。

        由表3 可知,熱應(yīng)激期間高產(chǎn)泌乳牛平均呼吸率在不同胎次之間差異極顯著(P<0.01)。試驗(yàn)期間,日平均最高呼吸率出現(xiàn)在14:00,最低出現(xiàn)在20:00,呼吸率變化范圍在50~90 bpm,不同時(shí)間點(diǎn)高產(chǎn)泌乳牛呼吸率差異極顯著(P<0.01)。

        不同時(shí)間點(diǎn)的高產(chǎn)泌乳牛直腸溫度差異極顯著(P<0.01)。試驗(yàn)期間,日均最高直腸溫度出現(xiàn)在14:00,最低出現(xiàn)在20:00,直腸溫度變化在38.3~40℃,熱應(yīng)激期間,3 個(gè)胎次高產(chǎn)泌乳牛平均直腸溫度均超過(guò)正常值(38.5℃),3 個(gè)胎次之間差異不顯著。

        不同花色的皮膚溫度受胎次影響差異顯著(P<0.05),黑毛無(wú)毛皮膚溫度受到THI 和胎次共同影響(P<0.05)。黑毛無(wú)毛皮膚溫度第3 胎次奶牛顯著高于第1、2 胎次奶牛(P<0.05)。在12:00(THI=83)和14:00(THI=84)2個(gè)時(shí)間點(diǎn),皮膚溫度達(dá)到最高值,與其他時(shí)間點(diǎn)(THI)下皮膚溫度比較差異極顯著(P<0.01)。

        不同胎次高產(chǎn)泌乳牛乳房溫度差異不顯著。不同時(shí)間點(diǎn)高產(chǎn)泌乳牛的乳房皮膚溫度差異不顯著,且時(shí)間點(diǎn)和胎次的互作效應(yīng)不顯著。

        2.3 熱應(yīng)激下奶牛呼吸率、直腸溫度、乳房溫度隨THI變化趨勢(shì) 不同THI 條件下,各胎次奶牛呼吸率的波動(dòng)趨勢(shì)大體一致(圖1)。從整體變化趨勢(shì)來(lái)看,第2胎次奶牛的呼吸率隨THI 變化比較平穩(wěn);第1 胎次奶牛在THI<84.4 的情況下整體平穩(wěn)略有波動(dòng),在THI<84.4后呼吸率大幅下降;第3 胎次奶牛在57.9<THI<84.4 的呼吸率高于第1、2 胎次奶牛,在THI<84.4 后呼吸率雖波動(dòng)平緩但仍保持較高水平。

        如圖2 可知,第3 胎次奶牛直腸溫度最高,隨THI升高而升高,最后趨于平緩;第2 胎次奶牛直腸溫度最低,隨THI 升高呈現(xiàn)上升趨勢(shì);第1 胎次奶牛直腸溫度在38.7℃左右,波動(dòng)不大。

        如圖3 可知,當(dāng)THI<81.7 時(shí),第3 胎次奶牛乳房溫度高于第1、2 胎次奶牛,第1 胎次、第2 胎次曲線相互交錯(cuò),隨著THI 升高,第2 胎次奶牛乳房溫度低于第1 胎奶牛。當(dāng)THI<81.7 時(shí),3 個(gè)胎次奶牛乳房溫度均平穩(wěn)上升,在THI=84.2 時(shí)達(dá)到最高。

        表2 高產(chǎn)泌乳牛舍白天的相對(duì)濕度、THI 和風(fēng)速

        表3 胎次和時(shí)間(THI)對(duì)高產(chǎn)泌乳荷斯坦牛生理指標(biāo)的影響

        圖1 不同胎次高產(chǎn)泌乳牛呼吸率隨THI 的變化

        圖2 不同胎次高產(chǎn)泌乳牛直腸溫度隨THI 的變化

        圖3 不同胎次高產(chǎn)泌乳牛乳房溫度隨THI 的變化

        3 討 論

        3.1 重慶地區(qū)高溫環(huán)境特點(diǎn) 試驗(yàn)期間日均THI 均超過(guò)72,日平均最高氣溫34.1℃,呈現(xiàn)持續(xù)性的高溫天氣。一天內(nèi)晨間和晚間氣溫低空氣濕度高且有風(fēng),但對(duì)奶牛高溫下蒸發(fā)散熱無(wú)太大作用,積熱較難散發(fā)導(dǎo)致奶牛在晨間、晚間也處于輕度熱應(yīng)激環(huán)境。

        南北方氣候的差異在奶牛養(yǎng)殖上體現(xiàn)為夏季極端溫度和空氣濕度差異。重慶地區(qū)極端高溫天氣與空氣濕度均高于北方。在本研究中,選擇了Bohmanova 等[5]的THI 計(jì)算公式,該THI 計(jì)算公式側(cè)重對(duì)濕度的考量,適用于熱帶和亞熱帶高溫高濕氣候。

        3.2 熱應(yīng)激對(duì)不同胎次高產(chǎn)泌乳牛生理指標(biāo)的影響 環(huán)境溫度超過(guò)25℃奶牛便需要通過(guò)呼吸道喘息進(jìn)行散熱。本研究中,奶牛呼吸率隨THI 升高而加快符合奶牛在熱應(yīng)激條件下的正常生理反應(yīng)。并且夏季奶牛在由輕度熱應(yīng)激轉(zhuǎn)為中度熱應(yīng)激甚至重度熱應(yīng)激時(shí),呼吸率會(huì)持續(xù)性升高直到極限。但通過(guò)分析不同胎次呼吸率隨THI 變化的趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn),第3 胎次奶牛呼吸率(69.9 bpm)雖在數(shù)值上顯著高于第1 胎次奶牛(66.3 bpm)和第2胎次奶牛(63 bpm),但是其受環(huán)境變化的影響并沒(méi)有另外2 個(gè)胎次奶牛劇烈。分析其原因,第3 胎次奶牛生產(chǎn)性能較前2 個(gè)胎次更優(yōu),其所受到的熱負(fù)荷更大,奶牛機(jī)體對(duì)于呼吸散熱的需求升高,所以體現(xiàn)為第3 胎次奶牛呼吸率最高。這個(gè)結(jié)果與郭同軍等[6]研究的我國(guó)北方荷斯坦奶牛夏季熱應(yīng)激期間呼吸率變化規(guī)律不同,北方地區(qū)初產(chǎn)奶牛呼吸率普遍高于經(jīng)產(chǎn)奶牛,推測(cè)主要原因是北方夏季溫度較南方低,極端氣候相對(duì)較少,經(jīng)產(chǎn)奶牛較初產(chǎn)奶牛具有較好的熱適應(yīng)性。

        直腸溫度一般情況保持在相對(duì)穩(wěn)定范圍,當(dāng)外界溫度超過(guò)一定閾值就會(huì)導(dǎo)致直腸溫度異常。奶牛平均直腸溫度在38.3~39.1℃,當(dāng)直腸溫度達(dá)到42~45℃將會(huì)導(dǎo)致奶牛死亡。在試驗(yàn)期間,直腸溫度變化范圍在38.3~40℃,并未出現(xiàn)導(dǎo)致死亡的極限溫度,與李朝明等[7]的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,不同時(shí)間點(diǎn)(THI)條件下的高產(chǎn)泌乳牛直腸溫度存在明顯的晝夜節(jié)律變化,具體表現(xiàn)為正午高,晚間低;直腸溫度在夏季早中晚差異顯著,但在3 個(gè)胎次之間差異不顯著。值得注意的是,奶牛熱應(yīng)激對(duì)這3 個(gè)胎次奶牛產(chǎn)生的影響是普遍的,因此對(duì)于這幾個(gè)胎次的奶牛生產(chǎn)管理上應(yīng)給予更多關(guān)注。

        體表溫度高低與皮膚血流量呈正相關(guān),表示奶牛皮膚接收到外界環(huán)境輻射熱的程度和皮膚散熱能力的大小。Ghassemi 等[8]研究表明,熱應(yīng)激下具有大面積白色皮膚的荷斯坦奶牛(白色超過(guò)皮膚80%)比具有大面積黑色皮膚的荷斯坦奶牛(黑色超過(guò)皮膚80%)有較高熱耐受性。本試驗(yàn)中,奶牛皮膚溫度低于直腸溫度,但高于環(huán)境溫度。從皮膚有毛無(wú)毛來(lái)看,無(wú)毛皮膚溫度高于有毛皮膚溫度,可以看到毛發(fā)對(duì)于阻擋熱輻射和擴(kuò)大汗液蒸發(fā)面積十分有利;從皮膚顏色來(lái)看,黑色白色皮膚溫度之間相差不大,在有頂棚的牛舍環(huán)境下,毛色對(duì)于奶牛吸收熱輻射的影響并不明顯。第3 胎次奶牛皮膚溫度高于第1 胎次和第2 胎次奶牛,與呼吸率變化規(guī)律一致。

        乳房溫度屬于奶牛體表溫度的一部分,一般來(lái)說(shuō),乳腺細(xì)胞代謝越劇烈,乳腺內(nèi)血液流動(dòng)越快,乳房溫度越高。有學(xué)者報(bào)道,環(huán)境溫濕度、奶牛生理因素(胎次、泌乳期、產(chǎn)奶量)、乳房健康情況和擠奶過(guò)程等引起奶牛乳房溫度改變[9-10]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,在06:00和20:00 奶牛乳房皮膚溫度較高,分別為36.8、36.5℃。06:00 和20:00 為奶牛擠奶后時(shí)間,擠奶會(huì)加劇乳腺細(xì)胞代謝和血液流速,機(jī)器擠奶方式可以使乳房溫度在擠奶后升高0.8~2.65℃,因而這2 個(gè)時(shí)間點(diǎn)乳房皮膚溫度升高較明顯。此外,本研究中,不同時(shí)間點(diǎn)高產(chǎn)泌乳牛的乳房溫度差異不顯著,受時(shí)間和胎次的共同影響差異不顯著,即乳房皮膚溫度受環(huán)境溫度影響較小。

        3.3 熱應(yīng)激下奶牛呼吸率、直腸溫度、乳房皮膚溫度隨THI 變化趨勢(shì) 不同THI 條件下,各胎次奶牛呼吸率、直腸溫度、乳房皮膚溫度趨勢(shì)的波動(dòng)程度體現(xiàn)出奶牛機(jī)體對(duì)氣候適應(yīng)性的劇烈程度。從整體變化趨勢(shì)來(lái)看,生理反應(yīng)隨THI 變化的劇烈程度為第1 胎次奶牛<第3胎次奶牛<第2 胎次奶牛,考慮初產(chǎn)奶牛在熱適應(yīng)上較經(jīng)產(chǎn)奶牛差,在適應(yīng)熱環(huán)境能力上處于過(guò)渡期,奶牛機(jī)體需要調(diào)控適應(yīng)環(huán)境變化,故產(chǎn)生較為劇烈的變化。

        4 結(jié) 論

        重慶地區(qū)夏季氣候特點(diǎn)為高溫高濕,奶牛處于熱應(yīng)激環(huán)境。奶牛的呼吸率、皮膚溫度、直腸溫度隨THI增加而增加。生理反應(yīng)隨THI 變化的劇烈程度為第1胎次奶牛<第3 胎次奶牛<第2 胎次奶牛,第1 胎次奶牛更容易受氣候影響。第3 胎次奶牛的生理反應(yīng)數(shù)值大于第1、2 胎次奶牛,其處于產(chǎn)奶盛期,機(jī)體熱負(fù)荷大。綜上,生產(chǎn)上應(yīng)根據(jù)不同胎次奶牛生理特點(diǎn)及實(shí)際情況進(jìn)行合理管理。

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