奶牛生產性能測定監測與預警系統的建立與應用

何開兵 歐四海

新疆兵團第八師畜牧獸醫工作站，新疆石河子832000

為了實現基于奶牛生產性能測定數據分析，建立奶牛生產性能測定監測與預警系統，及時監測和預警奶牛群發性營養代謝、飼養管理和疾病防控等方面存在的安全隱患，根據奶牛生理及生產性能的特點，通過分析產奶量、泌乳天數等相關的資料信息，監控產奶量、乳成分和泌乳天數等變化趨勢，評價各種風險狀態偏離預警線的強弱程度，向管理者發出預警信號并提示采取預控對策，最大限度地降低乳房炎、酮病等發病率，從而形成具有預警功能的奶牛生產性能測定系統。

1 預警系統設計

預警系統可與CNDHI 軟件安裝于同一臺計算機，指定CNDHI 軟件原始報告生成的文件目錄，自動實現數據提取，并導入數據庫中，如圖1所示。

圖1 預警系統示意

預警條件可根據區域特點進行微調，系統在導入數據完成按條件進行數據篩選，符合預警條件的數據將被標記。輸出報告的通用信息及標題以Word或pdf 模板形式提供，軟件根據模板標記更新內容，指標報告根據數據表達形式按列表輸出，輸出的數據列表項目、內容可選擇設定。

2 監測與預警系統建立

2.1 監測與預警指標選取原則

建立適應于區域奶牛生產實際的監測與預警指標體系，并滿足：①監測與預警指標應能夠反映現時段區域奶牛生產各個方面的狀況及變化趨勢；②應具有科學性、系統性、可量化、獨立性及可對比性等原則。

2.2 監測與預警系統組成

監測與預警系統通常由以下4 個部分組成。

1）監測系統：主要包括乳成分體細胞聯合測定系統、尿素氮測定儀和奶牛場管理系統等，完成乳成分、體細胞數、MUN、丙酮、β-羥基丁酸、奶牛繁殖等實時信息采集，并將采集信息存入計算機，供預警信息系統分析使用。

2）預警信息系統：完成將原始信息向征兆信息轉換的功能。原始信息包括歷史信息、現實和實時信息，同時包括國內外相關的研究信息。包括信息收集、信息處理、信息的辨偽、信息存儲、信息推斷。

3）預警評價指標體系系統：①預警評價指標：主要包括產奶量、乳成分（乳脂率、乳蛋白率和脂蛋比）、體細胞數/體細胞分、MUN、平均泌乳天數、高峰奶及高峰日、平均胎次及胎次比例、產奶量下降過快牛只比例、泌乳天數大于450 d 牛只比例、體細胞數大于50 萬牛只比例、乳脂率小于2.5%牛只比例及MUN 結果統計等。②預警準則的確定。預警準則：設置要把握尺度，不漏警、不誤警；預警方法：指標預警、因素預警、綜合預警、誤警和漏警；預警閾值的確定。

4）預警信號輸出。根據測定結果與預警值、目標值的分析對比，超出范圍的應加以預警標識，標識形式有“↑”“↓”和顏色等方式，提醒有關人員注意。

2.3 預警指標確定及量化

1）選取符合實驗室儀器設備檢測條件和區域奶牛生產實際的監測項目。

①日產奶量：是指泌乳牛測定日當天24 h 的總產奶量，日產奶量反映泌乳牛當前實際產奶水平，單位為kg。

②乳脂率：是指泌乳牛測定日牛奶所含脂肪的含量，單位為%。

③乳蛋白率：是指泌乳牛測定日牛奶所含蛋白的含量，單位為%。

④乳糖率：是指泌乳牛測定日牛奶所含乳糖的含量，單位為%。

⑤非脂乳固體：是指泌乳牛測定日牛奶中除脂肪和水分以外的物質的含量，單位為%。

⑥全乳固體：是指泌乳牛測定日牛奶中除水分以外的物質的含量，單位為%。

⑦體細胞數：指泌乳牛測定日牛奶中體細胞的數量，單位為千個/mL。

⑧牛奶尿素氮：是指泌乳牛測定日牛奶中尿素氮的含量，單位為mg/dL。

⑨乳中丙酮：是指泌乳牛測定日牛奶中丙酮的含量，單位為mmol/L。

⑩乳中BHB（β-羥基丁酸）：是指泌乳牛測定日牛奶中β-羥基丁酸的含量，單位為mmol/L。

2）選取符合區域實際的監測預警指標。量化的預警指標見表1，項目指標預警值和目標值的確定依據來源于國內外相關文獻報道及國內先進牧場的經驗值，結合區域實際確定。

表1 預警指標

2.4 預警指標的調整

定期對預警系統運行狀況進行評估，評估其對奶牛生產狀況判斷的準確性。當準確性無法滿足奶牛生產需求時，應及時調整監測項目和預警指標等內容。

3 預警報告

3.1 預警報告的制作

將檢測數據和牛場生產繁殖信息按CNDHI 統一格式導入CNDHI 軟件，生成CNDHI 報告，然后將CNDHI 報告導入奶牛生產性能測定（DHI）分析解讀及預警系統，系統將根據用戶設置進行數據統計和分析，生成奶牛生產性能測定（DHI）分析解讀及預警報告。

3.2 預警報告的審核與反饋

預警報告制作完成后應經技術負責人審核后，以電子郵件或微信、QQ 等形式及時反饋牛場管理層有關技術人員。

預警報告采用數據表格、圖形、曲線等形式呈現，直觀表征奶牛生產現狀及發展趨勢。當超過某一閾值時，數據通過“↑”“↓”和顏色形式標識并及時報警，并使用文字進行解釋說明，幫助牛場查找問題產生的根源，針對性解決問題。

3.3 預警的響應及解除

參測牛場接到預警報告后，及時制定、落實整改措施，完成問題整改，提高奶牛生產性能，保證預警系統的閉環管理。參測牛場完成問題整改并經驗證達到目標要求，預警自動解除。

4 應 用

4.1 測定結果的綜合預警

DHI 報告導入預警系統后，系統會根據設定的監測預警指標，自動提取數據并生成預警報告，測定結果的綜合預警如表2所示。從表2可以看出，上述指標若超出預警范圍，將會有“↑”“↓”予以警示，提醒牛場管理和技術人員注意，及時查找原因并改進，如該場平均泌乳天數219 d，超出正常范圍，反映牛場繁殖管理和產后護理存在較大問題，應改善日糧營養，提高發情率，提高繁殖效率。

表2 測定結果綜合預警

4.2 平均胎次及胎次比例預警

平均胎次及胎次比例預警結果見表3。從胎次比例看，該場1 胎∶2 胎∶3 胎及以上=22∶29∶49，和理想胎次結構相比，1 胎牛少了8%，2 胎牛多了9%，3胎及以上比例正常，而理想的胎次結構是高產、穩產的基礎，也是牛群逐年更新的前提，科學合理的牛群結構是實現奶牛養殖高效益的一個重要因素，牛場應科學地規劃牛場的牛群結構，并制定合理的繁殖計劃，逐步調整牛群結構向合理化方向發展，這樣才能實現利潤最大化。

表3 平均胎次及胎次比例預警

從泌乳天數看，平均泌乳天數隨胎次的增加而增大，以三胎及以上增大較多，表明該牛場繁殖管理和產后護理存在較大問題，尤以三胎及以上問題更為突出，應加強干奶期、圍產期營養和管理，降低產后癱瘓和酮病的發病率，經產牛產后24 h 及時進行代謝病預防性灌服藥物：灌服鈣劑、丙二醇、氯化鉀、硫酸鎂、阿司匹林及酵母培養物等微生物制劑，盡可能降低能量負平衡的影響，恢復奶牛健康，從而達到提高繁殖效率、提高經濟效益目的。

從產奶量看，一胎產奶量30.6 kg，二胎34.4 kg，三胎及以上32.8 kg，表明牛場使用了優質凍精，一胎生產性能表現較好，而二胎、三胎及以上泌乳牛的營養和飼養管理存在較大問題，沒有達到預期生產水平，應檢查經產牛在上一胎次的泌乳后期（泌乳期后1/3）日糧營養是否在飼養標準基礎上增加了20%營養，使泌乳牛膘情在泌乳后期得到恢復，使體況評分控制在3.0~3.5 分，以3.25 分為最佳，并在干奶期和圍產期保持體況在理想范圍，加強圍產期的管護，減少疼痛等應激影響，產后24 h 及時進行代謝病預防性灌服藥物：灌服鈣劑、丙二醇、氯化鉀、硫酸鎂、阿司匹林及酵母培養物等微生物制劑，減少產后癱瘓、酮病等代謝病發病率，均衡營養，減少能量負平衡和體況損失，提高產奶量。

從乳脂率、乳蛋白率看，該場乳脂率較高，但頭胎牛乳蛋白率較經產牛偏低，表明頭胎牛的營養和管理需進一步改善和提高，頭胎牛應與經產牛分開飼養，檢查頭胎牛日糧的能量和蛋白及過瘤胃蛋白是否滿足產奶需要，頭胎牛日糧營養應在飼養標準基礎上增加20%的營養，以滿足產奶和生長的需要。

從體細胞數和體細胞分看，該場的體細胞數控制較好，且各胎次體細胞數均達理想體細胞范圍，表明該場乳房炎防控效果好，干奶牛治療有效，干奶藥效果良好，擠奶程序正確，藥浴效果好，牛群乳房健康狀況好，同時也反映圍產期管護較好，無子宮炎、子宮內膜炎和產道損傷情況。

從305 d 預計產奶量看，各胎次305 d 預計產奶量均未達理想目標值，表明各胎次奶牛的營養和管理存在較大問題，以頭胎牛差距更明顯，應加強頭胎牛的營養和管理，應在飼養標準的基礎上增加20%生長需要，滿足生長和泌乳的需要。

4.3 高峰奶、高峰日和持續力的預警

1）高峰奶、高峰日預警。從表4可以看出，該場泌乳高峰日出現時間處于理想值范圍內，1 胎高峰日86 d 出現，2 胎及以上經產牛在70 d 以前出現泌乳高峰，頭胎牛泌乳高峰出現較經產牛遲，持續時間較經產牛時間長，且下降較經產牛平緩。結合產奶量看，高峰日仍有前移的空間，應加強干奶期、圍產期和泌乳前期牛的營養和飼養管理，調節泌乳后期牛群的體況，調整干奶圍產期牛群健康，對產后牛群實施精細化管理，新產牛平衡過渡，提高牛群的健康水平，提高高峰奶量；頭胎牛高峰奶34.6 kg，未達泌乳高峰理想目標值37 kg，二胎高峰奶41.6 kg，未達到二胎高峰奶目標值47.5 kg，三胎及以上高峰奶43.4 kg，也未達到三胎及眉目高峰奶目標值50 kg，表明各胎次泌乳牛營養和飼養管理存在較大問題，生產性能未能得到充分發揮，向前追溯，應該是干奶期、圍產期和泌乳前期牛的營養和飼養管理出現問題。該場體細胞數較低，可排除乳房炎的影響，可從體況評分、育成牛飼養、產期的管護、泌乳早期營養、遺傳、產后疾病并發癥、擠奶不完全、干奶牛管理方面查找原因。

表4 高峰奶、高峰日預警

峰值比：一胎和二胎、一胎和二胎及以上、一胎和三胎及以上峰值比分別為83.6%、81.2%和79.9%，均高于理想目標值的上限，表明一胎牛生產性能表現較好，使用了優質凍精，同時也說明二胎及以上牛未達到理想泌乳高峰，生產性能未充分發揮。建議考慮以下4 個方面的因素：①奶牛產犢時體況是否合適。②奶牛產后是否發生胎衣不下、產后癱瘓、酮癥、子宮炎、真胃移位等代謝性疾病，造成體況損失過多，限制奶牛達到高峰的能力。③日糧是否合理，能量是否充足。新產牛日糧旨在提供高水平的營養，在支持泌乳的同時也要維持足夠的中性洗滌纖維（NDF），以促進瘤胃纖維和淀粉微生物之間的過渡。因此，在這些日糧中，粗飼料比例通常較高，建議選擇優質豆科牧草作為粗飼料的主要來源。

二胎與三胎及以上牛的峰值比為95.6%，略低于理想目標值的下限，說明二胎牛生產性能未充分發揮，未達預期高峰奶量，應檢查營養和飼養管理是否存在問題。

2）泌乳持續力的預警。由表5可知，該場泌乳持續力較好，但高峰奶和高峰日未達理想值，這是奶牛獲取高產另一種方法，雖然沒有很高的高峰產奶量，但在整個泌乳期間保持較長時期的穩定水平。這是該場保持較高產奶量的原因，但與較高的高峰奶和較早的高峰日相比，仍有較大的奶損失。

表5 泌乳持續力預警

群體平均持續力正常范圍是95%～105%，高峰過后持續力的理想值為93%～95%。泌乳持續力高，也表明前一階段的生產性能未能充分發揮，大部分牛沒有達到理想的泌乳高峰，應檢查產犢時體況是否過肥或過瘦，前階段日糧不平衡，干物質采集量不足，是否患乳房炎或代謝?。幻谌槌掷m力低，表明目前日糧配方可能沒有滿足奶牛產奶需要，日糧不平衡或缺乏能量，能量負平衡嚴重，牛只失重較多，或者乳房受感染、擠奶程序、擠奶設備等其他方面存在的問題。

4.4 產奶量下降過快牛只比例的預警

正常情況下，泌乳高峰過后，荷斯坦奶牛每月產奶量下降幅度7%左右，不應超過10%，該牛場有105 頭牛產量下降幅度超10%，達13.7%，接近預警值＜15%，應引起奶牛場場長與技術人員的注意，要高度重視此報告，結合泌乳天數和體細胞數，認真查找產奶量大幅下降的原因，通過泌乳天數觀察判斷奶牛是否因為發情等生理應激因素導致產奶量下降，通過體細胞數可分析判斷奶牛是否患乳房炎、子宮炎等炎癥疾病導致產奶量下降。因此，首先應檢查數據記錄是否有誤，并委派獸醫到牛舍實際查看牛只健康狀況，找準原因及時解決。

具體到該場，從產奶量下降過快牛只明細表（表6）可以看出，產奶量下降較大的4 頭牛只泌乳天數為200 d 前后，應該不是發情因素導致，如果泌乳天數是60～80 d，應結合發情監測系統和牛只趴跨情況綜合判斷是否因奶牛發情所致。

表6 產奶量下降過快牛只比例的預警

4.5 泌乳天數大于450 d 牛只比例的預警

泌乳天數大于450 d，表明奶牛的繁殖存在較大的問題，應及時查找問題所在，及時治療，存在繁殖障礙的及時淘汰，一般來說，牛群泌乳天數大于450 d 牛只比例應小于6%。

從表7可知，該場泌乳天數大于450 d 的牛只共有64 頭，占泌乳牛數量的8.4%，超過6%預警值的1.4 倍，且這些牛平均泌乳天數高達581 d，最大泌乳天數高達1 070 d，應引起牛場場長和育種員高度警惕。首先應核查是否漏報胎次和產犢日期或多次發生早期流產，如有流產應檢查流產原因是否因霉變飼草料引起，禁喂一切霉爛變質飼草料；是否受機械損傷；是否服用藥物或受較大應激等；若流產比例較大，應加強布病等傳染病的檢疫和凈化。若非上述情況，育種員應根據該報告對應牛號逐頭檢查繁殖功能是否正常，并結合體細胞數和產奶量等查找泌乳天數超長的原因，如果體細胞數高，應檢查是否由子宮炎或子宮內膜炎引起的繁殖障礙；并檢查干奶期、圍產期和泌乳前期奶牛日糧維生素和礦物質是否滿足生產和繁殖需要，由于干奶期、圍產期和泌乳前期奶牛轉群頻繁，奶牛需不斷適應新環境和新群體，應激較大，對維生素和礦物質的需求較多，建議上述階段日糧中加大維生素和礦物質的補充。對屢配不孕和久治不愈的牛只，在產奶量低于15 kg 時，建議育肥后淘汰。

表7 泌乳天數大于450 d 牛只比例預警表

4.6 體細胞數大于50 萬牛只比例的預警

數據（表8）顯示，該場乳房炎控制較好，體細胞數大于50 萬牛只比例為8.8%，小于預警值＜9%，即患乳房炎牛只比例控制較好，但這些牛的乳中體細胞數較高、且均在140 萬以上，平均達152.6 萬/mL，說明這些牛的炎癥較重，存在嚴重的奶損失。從胎次分類情況看，頭胎牛體細胞超50 萬的占0.52%，平均泌乳天數88 d，表明頭胎牛泌乳前期體細胞數偏高，應檢查青年牛飼養管理是否到位、產犢時體重是否達理想體重、產犢難易程度、產道是否損傷，應及時治療；2 胎和3 胎及以上體細胞數超50 萬分別占2.62%和5.24%，平均泌乳天數250 d 左右，從泌乳天數判斷應該是泌乳后期過度擠奶導致乳房組織受損所致。從產奶量看，這些牛均是高產牛，頭胎牛產奶量達34.6 kg，305 d 預計奶量達7 806 kg；二胎產奶量34.6 kg，305 d 奶量達15 542.6 kg；三胎產奶量30.8 kg，305 d 奶量達10 765.9 kg；也表明經產牛生產性能未充分發揮，與乳房炎有直接關系。獸醫應根據本報告，認真查找原因，及時治療，徹底治愈，減少奶損失。從本月新增體細胞數大于50 萬牛只統計表看，本月新增59 頭，表明為新感染，占本月體細胞數大于50 萬牛只比例的92.2%，牛場獸醫應根據本報告逐頭做CMT 檢查核實，根據檢查結果及時采取措施，及時治療，降低奶損失，因為及時發現、及時治療是提高乳房炎治愈率的關鍵因素。將患有乳房炎的牛只及時隔離，尤其是金黃色葡萄球菌、壞疽桿菌引起的乳房炎，更應注重全面消毒，最好不上奶廳擠奶，如必須上奶廳擠奶，則應放最后擠奶為好，擠完應對擠奶員手臂、擠奶設備和環境徹底消毒，防止大面積傳染，并制定全面有效的治療方案，科學施治，有條件的可做病原菌分離培養和分型鑒定，科學用藥，針對性治療。

表8 體細胞數大于50 萬牛只比例預警