冷應激對奶牛生產(chǎn)性能的影響及其防控措施概述

郭爽 孟繁宇 徐熙亮 楊健 李亞東 王煦 王洪宇

摘? ? 要：溫度是影響奶牛生產(chǎn)的重要應激因素，包括熱應激和冷應激，相關調(diào)研結(jié)果顯示冷應激在我國北方尤其是高寒地區(qū)嚴重影響了奶牛生產(chǎn)，需引起從業(yè)人員的廣泛關注。根據(jù)已有奶牛冷應激的相關文獻報道，筆者以奶牛采食量、產(chǎn)奶量和乳品質(zhì)、免疫功能等方面為切入點，對奶牛生產(chǎn)性能受冷應激影響的相關研究進行了歸納總結(jié)，并結(jié)合領域內(nèi)的生產(chǎn)實踐，在加強日常的飼養(yǎng)管理提高奶牛舒適度、注重日糧的營養(yǎng)調(diào)控滿足營養(yǎng)需求及抗應激產(chǎn)品的使用等方面提出了奶牛冷應激的防控建議，為實際生產(chǎn)中奶牛冷應激的合理預防及控制提供參考和借鑒。

關鍵詞：奶牛;冷應激;生產(chǎn)性能;影響;防控措施

中圖分類號：S823.9+1;S815? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.03.013

Effects of the Cold Stress on Production in Dairy Cow and Its Prevention and Control Measures

GUO Shuang1， MENG Fanyu2， XU Xiliang3， YANG Jian2， LI Yadong1， WANG Xu1， WANG Hongyu1

（1.Tianjin Agricultural Development Service Center， Tianjin 300061，China; 2.Tianjin Beichen Agricultural Development Service Center， Tianjin 300400，China; 3.KouGen RiSou Biotech （Bei Jing） Company Limited， Beijing 100085，China）

Abstract： Temperature is an important stress factor affecting the production of dairy cows， including heat stress and cold stress.Previous studies have reported that cold stress seriously affects cow production in northern China， which should be pay more attention. Based on the related reports of cold stress in dairy cows， the author summarized the effects of cold stress on the performance of dairy cows from the aspects of feed intake， milk yield， milk quality， immune function， etc.. Combined with the production practice in the field， the prevention and control suggestions of cold stress in dairy cows were put forward in the aspects of strengthening the daily feeding and management to improve the comfort degree of dairy cows， paying attention to the nutrition regulation of diets to meet the nutritional requirements， and the use of anti-stress products. The suggestions could be used for reference in the prevention and control of cold stress in dairy cows.

Key words： dairy cow; cold stress; production; effects; prevention and control measures

加拿大病理生理學家Hans Selye于1936年首次提出了“應激”（Stress）的概念，應激是動物體受到體內(nèi)外非特異的有害因子（應激原）刺激所表現(xiàn)的機能障礙和防御反應，對奶牛而言，是指奶牛在運輸、飼養(yǎng)、生產(chǎn)等過程中，應對環(huán)境變化所表現(xiàn)出的生理上和行為上的特異性或非特異性反應，并因此造成健康水平及生產(chǎn)性能下降等方面的危害[1]。其中，溫度應激是最常見的一種，包括熱應激和冷應激[2]。近年來，奶牛作為對環(huán)境要求較為嚴格的生產(chǎn)型動物，從業(yè)者對奶牛熱應激導致生產(chǎn)損失引起足夠重視，對奶牛舒適度方面（噴淋、臥床設施）投入成本加大，但對奶牛冷應激的重視還不夠，尤其冬季，我國北方高寒地區(qū)出現(xiàn)降溫降雪等惡劣天氣，氣溫驟降，嚴重影響了奶牛生活環(huán)境，給奶牛生產(chǎn)造成嚴重的影響，如何最大限度降低冷應激造成的損失，保證節(jié)能環(huán)保型畜牧業(yè)發(fā)展，成為奶牛養(yǎng)殖業(yè)非常關注的問題。鑒于此，本文對冷應激在奶牛生產(chǎn)中造成的影響及其防控措施相關的文獻進行歸納總結(jié)，旨在為實際生產(chǎn)中奶牛冷應激的合理預防及控制提供參考和借鑒。

1 冷應激概述

冷應激是指動物暴露于寒冷環(huán)境中所表現(xiàn)的機能障礙和防御反應，不同類型、不同體溫的動物，對寒冷的感知標準不同，冷應激的范圍和程度也有所不同，根據(jù)其強度和持續(xù)時間，通常可分為急性冷應激（低于常溫10～15℃，持續(xù)時間 2～24 h）和慢性冷應激（持續(xù)時間長達3～10 d）[3-4]，以及隨季節(jié)或環(huán)境變化的冷馴化[5]。作為寒冷地區(qū)一種普遍存在的應激因素，有研究認為，當溫度<-5 ℃時，奶牛出現(xiàn)冷應激[6];有報道歐洲牛在無風時氣溫至-6.8 ℃時進入冷應激區(qū)[7]。說明冷應激的發(fā)生不僅受到低溫的影響，同時還伴隨風速等環(huán)境因素的效應，由此衍生出不同的冷應激評價方法或指標。有的學者通過家畜環(huán)境的風寒溫度（wind chill temperature，WCT）評價奶牛是否遭受冷應激，并根據(jù)WCT的范圍將冷應激程度劃分為4個等級，分別為輕度（-25 ℃，-10 ℃]、中度（-45 ℃，-25 ℃]、嚴重（-59 ℃，-45 ℃]和極度（≤-59 ℃）[8];有的學者根據(jù)溫度、濕度、風速和太陽直射時間相結(jié)合提出了冷應激綜合指數(shù)CCI，美國和加拿大氣象中心聯(lián)合提出了溫度和風速相結(jié)合的風寒指數(shù)WCI，以判斷奶牛冷應激程度[9]。

處于冷應激狀態(tài)時，奶牛機體通過動員能量代謝來應對低溫刺激，導致奶牛行為、繁殖、生理及生產(chǎn)方面均受到影響，使營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用率降低，糖皮質(zhì)激素分泌增加，能量合成代謝降低，進而出現(xiàn)諸如生長緩慢、生產(chǎn)性能下降、繁殖力降低及疾病發(fā)病率和死亡率提高等相關表現(xiàn)[2]。不同品種奶牛冷應激反應不同，據(jù)報道，荷斯坦奶牛與三河牛在冷應激下，其躺臥休息時間延長、反芻和站立/游走等維持行為增加且抗氧化性能被顯著改變[7-8]，同時慢性冷應激還能夠影響荷斯坦奶牛血清某些激素的分泌[10];對蒙古母牛而言，寒冷雖然造成了應激，但與非應激狀態(tài)的血液生化指標無顯著變化[11]，而同等環(huán)境對西門塔爾母牛而言，其免疫功能和抗氧化功能遭受嚴重破壞，即造成了較嚴重應激[12]。綜合說明不同類型的奶牛對寒冷環(huán)境的適應存在較大差異。2 冷應激對奶牛生產(chǎn)性能的影響

2.1 冷應激對奶牛采食量影響

采食量的高低直接影響奶牛的泌乳量和飼料營養(yǎng)轉(zhuǎn)化率，冷應激狀態(tài)下，奶牛的采食量增加[13-14]，據(jù)報道，奶牛飼料消耗量在環(huán)境溫度降低至5 ℃時增加7%，在環(huán)境溫度低于-10 ℃時增加20%，在環(huán)境溫度低于-18 ℃時，每降低1 ℃維持需要量（按代謝體重計）需增加2.68 kJ·kg-1，但日糧消化率降低，日糧營養(yǎng)物質(zhì)過度攝入以維持體溫恒定，一方面造成了飼料營養(yǎng)的浪費和生產(chǎn)成本的增加，另一方面還導致奶牛用于生產(chǎn)方面的能量下降[8]。

2.2 冷應激對產(chǎn)奶量和乳品質(zhì)的影響

冷應激能夠直接影響奶牛的泌乳性能，導致產(chǎn)奶量的下降和乳成分的改變，同時亦可對犢牛的生長發(fā)育造成影響[9]。不同地區(qū)氣候等環(huán)境條件不同，其冷應激造成的產(chǎn)奶量損失不同，最高可下降40%左右[4]。據(jù)哈爾濱、北京和上海地區(qū)的相關調(diào)研結(jié)果顯示，上海地區(qū)無冷應激現(xiàn)象，哈爾濱和北京地區(qū)因地域差異，其冷應激產(chǎn)奶損失分別約占整個泌乳期產(chǎn)奶量的8.3%和7.5%，若奶牛在泌乳高峰期遭受冷應激，其產(chǎn)奶量會迅速下降，導致高峰平臺期損失嚴重[15];在對天津塘沽奶牛場的調(diào)研結(jié)果顯示，塘沽地區(qū)一年中氣溫最低月份在11月至翌年2月，期間奶牛產(chǎn)奶量均低于全年平均產(chǎn)奶量[16];北京地區(qū)近十年來的數(shù)據(jù)分析顯示平均每年有36 d處于輕度冷應激狀態(tài)[13];在對北京地區(qū)62家牛場的調(diào)研結(jié)果表明，僅1家牛場奶牛日產(chǎn)奶量下降3 kg以上，受冷應激影響嚴重，21家牛場奶牛日產(chǎn)奶量下降1～2 kg，受輕度冷應激影響，余下的40家牛場日產(chǎn)奶量幾乎沒有下降，并未受到冷應激影響[17];根據(jù)2013年呼和浩特地區(qū)奶牛舍環(huán)境CCI評價顯示冷應激狀態(tài)持續(xù)了165 d[18]。此外，奶牛乳房長期暴露在寒冷的環(huán)境中，部分遭受嚴重冷應激的奶牛乳頭遭受凍傷[4];乳品質(zhì)也會受到不同程度的影響，乳成分中乳蛋白、乳糖產(chǎn)量減少，乳脂率增加[8，19]，乳清總蛋白含量在環(huán)境溫度-20.2 ℃時下降了32.31%[10];還可引起奶牛乳清中部分生化指標和酶活性的變化[10];犢牛受冬季寒冷的影響導致采食量、消化功能及內(nèi)分泌等發(fā)生變化，造成生長發(fā)育緩慢甚至停滯，同時患病率增加，嚴重時可能導致死亡[9]。由此可見，我國北方牧場應根據(jù)當?shù)貧夂驐l件在冬季采取適當防寒措施。

2.3 冷應激對奶牛免疫功能的影響

處于冷應激狀態(tài)的奶牛會啟動一系列非特異性的自身免疫反應，使機體的免疫功能呈抑制狀態(tài)，以緩解應激帶來的影響，當寒冷應激較弱時機體的體液免疫加強，但當寒冷應激較強時體液免疫呈下降趨勢[20]。慢性冷應激期，牛血清中細胞生長因子IL-2和IL-4以及免疫球蛋白IgG的含量相比非冷應激期有所下降，表明慢性冷應激時牛機體免疫機能的調(diào)節(jié)功能受到了抑制，同時產(chǎn)生炎癥反應[21]。低溫刺激會誘導奶牛糖皮質(zhì)激素分泌過多，導致機體免疫功能受到抑制，外周血液中白細胞、淋巴細胞和單核細胞的數(shù)量均明顯降低，進而降低了機體抵抗能力，長期冷應激易導致關節(jié)炎、皮膚炎癥、呼吸道疾病和消化道疾病等疾病的發(fā)生，且在低溫季節(jié)奶牛隱性乳房炎的發(fā)病率也會明顯升高[8]。冷應激對不同品種的奶牛免疫功能的影響存在一定的差異，據(jù)報道，冬季較低的環(huán)境溫度對蒙古母牛和西門塔爾母牛均造成了應激，前者的HPA及HPT軸被激活，后者的HPA軸被激活，均可用于增加機體產(chǎn)熱、抵抗低溫環(huán)境，但前者免疫功能和抗氧化功能與非應激狀態(tài)相比并無顯著影響，而后者在低溫應激刺激下的免疫功能和抗氧化功能卻遭受嚴重破壞[11-12];荷斯坦奶牛受冷應激影響，其血液的白細胞、紅細胞、血小板和單核細胞的變化在溫差15 ℃尤為突出，血清鈣離子含量降低，溫度低至-30 ℃時血清磷含量降低顯著[6];三河牛受低溫影響導致其機體免疫力下降，表現(xiàn)出生長緩慢、生產(chǎn)性能下降、繁殖力降低、發(fā)病率和死亡率高等癥狀[2]。此外，冷應激狀態(tài)下，犢牛機體免疫功能以及代謝物含量亦產(chǎn)生變化，血清中細胞因子被激活釋放，機體出現(xiàn)免疫抑制，犢牛腹瀉及呼吸道疾病發(fā)病率增加，犢牛死亡率大幅度上升[4]。

3 奶牛冷應激的防控措施

在大力發(fā)展低碳環(huán)保、節(jié)能友好型奶牛養(yǎng)殖業(yè)中，影響奶牛健康的應激原日漸增多，奶牛作為大型經(jīng)濟動物，雖有較強的抗病能力，但只有在最適宜環(huán)境下才能發(fā)揮最佳生產(chǎn)性能。當前，奶牛夏季熱應激已引起從業(yè)者足夠重視，但對冷應激的關注度還不夠，尤其氣溫較低的北方地區(qū)，應從飼養(yǎng)管理、營養(yǎng)調(diào)控、應用抗應激產(chǎn)品等方面采取有效防控手段，降低冷應激對奶牛的負面影響。

3.1 加強日常的飼養(yǎng)管理，提高奶牛的舒適度[22]

北方冬季畜舍內(nèi)溫度遠低于奶牛最適宜環(huán)境溫度，在冬季提高奶牛舒適度，做好防寒保暖工作，主要從舍內(nèi)溫度和濕度、光照時間、臥床墊料、運動場防滑和乳房保護等6個環(huán)節(jié)入手。

現(xiàn)代牛舍設計多為半開放式，并設有運動場，冬季要加強牛舍周圍防風及保暖性能，合理選擇牛舍頂棚建造材料，保證一定的隔熱性和防寒性，且一般情況下冬季西北向風較多，應將牛舍尤其是犢牛舍迎風面的門窗、墻縫堵嚴，防止寒風侵襲。冬季奶牛長期躺臥易受寒引發(fā)呼吸道癥狀，應為其添加橡膠墊或鋸末、麥秸、稻草、沙子等墊料，全面提高奶牛舒適度。冬季應通過日光燈照明適當補充光照，以解決季節(jié)性光照不足、采光不充分等問題，陽光充足天氣，使奶牛多在運動場活動，增加紫外線照射時間，促進維生素D的產(chǎn)生和鈣的吸收。

冬季地面濕滑，妊娠期奶牛飼養(yǎng)管理不當易發(fā)生流產(chǎn)或死胎。對于新產(chǎn)牛，要建立單獨的分娩舍并鋪設長的碎稻草，營造安靜舒適的產(chǎn)犢環(huán)境，出入產(chǎn)房的通道鋪設稻草簾子或灑鹽防止牛只滑倒受傷或流產(chǎn)，新產(chǎn)牛盡量使其飲用清潔溫水。對于新生犢牛要第一時間用紅外線烤燈烘干，在過渡圈3～5 d后調(diào)入犢牛欄內(nèi)飼養(yǎng)，在犢牛舍單欄隔離飼養(yǎng)時，每天3次更換稻草墊料，中午1次生白灰消毒，用塑料布適度封閉犢牛舍并注意通風換氣，封閉時不要留有風口，防止冷風直吹造成犢牛呼吸道疾病的發(fā)生;犢牛喂奶時控制奶溫，冬天犢牛的進食奶溫比夏天高0.5～1 ℃，溫度以39～39.5 ℃為宜;對于斷奶犢牛采用小圈低密度群居飼養(yǎng)模式，圈舍四周設置擋風板，采用恒溫飲水槽飲水，臥床鋪設長的碎稻草提高犢牛保暖性，減少犢牛感冒、消化不良性腹瀉以及其它并發(fā)癥發(fā)生，降低犢牛死淘率。對于泌乳牛群，要注意擠奶設備的防寒防凍，保持擠奶泵真空壓的穩(wěn)定，乳頭藥浴液應適當提高濃度，并用40 ℃的溫開水兌乳頭藥浴液，藥浴后用干燥的毛巾擦干乳頭，加強奶牛乳房冬季保護，防止乳頭凍壞或凍傷。對于獸醫(yī)工作，瘤胃灌服、子宮沖洗、輸液時藥液溫度應控制與體溫接近，降低冷應激反應的發(fā)生。

3.2 注重日糧的營養(yǎng)調(diào)控，滿足營養(yǎng)需求[19]

奶牛對飼料營養(yǎng)依賴度較大，日糧攝入量直接決定生產(chǎn)性能和抗應激能力，不同階段奶牛營養(yǎng)需要不同，其抵抗應激的能力也有所不同，因此，在奶牛的飼養(yǎng)過程中進行科學的營養(yǎng)調(diào)控，合理分群飼養(yǎng)，具有十分重要的意義。

3.2.1 調(diào)整日糧結(jié)構(gòu)，滿足營養(yǎng)需求 （1）在日糧中有針對性添加VA和VE，并補充胡蘿卜和優(yōu)質(zhì)豆科飼草。添加含鈣和磷的礦物質(zhì)舔磚，參照體重和產(chǎn)奶量，每天增加50～100 g食鹽攝入量，提高奶牛食欲，增加產(chǎn)奶量。

（2）增加15%左右谷物、棉籽等能量飼料飼喂量，用以補償奶牛因御寒需要增加而消耗掉的能量;也可在日糧中添加過瘤胃脂肪，但總脂肪含量不能超過6%（DM）。增加燕麥草、苜蓿等優(yōu)質(zhì)粗飼料喂量，這些優(yōu)質(zhì)粗飼料在瘤胃內(nèi)被微生物發(fā)酵后產(chǎn)生更多的熱量用以維持體溫御寒。

（3）TMR日糧的制作與投放過程中，要充分利用原材料中的水分來調(diào)配日糧水分平衡，并根據(jù)牛頭數(shù)、采食情況合理安排日糧投放時間和投放量，以利于較長時間保持水份和預防冰凍。

3.2.2 調(diào)整牛群結(jié)構(gòu)，保證群體均衡 （1）按照牛舍面積合理投放牛頭數(shù)，保證能夠投放一定數(shù)量的TMR日糧，投放太少容易風干和冰凍。

（2）合理調(diào)整牛群，把體況差的弱勢群體單獨放置在一個舍內(nèi)，以利于個體牛采食到更多的日糧。

（3）新產(chǎn)頭胎牛單獨成圈，保證群體采食量均衡，利于個體牛生長發(fā)育和產(chǎn)奶;降低6月齡以下犢牛的飼養(yǎng)密度，預防冬季咳喘病的發(fā)生。

3.3 使用抗應激產(chǎn)品

3.3.1 維生素類 VC又稱為“抗應激因子”，有助于緩解動物應激，在奶牛飼料中添加0.06%～0.1% VC可明顯減輕應激反應，還具有促進食欲和提高抗病力的作用[1]。VA能使自由基或化學抗原物質(zhì)失活，保護細胞免受破壞，添加VA可增加超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶，降低丙二醛的含量，有效提高奶牛產(chǎn)奶量;VE作為一種細胞內(nèi)抗氧化劑，可通過其抗脂質(zhì)過氧化作用提高機體耐寒力，高劑量VE抗應激作用效果良好，圍產(chǎn)期奶牛血漿抗氧化參數(shù)（包括血漿快速反應抗氧化能力、谷胱甘肽過氧化物酶活性等）隨著補充VE量增加而升高，VE還能夠降低圍產(chǎn)期奶牛血清皮質(zhì)酮濃度，增強免疫球蛋白，增強奶牛抗應激能力[23-24]。B族維生素如核黃素（VB2）、煙酸、硫胺素等能增強奶牛對外界環(huán)境、營養(yǎng)變化、生理調(diào)節(jié)等應激的抵抗能力，提高生產(chǎn)性能，降低奶牛肢蹄病[25]。

3.3.2 電解質(zhì)及礦物質(zhì) 適度添加電解質(zhì)和多維復合制劑，有利于機體的酸堿平衡，維持體液滲透壓，調(diào)控機體代謝環(huán)境;適度補充硒、鉻、錳等微量元素和銅、鐵、鋅等礦物質(zhì)元素，可緩解冷應激造成的微量元素相對缺乏[26]。

3.3.3 抗應激藥物 日糧中添加叔丁基對苯二酚、乙氧基喹啉等抗氧化劑能夠提高圍產(chǎn)期奶牛抗應激能力，降低疾病發(fā)生率[27]。紅景天、黃芪和刺五加等具有扶正固本作用的中藥，通過調(diào)節(jié)機體免疫功能，可增強奶牛抗應激能力，提高冷適應能力的早期建立，并且不產(chǎn)生抗藥性，無藥殘、無污染[28]。

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