熱應激對奶牛生產性能的影響及緩解措施

李彥林

內蒙古現代牧業（賽罕）有限責任公司，內蒙古呼和浩特 010010

0 引言

荷斯坦牛是高產奶牛品種，但體表面積相對較小，汗腺不發達，具有耐寒畏熱的特點[1]。在生產過程中，高產奶量增加了奶牛內部產生的熱量，因此在生產上一般要求奶牛要處于低溫干燥的環境中以保持較高的產奶量。而夏季高溫高濕的環境易打破奶牛機體自身的體溫調節平衡，引起奶牛產生一系列的非特異性防御反應，即熱應激[2]。一般認為，熱應激引起的奶牛內分泌失調是導致牛奶生產效率和乳品質降低的主要原因。研究表明，在全球變暖的持續影響下，熱應激可造成奶牛產奶量損失，平均每年為（174±7）kg/頭[3]，經濟損失巨大。因此，如何降低熱應激對奶牛生產性能的影響已經成為奶牛養殖業的重要挑戰。目前牧場主要通過及時監測牛群熱應激狀況、采用物理措施如降溫等，并采用以調節能量代謝和瘤胃環境為目標的營養策略來緩解牛群熱應激。此外，引進高耐熱奶牛品種，并利用遺傳育種手段雜交選育帶有抗熱應激基因的奶牛也將是行之有效的手段。

1 熱應激的概述

熱應激被定義動物為應對外界環境因素而引起的機體體溫升高，而產生的一系列生理和代謝變化[4，5]。一般認為，環境因素包括溫度、濕度、輻射、風速等，這些因素影響著奶牛體溫平衡的維持。奶牛生產的適宜溫度為5~20 ℃，而環境溫度超過25 ℃，容易引起奶牛熱應激，造成機體代謝紊亂，內分泌失調，影響生產性能和健康狀況。

2 熱應激的評定

評定奶牛是否遭受熱應激，最直觀的方式是通過測定直腸溫度和呼吸頻率，其正常值分別為38.5~39.3 ℃、20~50 次/min。此外，奶牛的行為、采食量以及血液生化指標變化均可反映奶牛熱應激狀態。在生產上，出現熱應激的奶牛體溫上升、呼吸急促、不喜動，采食和飲水量下降。隨著檢測技術的進步，現有研究提出許多評定奶牛處于舒適或熱應激狀態的指標，包括溫濕指數（THI）、黑球溫濕指數（BGHI）、呼吸率指數（RRI）等[6]。但由于環境條件、牛群品種、管理因素的不同，不同指標的判定結果可能會出現差異。目前因THI綜合考慮了溫度和濕度的共同作用，被廣泛應用于牧場實際生產中，其計算方式為THI=0.72（Tdb+Twb）+40.6和THI=1.8×T+32–（0.55–0.0055×RH）×（1.8×T–26），其中T（℃）為空氣溫度，Tdb（℃）為露點溫度，Twb（℃）為濕球溫度，RH（%）表示相對濕度[4，5]。

3 熱應激對奶牛的影響

3.1 熱應激對奶牛生產的影響

大量研究表明，熱應激對奶牛生產性能的影響體現在奶牛采食量、產奶量和乳品質的下降[9]。由于奶牛生產時會產生大量熱量，因此高產奶牛對熱應激的反應更加強烈。研究表明，當THI超過72時，每升高1 個單位，產奶量將下降0.39 kg/d[10]。黎智峰等[11]研究發現，熱應激可顯著降低牛乳中乳脂、乳蛋白、乳糖等營養物質含量，其原因可能是奶牛為滿足熱應激狀態下機體的能量需要，分解自身氨基酸，導致可用于乳蛋白合成的氨基酸含量減少，從而降低了乳品質和產奶量[12]。

3.2 熱應激對奶牛健康的影響

在熱應激狀態下，奶牛的免疫機能下降，血液中白細胞、單核細胞含量下降，淋巴細胞凋亡率提高，抗原識別和抗體活化受到抑制[13，14]。免疫機能的下降導致奶牛發病率升高，如奶牛乳房炎癥、胎衣不下、熱射病、子宮內膜炎等[15，16]。此外，熱應激奶牛的采食量下降，產奶量降低，能量處于負平衡狀態，機體不得不分解糖原和加速脂肪動員，以提供所需要的供能，在這一過程中，游離脂肪酸大量而持續的產生，并在在肝臟中酯化儲存，并伴隨有酮體的轉化，導致奶牛出現酮病、脂肪肝等疾病[17~19]。

4 熱應激的緩解措施

4.1 物理降溫

目前牧場采用的物理降溫方式主要有機械通風、噴淋、噴霧、灑水、濕簾等。這些方式可有效增加對流的熱傳導，降低牛群所處的環境溫度和濕度，通過提高體表水分的蒸發，降低體表溫度[20]。研究表明，噴霧式降溫系統可有效降低牛舍溫度以及奶牛的直腸溫度、呼吸頻率，幫助牛群維持機體內分泌穩態，緩解由于熱應激而導致的產奶量下降[21]。但上述降溫措施也會導致牛舍濕度下降而產生許多不良影響，如病毒、細菌滋生等，導致奶牛易出現肢蹄病、乳房炎等疾病。因此，如何在物理降溫的同時，避免高濕帶來的不良影響將是未來主要的研究方向。

4.2 營養調控

除了物理降溫，加強營養調控也是緩解奶牛熱應激的有效方式。當熱應激發生時，一是可以適當增加日糧中的精飼料比例，通過提高能量和蛋白質含量來緩解奶牛出現的能量負平衡狀態，但這種方法應謹慎使用，因為高能量日糧可能會造成瘤胃pH值下降，導致奶牛發生瘤胃酸中毒。二是可以在日糧中補充礦物質元素和多種維生素，礦物質元素可以緩解奶牛因呼吸和排汗導致的無機鹽離子流失；多種維生素則具有提高奶牛機體免疫功能，提高食欲，抑制體溫上升的功效[22]。三是在日糧中添加中草藥添加劑，如日糧中添加黃芪多糖，可有效改善奶牛能量代謝，提高其免疫功能[23]。

4.3 遺傳育種

隨著技術的進步，國內外學者發現，牛的耐熱性與品種（系）密切相關，其耐熱性的遺傳力為0.1~0.3[24]。有研究表明，耐熱性強的奶牛對熱應激有更強的適應力，其直腸溫度、呼吸頻率、日產奶量下降幅度均顯著低于不耐受熱應激的奶牛[25]。通過引入高耐熱的奶牛品種進行改良，雜交選育抗熱應激奶牛是一個有效的手段。王志剛等[26]用德系西門塔爾牛與荷斯坦牛進行雜交，發現其后代的乳蛋白、乳脂率、直腸溫度等指標均優于荷斯坦牛，梁學武等[27]也有類似的發現。不足的是，常規選育抗熱應激奶牛的效率低下，周期較長。如今分子標記輔助選擇（MAS）等生物技術快速發展，為遺傳定向選育提供了新方法[28]，以期早日從根本上解決熱應激對奶牛生產性能的影響。

5 結論

綜上所述，熱應激對奶牛生產具有負面影響，造成產奶量和乳品質的下降。目前，生產上已有一系列的策略，可以在一定程度上緩解奶牛熱應激，如物理降溫、營養調控、遺傳育種等。現有研究表明，熱應激會引起奶牛機體能量代謝和蛋白質代謝紊亂，導致其生產性能下降，但其機制較為復雜且尚未完全解釋清楚。因此，應加強對熱應激機制的研究，為緩解奶牛熱應激提供相應理論依據。