夏季湿热因素对奶牛行为和生理指标的影响

2013-01-07王晓洁盛东峰张永亮

家畜生态学报 2013年8期

王晓洁，盛东峰，张永亮

（周口师范学院生命科学系，河南周口466001）

中国荷斯坦奶牛因其体型大、产奶量高而著名，但代谢快，产热多，单位体重的散热面积小，汗腺机能不发达的特点也造成了其耐寒怕热的生物学特性。当温度超过23℃，温湿指数（THI）超过72，就会出现一系列热应激反应。表现为体温升高、出汗增加、呼吸急促、心跳加快，热应激最终导致奶牛的免疫力、繁殖性能下降、牛奶产量和质量下降、饲料效率降低，给奶牛养殖户造成巨大的经济损失。所以，热应激一直是养殖户夏季最为关心的问题之一［1］。周口市地处河南省东南部，属于中纬度地带，气候呈现冬季寒冷雨雪少，夏季炎热温湿大的暖温带半湿润季风型特点，这一气候特点加上该地区养殖技术不完善极易造成夏季热应激现象的集中发生。

有关奶牛热应激的研究较多，关于该地区的气候资料和热应激的研究报道较少。本研究探讨了周口地区4～6月份温湿度变化规律及其对奶牛采食、反刍等行为和体温及呼吸频率等生理指标的影响，旨为在为该地区气候环境条件下预防和控制奶牛热应激提供参考方法和基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验动物

随机选择体重相近，健康无病，胎次在4胎以内的中国荷斯坦奶牛30头。按日产奶20 kg、32 kg、50 kg左右的奶牛分为3组，每组各10头。

1.2 试验时间和地点

试验时间为2012年4月1日～6月30日。实验地点在周口市川汇区某奶牛场进行。

1.3 测定指标及方法

在牛舍4角和中间1.5 m高位置设5个测定点，舍外设1个测定点，于每日8∶00、14∶00和20∶00分别测定气温和相对湿度。THI按文献［2］介绍的方法计算。

式中：t为温度；H为湿度。

在试验期每天8∶30、14∶30、20∶30，用温度计测3次供试牛的直肠温度（直肠10 cm深处，5 min）和呼吸频率（每分钟供试奶牛腹部和胸廓的起伏次数），并分别求平均值。采用目标取样和连续行为记录两种方法记录试验牛的采食、饮水、休息、站卧等行为时间和特点。

1.4 饲养管理情况

试验牛饲养于含有双侧排风扇的尾对尾拴系式牛舍中，试验期间，按牛场正常饲养管理程序进行，每天分6∶00、12∶30、18∶00饲喂3次。饲喂时，先喂青贮玉米后喂精料和干草料，自由采食、饮水。

1.5 统计分析方法

采用SPSS 13.0统计软件进行方差分析和相关回归分析。

2 结果与分析

2.1 温湿因素对THI的影响

温湿度对奶牛舍THI的影响结果见表1。由表1可以看出，4月份温度和湿度较低，相应的THI也较低；进入5月份随着温度的逐步升高和湿度的逐渐增大，THI明显增加；6月份温度偏高，已经超出了奶牛的最适期，牛场采取了湿帘降温，所以湿度较高，对应的THI也偏高。王建平等［3］研究认为当牛舍THI≤72时表示无热应激；72≤THI≤79时为轻度热应激；79＜THI≤88时为高度热应激；THI＞88时为重度热应激。本研究表明，4月份对奶牛无热应激，5月份属于轻度热应激，6月份属于高度热应激。

表1 奶牛舍温湿环境因素Table 1 The temperature and humidity index of dairy cow house

2.2 THI与奶牛行为

试验期间试验牛的行为时间占总观察时间的比例见表2。从表2可以看出，THI对奶牛的采食时间和伏卧时间都有影响，随着THI的升高，动物的采食时间和伏卧时间占总观察时间的比例降低。低THI组显著高于高 THI组（P＜0.05），但和中度THI组差异未达到显著水平（P＞0.05）。同时随着THI升高，试验牛反刍持续时间延长，且每回反刍咀嚼次数增加，分析显示，不同THI下持续反刍时间和咀嚼次数差异不显著（P＞0.05）。

表2 不同THI对奶牛采食、伏卧时间反刍持续时间和咀嚼次数的影响Table 2 The effect of temperature and humidity index on intake and rest time of dairy cow

2.3 THI与呼吸频率

不同THI条件下试验牛呼吸频率见表3。由表3可以看出，3组产量不同的试验牛的呼吸频率都均随着THI的升高而升高；对同一产量的奶牛而言，高THI组显著高于中低THI组（P＜0.05）。特别是50 kg／d组，高THI组与中低THI组差异达到了极显著水平（P＜0.01）。同一THI组相比，高产奶牛的呼吸频率高于与中低产量组；THI＝73.4条件下，产量50 kg／d组显著高于其它两组（P＜0.05），THI＝81.1条件下三个不同产量组间奶牛呼吸频率差异显著（P＜0.05），这表明热应激对高产奶牛呼吸频率的影响大于中低产奶牛。

表3 不同THI条件下的呼吸频率变化Table 3 The changes of breathing rate at different temperature and humidity index

2.4 THI与直肠温度

从表4可见，3组奶牛的直肠温度都随着THI的升高而升高，且高产奶牛组增加幅度大于中低产量组，分析显示THI对低产量组影响未达到显著水平（P＞0.05）；中产量组 THI＝81.1条件下直肠温度显著高于THI＝73.4和THI＝63.5条件下（P＜0.05）；高产量组三THI条件下试验牛的直肠温度差异均有显著意义（P＜0.05）。同一THI条件下，高产量组THI＝81.1条件下试验牛直肠温度显著高于中低产量组（P＜0.05）。

表4 同行、同列大小字母表示问题THI与直肠温度的关系Table 4 The relationship between humidity index and rectal temperature ℃

3 讨论

3.1 THI对试验牛行为的影响

温湿度对动物的影响是一个综合的作用，既有对外在行为表现的影响，也有对内在生理生化指标影响［3］。本试验结果显示，高THI造成的热应激效应，不仅能缩短试验牛的采食时间，而且会影响牛的休息方式。中午高温条件下牛采食是屡屡中断的，并努力找一些阴凉处饮水、采食、休息。当日光照射变弱的时候又逐渐恢复采食。

奶牛散热的方式主要有辐射、对流、传导、蒸发、饮水、呼吸和排泄等。其中皮肤散热起主要作用，伏卧使大量的皮肤接触地面，不仅不能有效散热，反而会增加身体热量的聚集。本研究显示，随THI增高，牛伏卧减少，这可能与牛散热需要有关。

反刍是牛的特殊消化生理现象，反刍可以提高牛对粗纤维素利用率，成年牛每日反刍时间为4～9 h，甚至更长［4］。牛反刍时间的60%～80%是在伏卧休息的时候进行的，高温高湿缩短了牛的伏卧休息时间，站立时反刍的比率增高，反刍延续时间和咀嚼次数也会受到影响。本研究中，随THI升高，牛反刍持续时间延长，每次反刍的咀嚼次数增加，分析其原因可能与THI对其瘤胃发酵影响有关。但从分析结果看，THI变化除对高产牛的反刍行为影响较大外，对中低产量奶牛的影响并不明显。

3.2 THI对呼吸频率的影响

呼吸也是动物散热的一种重要方式［5］。动物在低温时可以通过皮肤，汗腺、排泄物散热，但在高温环境中，必须提高呼吸道的散热增发量，这时动物表现为呼吸活动加强，呼吸频率上升。由于呼吸频率对高温的反应较体温早，且显而易见。因此有人提出以体温和呼吸频率相结合的方法来评定牛的耐热性能［5］。本研究结果显示，随着THI升高呼吸频率明显升高，且高产量组奶牛呼吸频率增幅较大。

3.3 THI对直肠温度的影响

直肠温度由于存在较强稳定性，常被看成是深部体温的一个经典指标，用来诊断机体的健康状态、预测机体和生产性能的变化、评价不宜环境对生长、妊娠和繁殖的影响程度［6］，家畜能够通过多种调节机制保持直肠温度的相对稳定。但当温度变化超出了其调节范围后，体温和直肠温度便会发生变化。有研究表明，当环境温度过高时，动物体温便开始上升，每上升1℃甚至更低，行为和生产性能就开始发生变化［7］。当奶牛舍环境超过22℃或THI为72时，奶牛就会表现出热应激，出现呼吸频率加快和直肠温度升高［3，5］。本研究中，奶牛舍温湿指数超过73℃时，直肠温度便会升高，且与THI呈正比关系。THI对奶牛的热应激效应随其产奶量不同而不同，生产水平越高受热应激影响越显著。这可能与高产奶牛，代谢水平高，生化反应剧烈，产生的热量较多有关［8］。