热应激对泌乳母猪泌乳性能的影响
2017-01-18宋倩倩张金枝
宋倩倩,吴 芬,张金枝
(浙江大学动物科学学院,浙江杭州 310058)
热应激对泌乳母猪泌乳性能的影响
宋倩倩,吴 芬,张金枝*
(浙江大学动物科学学院,浙江杭州 310058)
在各种应激因子中,热应激对泌乳母猪的影响最大。泌乳母猪发生热应激后会通过各种机制来保持体内的热平衡,比如降低食欲、重新分布血流以及改变内分泌状态,泌乳母猪的体重减轻程度加大,母猪泌乳量和仔猪生长率降低,母猪的繁殖性能也会受到影响。本文从热应激对泌乳母猪的生产性能、乳成分、生理指标、血液生化指标及催乳激素等方面的影响进行了论述, 为目前的养猪生产提供参考。
泌乳母猪;热应激;泌乳量;乳成分;生理生化指标
温度是影响泌乳母猪采食量、泌乳量和仔猪窝仔性能等重要的外部因素。由于母猪特殊的生理特点,当外界温度超过最适温度时,机体就会发生热应激。Black等[1]研究表明,泌乳母猪的最适温度为15~20℃,温度范围较窄;王新谋等[2]研究表明泌乳母猪的适宜温度为16~18℃;《猪病学》第八版中提出泌乳母猪理想的环境温度为21~22℃;而在2008年中国颁布《规模猪场环境参数及环境管理》(GB/T 17824.3-2008)中规定了猪舍内空气温度和相对湿度,其中泌乳母猪的适宜温度范围为18~22℃[3]。与热应激状态下的泌乳母猪相比,处于舒适温度下的泌乳母猪采食量、泌乳量以及仔猪的生长率都较高;适温下母猪泌乳期失重少,断奶至发情的间隔缩短。
随着全球气候的不断回暖,泌乳母猪受温度影响的程度不断加大。在各种应激因子中,热应激对泌乳母猪的影响最大,现已成为养殖行业亟待解决的重要问题。本文从热应激对泌乳母猪的生产性能、乳成分、生理指标、血液生化指标及催乳激素等方面的影响进行了论述,为现阶段的养猪生产提供了参考。
1 猪易产生热应激的原因
猪自身的生理状况和外界因素是猪易产生热应激的原因。首先,猪是恒温动物,汗腺不发达,皮下脂肪较厚,散热比较慢,很难通过皮肤散热来调节体温。高温环境下,猪散热的主要方式将会由显性散热(辐射、传导、对流散热)调整为隐性散热(蒸发散热);当猪遭受长时间的高温时,其内分泌系统发生紊乱,体温调节失败,出现非特异性的免疫应答。其次,由于我国的气候原因,夏季气温会达到30℃以上,尤其是南方,再加上猪舍建造不合理,饲料营养搭配和饲养管理不当等都会引起猪热应激[4]。
2 热应激对泌乳母猪的影响
当环境温度超过泌乳母猪舒适区的温度时,泌乳母猪和仔猪的生产性能都会受到影响,例如母猪采食量下降、泌乳量减少、哺乳期体重损失较大、背膘及蛋白质损失增加和仔猪的生长速度减慢等。
2.1 热应激对泌乳母猪采食量的影响 Black等[1]研究发现,气温与泌乳母猪的采食量呈线性关系,即环境温度在16℃以上时,每升高1℃,采食量会减少0.17 g。Quiniou等[5]试验证实,在高温环境下,母猪采食量将大大下降,但采食量并不随环境温度的升高呈直线下降,而是曲线下降,采食量在25~29℃的减少程度大于18~25℃,表现出温度对采食量的二次方效应。根据环境温度(T,℃)和体重(BW,kg)推定饲料采食量(VFI),公式为:VFI=-49052+1213-31.5T2+330BW-0.61BW2。高温下采食量的降低既受平均温度的影响,也受温度波动范围的影响[6]。
对处于热带气候地区的温暖环境与高温环境下的泌乳母猪的性能进行比较,结果表明高温环境下母猪在哺乳期的平均日采食量下降[7]。在高温高湿的环境下,以夏季泌乳母猪为研究对象,发现母猪的平均日采食量显著下降,并且温度每升高1℃,平均日采食量会减少0.5 kg[8]。NRC(2012)数据显示,体重为230 kg的泌乳母猪在平均哺乳仔猪头数 11.5头、哺乳期21 d,环境温度分别为18、22、26℃下,日采食量(包括浪费量)分别为6.613、6.190、5.629 kg/d,体重损失分别为 276、473、733 g/d[9]。Muns等[10]也证明,高温会降低母猪的采食量以及仔猪的断奶重。仔猪的生长率在夏季是低于冬季,这基本上是由环境温度变化造成。
2.2 热应激对泌乳母猪泌乳量和窝仔性能的影响以前人们普遍认为高温下母猪采食量降低是母猪泌乳量和仔猪生长率下降的主要原因。然而最近的研究表明,当环境温度高于25℃时,母猪泌乳量的降低不仅仅是因为采食量降低,也可能是温度产生了直接的影响,这一直接影响可能是高温下进入乳房的血流量减少,导致生成乳汁所需的原料缺乏;也可能是与调节泌乳有关的激素(如皮质醇、总甲状腺素、生长激素和IGF-I)分泌发生变化有关[11]。有研究表明,泌乳量直接受日平均气温的影响而不是气温波动。泌乳母猪长时间处于炎热环境中,其泌乳量和仔猪生长率都会降低[12]。
处于热应激状态时,泌乳母猪通过减少采食量来降低代谢产热,一段时间后,摄入的能量和营养物质就会过低。一方面,在哺乳期65%~70% 的总能量用于合成乳汁[13],能量和营养物质降低使得生成乳汁的原料不足,泌乳量下降;另一方面导致泌乳母猪更多地动用体贮合成乳汁,从而母猪失重加剧,延长了断奶至发情的间隔,影响了后代的生长性能。当泌乳母猪长时间处于高温环境,皮肤血管舒张,全身血流量增大,血液分布得到重新调整,更多地分布到皮肤表面,远离乳腺等组织,使得流经乳腺的血量和合成乳脂的原料减少[14],从而使泌乳量降低。在生产过程中,养殖场要控制好泌乳母猪的产房温度,这样母猪的泌乳性能才会得到很好的改善效果。
而仔猪在29℃24 h内的总吮乳次数(包括了非成功的吮乳,40次)显著多于18℃的26次[15]。随着吮乳间隔时间的缩短,不成功的放乳次数也会增加[16]。Renaudeau等[17]认为,在温度适中区的吮乳次数少于预期次数,炎热条件下仔猪的吮乳次数要高于预期,仔猪的生长率降低,这些结果直接表明仔猪试图从母猪获取较多的乳汁而没有成功,间接说明在高温条件下母猪的泌乳量减少;29℃下提供教槽料对仔猪23日龄以后采食量的作用大于20℃下提供教槽料的作用,说明窝仔在炎热条件下日增重的减少主要是由于母猪泌乳量的减少。
3 热应激对泌乳母猪乳成分的影响
大量的研究表明,热应激对泌乳母猪的乳成分有一定的影响。Christon等[18]研究结果表明,在热带条件下,泌乳母猪初乳的总能含量较低而常乳的脂肪含量较高。此外,高温会对ω-3多不饱和脂肪酸代谢产生负面影响,使得母猪初乳和常乳的营养价值降低。通过研究高温和日粮中蛋白质水平对泌乳母猪产奶量和超过28日龄的哺乳仔猪性能的影响,发现温度从20℃上升到29℃,仔猪的增重和断奶重减少,这是由于母猪乳汁中干物质、蛋白质和脂肪的成分随着温度的升高而下降[19]。Silva等[8]研究发现,夏季高温高湿的环境使泌乳母猪的泌乳量下降,乳成分中乳蛋白的含量会下降,但乳脂含量会上升。Renaudeau 等[17]研究表明,29℃条件下在母猪泌乳14 d时,乳汁中干物质比20℃时高0.6%,能量含量比20℃时高4%,这可能是因为高温导致母猪提高了机体储备的动用强度。但也有研究发现,高温对泌乳母猪的乳成分没有任何影响。Prunier等[20]观察到气温的高低对初乳和常乳中干物质、粗蛋白以及脂肪的含量没有任何影响。Schoenherr等[21]也表明气温对乳汁中乳脂率和蛋白质含量没有任何影响。Renaudeau 等[17]发现三大乳汁成分(蛋白质、乳糖和脂肪)并未受到环境温度的影响。Gourdine等[7]对热带气候地区的温暖环境与高温环境下的泌乳母猪性能进行比较,发现乳成分在2种温度下无差异。
4 热应激对泌乳母猪生理指标的影响
热应激时,泌乳母猪会出现饮水次数增加、呼吸加快、体温升高、皮肤血管扩张等一系列的生理反应;高温还会导致母猪精神萎靡不振,暴躁,甚至出现咬尾的情况,严重的还会出现站立困难;高温下,母猪活动减少,休息时多侧卧,25%~30%的身体表面接触冷湿地面,从而平衡产热与散热。长时间处于高温中的泌乳母猪主要通过急促呼吸和行为调整(饮水或改变姿势)实现散热[5],另外,高温下血流会重新分配,分布到皮肤上的血流增加,扩大皮温与环境温度的差异,从而起到增加散热的效果。以前用直肠温度来反映热应激,但热应激是由多种因素造成的,现用平均温度来预报热应激。猪舍温度从22℃升高到32℃,直肠温度升高0.4~0.5℃;22℃到29℃时,背部皮肤温度升高1.6℃,乳房处皮肤温度升高0.6℃[20];当环境温度≥32℃时,会出现“热性喘息”,呼吸频率可到每分钟200次[22]。Johnson 等[23]证实处于热应激状态的妊娠母猪产后采食量和日增重均极显著下降,仔猪直肠温度和呼吸频率极显著增加,蛋白质合成率极显著下降,同时仔猪的体温调节能力也受到一定程度的影响。
5 热应激对泌乳母猪血液生化指标及相关激素的影响
母猪处于高温环境下繁殖率降低以及断奶后发情延迟,在一定程度上可能是因为高温环境造成促黄体生成素的脉冲频率降低[24]。Barb等[24]观察到母猪在泌乳第9天时,30℃与22℃条件下的血清促黄体生成素平均水平基本一致,未受温度变化的影响,但在第24天时促黄体生成素脉冲频率降低。还有研究表明,泌乳期间,母猪在炎热环境下相比在凉爽环境下雌二醇-17β浓度降低,从而导致母猪断奶到发情的间隔时间延长[25]。
Renaudeau等[26]研究表明,温度升高时,甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸(T3)以及皮质醇浓度降低,而30℃自由采食状况下,泌乳第19天的T3、皮质醇、雌激素浓度与哺乳第2~3周的窝增重呈显著正相关。由于下丘脑-垂体-肾上腺轴受到长时间高温的抑制,30℃条件下母猪体内的皮质醇浓度降低[26],皮质醇浓度降低在一定程度上是高温条件下采食量降低导致;De Bragança等[27]研究表明,在持续的高温环境中,无论是泌乳母猪还是断奶后母猪,T3浓度都在降低,这与采食量降低无关,可能与30℃条件下产热减少有关。从20℃升高到30℃,催乳激素的基础浓度没有改变,但生长激素的基础浓度升高,同时催乳激素和生长激素对促甲状腺激素释放激素的反应程度加强,甲状腺素浓度降低[25];而胰岛素样生长因子-I(IGF-I)的浓度降低,是因为母猪采食量不足时,IGF-I从泌乳期间的生长激素刺激中逃逸[27]。但Maloyan等[28]研究表明,高温激活了泌乳母猪的下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),从而调节内分泌功能,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,使肾上腺皮质激素和糖皮质激素分泌增加。
泌乳母猪置于35℃ 24 h后,血清中的内毒素浓度明显升高,而内毒素循环与母猪的泌乳性能呈负相关,从而使得母猪体内催乳素浓度降低,这将不利于仔猪后期的生长[29]。
通过测定适温和高温条件下泌乳母猪血液中胰岛素、IGF-I、胰高血糖素等各种生化指标发现,高温导致母猪的胰岛素和IGF-I浓度降低,而生长激素和胰高血糖素的浓度升高,这些激素浓度的变化是为了降低总代谢率以减少体热的产生。高温影响了血糖调节机制,减慢了乳腺对葡萄糖的获取速度;在采食前后胰高血糖素较高,而在采食后胰岛素和葡萄糖较低,这就导致高温下机体储备动能不足以及泌乳量减少[20,27]。
6 小 结
高温环境导致泌乳母猪物质代谢和内分泌功能发生适应性变化,对母猪的采食量、泌乳量和繁殖性能都会产生消极影响。最近研究结果表明,环境温度高于25℃时,母猪泌乳量的降低一方面是由于采食量的降低,另一方面是温度对泌乳的直接影响。
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Effects of Heat Stress on Milk Performance of Lactating Sows
SONG Qian-qian, WU Fen, ZHANG Jin-zhi*
(College of Animal Science , Zhejiang University, Zhejiang Hangzhou 310058 , China)
Among the stress factors, heat stress had the greatest impact on lactating sows. Lactating sows subjected to heat stress will keep the body heat balance through a variety of mechanisms, such as reducing appetite, redistribution of blood flow and the change of endocrine status, increasing the loss of sow’s weight during lactation, reducing milk yield and the growth rate of piglets, which affect the reproductive performance of sows. The effects of heat stress on lactating sow’s performance, milk composition, physiological indexes, biochemical indexes and prolactin were discussed in this article,which will provide reference for the pig production at present.
Lactating sows; Heat stress; Milk production; Milk composition; Physiological and biochemical indexes
S828.4
A
10.19556/j.0258-7033.2017-10-012
2017-06-04;
2017-07-09
国家重点研发计划项目“环境因素对家畜泌乳健康的影响机制”(2016YFD0500503)
宋倩倩(1991-),女,山东滨州人,硕士研究生,主要研究方向为猪的育种与繁殖,E-mail:21517060@zju.edu.cn
*通讯作者:张金枝(1966-),E-mail:zhangjzs@zju.edu.cn