冷应激对奶牛生产性能的影响及其防控措施概述

郭爽 孟繁宇 徐熙亮 杨健 李亚东 王煦 王洪宇

摘    要：温度是影响奶牛生产的重要应激因素，包括热应激和冷应激，相关调研结果显示冷应激在我国北方尤其是高寒地区严重影响了奶牛生产，需引起从业人员的广泛关注。根据已有奶牛冷应激的相关文献报道，笔者以奶牛采食量、产奶量和乳品质、免疫功能等方面为切入点，对奶牛生产性能受冷应激影响的相关研究进行了归纳总结，并结合领域内的生产实践，在加强日常的饲养管理提高奶牛舒适度、注重日粮的营养调控满足营养需求及抗应激产品的使用等方面提出了奶牛冷应激的防控建议，为实际生产中奶牛冷应激的合理预防及控制提供参考和借鉴。

关键词：奶牛;冷应激;生产性能;影响;防控措施

中图分类号：S823.9+1;S815         文献标识码：A          DOI 编码：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

加拿大病理生理学家Hans Selye于1936年首次提出了“应激”（Stress）的概念，应激是动物体受到体内外非特异的有害因子（应激原）刺激所表现的机能障碍和防御反应，对奶牛而言，是指奶牛在运输、饲养、生产等过程中，应对环境变化所表现出的生理上和行为上的特异性或非特异性反应，并因此造成健康水平及生产性能下降等方面的危害[1]。其中，温度应激是最常见的一种，包括热應激和冷应激[2]。近年来，奶牛作为对环境要求较为严格的生产型动物，从业者对奶牛热应激导致生产损失引起足够重视，对奶牛舒适度方面（喷淋、卧床设施）投入成本加大，但对奶牛冷应激的重视还不够，尤其冬季，我国北方高寒地区出现降温降雪等恶劣天气，气温骤降，严重影响了奶牛生活环境，给奶牛生产造成严重的影响，如何最大限度降低冷应激造成的损失，保证节能环保型畜牧业发展，成为奶牛养殖业非常关注的问题。鉴于此，本文对冷应激在奶牛生产中造成的影响及其防控措施相关的文献进行归纳总结，旨在为实际生产中奶牛冷应激的合理预防及控制提供参考和借鉴。

1 冷应激概述

冷应激是指动物暴露于寒冷环境中所表现的机能障碍和防御反应，不同类型、不同体温的动物，对寒冷的感知标准不同，冷应激的范围和程度也有所不同，根据其强度和持续时间，通常可分为急性冷应激（低于常温10～15℃，持续时间 2～24 h）和慢性冷应激（持续时间长达3～10 d）[3-4]，以及随季节或环境变化的冷驯化[5]。作为寒冷地区一种普遍存在的应激因素，有研究认为，当温度<-5 ℃时，奶牛出现冷应激[6];有报道欧洲牛在无风时气温至-6.8 ℃时进入冷应激区[7]。说明冷应激的发生不仅受到低温的影响，同时还伴随风速等环境因素的效应，由此衍生出不同的冷应激评价方法或指标。有的学者通过家畜环境的风寒温度（wind chill temperature，WCT）评价奶牛是否遭受冷应激，并根据WCT的范围将冷应激程度划分为4个等级，分别为轻度（-25 ℃，-10 ℃]、中度（-45 ℃，-25 ℃]、严重（-59 ℃，-45 ℃]和极度（≤-59 ℃）[8];有的学者根据温度、湿度、风速和太阳直射时间相结合提出了冷应激综合指数CCI，美国和加拿大气象中心联合提出了温度和风速相结合的风寒指数WCI，以判断奶牛冷应激程度[9]。

处于冷应激状态时，奶牛机体通过动员能量代谢来应对低温刺激，导致奶牛行为、繁殖、生理及生产方面均受到影响，使营养物质的转化利用率降低，糖皮质激素分泌增加，能量合成代谢降低，进而出现诸如生长缓慢、生产性能下降、繁殖力降低及疾病发病率和死亡率提高等相关表现[2]。不同品种奶牛冷应激反应不同，据报道，荷斯坦奶牛与三河牛在冷应激下，其躺卧休息时间延长、反刍和站立/游走等维持行为增加且抗氧化性能被显著改变[7-8]，同时慢性冷应激还能够影响荷斯坦奶牛血清某些激素的分泌[10];對蒙古母牛而言，寒冷虽然造成了应激，但与非应激状态的血液生化指标无显著变化[11]，而同等环境对西门塔尔母牛而言，其免疫功能和抗氧化功能遭受严重破坏，即造成了较严重应激[12]。综合说明不同类型的奶牛对寒冷环境的适应存在较大差异。2 冷应激对奶牛生产性能的影响

2.1 冷应激对奶牛采食量影响

采食量的高低直接影响奶牛的泌乳量和饲料营养转化率，冷应激状态下，奶牛的采食量增加[13-14]，据报道，奶牛饲料消耗量在环境温度降低至5 ℃时增加7%，在环境温度低于-10 ℃时增加20%，在环境温度低于-18 ℃时，每降低1 ℃维持需要量（按代谢体重计）需增加2.68 kJ·kg-1，但日粮消化率降低，日粮营养物质过度摄入以维持体温恒定，一方面造成了饲料营养的浪费和生产成本的增加，另一方面还导致奶牛用于生产方面的能量下降[8]。

2.2 冷应激对产奶量和乳品质的影响

冷应激能够直接影响奶牛的泌乳性能，导致产奶量的下降和乳成分的改变，同时亦可对犊牛的生长发育造成影响[9]。不同地区气候等环境条件不同，其冷应激造成的产奶量损失不同，最高可下降40%左右[4]。据哈尔滨、北京和上海地区的相关调研结果显示，上海地区无冷应激现象，哈尔滨和北京地区因地域差异，其冷应激产奶损失分别约占整个泌乳期产奶量的8.3%和7.5%，若奶牛在泌乳高峰期遭受冷应激，其产奶量会迅速下降，导致高峰平台期损失严重[15];在对天津塘沽奶牛场的调研结果显示，塘沽地区一年中气温最低月份在11月至翌年2月，期间奶牛产奶量均低于全年平均产奶量[16];北京地区近十年来的数据分析显示平均每年有36 d处于轻度冷应激状态[13];在对北京地区62家牛场的调研结果表明，仅1家牛场奶牛日产奶量下降3 kg以上，受冷应激影响严重，21家牛场奶牛日产奶量下降1～2 kg，受轻度冷应激影响，余下的40家牛场日产奶量几乎没有下降，并未受到冷应激影响[17];根据2013年呼和浩特地区奶牛舍环境CCI评价显示冷应激状态持续了165 d[18]。此外，奶牛乳房长期暴露在寒冷的环境中，部分遭受严重冷应激的奶牛乳头遭受冻伤[4];乳品质也会受到不同程度的影响，乳成分中乳蛋白、乳糖产量减少，乳脂率增加[8，19]，乳清总蛋白含量在环境温度-20.2 ℃时下降了32.31%[10];还可引起奶牛乳清中部分生化指标和酶活性的变化[10];犊牛受冬季寒冷的影响导致采食量、消化功能及内分泌等发生变化，造成生长发育缓慢甚至停滞，同时患病率增加，严重时可能导致死亡[9]。由此可见，我国北方牧场应根据当地气候条件在冬季采取适当防寒措施。

2.3 冷应激对奶牛免疫功能的影响

处于冷应激状态的奶牛会启动一系列非特异性的自身免疫反应，使机体的免疫功能呈抑制状态，以缓解应激带来的影响，当寒冷应激较弱时机体的体液免疫加强，但当寒冷应激较强时体液免疫呈下降趋势[20]。慢性冷应激期，牛血清中细胞生长因子IL-2和IL-4以及免疫球蛋白IgG的含量相比非冷应激期有所下降，表明慢性冷应激时牛机体免疫机能的调节功能受到了抑制，同时产生炎症反应[21]。低温刺激会诱导奶牛糖皮质激素分泌过多，导致机体免疫功能受到抑制，外周血液中白细胞、淋巴细胞和单核细胞的数量均明显降低，进而降低了机体抵抗能力，长期冷应激易导致关节炎、皮肤炎症、呼吸道疾病和消化道疾病等疾病的发生，且在低温季节奶牛隐性乳房炎的发病率也会明显升高[8]。冷应激对不同品种的奶牛免疫功能的影响存在一定的差异，据报道，冬季较低的环境温度对蒙古母牛和西门塔尔母牛均造成了应激，前者的HPA及HPT轴被激活，后者的HPA轴被激活，均可用于增加机体产热、抵抗低温环境，但前者免疫功能和抗氧化功能与非应激状态相比并无显著影响，而后者在低温应激刺激下的免疫功能和抗氧化功能却遭受严重破坏[11-12];荷斯坦奶牛受冷应激影响，其血液的白细胞、红细胞、血小板和单核细胞的变化在温差15 ℃尤为突出，血清钙离子含量降低，温度低至-30 ℃时血清磷含量降低显著[6];三河牛受低温影响导致其机体免疫力下降，表现出生长缓慢、生产性能下降、繁殖力降低、发病率和死亡率高等症状[2]。此外，冷应激状态下，犊牛机体免疫功能以及代谢物含量亦产生变化，血清中细胞因子被激活释放，机体出现免疫抑制，犊牛腹泻及呼吸道疾病发病率增加，犊牛死亡率大幅度上升[4]。

3 奶牛冷应激的防控措施

在大力发展低碳环保、节能友好型奶牛养殖业中，影响奶牛健康的应激原日渐增多，奶牛作为大型经济动物，虽有较强的抗病能力，但只有在最适宜环境下才能发挥最佳生产性能。当前，奶牛夏季热应激已引起从业者足够重视，但对冷应激的关注度还不够，尤其气温较低的北方地区，应从饲养管理、营养调控、应用抗应激产品等方面采取有效防控手段，降低冷应激对奶牛的负面影响。

3.1 加强日常的饲养管理，提高奶牛的舒适度[22]

北方冬季畜舍内温度远低于奶牛最适宜环境温度，在冬季提高奶牛舒适度，做好防寒保暖工作，主要从舍内温度和湿度、光照时间、卧床垫料、运动场防滑和乳房保护等6个环节入手。

现代牛舍设计多为半开放式，并设有运动场，冬季要加强牛舍周围防风及保暖性能，合理选择牛舍顶棚建造材料，保证一定的隔热性和防寒性，且一般情况下冬季西北向风较多，应将牛舍尤其是犊牛舍迎风面的门窗、墙缝堵严，防止寒风侵袭。冬季奶牛长期躺卧易受寒引发呼吸道症状，应为其添加橡胶垫或锯末、麦秸、稻草、沙子等垫料，全面提高奶牛舒适度。冬季应通过日光灯照明适当补充光照，以解决季节性光照不足、采光不充分等问题，阳光充足天气，使奶牛多在运动场活动，增加紫外线照射时间，促进维生素D的产生和钙的吸收。

冬季地面湿滑，妊娠期奶牛饲养管理不当易发生流产或死胎。对于新产牛，要建立单独的分娩舍并铺设长的碎稻草，营造安静舒适的产犊环境，出入产房的通道铺设稻草帘子或洒盐防止牛只滑倒受伤或流产，新产牛尽量使其饮用清洁温水。对于新生犊牛要第一时间用红外线烤灯烘干，在过渡圈3～5 d后调入犊牛栏内饲养，在犊牛舍单栏隔离饲养时，每天3次更换稻草垫料，中午1次生白灰消毒，用塑料布适度封闭犊牛舍并注意通风换气，封闭时不要留有风口，防止冷风直吹造成犊牛呼吸道疾病的发生;犊牛喂奶时控制奶温，冬天犊牛的进食奶温比夏天高0.5～1 ℃，温度以39～39.5 ℃为宜;对于断奶犊牛采用小圈低密度群居饲养模式，圈舍四周设置挡风板，采用恒温饮水槽饮水，卧床铺设长的碎稻草提高犊牛保暖性，减少犊牛感冒、消化不良性腹泻以及其它并发症发生，降低犊牛死淘率。对于泌乳牛群，要注意挤奶设备的防寒防冻，保持挤奶泵真空压的稳定，乳头药浴液应适当提高浓度，并用40 ℃的温开水兑乳头药浴液，药浴后用干燥的毛巾擦干乳头，加强奶牛乳房冬季保护，防止乳头冻坏或冻伤。对于兽医工作，瘤胃灌服、子宫冲洗、输液时药液温度应控制与体温接近，降低冷应激反应的发生。

3.2 注重日粮的营养调控，满足营养需求[19]

奶牛对饲料营养依赖度较大，日粮摄入量直接决定生产性能和抗应激能力，不同阶段奶牛营养需要不同，其抵抗应激的能力也有所不同，因此，在奶牛的饲养过程中进行科学的营养调控，合理分群饲养，具有十分重要的意义。

3.2.1 调整日粮结构，满足营养需求 （1）在日粮中有针对性添加VA和VE，并补充胡萝卜和优质豆科饲草。添加含钙和磷的矿物质舔砖，参照体重和产奶量，每天增加50～100 g食盐摄入量，提高奶牛食欲，增加产奶量。

（2）增加15%左右谷物、棉籽等能量饲料饲喂量，用以补偿奶牛因御寒需要增加而消耗掉的能量;也可在日粮中添加过瘤胃脂肪，但总脂肪含量不能超过6%（DM）。增加燕麦草、苜蓿等优质粗饲料喂量，这些优质粗饲料在瘤胃内被微生物发酵后产生更多的热量用以维持体温御寒。

（3）TMR日粮的制作与投放过程中，要充分利用原材料中的水分来调配日粮水分平衡，并根据牛头数、采食情况合理安排日粮投放时间和投放量，以利于较长时间保持水份和预防冰冻。

3.2.2 调整牛群结构，保证群体均衡 （1）按照牛舍面积合理投放牛头数，保证能够投放一定数量的TMR日粮，投放太少容易风干和冰冻。

（2）合理调整牛群，把体况差的弱势群体单独放置在一个舍内，以利于个体牛采食到更多的日粮。

（3）新产头胎牛单独成圈，保证群体采食量均衡，利于个体牛生长发育和产奶;降低6月龄以下犊牛的饲养密度，预防冬季咳喘病的发生。

3.3 使用抗应激产品

3.3.1 维生素类 VC又称为“抗应激因子”，有助于缓解动物应激，在奶牛饲料中添加0.06%～0.1% VC可明显减轻应激反应，还具有促进食欲和提高抗病力的作用[1]。VA能使自由基或化学抗原物质失活，保护细胞免受破坏，添加VA可增加超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶，降低丙二醛的含量，有效提高奶牛产奶量;VE作为一种细胞内抗氧化剂，可通过其抗脂质过氧化作用提高机体耐寒力，高剂量VE抗应激作用效果良好，围产期奶牛血浆抗氧化参数（包括血浆快速反应抗氧化能力、谷胱甘肽过氧化物酶活性等）随着补充VE量增加而升高，VE还能够降低围产期奶牛血清皮质酮浓度，增强免疫球蛋白，增强奶牛抗应激能力[23-24]。B族维生素如核黄素（VB2）、烟酸、硫胺素等能增强奶牛对外界环境、营养变化、生理调节等应激的抵抗能力，提高生产性能，降低奶牛肢蹄病[25]。

3.3.2 電解质及矿物质 适度添加电解质和多维复合制剂，有利于机体的酸碱平衡，维持体液渗透压，调控机体代谢环境;适度补充硒、铬、锰等微量元素和铜、铁、锌等矿物质元素，可缓解冷应激造成的微量元素相对缺乏[26]。

3.3.3 抗应激药物 日粮中添加叔丁基对苯二酚、乙氧基喹啉等抗氧化剂能够提高围产期奶牛抗应激能力，降低疾病发生率[27]。红景天、黄芪和刺五加等具有扶正固本作用的中药，通过调节机体免疫功能，可增强奶牛抗应激能力，提高冷适应能力的早期建立，并且不产生抗药性，无药残、无污染[28]。

参考文献：

[1] 汪志， 郭爽， 杨焕民. 应激对奶牛生产的影响及防控措施[J]. 黑龙江畜牧兽医：上半月， 2012（9）： 60-63.

[2] 李玮， 刘蕤， 马尧， 等. 重度冷应激对三河牛血液生化指标及相关基因表达的影响[J]. 畜牧兽医学报， 2015， 46（8）： 1463-1470.

[3] 彭孝坤. 急性冷热应激对肉羊生理生化指标和HSP70家族基因表达的影响[D]. 杨凌： 西北农林科技大学， 2019.

[4] 赵亚星. 反刍动物冷应激研究进展[J]. 动物营养学报， 2020， 32（11）： 5006-5012.

[5] 白琳， 栾冬梅. 冷应激对奶牛生理机能和生产性能的影响[J]. 黑龙江畜牧兽医：下半月， 2015（7）： 46-47.

[6] 赵宗胜， 米拉古丽， 江华， 等. 冷、热应激对奶牛血液生理生化指标影响[J]. 中国奶牛， 2011（22）： 18-22.

[7] 张燕， 敖日格乐， 王纯洁， 等. 冷应激对荷斯坦奶牛与三河牛的维持行为和抗氧化性能的影响[J]. 动物医学进展， 2016， 37（3）： 73-77.

[8] 张慢， 王湘阳， 易建明. 牛舍温热环境对奶牛生产和健康影响的研究进展[J]. 家畜生态学报， 2018， 39（2）： 6-11.

[9] 邵钺馨， 单春花， 王超， 等. 奶牛生产中冷热应激的研究进展[J]. 黑龙江畜牧兽医：上半月， 2018（4）： 38-41.

[10] 梁鸿雁， 贾永全， 苗树君， 等. 慢性冷应激对荷斯坦奶牛血清某些激素水平的影响[J]. 黑龙江八一农垦大学学报， 2011， 23（1）： 34-36.

[11] 陈浩， 敖日格乐， 王纯洁， 等. 慢性冷应激对放牧蒙古母牛血清酶活力、蛋白代谢及血清激素分泌的影响[J]. 中国农业大学学报， 2019， 24（10）： 47-54.

[12] 陈浩， 敖日格乐， 王纯洁， 等. 慢性冷应激对放牧西门塔尔母牛免疫功能、抗氧化功能及血清激素分泌的影响[J]. 中国兽医学报， 2020， 40（7）： 1378-1383.

[13] 董晓霞， 刘浩淼， 张超， 等. 北京市气候变化对奶牛热冷应激的影响[J]. 农业工程学报， 2013（16）： 198-205.

[14] 毕伟波. 冷应激对奶牛的影响及控制措施[J]. 现代畜牧科技， 2018（2）： 31.

[15] 刘光磊， 王加启， 刘文忠， 等. 全国不同地区奶牛热应激和冷应激规律研究——“健能赢”规律研究[J]. 中国奶牛， 2009（8）： 66-69.

[16] 田粉莉， 姚瑞兰， 王正秀， 等. 冷热应激对奶牛产奶量的影响及预防措施[J]. 河南畜牧兽医， 2006， 27（2）： 24-25.

[17] 顾宪红， 陈健， 何祥波， 等. 京郊奶牛场奶牛福利与养殖状况调研报告——奶牛冷热应激程度与防暑防寒情况[J]. 中国奶牛， 2017（3）： 9-12.

[18] 徐明， 吴淑云， 黄常宝， 等. 呼和浩特地区牛合内温湿度变化规律和奶牛冷热应激判定[J]. 家畜生态学报， 2015， 36（2）： 54-60.

[19] 韦璐， 林少华. 寒冷的冬季如何应对奶牛冷应激——奶业专家为奶牛抵御寒冬献计献策[J]. 中国乳业， 2010（1）： 28-30.

[20] 李红军， 田夏清， 徐美娟. 动物应激的研究进展[J]. 饲料研究， 2006（10）： 6-11.

[21] 陈浩. 敖日格乐， 王純洁， 等. 慢性冷热应激对蒙古牛血清内分泌激素及抗氧化指标的影响[J]. 黑龙江畜牧兽医， 2018（23）： 87-89.

[22] 何茹. 冬季奶牛冷应激反应及控制措施[J]. 中国乳业， 2013（12）： 52-53.

[23] 王翀， 陈伟健， 王婷， 等. 抗应激剂在奶牛生产中的研究进展[J]. 中国草食动物， 2011， 31（5）： 50-53.

[24] 王丽， 侯先志， 王海荣， 等. 不同维生素E水平对围产期奶牛血液免疫指标的影响[J]. 饲料工业， 2010， 31（15）： 30-33.

[25] 戴永利. 生物素对高产奶牛的作用[J]. 四川奶业， 2008（2）： 12-14.

[26] 杨在宾， 周佳萍， 王景成. 畜禽应激反应机理及防制措施的应用研究进展[J]. 饲料工业， 2007， 28（15）： 4-8.

[27] 李宝贵， 贾光荣， 江浩， 等. 冷应激对畜禽的危害及抗冷应激[J]. 畜禽业， 2017， 28（8）： 66-68.

[28] 丁月云， 张陈华， 张巍， 等. 中药防治奶牛热应激研究进展[J]. 中兽医医药杂志， 2014， 33（6）： 28-31.