胎次、泌乳阶段和季节对华南地区荷斯坦奶牛产奶量和乳成分的影响

2021-05-20韩晓晖吴泽标罗志莹郭勇庆

家畜生态学报 2021年4期

韩晓晖，周震，吴泽标，罗志莹，刘娇，邓铭，郭勇庆

(华南农业大学动物科学学院，广州 510642)

经过100多年的发展，奶牛生产性能测定(Dairy Herd Improvement,DHI)技术逐渐形成一套完整的生产性能记录和管理体系[1]，成为改善奶牛饲养条件、提高生产效率、保障乳品质量安全不可或缺的重要分析工具[2]。DHI报告中的产奶量、乳蛋白率、尿素氮含量和乳脂率等数据信息可为牛奶品质的持续改进提供科学指导[3]。研究发现，胎次、季节和泌乳阶段等是影响奶牛产奶性能指标的重要非遗传因素。本研究通过分析上述因素对中国华南地区奶牛产奶量和乳成分的影响，探讨提高奶牛生产性能的方法，为华南地区奶牛生产管理工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集与测定

试验牛来自广东省某规模化荷斯坦奶牛场。奶牛采用舍饲，机械化挤奶。每头奶牛每月采集奶样1天，采样总量为50 mL，早、中、晚采样比例为4:3:3，将其混匀装入提前装有防腐剂的采样管中，并记录采样当天的日产奶量。将奶样封装后，立即送往广州市奶牛研究所有限公司DHI测定中心进行测定。共采集到2017年1至12月的18 773头份DHI数据。

1.2 数据整理与质控

使用 Excel 2016 进行数据整理。在数据整理过程中剔除DHI记录中的缺失数据，并且各指标数据中“平均值±3倍标准差”区间以外的异常数据也予以剔除。最终保留了该场成年荷斯坦奶牛共17 645条DHI中8项指标的统计数据，分别是胎次、泌乳阶段、季节、产奶量、乳蛋白率、乳脂率、尿素氮、体细胞数。表1结果显示，该场奶牛的主要产奶性能指标——平均产奶量、平均乳蛋白率、平均乳脂率、平均尿素氮含量和平均体细胞数均处于 DHI 记录的正常范围内。

表1 全年产奶量和乳成分的描述性统计表

1.3 统计分析固定效应的水平划分

胎次划分：按自然胎次划分为5个水平，5胎及以上的胎次数进行合并统计。泌乳阶段划分为5个时期：1(1～100 d)、2(101～200 d)、3(201～300 d)、4(301～400 d)、5(>400 d)。季节划分为春(3-5月)、夏(6-8月)、秋(9-11月)、冬(12-2月)4个季节。

1.4 数据处理与分析

使用SPSS 23.0软件对胎次、泌乳阶段和季节与各关键生产指标进行单因素ANOVA分析和LSD多重比较，再用相关性分析过程计算产奶量和各乳成分之间的Pearson系数，并进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 胎次对奶牛产奶量和乳成分的影响

由表2可见，胎次可显著影响奶牛的产奶量和乳成分(P<0.05)。其中，产奶量和乳蛋白率在第2胎时显著高于其他胎次；乳脂率一直保持在3.4%以上，随着胎次的增加呈先下降后上升，在头胎时最高，第3胎最低；尿素氮含量在头胎以及高胎次(≥5胎)时较高；体细胞数随着胎次的增加而增加，从头胎的31.11×104个/mL到5胎以上时的52.24×104个/mL，增长了67.9%。

2.2 泌乳阶段对奶牛产奶量和乳成分的影响

由表3和图1结果可以看出，泌乳阶段显著影响奶牛的产奶量和乳成分(P<0.05)。产奶量与泌乳天数呈明显的负相关关系(R2=0.9769)；相反，乳蛋白率(R2=0.9801)、乳脂率(R2=0.9189)、平均尿素氮(R2=0.7332)和体细胞数(R2=0.8318)均与泌乳天数呈明显的正相关关系。

2.3 季节对奶牛产奶量和乳成分的影响

由表4结果可见，季节可显著影响奶牛的产奶量和乳成分(P<0.05)。产奶量在冬春季高于夏秋季，冬季最高，夏季最低；乳蛋白率和体细胞数均是在夏秋季显著高于冬春季；就乳脂率而言，呈现从春季开始逐渐上升的变化规律，冬季乳脂率含量最高；尿素氮含量随季节变化波动较大，以夏季最高为13.28 mg/mL，秋季最低为10.93 mg/mL。

表2 胎次对奶牛产奶量和乳成分的影响

表3 泌乳阶段对奶牛产奶量和乳成分的影响

2.4 奶牛泌乳性能各指标之间的相关性分析

由表5可以看出，奶牛的产奶量与乳蛋白率、乳脂率、尿素氮、体细胞数之间均存在极显著的负相关关系(P<0.01)；乳蛋白率与乳脂率、尿素氮、体细胞之间，乳脂率和尿素氮、体细胞数之间呈极显著的正相关关系(P<0.01)；尿素氮和体细胞数之间的相关关系不显著(P>0.05)。

图1 产奶量和乳成分随泌乳阶段变化的拟合图像

表4 泌乳季节对奶牛产奶量和乳成分的影响

表5 奶牛产奶量与乳成分之间的相关关系

3 讨论

3.1 胎次对奶牛产奶量和乳成分的影响

本研究发现，泌乳胎次显著影响奶牛的产奶量和乳成分。产奶量在2胎时达到峰值，2～5胎均值逐渐下降，这与童雄等[3]研究结果一致；翁春玲等[4]和赖福琪等[5]研究发现，奶牛的乳蛋白率随着胎次的变化呈先上升后下降再上升的趋势，与本文的研究结果相似；乳脂率则与魏鹏飞等[6]的研究结果相似，随胎次变化表现呈中间低两头高的规律；牛奶尿素氮在1胎及5胎及以上时含量最高；而体细胞数则符合大多数研究报道的规律，随胎次的增加含量上升。

华南地区奶牛产奶量和乳成分随着胎次的变化情况具有一定的规律性，可能是由于奶牛在头胎时正处于机体的生长发育状态，导致产奶量和乳蛋白率较低，乳脂率较高，体内代谢旺盛，尿素生成较多。随着奶牛胎次的增加，其泌乳系统逐渐发育成熟，产奶量达到高峰，乳蛋白率也随之上升，体组织对氨基酸的利用率上升，尿素氮含量因此降低。在经过几个泌乳期后，奶牛不断衰老，各项生理机能衰退，免疫力低下，乳房炎的感染几率更高，且在长期的挤奶压力下，乳头和乳腺组织产生一定的机械损伤，造成体细胞数随着胎次的增加不断升高[7]。高胎次奶牛对日粮营养物质利用率下降，产奶量降低，乳脂率上升，乳蛋白率和尿素氮下降。

3.2 泌乳阶段对奶牛产奶量和乳成分的影响

本研究结果显示，泌乳阶段显著影响奶牛的产奶量和乳成分。产奶量随着泌乳天数的增加而呈明显的负相关关系；相反，乳蛋白率、乳脂率、平均尿素氮含量和体细胞数均随着泌乳天数的增加而呈明显的正相关关系，与Bielfeldt等[8]的研究结果基本一致。本研究显示，产奶量随着泌乳阶段的延长持续下降，与赖福琪[5]和王若勇等[9]研究结果不同，其研究中指出产奶量在开始泌乳的前2个月会先上升再下降。本研究中出现平均产奶量持续下降的情况，且降幅较大，推测原因为该牛场中头胎牛所占的比例较大(55.76%)，头胎牛比经产牛更容易出现产犊和泌乳应激，应该做好产后护理和日粮调整工作，确保高峰奶达到预期水平。本研究中，随着泌乳阶段增加，乳脂率和体细胞数均先呈现先降低后升高的趋势。对于乳脂率，徐军[10]研究认为，泌乳早期的奶牛处于能量负平衡状态，动用体脂生成乳脂，因此乳脂会先下降，后随着泌乳天数增加，奶牛采食摄入充足，乳脂和乳蛋白都将持续上升；对于体细胞数，与张海平等[11]的研究结果一致，可能是因为产奶量的下降，产生的“浓缩效应”导致其上升。

3.3 季节对奶牛产奶量和乳成分的影响

本研究发现，季节可显著影响奶牛的产奶量和乳成分。有关季节对乳脂率和乳蛋白率的影响，前人研究结果差异较大。吐尔逊古丽·肉孜阿洪等[12]分析得出，乳脂率和乳蛋白率在春秋两季较高，在夏冬两季较低；蒋晓新等[13]指出春冬季节乳脂率较高，夏季较低；常玲玲等[14]通过测定478头荷斯坦奶牛乳成分和体细胞数发现，乳脂率冬季较高，夏季最低，乳蛋白率秋冬季节较高，夏季最低。本研究中，春季时奶牛的乳蛋白率和乳脂率显著低于其他季节；夏季时产奶量最低，尿素氮含量最高；秋季时乳蛋白率最高，尿素氮最低；冬季时的产奶量和乳脂率均显著高于其他季节。这可能是因为奶牛抗寒不抗热[15]，华南地区冬季气候适合牛生产，因此乳脂率和产奶量显著高于其他季节。而春季处于奶牛泌乳高峰期，产奶量上升带来的稀释效应而导致乳脂率和乳蛋白率降低。夏季华南地区天气炎热潮湿，奶牛易出现热应激而导致乳脂率降低以及对氨基酸利用率下降，尿素氮含量较高。而秋季时华南地区气候温和，奶牛的热应激现象得以缓解并消失，肝脏对氨基酸的利用能力上升，大量合成乳蛋白，故秋季奶牛乳蛋白率较高，尿素氮较低。此外，季节对各项生产性能的影响还可能是由于季节变化引起牧草供应情况改变，进而改变了饲粮的营养组成[16]。

3.4 奶牛泌乳性能各指标之间的相关性分析

本研究结果表明，产奶量与各乳成分之间存在显著的负相关关系，这与多数研究报道结论一致[5，17]，主要是由于乳蛋白率、乳脂率、尿素氮含量和体细胞数都是以单位体积的含量来衡量的，产奶量越高，所起的稀释作用就越大，各乳成分指标就越低；乳蛋白率和乳脂率之间呈极显著的正相关关系，主要是由于乳脂和乳蛋白在牛奶形成的过程中具有相互促进的作用，且都容易受到产奶量和乳成分的影响。