热应激对奶牛生产性能的影响及缓解措施

李彦林

内蒙古现代牧业（赛罕）有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010010

0 引言

荷斯坦牛是高产奶牛品种，但体表面积相对较小，汗腺不发达，具有耐寒畏热的特点[1]。在生产过程中，高产奶量增加了奶牛内部产生的热量，因此在生产上一般要求奶牛要处于低温干燥的环境中以保持较高的产奶量。而夏季高温高湿的环境易打破奶牛机体自身的体温调节平衡，引起奶牛产生一系列的非特异性防御反应，即热应激[2]。一般认为，热应激引起的奶牛内分泌失调是导致牛奶生产效率和乳品质降低的主要原因。研究表明，在全球变暖的持续影响下，热应激可造成奶牛产奶量损失，平均每年为（174±7）kg/头[3]，经济损失巨大。因此，如何降低热应激对奶牛生产性能的影响已经成为奶牛养殖业的重要挑战。目前牧场主要通过及时监测牛群热应激状况、采用物理措施如降温等，并采用以调节能量代谢和瘤胃环境为目标的营养策略来缓解牛群热应激。此外，引进高耐热奶牛品种，并利用遗传育种手段杂交选育带有抗热应激基因的奶牛也将是行之有效的手段。

1 热应激的概述

热应激被定义动物为应对外界环境因素而引起的机体体温升高，而产生的一系列生理和代谢变化[4，5]。一般认为，环境因素包括温度、湿度、辐射、风速等，这些因素影响着奶牛体温平衡的维持。奶牛生产的适宜温度为5~20 ℃，而环境温度超过25 ℃，容易引起奶牛热应激，造成机体代谢紊乱，内分泌失调，影响生产性能和健康状况。

2 热应激的评定

评定奶牛是否遭受热应激，最直观的方式是通过测定直肠温度和呼吸频率，其正常值分别为38.5~39.3 ℃、20~50 次/min。此外，奶牛的行为、采食量以及血液生化指标变化均可反映奶牛热应激状态。在生产上，出现热应激的奶牛体温上升、呼吸急促、不喜动，采食和饮水量下降。随着检测技术的进步，现有研究提出许多评定奶牛处于舒适或热应激状态的指标，包括温湿指数（THI）、黑球温湿指数（BGHI）、呼吸率指数（RRI）等[6]。但由于环境条件、牛群品种、管理因素的不同，不同指标的判定结果可能会出现差异。目前因THI综合考虑了温度和湿度的共同作用，被广泛应用于牧场实际生产中，其计算方式为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（℃）为空气温度，Tdb（℃）为露点温度，Twb（℃）为湿球温度，RH（%）表示相对湿度[4，5]。

3 热应激对奶牛的影响

3.1 热应激对奶牛生产的影响

大量研究表明，热应激对奶牛生产性能的影响体现在奶牛采食量、产奶量和乳品质的下降[9]。由于奶牛生产时会产生大量热量，因此高产奶牛对热应激的反应更加强烈。研究表明，当THI超过72时，每升高1 个单位，产奶量将下降0.39 kg/d[10]。黎智峰等[11]研究发现，热应激可显著降低牛乳中乳脂、乳蛋白、乳糖等营养物质含量，其原因可能是奶牛为满足热应激状态下机体的能量需要，分解自身氨基酸，导致可用于乳蛋白合成的氨基酸含量减少，从而降低了乳品质和产奶量[12]。

3.2 热应激对奶牛健康的影响

在热应激状态下，奶牛的免疫机能下降，血液中白细胞、单核细胞含量下降，淋巴细胞凋亡率提高，抗原识别和抗体活化受到抑制[13，14]。免疫机能的下降导致奶牛发病率升高，如奶牛乳房炎症、胎衣不下、热射病、子宫内膜炎等[15，16]。此外，热应激奶牛的采食量下降，产奶量降低，能量处于负平衡状态，机体不得不分解糖原和加速脂肪动员，以提供所需要的供能，在这一过程中，游离脂肪酸大量而持续的产生，并在在肝脏中酯化储存，并伴随有酮体的转化，导致奶牛出现酮病、脂肪肝等疾病[17~19]。

4 热应激的缓解措施

4.1 物理降温

目前牧场采用的物理降温方式主要有机械通风、喷淋、喷雾、洒水、湿帘等。这些方式可有效增加对流的热传导，降低牛群所处的环境温度和湿度，通过提高体表水分的蒸发，降低体表温度[20]。研究表明，喷雾式降温系统可有效降低牛舍温度以及奶牛的直肠温度、呼吸频率，帮助牛群维持机体内分泌稳态，缓解由于热应激而导致的产奶量下降[21]。但上述降温措施也会导致牛舍湿度下降而产生许多不良影响，如病毒、细菌滋生等，导致奶牛易出现肢蹄病、乳房炎等疾病。因此，如何在物理降温的同时，避免高湿带来的不良影响将是未来主要的研究方向。

4.2 营养调控

除了物理降温，加强营养调控也是缓解奶牛热应激的有效方式。当热应激发生时，一是可以适当增加日粮中的精饲料比例，通过提高能量和蛋白质含量来缓解奶牛出现的能量负平衡状态，但这种方法应谨慎使用，因为高能量日粮可能会造成瘤胃pH值下降，导致奶牛发生瘤胃酸中毒。二是可以在日粮中补充矿物质元素和多种维生素，矿物质元素可以缓解奶牛因呼吸和排汗导致的无机盐离子流失；多种维生素则具有提高奶牛机体免疫功能，提高食欲，抑制体温上升的功效[22]。三是在日粮中添加中草药添加剂，如日粮中添加黄芪多糖，可有效改善奶牛能量代谢，提高其免疫功能[23]。

4.3 遗传育种

随着技术的进步，国内外学者发现，牛的耐热性与品种（系）密切相关，其耐热性的遗传力为0.1~0.3[24]。有研究表明，耐热性强的奶牛对热应激有更强的适应力，其直肠温度、呼吸频率、日产奶量下降幅度均显著低于不耐受热应激的奶牛[25]。通过引入高耐热的奶牛品种进行改良，杂交选育抗热应激奶牛是一个有效的手段。王志刚等[26]用德系西门塔尔牛与荷斯坦牛进行杂交，发现其后代的乳蛋白、乳脂率、直肠温度等指标均优于荷斯坦牛，梁学武等[27]也有类似的发现。不足的是，常规选育抗热应激奶牛的效率低下，周期较长。如今分子标记辅助选择（MAS）等生物技术快速发展，为遗传定向选育提供了新方法[28]，以期早日从根本上解决热应激对奶牛生产性能的影响。

5 结论

综上所述，热应激对奶牛生产具有负面影响，造成产奶量和乳品质的下降。目前，生产上已有一系列的策略，可以在一定程度上缓解奶牛热应激，如物理降温、营养调控、遗传育种等。现有研究表明，热应激会引起奶牛机体能量代谢和蛋白质代谢紊乱，导致其生产性能下降，但其机制较为复杂且尚未完全解释清楚。因此，应加强对热应激机制的研究，为缓解奶牛热应激提供相应理论依据。