奶牛繁殖性状的影响因素及其研究进展

2023-11-26吕昕哲赵和平毛泽楠

中国畜禽种业 2023年9期

吕昕哲，齐格，赵和平，毛泽楠，朱凯

（河北品元生物科技有限公司，河北石家庄 050000）

近年来，从整体上来看中国的奶牛养殖业发展趋势良好，并不断向规模化和集团化养殖发展，发展前景良好，成为了我国现代牧业的支柱产业。在奶牛生产中，繁殖性状是众多功能性状中最为重要的一项，也是较重要的经济性状。奶牛经济效益与繁殖效率高度相关，因为奶牛的泌乳周期依赖于定期产犊来更新泌乳周期，因此，实现快速受孕并实现每12 至14 个月一次的产犊目标，在现代奶牛生产中至关重要，这样其生产性能及经济效益也较好[1]。奶牛繁殖性能与产奶年限及终生产奶量呈显著正相关关系，并关系到奶牛群的数量和质量[2,3]。在现代奶牛生产中，首次配种妊娠率低于40%，经产奶牛的产犊率会越来越低，且输精次数随着产犊次数的增加也会增加[4]。牧场淘汰奶牛时重点考虑繁殖因素，繁殖障碍等疾病对牧场的经济效益影响很大[5]。奶牛的繁殖性状逐渐成为影响奶牛养殖业和乳制品产业可持续发展的一项重要因素，逐渐受到奶业科学家、繁育师、兽医师和养牛者的关注。因此，本文阐述了影响奶牛繁殖性状的各种因素及研究进展，以期为提高奶牛繁殖力提供参考。

1 奶牛的繁殖性状

母牛在完整的生产期里所经历的配种、妊娠和产犊等行为，是评估和定义奶牛繁殖性状的关键指标，繁殖性状是由遗传和环境效应综合作用所决定的复杂结果[4,6]，繁殖性状虽不能直接体现动物个体的生产性能，但是它们与一头奶牛的终生生产效益显著正相关。奶牛的繁殖性能可以从两个方面进行评估：一是母牛在产犊后重新进入发情周期的能力；二是母牛受精卵成功着床并保持妊娠的能力[7]。繁殖成绩不佳的母牛，继续饲养的成本较高，可能对养殖场造成一定的经济，可以考虑直接淘汰母牛来提高牧场的繁殖水平[8,9]。

2 影响奶牛繁殖性状的因素

2.1 遗传因素

遗传因素决定奶牛个体的繁殖性状。成母牛繁殖性能的高低对青年牛的繁殖性能影响较大，遗传选择有非常重要的作用，所以选择优秀的高质量母本有决定性作用[10]。

2.1.1 品种质量

奶牛的品种质量是影响繁殖性状的重要因素，其决定牛群的生产性能和经济效益。奶牛群体中个体存在差异，因个体因素或遗传因素造成繁殖能力低，如异性双胎的母牛无生育能力、先天无性欲、习惯性流产的奶牛、疝气、先天性生殖器官幼稚和畸形、子宫内环境差、屡配不孕和死胎等。品种质量影响繁殖性状主要表现在两方面：一种是公牛携带隐性基因而影响后代导致不孕或者先天性无性欲；另一种是异性双胎不育，两个胎儿之间通过胎盘的绒毛膜血管吻合支进行营养交换，造成异性双胎中母犊的生殖器官发育不成熟，母犊成年后也达不到正常母牛的状态，多数不能正常生育[11]。公牛的体型特征、精液品质和与卵细胞结合的能力与其后代的遗传性能密切相关，饲养优秀种公牛的目的是优化牛群的遗传基础，提高养殖效益和经济效益[12]。

2.1.2 遗传力

遗传力表示性状受到遗传调控的比例，遗传力偏低，说明该性状通过遗传选择的比例和在后代中表达的概率较低，此性状通过遗传改良的进程相对较慢[13]。奶牛繁殖性状的遗传力估计值相对较低，这是因为繁殖性能受到许多非遗传因素的影响，而且这些非遗传因素对繁殖性能的影响远大于遗传因素[14,15]。奶牛繁殖性状的遗传力较低，一般在0.05 以下，这说明繁殖性状只有5%与遗传基因有关[16]。韩广文等[3,17]对荷斯坦牛群几个繁殖性状的遗传力和外貌特征的相关性进行评估，发现繁殖性状的遗传力偏低，外貌特征与繁殖性状之间存在弱的正相关。产奶量作为生产性状也与繁殖性状有一定的关联，泌乳奶牛的能量分配，导致遗传上的能量负平衡和较低体况评分[18,19]。有研究表明产奶量与繁殖性状呈负相关，产奶量与平均胎间距、空怀期呈正相关（+0.16～+0.64）；与受胎率呈负相关（-0.62～-0.05）[20,21]。

2.2 环境因素

2.2.1 温度和湿度

环境温度和湿度过高或过低均会影响奶牛的繁殖性状，通常认为，饲养奶牛的最适温度是10～20℃，奶牛耐寒不耐热。当环境温度超过25℃时，奶牛会出现一系列的生理和行为变化，这些变化统称为热应激[22]，相比于高温环境，高温高湿环境对奶牛的影响更大，通常会使奶牛发情周期延长、乏情、胚胎早期死亡增多和容易发生流产等[23]。温湿指数（Temperature and humidity Index，THI）是衡量动物舒适程度和适应能力的指标，一般来说THI 值越高，动物出现热应激的风险越大，THI 值大于72 时，奶牛出现明显的应激反应[24]。高温导致奶牛机体有热应激反应，雌激素分泌下降，导致奶牛发情持续时间和发情强度降低发情异常现象[25]。气温炎热时公牛睾丸温度升高，致使睾丸内精子生成受到影响，从而降低精子质量[26]。而且，热应激还可能延迟母牛空怀期，降低繁殖效率，给养牛业造成巨大经济损失[27]。

冷应激同样会影响母牛的繁殖性能，甲状腺素、去甲肾上腺素和肾上腺素分泌量都会增加，肾上腺素和皮质醇类激素的分泌和表达，会直接阻断生殖激素的作用和影响免疫系统并造成慢性炎症反应，严重损害牛只的繁殖功能和生理功能，导致发情持续时间缩短，抑制母牛的发情和排卵[23,28,29]。

2.2.2 光照

光照是生物生长和发育的关键环境因子，不仅可以调节动物机体的代谢过程，还使动物随着光照的周期性变化调节其生理活动，影响着动物的生长发育和繁殖功能[30]。奶牛是依靠松果腺来对光周期作出反应，缺少黑暗期或在不规则时间的光照下，奶牛会丧失对光周期的敏感性，生理平衡会被扰乱。光照强度的季节性变化影响了奶牛的生理活动，研究表明，奶牛在冬季补充额外的光照时间会延长母畜发情时间和提高受孕率，与自然光照的奶牛相比，产犊周期变化明显，且表现出更高的受孕率[31]。在挪威的牛群中夜间接受补充光照的牛群，空怀期会缩短和人工授精次数减少[32]。此外，研究还发现，在日照更长的夏季和秋季产犊的母牛，恢复卵巢周期性的时间比春季和冬季产犊的母牛更早[33]。然而光照时间过长，以及不合适光照强度都有可能会使奶牛激素分泌紊乱从而导致繁殖能力下降，有很多关于光照时间对繁殖性能的试验结果表明，奶牛明暗交替的最佳节点是16h 光照、8h 黑暗，光照强度控制在200Lux左右，可以最大程度地发挥奶牛的繁殖性能。

2.2.3 噪声

从生理学的角度来看，噪声是指那些干扰正常休息或不需要的声音。根据专家对噪声的研究结果表明，噪声对畜禽的危害性非常大，对奶牛的繁殖性能和生产性能影响十分明显，所以在奶牛场选址时应充分考虑养殖舍内及周围的噪声问题，应控制牛舍噪声不能超过75dB。据报道，牧场环境噪声达到68dB 以上时，就会对奶牛的生产性能造成影响，而且噪声影响时间过长，奶牛会长时间处于应激状态，产奶机能则难以恢复。噪声对奶牛生理的危害性是全面的，噪声最先刺激的是听觉器官，持续的噪声刺激，使奶牛的情绪比较急躁，处于慌乱不安的状态，使公牛的精子质量下降，还可导致奶牛分娩障碍及妊娠母牛流产。

2.2.4 季节

奶牛通常是常年发情，但是不同季节对奶牛繁殖性状也有一定的影响，其中温度的变化和光照的周期性变化是最主要的调控因子。在极端环境中肾上腺被激活，产生大量黄体酮影响发情，是受胎率低的原因；光照周期的变化影响奶牛体内的激素变化。有研究发现，不同月份的发情率有明显的差异，气温适宜的月份的发情率明显高于极端气候的月份，每年4月至10月确定发情的奶牛比1月和12月确定发情的多[29]。

2.3 营养因素

营养对奶牛的繁殖性状起决定性作用，奶牛的身体状态如营养不良或营养过剩都会对奶牛繁殖性状和生殖系统功能等产生不同程度的影响[34]。

2.3.1 蛋白质

日粮中蛋白质水平会对奶牛繁殖性状产生影响。当奶牛产后摄入的食物中蛋白质无法满足需求时，它们会通过生理调节减少组织和器官对营养的需求，这种情况会导致子宫内环境紊乱，导致胚胎流产、产死胎等症状[23,35]。蛋白质摄入严重不足时，造成生理功能紊乱从而影响生殖器官的功能，当日粮蛋白质含量过高时，奶牛体内的酸度降低会影响发情和免疫系统的功能，影响奶牛的繁殖性状[36,37]。同时，高蛋白日粮还会导致子宫内环境中酸性增加，对子宫黏膜产生不利影响，以及影响黄体酮的生成，降低子宫内环境的宜居性，从而降低受孕率[38]。

2.3.2 能量

日粮中能量的高低也会对奶牛的繁殖性能产生影响。高产奶牛与之对应的是高能量摄入，一旦摄入不足，奶牛就会处于能量负平衡状态[39]。奶牛产后一个月内若出现能量紊乱则会降低繁殖性能，如产犊间隔变长，受胎率下降等[40]。奶牛在泌乳后期及配种前，对能量平衡尤为敏感，能量不足时奶牛子宫炎患病率明显升高。妊娠期的奶牛能量不足时会导致黄体酮分泌量不足时会出现胎儿畸形，先兆流产等危害[35]。在奶牛的泌乳后期至配种前，饲喂过多能量导致奶牛肥胖，大量的脂肪会影响奶牛的生殖功能，产后还容易出现生殖系统疾病，如卵巢囊肿、持久黄体和乳房炎等[35,36]。因此，在饲养奶牛时需要注意控制饲养量，避免过度饲养，以维持奶牛的健康和生产效益。

2.3.3 矿物质和维生素

矿物质元素钙、磷、铁、锌、铜、锰、硒等是动物代谢过程中重要的一类无机营养成分，维生素是一类有机化合物，分为脂溶性维生素和水溶性维生素。日粮中矿物元素不仅含量要在适当范围内，比例还要合适，否则都会影响到奶牛的繁殖性能。钙磷不足或比例不当不仅会延长奶牛性成熟时间，降低受胎率，而且还会使妊娠奶牛流产、产弱胎死胎、畸形胎，甚至使奶牛骨质疏松和产后瘫痪[35]。奶牛日粮中缺硒或缺锌会引起奶牛流产、早产、死胎及胎儿畸形等问题；缺铁会引发奶牛贫血，造成子宫内氧气不足，影响犊牛生长发育，并引发流产、早产、弱胎和死胎等症状[41]。维生素E 缺乏时会造成免疫力下降和繁殖功能障碍，还会诱发奶牛子宫内膜炎等病症[42]。

2.4 疾病因素

疾病问题也是影响母牛繁殖性状的重要因素之一。非传染性疾病主要有先天性生殖器官畸形、发育不全、机能障碍等。当母牛生殖系统处于疾病状态时，奶牛的激素水平受到影响，激素分泌不平衡，导致母牛的发情率低，发情后配种受胎率低，严重的出现不发情的症状。此外，因为生产和饲料问题导致的某些代谢病和过度消瘦、过度肥胖症等营养病等均能降低配种受胎率，还会延长空怀期，降低母牛的种用价值。传染性疾病主要是由病毒、细菌、螺旋体、衣原体等微生物引起，如布鲁氏菌病能使母牛的繁殖系统受到损伤，导致妊娠母牛发生流产，使母牛利用价值降低。所以牛群应制定科学合理的免疫方案或疫病净化制度，避免传染性疾病在牛群中扩散传播。