夏季奶牛場熱應激防控措施研究進展

鄭雙健 劉歡 閆躍飛 薛永康 張震 閆磊

摘要：夏季高溫環境經常導致奶牛產奶量下降、體溫升高，嚴重者可導致母牛流產等情況的發生，然而我國很多牧場仍然對熱應激問題不夠重視，不能根據當地的氣候等實際情況制定出合適的方案。對奶牛場熱應激的發生原因、判定方法、預防措施進行了總結，以減少熱應激對奶牛的影響。

關鍵詞：奶牛;熱應激;防控措施

中圖分類號：S858.23? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1007-273X（2020）12-0014-03

牛奶是最古老的天然飲料之一，被譽為白色血液，其營養成分之高可想而知。為實現每家每戶餐桌上都有牛奶，國內的奶牛場也逐步走向了集約化經營道路。然而，由于我國大部分地區夏季溫度高、時間長的特點，可能對奶牛產生熱應激，造成采食量和產奶量下降，降低乳脂率和乳蛋白率[1]，同時也會影響繁殖性能和降低免疫力，特別是對懷孕期和泌乳前期奶牛影響更大，嚴重可導致死亡[2，3]。1995年7月，美國中西部熱壓導致內布拉斯加州和愛荷華州超4 000頭牛只死亡，僅愛荷華州經濟損失高達2 800萬美元。美國每年因熱應激問題給奶牛業造成的損失就將近10億美元[4]。隨著全球變暖的持續加劇，未來奶牛的熱應激可能會面臨更大的挑戰。因此，如何緩解奶牛熱應激，保持泌乳牛高產，已經成為牧場高效健康生產管理中的一個重要問題。

1? 發生原因

熱應激是指家畜對于不利于其生理的環境高溫產生的非特異性應答反應的總和。荷斯坦奶牛具有耐寒畏熱的特性，其適宜泌乳溫度為4.4～21.1 ℃，而我國大部分地區夏季遠高于該溫度;奶牛體型較大、單位體重表面積小、被毛短而密、汗腺功能不發達、所以皮膚散熱能力差，而通過呼吸散熱的方式也較為有限;采食量大，飼料中粗纖維含量高，熱增耗較大;隨著泌乳性能的逐年提高，所產生的熱量也相應增加[5]。

2? 判定方法

奶牛熱應激的判定方法有很多，一般包括干濕溫度表法、體溫測定法、呼吸頻率法、生產性能法、溫濕指數法，還可以通過一些血液生化指標等判定熱應激程度[5]。此外，還可以通過一些設備進行監測，如Davison等[6]通過一種項圈對奶牛熱應激進行監測。

3? 防控措施

3.1? 加強通風，物理降溫

在夏季高溫環境下，通過皮膚表面蒸發散熱的方式則可有效降低奶牛溫度，從而增加采食量、提高產奶量。由于奶牛喜冷怕熱的特性，牛舍一般為半開放式或開放式，屋頂設置通風口，頂棚一般呈傾斜式，利于空氣流通。研究表明，奶牛棚頂高度越高，奶牛所接受到的屋頂輻射熱就越小[7]。奶牛棚高屋頂（>3.7 m）比低屋頂的溫度低1 ℃，處于亞熱帶氣候區的集約化牧場的屋頂高度為5～7 m為宜，且要留有較大的通風口。此外，棚頂最好設置噴淋設備或雙層隔熱，以最大限度降低舍內溫度。

物理降溫是目前奶牛場較為常見的一種預防熱應激的措施，一般包括噴淋+風扇、噴霧+風扇、噴淋+噴霧+風扇、濕簾+風扇、洗浴池等模式。研究表明，上海地區常見的幾種降溫模式中，降溫最好的模式為濕簾+風扇，最高可降低7.5 ℃，但是濕度也增加最高，達20%以上;降溫最差的是人工噴霧+風扇模式，牛舍內外溫差小于1 ℃，濕度也無明顯差異[8]。目前很多牧場多采用噴淋+風扇模式，當環境溫度處于27～46 ℃時，可使奶牛平均降低1.7 ℃，特別是對于干奶期奶牛效果顯著，可使下一個泌乳周期產奶量增加3.5 kg/d，且胎齡越大效果越好[5]。噴淋頭一般設置間隔1.8～2.4 m，不高于地面1.8 m，當安裝角度為-135°或0°時有效區域的噴淋水量較多。噴淋間隔和時長要根據實際溫度不同而變化，當溫度>23 ℃時，每隔15 min進行噴淋1～3 min;當溫度>27 ℃時，每隔10 min進行噴淋1～3 min;當溫度>32 ℃時，每隔5 min進行噴淋1～3 min[9]。風扇直徑為1 m左右，功率為0.75～1.0 kW，距離奶牛背部高度2 m，與地面呈夾角15～30°，主風向吹向牛體左側瘤胃體表投影處，間隔距離則以風速而定，以風速吹至奶牛皮膚表面可達4 m/s為宜。此外，在待擠區也應設置噴淋和風扇，以減少熱應激對泌乳牛的影響[10]。

3.2? 充足潔凈的飲水

進入夏季高溫季節后，奶牛飲水量一般增加20%～50%，特別是高產牛可增加80%以上[10]。正常情況下，采食1 kg干物質需要飲水3 L，尤其是在熱應激條件下，則需要飲水7 L。飲用水適宜溫度為17 ℃，與外界環境存在較高的溫度差，可以散發更多的熱量[11]。牛舍內保證15～20頭奶牛一個水槽為佳[12]，水槽大小約50 L，并保證飲水不間斷[11]。為保證飲水的潔凈，每天清洗水槽[12]。此外，在趕牛通道和待擠區也要設置足夠的飲水槽，以及時補充水分，減少熱應激。

3.3? 調配日糧組成

夏季高溫環境會影響奶牛消化道內的各種酶的活性，導致采食量下降，同時由于大量排汗，也使大量維生素和電解質流失，所以如何調配日糧組成就顯得尤為重要，主要包括以下兩個方面，一是提高日糧濃度，應遵循體積小、質量好、易消化的原則。適當增加精料比例，以提高日糧能量和蛋白質水平，但不能超過干物質的55%～60%，以免影響牛奶的乳脂率或引發代謝性紊亂[10]。提高蛋白水平至18%～20%，增加過瘤胃蛋白占粗蛋白比例，提高至35%～38%，可明顯提高抗熱應激能力[11]。脂肪在日糧中比例應提高至6%左右，實踐證明每頭奶牛每天飼喂棉子餅1 kg或脂肪酸鈣250 g，對提高產奶量和改善乳脂率起到很大的作用[11]。張廷青[13]研究表明TMR干物質凈能達到7.36 MJ/kg，ADF（酸性洗滌纖維）達到17%～19%;NDF（中性洗滌纖維）達到27%～32%;NFC（非纖維性碳水化合物）達到35%～40%;粗飼料占比40%以上，以防止因精料過多導致瘤胃慢性酸中毒;二是補充維生素和電解質。維生素C作為抗應激因子，在類固醇激素合成中扮演著重要角色。研究表明，在日糧中添加維生素C后，降低了血液中皮質醇濃度，可明顯抑制體溫升高，從而提高了采食量。研究表明，維生素C添加比例為0.04%～0.06%為宜[11]。維生素E作為一種細胞內抗氧化劑，促進了免疫球蛋白合成，也提高了抗應激能力。一些報道指出，飼料中加入一定量的煙酸可以提高奶牛產奶性能和繁殖性能。研究表明，夏季每頭奶牛每日應補充維生素A 10萬～18萬IU、維生素E 1 000～2 000 IU、煙酸6 g為宜[13]。若奶牛每日能補充到新鮮青綠粗飼料，則不必另外進行維生素的補充。由于夏季汗液帶走大量的電解質，為維持動態平衡，則需要對日糧進行調整補充。研究指出，鈉離子、鉀離子和鎂離子分別應達到日糧干物質的0.5%、1.3%～1.5%、0.35%[11]。在奶牛生產中，每頭奶牛每日應添加1.0%～1.5%小蘇打和0.5%～0.7%氧化鎂，可有效避免酸中毒。添加硫酸鉀也可一定程度降低奶牛體溫，減少奶損失。

3.4? 改變飼喂時間和次數

適當調整飼喂時間和增加飼喂次數可彌補由于夏季熱應激而降低的采食量，從而提高產奶量。將飼喂時間調整為：早上4：00～6：00，中午10：00～12：00，下午16：00～18：00，同時適當減少中午投料比例，以早上、中午和下午比例4∶2∶4為宜[14]。此外，適當增加1～2次飼喂次數，也能適當提高奶牛采食量。每次倒料后要及時推料，可有效避免飼料發酵變質，保持良好的適口性，使剩料量控制在1%～2%[11，12]。此外，每天晚上要對料槽進行清理，避免飼料變質，也是保證牛群健康的關鍵。

3.5? 控制產犢季節

目前，很多牧場仍然沒有意識到適時禁配的重要性，仍需要進一步加強。各牧場應選擇1～3月份進行配種，使產犢集中于10～12月份，從而降低次年夏季的產犢率，使泌乳牛在夏季處于泌乳中后期或干奶期。因此，控制產犢季節可有效緩解泌乳牛的熱應激反應，減少牧場經濟損失[12，14]。

3.6? 搞好環境衛生

由于夏季高溫高濕的天氣，奶牛發生熱應激的同時還會導致微生物大量滋生繁殖，致使一些疾病的發生率顯著高于其他季節，特別是乳房炎和肢蹄病，發生率高達30%以上[10]。牧場應使用一些消毒劑，如2%氫氧化鈉溶液、稀戊二醛溶液等，定期對牛舍環境進行衛生消毒，包括臥床、欄舍、空氣、地面、污水通道和牛體表面等。此外，及時清理糞便，防止細菌滋生，降低疾病的發病率[12]。

3.7? 新型飼料添加劑和中草藥的使用

隨著科技的創新，一些新型飼料添加劑和中草藥的使用對于夏天緩解奶牛熱應激具有一定的作用，同時也在一定程度上提高了奶牛的生產性能。一些常用的新型飼料添加劑，如半胱胺鹽酸鹽（30 g/d/頭）可明顯提高奶牛抗應激能力和抗病力;瘤胃素又稱莫能菌素，可明顯提高奶牛采食量和產奶量，并能有效改善牛奶品質[11];鉻能改善葡萄糖的代謝并可防止體溫升高[15]。一些中草藥，如柴胡、黃芪、知母、石膏、黃連、菊花等通過調節體溫中樞預防熱應激;麻黃、桂枝、葛根、薄荷、紫蘇葉等通過發汗預防熱應激;地龍、蜈蚣等具有抗驚厥作用;朱砂、刺五加、磁石、僵蟬、蘇木、五味子等可鎮靜催眠，都具有緩解熱應激的作用[11]。此外，潘龍等[16]研究發現柴胡中草藥添加劑不僅可以緩解奶牛熱應激，還可以提高泌乳性能，且添加量以0.25～0.5 g/kg為宜;曹錚[17]研究發現富硒女貞子可以通過HPA軸調節ACTH、COR等激素，提高免疫力，增強抗氧化活性，調節HSP70蛋白，從而有效緩解奶牛熱應激;李占鋒等[18]研究發現黃芪組方中草藥添加劑通過提高T4水平以降低內毒素、MDA和HSP70的含量，提高了抗氧化酶的活性，有效緩解了奶牛熱應激;鄭會超等[19]研究發現“加減白虎湯”散劑主要靶標在于減少外周血白細胞數，以降低血漿中的羥自由基，對奶牛輕度熱應激有很好的效果;孫鳳青[20]研究發現中草藥復方制劑“熱喘平”可能是通過下丘腦-垂體-腎上腺皮質軸實現調節電解質平衡和維持血液酸堿度，以緩解熱應激，并可能協同下丘腦-垂體-甲狀腺軸提高機體代謝率，增加蛋白質的合成，減少蛋白質分解過多，提高奶牛生產性能;中草藥添加劑對由奶牛熱應激產生的生產性能和血液生化指標的影響具有很好的改善作用[21-25]。

4? 小結

由于我國奶牛場存在地域差異、生產管理水平不一的特點，各牧場應根據牧場實際并結合當地氣候條件制定出一套符合切實可行的防控方案，以盡量降低夏季熱應激造成的損失。未來研究也可從以下兩方面進行，一方面要培育抗熱應激新品種，從根源解決熱應激問題;另一方面要利用好中草藥資源，開發新產品。

參考文獻：

[1] OUELLET V，CABRERA V E，FADUL-PACHECO L，et al. The relationship between the number of consecutive days with heat stress and milk production of Holstein dairy cows raised in a humid continental climate[J].Journal of dairy ence，2019，102（9）：8537-8545.

[2] BAGATH M，KRISHNAN G，DEVARAJ C，et al.The impact of heat stress on the immune system in dairy cattle：A review[J].Research in veterinary science，2019，126（10）：94-102.

[3] NEGRON-PEREZ V M，FAUSNACHT D W，RHOADS M L. Invited review：Management strategies capable of improving the reproductive performance of heat-stressed dairy cattle[J].Journal of dairy science，2019，102（12）：10695-10710.

[4] 溫雅俐.熱應激對奶牛生產性能及生理機能的影響[D].呼和浩特.內蒙古農業大學，2011.

[5] 施正香，王朝元，許云麗，等.奶牛夏季熱環境控制技術研究與應用進展[J].中國畜牧雜志，2011，47（10）：41-46.

[6] DAVISON C，MICHIE C，HAMILTO N，et al. Detecting heat stress in dairy cattle using neck-mounted activity collars[J].Agriculture，2020，10（6）：65-74.

[7] 洪小華，黃? 彪，姚? 勤，等.屋頂隔熱奶牛舍內的溫熱環境分析[J].畜牧與獸醫，2012，44（10）：33-36.

[8] 張瑞華，張崢臻，張克春.上海地區規模奶牛場夏季物理降溫模式調查及其效果測定[J].中國奶牛，2015（15）：44-47.

[9] 陳? 波.奶牛熱應激及應對措施[J].中國奶牛，2014（1）：56-58.

[10] 韋? 人，仇天財，劉竹青.夏季北方地區規模奶牛場如何減少熱應激損失[J].科學種養，2017（8）：43-44.

[11] 丁夏云.南方地區奶牛場預防夏季熱應激的營養調控措施[J].浙江畜牧獸醫，2011，36（5）：25-26.

[12] 宋巖巖，任? 妮，周? 娟，等.天津地區奶牛場應對夏季熱應激的措施[J].中國奶牛，2018（7）：25-27.

[13] 張廷青.緩解奶牛熱應激的綜合措施[J].中國奶牛，2012（19）：61-63.

[14] 郭日東，蘭儒冰，那木拉，等.奶牛熱應激的綜合防控措施[J].養殖與飼料，2016（8）：45-48.

[15] RIBEIROLD S，BRANDAO F Z，CARVALHEIRA L R， et al. Chromium supplementation improves glucose metabolism and vaginal temperature regulation in Girolando cows under heat stress conditions in a climatic chamber[J]. Tropical animal health and production，2020，52（4）：1661-1668.

[16] 潘? 龍，卜登攀，王加啟，等.柴胡中草藥添加劑緩解奶牛熱應激并提高其生產性能[A].第四屆中國奶業大會論文集[C].南昌：中國奶業大會，2013.

[17] 曹? 錚.富硒女貞子緩解奶牛熱應激效果的研究[D].江蘇揚州.揚州大學，2016.

[18] 李占鋒，薛? 白，王立志，等.黃芪組方中草藥添加劑抗奶牛熱應激效果及其作用機理的研究[J].中國畜牧雜志，2012，48（1）：51-55.

[19] 鄭會超，忽占利，黃? 新，等.清熱解暑中藥驗方對熱應激奶牛采食行為及產奶性能的影響[J].中國獸醫學報，2013，33（6）：939-943.

[20] 孫鳳青.中草藥復方制劑“熱喘平”治療奶牛熱應激機理研究[D].重慶：西南農業大學，2004.

[21] 范? 釗.中草藥添加劑對熱應激奶牛產奶性能和血液生化指標的影響[J].湖北畜牧獸醫，2019，40（10）：8-9.

[22] 歐紅萍，胡? 凱，楊? 敏.中藥復方“清熱散”對熱應激奶牛產奶量及理化指標的影響[J].四川畜牧獸醫，2019，46（1）：25-27.

[23] 周曉情，肖正中，黃光云，等.日糧添加復合中草藥和氯化膽堿對娟姍奶牛產奶性能及血清HSP70的影響[J].飼料研究，2016（3）：36-37.

[24] 馬峰濤，單? 強，金宇航，等.金銀花提取物對熱應激奶牛生產性能、血清生化指標和免疫功能的影響[J].動物營養學報，2020， 32（5）：2209-2217.

[25] 朱? 靖，謝? 穎，裴明財，等.辣椒堿對熱應激奶牛采食量、產奶性能和血清生化指標的影響[J].動物營養學報，2020，32（9）：4158-4165.