热应激奶牛的生理变化及缓解措施

2010-7-28 20:17| 发布者: admin| 查看: 1765| 评论: 0

摘要: 奶牛的热应激反应, 是指奶牛由于受到夏季炎热的剌激而引起的一系列反应。奶牛一般怕热不怕冷, 泌乳奶牛的最适温度范围是-0.5℃到25℃, 每年的5～9 月间, 由于外界环境气温的升高, 使奶牛的正常生理功能及其激素平衡等 ...

奶牛的热应激反应, 是指奶牛由于受到夏季炎热的剌激而引起的一系列反应。奶牛一般怕热不怕冷, 泌乳奶牛的最适温度范围是-0.5℃到25℃[1], 每年的5～9 月间, 由于外界环境气温的升高, 使奶牛的正常生理功能及其激素平衡等遭受到破坏, 致使奶牛易发生呼吸急促、心跳加快、体温上升、食欲下降、体重减轻、发情机制紊乱、配种受胎率下降、抗病能力减弱、犊牛生长缓慢及死亡率增加等不良后果。同时, 在夏季炎热的日子里, 每头牛的日均产奶量将会减少0.5 ~2.5 kg, 乳脂率也会下降0.3%~0.5%, 乳中体细胞数量增加较快, 常会产生酒精阳性乳。同时, 热应激可促使奶牛的定型化行为。例如, 钠缺乏的成年牛有过度频繁的自舔行为。因此,热应激对奶牛生产所造成的危害和影响是夏季不容忽视的大问题。

1 热应激产生的生理变化

奶牛的丘脑下部有2 个调节采食的中枢, 一个是嗜食中枢, 另一个是厌食中枢, 它们可接受外来各种感受器的信号。高温作用于嗜食中枢, 使干物质采食量( DMI) 下降, 从而使消化系统、血液酸碱化学和激素发生一系列的生理学变化。在热应激期间, 奶牛表现出饲料进食量减少, 饮水增加, 活动减少, 寻找遮阴和吹风处, 呼吸频率增加, 外围血流量和出汗增加。这些反应对奶牛的生产和生理学状态均有损害作用。

Lough 等[2]研究发现, 在舒适环境中限制采食的泌乳奶牛的产奶量和热应激时自由采食的泌乳奶牛产奶量相当, 与在舒适环境中自由采食的泌乳奶牛相比, 前两组奶牛乳房的血流量趋于降低, 因而认为乳房血流量是干物质进食量水平的反应; 且处于热应激的奶牛, 与舒适环境下自由采食的奶牛相比, 其门静脉血浆流量约减少14%[3]。因此, 他们认为热应激对产奶量有负作用, 一部分可以由奶牛营养摄入量的减少和奶牛门静脉运送的内脏营养摄入量的减少解释。另外, 为降温目的而导致周边组织血液流量的增加, 可能改变炎热气候期间营养的代谢, 使产奶量降低。

激素的变化随着热应激而发生, 但往往难以区分是热应激对日粮DMI 降低的作用, 还是热应激的直接作用。Mcguire 等[4]报道热应激和限制采食的奶牛, 血浆中三碘甲腺氨酸浓度均有所下降, 且随着热应激的增加, 血浆生长激素也有下降的趋势。另一些研究也发现, 当奶牛处于高温环境中时, 三碘甲腺氨酸和甲状腺素均有相似的下降[5、6], 且随着产奶量( 低、中、高) 的增加, 牛奶的温度也升高, 当温度和湿度综合作用的温湿指数( THI) 超过70 时, 牛奶生长激素的浓度明显下降。甲状腺素是调节机体新陈代谢、生长、发育等生理过程的主要激素, 有促进消化道蠕动、缩短食糜通过肠道时间的功能。与热应激有关的激素还有催乳素, 抗利尿激素及醛固酮, 其中, 催乳素和生长激素一样, 参与养分在机体内再分配和稳态调节, 抗利尿激素与水代谢有关, 醛固酮与钠离子重吸收有关, 并与养分的稳态调控有联系。因此推测, 产奶量的下降是由于激素产生的抑制所造成, 以减少代谢热的产生。

热应激下奶牛通常表现出血液酸碱化学性质的变化。高温环境下, 奶牛呼吸频率加快, 喘息和出汗也随之增加。喘息急剧地增加了由肺部呼出的CO₂损失, 降低血液中HCO₃^－的浓度, 扰乱维持血液pH值所必需的碳酸对碳酸氢盐的平衡, 造成一种呼吸性碱中毒。同时, 奶牛通过出汗损失大量的钾, 且随着出汗量的增加, 其损失量也增加。另外, 牛体内的其它一些血液生化指标, 如血液中血糖、血红蛋白( HB) 、无机离子、皮质醇、T₃、T₄、维生素和酶等指标的变化, 也对奶牛的热应激有重要影响。

热应激时, 奶牛血液中矿物质浓度也明显下降,这是由于热应激期奶牛摄入的饲料减少, 矿物质摄入量也相应减少, 血液循环加快, 加速了体内代谢物的排出, 饮水量的增加, 排出大量稀粪从而可能导致矿物质的大量丢失。引起血清钙含量明显下降, 且夏季热应激期极显著低于冬、春、秋季[7]。在热应激状态下, 牛血浆中的核黄素、烟酸、泛酸、生物素、VB₁₂ 等均可作为酶促反应的辅助因子, 以降低热应激所造成的不良影响。因此, 热应激时, 常导致维生素含量的下降。由于热应激干扰动物的代谢系统,常造成了血清中酶的活性和含量也发生明显变化。

热应激与奶牛的内分泌和免疫机能也存在着紧密的联系, 由于高温不同程度地降低了机体细胞免疫和体液免疫的能力, 奶牛对疾病抵抗力下降。因而乳房炎、胎衣不下和子宫内膜炎增加, 容易发生中暑和日射病。李建国等[7]报道, 热应激可显著降低血清中r-球蛋白含量, 夏季慢性热应激期, 中国荷斯坦奶牛血清中, r-球蛋白含量最低, 低于非热应激期的冬季, 春季低于秋季。目前, 国内外尚未建立奶牛热应激免疫模型, 一般多用小型实验动物构建相关模型。

2 缓解奶牛热应激的主要方法

2.1 改善环境

2.1.1 遮阳　　遮阳是夏季许多牛场使用最广泛的一种降温方法。依赖大树遮阳是最有效的, 但养殖户一般采用使用钢型材料建造牛舍, 或使用遮阳布和遮阳网, 后者效果不如前者, 但比较经济。遮阳主要通过遮挡太阳辐射来减轻环境对奶牛的热负荷,降低奶牛直肠温度、呼吸频率和显形乳房炎的发病率。成年奶牛提供3.53~4.18 m²大小的遮阳场所足以满足减少太阳辐射的危害。一般遮阳棚需要有一定的高度才能起到作用, 大约3.66 m。在降雨量少的地区, 遮阳棚的位置以南北走向比较好, 以便当太阳从东往西掠过遮阳棚时会起到干燥的作用。生产实践中, 遮阳棚的使用在维持高产奶量和提高受孕率方面已经带来积极效应。有美国佛罗里达州和亚利桑纳州的统计数字表明, 当高产奶牛受到阳光直接照射和白天的THI 超过80 的情况下, 有遮阳棚的奶牛比没有遮阳棚的奶牛产奶量高2~2.5 kg。从生产来看, 随着奶牛单产水平的增加, 遮阳棚的作用及经济效益正越来越大。

2.1.2 蒸发和喷雾系统　　Seath 等[8]早期的研究就确立了空气流动和喷雾奶牛有助于降温的好处。应用风扇、喷淋以及风扇和喷淋相结合的降温进行过比较。从中午至下午2 时栓系于外界阳光造成热应激的奶牛, 移入室内进行喷淋一次, 1 h 后, 未降温奶牛的直肠温度下降最少, 仅喷雾或仅吹扇的奶牛处于中间并且两者相似, 而吹风和喷淋相结合的奶牛,比遮阴对照奶牛每日多产奶2 kg, 直肠温度也近乎正常。所以一般牛舍使用的蒸发冷却系统都采用风扇和高压喷雾。喷雾的次数和降温的时限, 对降温系统的作用十分重要, 喷淋奶牛10 s, 其降温效果远低于喷淋20 s 和30 s, 后两者效果相似[9], 而降温15、30 和45 min, 直肠温度的下降分别为0.6、0.7 和1℃。所以喷淋和风扇时间的长短, 对取得降温的效果具有重要作用。喷雾水滴的大小也对降温有明显作用, 低压喷头的大水滴比气雾喷洒效果更好[10] 。

2.1.3 其它部位的冷却　　挤奶厅等候区的冷却方法是先用低压洒水装置冷却奶牛, 然后再用大功率风扇吹奶牛, 使附着于奶牛体表的水分被蒸发掉。挤奶厅出口通道的冷却措施, 就是奶牛在离开挤奶厅的退出道上安装带有电子眼或行程开关的喷水喷头, 在奶牛经过时向它喷水。

2.2 调整产奶期营养供给

奶牛正常生产条件下的营养调控主要包括最适瘤胃发酵、瘤胃微生物的消化速度、蛋白质、脂肪的调控、阴阳离子的平衡、饲养方式等措施。奶牛在热应激条件下, 消化道运动迟缓, 因此必须以调整日粮结构, 增加营养浓度, 添加抗热应激添加剂等提高奶牛营养物质摄入量。

2.2.1 提高能量浓度　　提高精粗比可以部分克服由饲料采食不足而导致的生产性能降低。提高精料用量可以提高瘤胃通过率和降低瘤胃的充满度, 刺激采食, 从而增加能量摄入量, 奶牛平衡日粮中的精料比例限制在总干物质量的50%~60%是比较合适的。增加奶牛喂料的次数也能够增加产奶量和避免健康问题, 每天饲喂4 次与每天1~2 次相比, 乳脂率和产奶量均可得到提高。

日粮中添加过瘤胃脂肪。日粮中补饲保护脂肪,含能量高且体增热少, 有利于热应激奶牛保持生产性能, 使奶牛的产奶量显著增加, 乳成分也发生变化。其中乳脂率上升了5.73%, 乳蛋白含量下降了5.42%。同时, 显著地改善了泌乳牛的体况, 对产量高而体质差的奶牛效果更好[11] 。另外, 奶牛饲粮中添加过瘤胃蛋白和丙二醇可以提高丙酸浓度, 能量利用率提高, 产乳量较对照组有增加趋势[12]。

2.2.2 提高蛋白质数量和质量　　提高热应激期奶牛日粮粗蛋白质含量, 提高小肠真蛋白水平是保持DMI 降低时蛋白质摄入量的有效措施。李如治等[13]研究发现, 高蛋白组产乳量较对照组提高8.55%, 饲料利用率提高2.9%, 表明高蛋白能显著提高夏季奶牛的产乳量。一般优质饼粕饲料蛋白质的降解率均高于50%, 因而要提高小肠非降解蛋白质水平, 就有必要对一些降解率较高的优质粕类蛋白饲料( 豆粕、花生饼) 加以保护。

2.2.3 补充矿物质和调整日粮阴阳离子平衡　　热应激期间, 提高日粮矿物质浓度来弥补DMI 的降低和某些矿物质的排出是很必要的。钾是经汗液排出的主要矿物质, 热应激奶牛尿中的钠排泄量增加, 补饲钾( 氯化钾) 和钠, 可提高热应激期间的产奶量;瘤胃缓冲剂(小苏打、氧化镁)一方面可以减弱酸中毒, 另一方面可以提高热应激时奶牛采食量和生产性能。目前没有合适的对比研究能说明热应激期间其它常量元素和微量元素需要量的潜在变化。铬的主要生理功能是作为葡萄糖耐受因子( GIF) 的活性成分, 在抗热应激中可能发挥重要作用, 补铬对促进奶牛生产性能的发挥也有明显的作用。