热应激对奶犊牛的影响
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作者：Admin
发布时间：2015-07-12
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热应激对奶犊牛的影响
Andrea Tholen等著马俊南译
宾夕法尼亚州立大学农业科学学院奶牛和动物科学系
本系列资料经Jud Heinrichs教授授权，由中国农业科学院饲料研究所屠焰研究员所在团队翻译成中文，并在中国公开
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摘 要
提及环境对犊牛的影响时，在适宜环境中出现的冷应激往往是最常见的难题。然而，夏季气温的突然上升，强烈光照以及过高的湿度亦会对哺乳期内的母牛及犊牛产生热应激，造成牛群采食量下降，维持需要增加，免疫力下降，生长性能低下，致病率及死亡率增加。因此本文将针对减少热应激危害的方法进行综述。
前 言
犊牛能够在不消耗额外能量的情况下将机体温度维持在一个恒定的区间内而不受外界温度的影响，这个恒温区叫做“热平衡区”。这个热平衡区的范围是不固定的，它不仅受外界温度的影响，还会根据犊牛自身及所处的各种因素产生变化，比如，空气流动、湿度、皮毛、光照、躺卧及反刍行为等。这些因素则会受到犊牛饲养环境的影响。在夏季及冬季，这些因素对犊牛体温的影响规律不用。夏季气温的突然上升、剧烈光照及湿度过高等对犊牛造成的热应激会持续数月，尤其在赤道附近的区域。
一、产生热应激的条件
与成年动物相比，犊牛产热量较少，相对体重的表面积较大，因此，犊牛能够更好地应对热环境。显然，母牛因采食大量的粗料及维持产奶，所需要进行的代谢活动会产生大量的热量，热应激风险较高。
在一项研究中，荷斯坦犊牛在试验期内进行10-11h的不同温度体验，在相对湿度为50，温度为15℃-29℃时，犊牛的产热量最少并保持恒定。温度增加至24℃时，产热量有所增加。温度上升至20℃时，通过呼吸道损失的水分增加，温度增加至24℃时，由于蒸发冷却损失的水分开始增加。另一项研究证明，在相对湿度为60，温度在7h的试验期内上升至32℃的情况下犊牛未出现热应激的情况。
近来有关犊牛对热应激反应的数据是在受控制的环境中得出的，是不可用的。有研究证明，在夏季，犊牛出生后的两个月内体外环境的温度由20℃上升至27℃，犊牛平均日增重减少。另外，当犊牛舍内温度超过25℃时，犊牛可能无法消散体内产生的热量。在Utah的一个试验中证明，犊牛断奶前平均日增重在6月是最低的（0.63kg/d），12月时处于中等状态（0.66kg/d），在3月及9月犊牛的平均日增重是最高的（0.69-0.70kg/d）。本试验中，犊牛代乳粉的蛋白质及脂肪含量均为20。在宾夕法尼亚州的一项研究中，Place等发现，除去饲养条件的影响，在夏秋季节出生的犊牛，其平均日增重显著低于出生于其他季节的犊牛。
温度在夜间下降时对犊牛产生的应激较小，因为夜间温度较低，为犊牛体内积累的热量的消散提供了机会。热应激通过使采食量减少，维持需要增加，饲料转化率下降，最终导致增重减少。另外，热应激造成的粗饲料采食量降低也会阻碍犊牛瘤胃发育，造成犊牛断奶过渡困难以及断奶后生长性能大幅下降。犊牛机体能量用来降低机体温度时，会造成犊牛免疫力低下。犊牛遭受热应激时，机体温度上升，当机体温度达到42℃时，则会造成犊牛死亡。
二、降低热应激危害的方法
2.1提供遮阴装置
试验证明为犊牛提供遮阴装置可以降低牛舍内及犊牛自身温度，减少呼吸次数。阿拉巴马州的一项研究证明，在塑料牛舍上方1.2m左右搭建遮阴装置可以使牛舍温度降低3℃，是犊牛机体温度降低0.5℃。在接下来的一年重复该研究来观察遮阴装置对犊牛生长性能的影响。本次试验温度更加适宜，遮阴装置使犊牛舍内温度降低了4℃，上述温度均处在能够引起热应激的边缘温度，而且上述研究中没有给出高温所持续的时间。在遮阴装置下的犊牛开食料采食量下降，日增重减少，但饲料转化率大大提高。
密苏里州的一项研究显示，在塑料牛舍上方0.9m处搭建遮阴装置，可以使牛舍内温度降低4℃左右。遮阴装置对犊牛直肠温度无显著性影响，但相较于无遮阴装置牛舍犊牛有降低趋势。当外黄精温度超过26℃时，无论是否有遮阴装置，犊牛的呼吸次数均会增加，但有遮阴装置的情况下，犊牛呼吸次数相较于无遮阴装置降低10次/min。
在夏季，由胶合板制作的犊牛岛内温度要低于由聚乙烯塑料制成的犊牛岛内温度。在胶合板制作的犊牛岛上方搭建遮阴装置能够较好的降低犊牛岛内的温度，但宾夕法尼亚州的一项研究表明，木制的犊牛岛要比搭建遮阴装置的塑料制作的犊牛岛更加凉爽。在这个试验中，木制牛舍中心的温度为25.6℃，而有遮阴装置的塑料牛舍内的温度为26.7℃，无遮阴装置的塑料牛舍内的温度为27.8℃。遮阴装置可以是坚实的屋顶、80遮阴布、或者把犊牛舍移动到树荫下。犊牛被限制在犊牛舍内活动时，其遭受热应激的概率要比犊牛自由活动时高出许多。提供犊牛足够的运动及栖息空间，以便犊牛找到最舒适的栖息地点有助于减少热应激的危害。
用带有屋顶的房间作为犊牛舍时，虽然它有固定的遮阴处，但根据房屋的设计布局，可能在房子的某一处空地，犊牛更容易遭受到阳光直射，这种情况下，若犊牛无自由移动的能力，我们可以选择在房子里的透光处装上窗帘。在温室里饲喂犊牛时，透明及白色的塑料薄膜在阻挡太阳辐射方面具有相同的功能。
2.2加强空气流通
犊牛舍应该至于空气流通较好的位置，并尽可能的设置多处通风口以便最大化的利用自然的空气流动。典型的例子是，牛舍应该面向东南方向。在夏季，牛舍可以转变为朝向正东方向，以便最大化的利用空气流动以及减少气温急剧升高带来的危害。单独犊牛舍间距为1.2m，每列牛舍间距为3m可以减少犊牛间相互接触，并方便于饲喂及清扫。打开牛舍上的通风口或是在犊牛岛后壁处放置垫块可以加强犊牛岛内的空气流通。Moore等研究证明，在犊牛岛后壁处放置高度约为20cm的垫块可以降低犊牛岛内的温度以及二氧化碳水平，减少犊牛呼吸次数。犊牛岛被撑起后，内部温度比外部略低，不撑起时则相反。也有研究证明，当犊牛岛被撑起约3.8cm时，犊牛岛内空气中的细菌浓度低于未撑起时，原因可能是空气流通的加强。
Hill等评估了在自然通风状态下，犊牛岛在装有侧壁遮阴帘，屋脊通风口以及分栏线的情况下风扇的有效率。结果表明，每天在8 a.m-5 p.m期间使用风扇，在采食量及其他条件相同的情况下，犊牛日增重会提高23，饲料转化率会提高20。风扇也会减少犊牛的呼吸次数。在该实验过程中，犊牛岛内温度约为22℃。
在天气变化的情况下，根据设备的不同，不断进行调整来保证足够的空气流通，这时候，自动控制系统就显得尤为重要。相比使用木质或不透明屋顶的牛舍，温室型犊牛舍因使用透明或半透明的覆盖物，需要更频繁的调整。一旦温度达到24℃，牛舍侧壁的遮阴帘需要全部使用。
2.3提供足够的水分
由于犊牛需要维持体温恒定，蒸发冷却及呼吸加快均会造成水分流失，因此犊牛需要饮用大量的水分来补充降温所消耗的水分。以下部分数据显示了在温度升高的情况下，犊牛所需要水分的总量。
为了得出犊牛饮水量的预测方程，爱荷华州的专家们总结了3300多份有关犊牛饮水量的资料。开食料采食量、环境温度以及代乳粉采食量是预测犊牛饮水量的3大重要因素。尽管犊牛饮水量的变化60是由于开食料采食引起的，但当温度升高时，犊牛饮水量会呈指数增长。另外，当环境温度超过25℃时，犊牛的饮水量随谷物采食量的变化而变化。无论犊牛是否采食谷物类饲料，在高温天气，都需要饮用大量的水，因此引导犊牛饮水，让他们了解如何饮水是非常重要的。
尽管专家建议在犊牛出生后的1-2天开始提供饮水，但美国农业部在2007年的奶业调查显示，犊牛开始饮水的平均日龄为15.3天。也有研究发现，犊牛在2周内腹泻频率最高，并由此导致快速脱水。在此阶段内，如果犊牛未得到及时供水，它们极易遭受热应激的危害。这也再一次强调了在犊牛出生后的第一周提供新鲜的饮水的重要性。在夏季，对于缺水犊牛来说，尽早积极的使用输液疗法是非常重要的。在有开始发现犊牛有失水的迹象时，及时补充电解质溶液避免脱水。夏季时要注意增加给水桶加水的频率，尤其针对断奶期间或是刚刚断奶的犊牛。
有研究证明，不断给犊牛提供新鲜饮水能够提高犊牛生长性能。犹他州的一项试验中，在饲喂及管理条件一致的情况下，改变清洗水桶的频率，分别为每天一次、每周一次、两周一次。所有的水桶水分充足且保证不被粪便污染。结果表明：每天清洗水桶时，犊牛日增重为0.70kg/d，每周清洗时，日增重为0.67kg/d，而每两周清洗时，犊牛日增重仅为0.63kg/d。另外，每两周清洗一次水同时，犊牛的发病率相对较高。在不同季节，清洗水桶的频率对犊牛的影响相同。
2.4保证饲粮新鲜
在热应激期间，犊牛对谷物类饲粮的采食量下降。这就意味着刺激犊牛采食开食料变得更加重要。在每次饲喂时可以提供少量开食料刺激采食，直至犊牛开始采食开食料。每天及时清除剩余开食料以及潮湿、发霉的饲料保证饲料的新鲜程度。料桶与水桶间的分隔器可以防止二者的混合，进而可以保持开食料长时间的新鲜度。
2.5考虑有机垫层
有机垫层可以吸收犊牛体内热量并散发出去，而不是保留起来，从而起到降低犊牛体内温度的作用，也因此受到犊牛养殖者的喜爱。然而，Hill等的研究也发现，使用稻草作为垫草时，犊牛平均日增重相较于用沙子做垫层时高。所以，无论用什么材料做垫层，最主要的是为犊牛提供一个干净、干燥的休息环境。
2.6在早上进行相关工作
和其他种类的牲畜一样，有关犊牛的一些容易造成应激的活动最好在早上完成，例如，去角、接种疫苗、转移等。因为早上犊牛机体及环境温度均为最低的。
2.7增加代乳粉饲喂量
大量的数据证明，简单根据具有典型体重的犊牛的维持需要来看，荷斯坦犊牛的代乳粉饲喂量应该比传统饲喂量（0.45kg/d）高。冷应激通常比热应激更引起人们的关注，但在温度下降的情况下，犊牛通常会通过增加开食料采食量来维持能量需要。因此当犊牛处在寒冷环境中时，往往能够通过增加采食量来维持能量需要。然而，在遭受热应激期间，犊牛开食料采食量通常会下降，使得体内的能量不能满足维持需要。总的来说，健康犊牛在一般情况下不会拒绝采食牛奶，所以，我们可以通过增加液体饲料饲喂量来提高犊牛的能量供给。
就这一论点来说，到底增加多少代乳粉采食量才能够使犊牛渡过热应激，有关数据还相对较少。对肉牛来说，维持需要的能量需要量是根据30天里犊牛在平均温度条件下对环境的适应性调整的。另外，为了反映由于热应激引起的维持需要的增加额外的调整。最初时人们用犊牛喘息的严重程度来预测短时间的热应激，当犊牛出现急速的轻微喘气，或者11-25的犊牛开口喘气时，犊牛的维持能量需要大约要升高7。同一家研究机构分别再夏季和冬季进行试验，试验过程中代乳粉饲喂种类及饲喂水平均保持一致，经过结果对照，我们发现了一些有趣的令人深思的事情。在第一个试验过程中，犊牛岛内的日平均温度为-2.7℃，第二个试验过程中的犊牛岛内日平均温度为24℃。在冬季的试验过程中，犊牛代乳粉的日采食量为0.45kg、0.57kg、0.68kg，其中代乳粉的粗蛋白质及粗脂肪含量均为20。犊牛在42日龄进行断奶，犊牛岛内以稻草作为垫草。夏季的试验过程中犊牛代乳粉日采食量及其他条件均与冬季试验条件相同。结果显示：在冬季的试验中犊牛日增重在56日龄期间为0.64kg，当代乳粉饲喂量增加时，开食料采食量直线下降。另外，研究表明，当用稻草作为垫料时，犊牛开始料采食量及日增重均高于用木屑做垫料。对比来看，夏季的试验中，开食料采食量同冬季试验组相同，在夏季增加犊牛代乳粉采食量可以提高犊牛日增重。
产犊前母牛遭受热应激时，会对犊牛产生不利影响，而上述对比没有考虑热应激对产犊前母牛的影响。弗罗里达州的一个试验研究结果表明，如果产前母牛遭受了热应激，则犊牛出生时体重相较于正常情况下减少5.90kg，在断奶时体重减少12.70kg。犊牛从出生至断奶期日增重不受此因素的影响。有其他研究证明，热应激会导致母牛储热种的IgG浓度下降，而在上述试验中未发现这一现象。但热应激会导致犊牛所受母牛传递的被动免疫及细胞介导的免疫功能下降。成功的被动免疫转移与提高犊牛生长性能是息息相关的，因此，我们依然应该重视热应激随犊牛免疫状态的破坏进而对犊牛生长性能产生的潜在影响。
结合本研究结果中犊牛对环境温度的适应能力，在低温条件下，犊牛可以通过增加开食料采食量来弥补能量需要，但在炎热天气里，由于犊牛开食料采食量下降，需要提高犊牛代乳粉采食量来维持生长需要。所以，在外界环境不断发生变化的情况下，增加犊牛牛奶或代乳粉的饲喂量来维持营养需要的做法是合理的。另外，在影响犊牛日增重方面，热应激的危害要大于冷应激。
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Prepared by Coleen Jones and Jud Heinrichs
Reviewed by Andrea Tholen, Penn State and Mark Hill,Provimi
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