高产奶量不仅受饲养模式影响,还与奶牛品种及个体生理水平、体况健康,饲养环境和生产周期等多方面因素息息相关,这就意味着决定奶牛产奶量高低的因素大体可分为内、外两种因素,内因主要包括遗传因素及生理因素,外因主要由饲养管理和饲养环境决定。本文对影响产奶量的主要因素进行系统性归纳、总结和分析,以期为提高奶牛产奶量提供理论依据。
□杨坤 高民 魏晓玲 胡红莲 李大彪
内在因素
1、遗传对产奶量的影响
不同品种:受遗传因素影响,奶牛品种不同,产奶量也不同。奶牛常见品种有荷斯坦牛、爱尔夏牛、三河牛、娟姗牛、瑞士褐牛、草原红牛、德温牛、荷兰白带牛等。在我国,荷斯坦牛存栏量最多,产奶量最高,一般在头4胎时产奶量上升,第4胎达到峰值后逐渐下降。卢娜等分别调查、采集了新疆、内蒙古、河北等地大型牧场头3胎娟姗牛、西门塔尔牛、西荷杂交牛和荷斯坦牛的奶产量和奶样,证明了荷斯坦牛的产奶量显著高于其他品种奶牛,但其乳钙含量最低,而娟姗牛的乳蛋白率和乳钙含量较高。李玲等比较了广西南宁不同品种奶水牛的产奶量,发现尼里—拉菲的产奶峰值持续时间最长,且产奶量维持在9千克/天;三品种高代杂交水牛(摩拉×尼里-拉菲×中国沼泽型水牛)、摩拉水牛和摩拉×本地低代杂交水牛在产奶85天后,产奶量迅速下降。这项研究显示尼里—拉菲奶水牛的产奶量和传统荷斯坦牛产奶量有极大差异性,印证了奶牛的产奶量高低与其品种有密切关系。
与产奶量相关的候选基因:自2018年奶牛芯片检测技术在奶牛养殖和管理中广泛应用以来,我国已经对129.7万头奶牛进行了生产性能测定,将奶牛育种工作向前推进了一大步。荷斯坦牛是公认的高产奶牛,但从分子育种角度对荷斯坦牛进行改良,仍具有很高的经济价值。近年来,主要通过飞行质谱法、直接测序法等技术鉴定得知了荷斯坦牛产奶性状候选基因的单核苷酸多态性(SNP),证实除主效基因甘油二脂酰基转移酶1(DGAT1)、生长激素受体(GHR)、骨桥蛋白(OPN)、促乳素(PRL)和半三磷酸腺苷结合盒转运体(ABCG2)之外,其他一些候选基因如糖基化磷脂酰肌醇锚定高密度脂蛋白结合蛋白1基因(GPIHBPI)、乳铁蛋白(LF)等也都被确认对荷斯坦牛产奶量有显著的遗传效应。随着全基因组技术不断深入发展,Jiang等利用高通量SNP芯片对美国的94079头荷斯坦牛进行全基因组关联发现,部分与产奶量相关的SNP位于主效基因碳酸氢钠协同转运蛋白4(SLC4A4)、神经肽受体2(NPFFR2)上。我国学者林珊等对北京地区的987头荷斯坦牛进行基因检测,研究中国荷斯坦牛肽基脯氨酸顺反异构酶基因(PIN1)对产奶性状的影响,结果发现在第1产奶期和第2产奶期SNP位点7:g.14432394G>A与产奶量均呈极显著相关。刘亚楠等验证了中国荷斯坦牛肝脏组织中类胰岛素样生长因子的受体基因(IGFIR)和产奶量存在极显著相关性。但也有一些候选基因呈假阳性,潘子意等发现中国荷斯坦牛的血管生成素样蛋白5(angptl5)基因内含子突变位点I1-1776G>A存在AA、AG、GG三种基因型,虽然AA型个体的尿素氮含量显著高于AG和GG型,但其与产奶量无显著关联性。
综上,奶牛的产奶量具有一定的遗传效应,对新的产奶性状相关的候选基因鉴定,将进一步从分子育种角度为提高中国荷斯坦牛产奶量提供新思路,以加快我国奶业发展。
2、个体生理水平对产奶量的影响
体况因素:不同的国家制定了不同的体况评分标准(BCS),如澳大利亚采用8分制,爱尔兰采用6分制、新西兰采用10分制、美国采用5分制,我国主要采用的也是5分制。根据国内外5分制的BCS标准,曹浩等收集了黑龙江省3个奶牛养殖场的试验数据,发现奶牛产后10—20天内BCS处在3.25—3.50时其产奶性能较好,而围产期BCS过高或过低都会影响产奶量。产后10天的中、高体况组的产奶量和低体况组产奶量差异极显著,产后60天的中体况组产奶量最大。王建在研究中发现,随着BCS增加,荷斯坦牛产奶量先增加后降低,处于3.25分时产奶量达最高峰。然而也有不同的研究报道,如Diran等报道低体况组荷斯坦牛产犊后2—6周的产奶量高于中、高体况组产奶量。朱莹琳等通过对北京地区近5000头荷斯坦牛进行体况评分,在奶牛受到热应激条件下BCS均值2.75时产奶量为理想状态。毋庸置疑的是BCS对奶牛产奶量有显著影响,但奶牛的产奶量本身又受众多因素共同作用,因此,理想状态下的BCS值略有不同。总的来说BCS在任何条件下都不应该小于2.5分或大于4.0分,否则对产奶量将产生不利影响。
体型性状、胎次、产犊间隔和产奶天数:体型性状也影响奶牛的产奶量,一般采用体型线性评分来评定奶牛体型性状,其中乳房特征是奶牛体型线性评分的一个主要方面。以往大量研究表明,奶牛乳房性状与产奶量有密切关系,如奶牛乳头前后间距、乳头均匀度、交叉间距、左右间距都与产奶量具有一定相关性。其中乳房体积、乳头长度和前乳头位置与产奶量均呈正相关,而后乳头位置和乳头皮肤厚度与产奶量则呈负相关。可见,奶牛乳房特征对其产奶量的高低具有重要影响。
有研究表明,胎次也是影响奶牛产奶量的重要因素,例如孔娜等对新疆某规模化养殖场2010—2017年间639头荷斯坦牛的6个胎次的305天产奶量进行跟踪记录发现,胎次与产奶量呈非线性关系,1—3胎次与产奶量呈正相关,于第3胎产奶量达到峰值,第5胎往后逐渐下降,其中,第2胎时产奶量的增长率最高,此结果与刘志豪等的研究一致,并与奶牛产奶的生理曲线基本吻合。
产奶量的高低与产奶天数也密切相关,通常情况下随着产奶天数增加,产奶量呈现先升后降趋势。刘丹丹等收集了内蒙古地区某奶牛场4156头荷斯坦牛的生产记录,将产奶天数分成6个阶段,分别为1—60天、60—100天、100—200天、200—300天、300—400天和400天以上,对比了不同产奶天数和胎次对荷斯坦牛产奶量的影响,结果表明,不管头胎牛还是经产牛,其产奶量均随着产奶天数的增加呈现先升高后降低,并于60—100天时达到泌乳峰值。此后,随着产奶天数增加,经产牛产奶量的持续力低于头胎牛,但其峰值奶量要大于头胎牛。简言之,不论是头胎牛或经产牛,其产奶量与产奶天数均具有显著相关性。
外在因素
外在因素主要表现为饲养管理对奶牛产奶量的影响。
1、季节和热应激
奶牛最适宜温度是10℃—20℃,当环境温度过低或过高时,易引起奶牛应激反应,使其采食量下降,进而影响产奶量。季节变化是引起外环境温度变化的直接因素,韩晓辉等分析了广东省季节变化对产奶量的影响,结果发现季节对产奶量具有显著性影响,冬春两季的产奶量高于夏秋两季,其中春季最高,夏季最低。这可能是因为春季一般处于产奶高峰期,故产奶量较高,而夏季广东省温度很高,易引起奶牛热应激,导致采食量极度下降;而且夏秋两季该地区多雨潮湿,这样的气候环境易使奶牛患乳腺炎等疾病,从而会加剧产奶量下降。类似地,罗林等收集黑龙江某奶牛场生产记录发现冬季产奶最高。由于各地区不同季节温度和湿度差异较大,因此不同地区不同季节对产奶量的影响会有差异。
2、声音和视觉环境
有研究表明,通过人为改变声音环境可以干预奶牛在自然条件下的产奶量,如音乐,给荷斯坦牛播放民族音乐可以使其体内生长激素和λ-氨基丁酸含量下降,皮质醇和五羟色胺含量升高,致使产奶量降低12.60%;播放流行音乐亦使产奶量降低0.71%,而播放轻音乐则可以使产奶量提高10.25%。王东海等则发现播放摇滚乐、非洲打击乐使产奶量分别降低23.4%、17.7%。这些研究表明播放流行音乐、民族音乐、摇滚乐与非洲打击乐并不利于奶牛产奶,而轻音乐对提高产奶量具有促进作用。同时播放时间也影响奶牛的产奶量,长时间播放音乐可能会引起奶牛产生听觉疲劳,使其神经长时间处于兴奋状态,不利于促进产奶,因此,适当播放轻音乐对产奶量是有利的。
除了声音环境,改变视觉环境也会影响奶牛的产奶量。一项最新研究发现,给奶牛戴上VR眼镜播放蓝天草原的场景,可以显著提高产奶量,这可能是3D眼镜通过视觉刺激奶牛神经垂体从而产生更多的泌乳素等,同时神经和体液调节共同作用有助于减少奶牛产奶焦虑,进而导致产奶量的提高。这一发现无疑为研究者们提供了新的思路和创意。
3、日粮因素和饲料添加剂的使用
日粮的营养成分及精粗比都会影响奶牛产奶量,刘探照研究发现,日粮中干物质和淀粉含量与产奶量呈显著正相关,粗蛋白含量为14%—15%、淀粉含量为25%—27%、中性洗涤纤维含量为22%—30%时,产奶量能维持较高水平。卞常红等研究表明,日粮精粗比为60:40时,荷斯坦牛平均日产奶量和采食量最高;精粗比为50:50时次之,40:60时效果最差。这与朱芬花等的研究结果一致,产奶量随着精粗比提高而增加,适宜比例为60:40。同时不同的粗饲料来源与加工处理方式又会改变其营养活性物质含量和组成,影响奶牛适口性和采食量,最终影响奶牛产奶量。郝志强等和赵晓强等分别将苜蓿、黑麦草、全株玉米进行青贮加工,饲喂后均提高了奶牛产奶量。上述可见,日粮的营养成分、处理方式及精粗比对奶牛产奶量的影响很大。此外,饲料添加剂可以通过提高奶牛采食量、改善适口性和提高饲料利用率来提高产奶量。提高产奶量的饲料添加剂种类繁多,主要包括酶制剂、微生态制剂、中药提取物、酸化剂等。例如常见的高淀粉日粮中添加硬脂酸可以提高奶牛产奶量;添加可乐粉,不仅可以降低奶牛肠道甲烷排放,还可以提高产奶量;肖杰等则发现,添加缓释尿素、大蒜素的复合饲料添加剂既可以提高奶牛产奶量,还可以降低牛奶中的尿素氮含量。由此可见,科学合理地使用饲料添加剂可以有效提高产奶量。
结论
由于影响奶牛产奶量的因素众多,除了自身遗传因素和个体生理水平外,饲养环境和管理水平也是极其重要的影响因素,因此,应继续挖掘与产奶量相关的功能基因,改良奶牛品种,加强饲养管理,优化日粮营养调控和改善饲养环境,从多角度多因素多途径统筹采取措施来提升奶牛的产奶量。
(杨坤 李大彪单位:内蒙古农业大学动物科学学院;高民 胡红莲单位:内蒙古自治区农牧业科学院动物营养与饲料研究所;魏晓玲单位:内蒙古乌兰察布市凉城县永兴镇人民政府)