荷斯坦牛日产奶量和体细胞评分变化原因分析

郭梦玲，王海洋，梁 艳，李明勋，杨章平，毛永江

(扬州大学 动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009)

奶牛群体改良计划(Dairy herd improvement，DHI)是现代化养殖中提高奶牛生产管理水平的测定技术，通过定期对泌乳牛生产性能和牛群资料进行记录和分析，获得牛场生产管理的相关信息，反映了奶牛场生产管理过程中存在的问题。产奶量是奶牛泌乳性能最基本的指标，也是衡量牧场经济效益的直接指标。体细胞计数(Somatic cell count, SCC)是对乳汁中嗜酸性粒细胞、巨噬细胞等白细胞，以及乳腺的上皮细胞(5%左右)进行综合数目的确定，可以评定牛乳品质，也可以监控管理奶牛群体的健康水平[1]。奶牛体细胞评分(Somatic cell score，SCS)通过计算公式SCS=log2(SCC/100 000)+3获得，是奶牛乳房炎抗性选择的一种有效方法[1-2]。高产量、高品质和低体细胞数是牧场追求的优质牛奶指标。相关资料表明，胎次、产犊季节、泌乳阶段、饲养管理、气候环境和奶牛健康状况等各种因素对奶牛日产奶量及SCS有重要影响[2-8]。Litwinczuk等[2]研究表明，随着SCS的增加，日产奶量呈下降趋势。张美荣等[5]研究表明，秋季产犊的奶牛泌乳性能达到较高水平。张梦华等[6]研究表明，第2胎日产奶量最高，达到高峰后，产奶量逐渐下降。MilunPetrovi等[9]发现泌乳阶段和产犊季节及其相互作用对SCS有显著影响，夏季产犊的奶牛泌乳早期SCS极显著高于其他产犊季节。此外，MaciucV等[10]研究表明，不同产犊季节营养水平和气候条件的变化均会对奶牛产奶量有影响，秋、冬季节气候温和，青绿饲料丰富，有利于产奶量的提高。在温带气候地区，在深秋和初冬产犊的奶牛产奶量比在春、夏季节产犊的奶牛更高，温度在4～21 ℃之间被认为是生产牛奶的最佳温度[11]。

江苏省属东亚季风气候区，处在亚热带和暖温带的气候过渡地带，季风气候，四季分明，雨热同季。本研究通过对江苏省某奶牛场10年来DHI数据的分析和整理，旨在揭示不同因素对荷斯坦牛泌乳性能的影响，为该地区牧场乳品质的提高和饲养管理技术的改进等方面提供参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源

供试数据来自江苏省某奶牛场2010～2019年435 784条荷斯坦牛DHI记录，主要包括胎次、产犊季节、测定年度、测定月份、泌乳天数、日产奶量和SCS等。为增加数据的代表性和整齐性，记录数据不完整不纳入分析；为确保结果的可靠性，对数据范围进行限定，其范围如下：日产奶量(5～70 kg)、SCS(0～9)、泌乳天数≤360 d。经筛选最后用于分析的泌乳性能数据为415 386条记录。

1.2 牧场地理位置和自然气候情况

试验牧场位于大丰市郊区，地理坐标为E120°33'～120°40'、N33°10'～33°23'。气候属于亚热带季风气候，靠近黄海，受海洋的调节作用明显，加之季风影响，实为温和湿润的季风气候，四季分明，雨热同季。初霜期11月上旬，终霜期4月上旬，无霜期210 d左右。

1.3 牧场设施和饲养管理

牧场规模为12 000头左右，泌乳牛约为6 000头。泌乳奶牛均采用散栏饲养，TMR饲喂，转盘式挤奶，日饲喂和挤奶各3次。采用牛场管理软件DC305进行智能化信息化管理，参考NRC奶牛饲养标准(第七版，2001)进行日粮配制。日粮主要包括粗饲料、混合精饲料和少量副产品(湿甜菜渣和湿啤酒糟)等组成，粗饲料为玉米青贮、苜蓿干草、羊草和燕麦干草等。

1.4 统计分析

所有供试数据录入Excel后，用SPSS(Ver26.0)多因素方差分析模型分析不同胎次、产犊季节、测定年度、测定月份、泌乳月等因素对日产奶量和SCS的影响，模型如下：

Y=μ+P+S+N+C+M+e

式中：Y为荷斯坦牛泌乳性能的观察值，μ为总体均值，P为胎次的固定效应(1～3)，S为产犊季节的固定效应(1～4)，N为测定年度的固定效应(2010-2019)，C为测定月份的固定效应(1～12)，M为泌乳月的固定效应(1～12)，e为随机残差。其中，胎次划分为：1～2胎牛各为一组，3胎及以上奶牛为一组，分为3个水平；产犊季节根据江苏地区的气候特点进行划分：3-5月为春季，6-8月为夏季，9-11月为秋季，12月到下一年2月为冬季；每30 d为一个泌乳月[6]。各因素不同水平间的多重比较使用Duncan's法，数值采用平均值±标准误形式表示。

2 结果与分析

2.1 不同胎次对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响

由表1可知，不同胎次对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响达到极显著水平(P<0.01)。其中，荷斯坦牛第2胎日产奶量(33.63 kg)最高，显著高于其他胎次(P<0.05)。第1胎日产奶量(30.15 kg)最低，显著低于其他胎次(P<0.05)。荷斯坦牛3胎及以上SCS最高(2.73)，显著高于其他胎次(P<0.05)，第1胎SCS最低(1.98)，其次为2胎SCS(2.17)。

表1 不同胎次对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响Table 1 Effect of different parities on daily milk yield and SCS of Holstein cows

2.2 不同产犊季节对日产奶量和SCS的影响

由表2可以看出，不同产犊季节对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响达到极显著水平(P<0.01)。其中，荷斯坦牛日产奶量从高到低顺序依次为冬季(34.02 kg)>春季(32.53 kg)>秋季(31.91 kg)>夏季(30.40 kg)。夏季产犊的荷斯坦牛SCS最高(2.40)，冬季产犊的荷斯坦牛SCS最低(2.29)，不同季节间荷斯坦牛SCS差异均达到显著水平(P<0.05)。

2.3 不同测定年度对日产奶量和SCS的影响

由图1可知，荷斯坦牛的日产奶量在2010～2019年间整体呈逐渐升高的变化趋势，其中2010年日产奶量最低为29.07 kg，2016年日产奶量最高为34.14 kg，之后保持动态平衡趋势。荷斯坦牛SCS自2010年开始逐渐降低，2013年SCS达到最低1.98，2014-2016年间SCS大幅上升，2016年SCS最高2.63，之后又逐渐下降。

表2 不同产犊季节对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响Table 2 Effect of different calving seasons on daily milk yield and SCS of Holstein cows

2.4 不同测定月份对日产奶量和SCS的影响

由表3可知，不同测定月份对荷斯坦牛日产奶量和SCS有极显著影响(P<0.01)。荷斯坦牛的日产奶量在1-12月间呈先降低后升高的趋势，其中1月荷斯坦牛日产奶量(35.45 kg)最高，显著高于其他月份(P<0.05)，8月日产奶量最低(24.80 kg)，显著低于其他月份(P<0.05)。荷斯坦牛10月SCS最高(2.63)，显著高于其他月份(P<0.05)；3-5月SCS无显著差异(P>0.05)。

2.5 不同产犊季节荷斯坦牛泌乳曲线的比较

由图2可知，不同产犊季节对荷斯坦牛泌乳曲线有显著影响。各产犊季节泌乳曲线整体呈先上升达到泌乳高峰之后下降的变化趋势。第1泌乳月春季和冬季产犊的荷斯坦牛日产奶量高于夏季和秋季。春季、秋季和冬季产犊的荷斯坦牛泌乳高峰出现在第2泌乳月，冬季产犊的荷斯坦牛泌乳高峰产奶量最高，且持续力最好，而夏季产犊的荷斯坦牛泌乳高峰出现在第3泌乳月，高峰产奶量最低。冬季产犊的荷斯坦牛第3-6泌乳月，日产奶量显著高于其他季节(P<0.05)；春季产犊的荷斯坦牛第8、9和11泌乳月，日产奶量显著高于其他季节(P<0.05)；夏季产犊的荷斯坦牛第1～4泌乳月，日产奶量显著低于其他季节(P<0.05)。

表3 不同测定月份对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响Table 3 Daily milk yield and SCS of Holstein cows in different tested months

2.6 不同产犊季节荷斯坦牛SCS曲线的比较

由图3可知，不同产犊季节对荷斯坦牛SCS曲线有显著影响。各产犊季节SCS曲线呈先下降后上升的变化趋势。夏季产犊的荷斯坦牛第1泌乳月SCS最高，随后逐渐下降，但在第8泌乳月前SCS均高于其他产犊季节的奶牛。春季、夏季和秋季产犊的荷斯坦牛在第2泌乳月SCS最低，而冬季产犊SCS最低出现在第3泌乳月。春季、秋季和冬季产犊的荷斯坦牛在第12泌乳月SCS最高，而夏季产犊的荷斯坦牛在第1泌乳月SCS最高。

3 讨 论

3.1 不同胎次对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响

奶牛泌乳性能的好坏，产奶量的高低，直接影响到牧场的经济效益。本研究发现，不同胎次对荷斯坦牛日产奶量和SCS有极显著影响。其中，第2胎日产奶量最高，1胎日产奶量最低；1～3胎中SCS呈上升趋势。魏琳琳等[12]研究发现，荷斯坦牛第2胎日产奶量最高，之后日产奶量逐渐下降，SCS呈逐渐升高的变化趋势。肖西山等[13]研究表明，第2、3胎的日产奶量较高，3胎之后日产奶量呈下降趋势，SCS随着胎次的增加而逐渐上升，第5胎开始下降。上述研究SCS的变化规律与本研究结果基本一致，可能是随着胎次的增加，奶牛抵抗力下降，患乳腺炎的几率增大，而挤奶次数增多也可能对乳房造成一定的损伤，从而导致乳中SCC增多，SCS升高。此外，对于不同研究结果之间的差异，可能是因为胎次划分的不同，本实验在3胎之后没有做更细致的划分，各项泌乳性能的结果可能会有所不同。相关研究表明，前3胎随着年龄和胎次的增加，奶牛的产奶量逐渐上升，但在第3、4胎达到产奶高峰后，产奶量呈下降趋势[14]。对于头胎牛，奶牛机体发育尚不完善，泌乳潜力较低，尚未达到产奶高峰，产奶量最低。因此，在牧场的饲养管理中，要充分利用奶牛的产奶潜力，增加经济效益，及时淘汰6胎及以上的奶牛。同时在泌乳期要保证饲粮的营养水平及供给。

3.2 不同产犊季节对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响

本研究发现，不同产犊季节对荷斯坦牛日产奶量和SCS有极显著影响，荷斯坦牛冬季产犊日产奶量最高，夏季时最低；夏季产犊SCS最高，显著高于其他季节。Baul等[11]研究表明，在深秋和初冬产犊的奶牛产奶量比在春、夏季节产犊的奶牛更高。魏鹏飞等[15]研究表明，冬季奶牛产奶量最高，且随着温度的升高，产奶量逐渐下降。Nasr等[17]研究表明，天气温湿度指数与SCS显著相关，夏季时奶牛乳中的SCC最高。上述结论与本研究结果基本一致。其原因可能是夏季天气闷热潮湿，奶牛易发生热应激，造成奶牛干物质采食量下降，本身摄入的能量不能满足机体产奶的需求，从而产生能量负平衡，机体免疫力下降，感染病原微生物的几率增加，导致荷斯坦牛产奶量下降，SCS上升。因此，牧场夏季要做好防暑降温工作，尽量避免奶牛夏季产犊，防止奶牛发生热应激。

3.3 不同测定年度对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响

本研究发现，不同测定年度对荷斯坦牛日产奶量和SCS有极显著影响，日产奶量在2010-2019年间整体呈逐渐上升的变化趋势，SCS逐渐下降在2013年达到最低，2015年SCS骤然上升，之后呈波动上升趋势。随着测定年度的增加，该牧场投产时间增加，在牛群遗传改良、饲养管理及营养水平方面的日益完善，奶牛整体泌乳性能提升，因此日产奶量整体增加。此外，2015年是近30年来最冷的冬天，1月和2月最低气温-12 ℃，强降温和雨雪天气加强了冷应激对牛群的影响，冷应激下奶牛机体为保持体温恒定，维持能量增加20%～30%，免疫功能也会遭到抑制，奶牛感染病原微生物几率增加，从而SCC增加，SCS骤然上升。胡丽蓉等[18]研究表明，冷应激下奶牛产奶量下降，而SCS逐渐上升，与本研究结果基本一致。因此，牧场饲养管理、奶牛遗传改良、该地区气候等也可能是导致奶牛日产奶量和SCS的变化的重要因素。此外，完善牧场的饲养管理、提升泌乳牛群的营养水平、做好冬季的防寒保暖工作、加强牛群的遗传改良等对于提升该牧场奶牛泌乳性能至关重要。

3.4 不同测定月份对荷斯坦牛日产奶量和SCS的影响

本研究发现，不同测定月份对荷斯坦牛日产奶量和SCS有极显著影响，1-3月日产奶量较高，8月日产奶量最低；8-10月SCS较高，3-5月SCS较低。唐程等[8]研究表明，荷斯坦牛日产奶量在春冬季时测定的较高，SCS在春季时测定较低。张梦华等[6]研究发现，3-5月份日产奶量高于其他月份，7-9月份SCC高于其他月份。上述结论与本研究结果基本一致。其原因可能是夏季气温高引起奶牛热应激，食欲减退、采食量减少，摄取的营养物质不能满足产奶需要，造成产奶量下降。此外，夏季高温高湿，蚊虫多，细菌快速繁殖并侵害牛体，牛舍卫生环境较差，奶牛患乳腺炎的几率上升，导致奶牛乳中的SCC增加。

3.5 不同产犊季节荷斯坦牛泌乳曲线的比较

本研究发现，不同产犊季节泌乳曲线整体先上升达到泌乳高峰之后下降。第2泌乳月是奶牛的泌乳高峰期，可能是由于干奶期营养积累充足，且能够通过体脂为机体泌乳补充能量，因此机体能量足以维持产奶需要，充分发挥了奶牛的产奶潜能。冬季和春季产犊荷斯坦牛日产奶量高于夏季和秋季，可能是产奶潜力高的第3-6泌乳月处于有利于产奶的春夏季，而泌乳潜力低的后5个泌乳月处于不利于产奶的秋冬季。冬季产犊的荷斯坦牛，泌乳持续力较好，可能是因为冬季产犊避开了夏季高温，其泌乳月所处的天气较适宜奶牛泌乳潜能的发挥。倪炜等[19]研究表明，随着泌乳天数的增加，日产奶量逐渐上升达到高峰，产奶高峰后开始下降。白音塔拉等[20]研究表明，不同产犊季节泌乳高峰均出现在第2泌乳月，且秋季产犊泌乳曲线较为理想。吐日根白乙拉等[21]研究表明，不同季节产犊奶牛产奶量的高低取决于一个泌乳期中处于有利于产奶季节产奶天数长短和所处泌乳阶段。上述结论与本研究结果基本一致。因此，对于泌乳早期奶牛，要加强饲养管理、科学管理，充分满足牛群的营养需求，保证奶牛泌乳高峰期长且稳定，充分发挥奶牛的泌乳潜力；泌乳高峰期应尽量处于有利于产奶的季节，避开夏季的热应激，提高整个泌乳期的产奶量。

3.6 不同产犊季节荷斯坦牛SCS曲线的比较

Olde Riekerink等[22]和孙先枝等[23]研究表明，奶牛SCS随泌乳月的增加而升高，与本研究的结果略有差异。本研究发现，不同产犊季节荷斯坦牛在产犊后SCS较高，之后骤然下降，到第2泌乳月下降至最低，然后开始逐渐上升，可能是围产期奶牛处于能量负平衡状态，奶牛的免疫功能受到抑制，患乳腺炎和子宫炎的几率增加，导致产犊后SCS较高。第2泌乳月后SCS开始上升，一方面随着泌乳天数的增加，乳腺细胞不断增殖，使得SCS逐渐上升，另一方面由于挤奶操作不规范、不注意乳房卫生，长时间挤奶对奶牛乳房组织造成一定损伤，更易被环境中的病原微生物感染，导致乳中SCC增加，SCS上升。夏季产犊的荷斯坦牛在第1-8泌乳月SCS高于其他季节，可能是在夏季热应激下产犊，奶牛的泌乳性能和抵抗力都会有所下降，整个泌乳期SCS都较高于其他季节产犊的母牛。Granie等[24]研究表明，随着泌乳天数的增加，SCS呈先下降后上升的变化趋势。孙光野等[25]研究表明，围产期奶牛能量负平衡对于泌乳初期的奶牛，会造成免疫抑制和免疫功能障碍，奶牛的患病率增加，与本研究结果基本一致。因此，围产期各种炎症的防治以及围产期奶牛的日粮营养水平调控尤为重要。此外，要规范挤奶的操作程序，加强奶牛乳房护理，彻底清洗和消毒以保证奶牛乳房的干净健康，降低乳房炎发病率。

4 结 论

不同胎次、产犊季节、测定年度、测定月份和泌乳月等因素对荷斯坦牛日产奶量和SCS均有极显著影响。其中，荷斯坦牛第2胎日产奶量最高，第1胎SCS最低，冬季产犊日产奶量最高，夏季产犊SCS最高。此外，随着泌乳月的增加，荷斯坦牛日产奶量整体呈先上升，在第2～3泌乳月达到产奶高峰后下降，SCS先下降，在第2～3泌乳月达到最低值后逐渐升高。