缓解奶牛热应激负面影响的措施

全球气候变化已经对环境产生了明显的影响，包括冰川融化、动植物范围迁移、树木开花早、海平面上升加快、热量更加强烈。预计2032-2050年间全球环境温度将增加1.5℃。我国南方地区夏季经历了长时间的高温高湿天气，甚至夜间的热应激都没有得到一定缓解。由于6~9月份的高温高湿环境，奶牛养殖户面临着严峻的挑战。

当环境温度超过牛体内温度时，它的自然散热方式就变得不足。热应激时期，奶牛不能有效地调节体内温度时，其健康、生产性能和行为都会发生显著的变化。与热应激相关的负面影响包括体温升高、呼吸速率增加、采食量减少、产量降低和繁殖率降低，在极端情况下，还会导致死亡。每年这些生产损失给养殖户带来巨大的经济损失。监测环境变化，必要时改变奶牛的生活环境，有助于提高奶牛整体舒适度和动物福利，减少因热应激造成的年度经济损失。牛舍环境和饲养管理可以在奶牛经受热应激时发挥作用。对于处于热应激中奶牛有很多降温方式，但每种降温方式对热应激的影响程度可能因特定地区气候和牛舍类型而异（例如栓系式和散养式）。本文主要讨论了THI指数的应用和有关减少牛奶热应激措施。

1 温湿度指数

温湿度指数（THI）是用来衡量奶牛热应激严重程度的无单位值。温湿度指数最早由Thom（1959）引入，用于评估热应激对人体的影响。此后，它被用来描述奶牛经受热应激程度的指标。THI通常用于代替经受热应激牛的体温，以预测产奶量损失，它与生产性能呈负相关，且降低整体生产性能。研究人员一直使用THI≥72作为奶牛开始感应热应激的阈值。研究报道，高产奶牛在日均THI为68时产奶量下降2.2kg/d，因此奶牛开始受到热应激的THI阈值是被低估的。此外，有学者认为，产奶量下降前24-48h的THI可能是奶量下降的最佳指示。这也许暗示我们，降温措施应当在预期的高THI到来前48小时实施，以减少奶量的损失程度。

Bohmanova等（2007）报道，对于像格鲁吉亚这样湿润地区的奶牛来说，湿度权重较大的温湿度指数方程更准确，而对于像亚利桑那这样干燥地区的奶牛来说，降低湿度权重的THI方程或许更好。因此对于不同气候地区，我们是否应当考虑不同的THI指数计算公式？

2 降温措施

在过去的40年里，研究者探索了多种降低热应激的措施，大多数研究是基于密闭环境中给奶牛降温。各种管理措施旨在减少热应激对泌乳奶牛的负面影响，包括更为耐热品种的基因选择、营养管理、环境改造或奶牛降温等措施。改变牛舍环境通常比改良耐热遗传性状更容易，可以更快地改善奶牛福利、生产和繁殖性能。

2.1

牛舍结构

牛舍建设不当会对奶牛经受热应激的严重程度产生负面影响。如果牛舍建造朝向方面设计不当、使用的建筑材料导热系数较大、不提供自然通风、或牛舍密度过大，则随着THI的增加，更容易加剧奶牛热应激。

散栏式牛舍的自然通风可以帮助缓解热应激。栓系式牛舍通常有一个陡倾的屋顶或开口的脊形通风口以增加自然通风。这种牛舍的高屋顶设计减少了红外辐射的传递。屋脊通风还增加了穿堂风通过整个牛舍，进一步增加空气流通。

2.2

遮荫处理

遮荫处理对奶牛的生理功能、行为活动和生产性能都是有益的。在夏天，与无遮荫奶牛相比，有遮荫奶牛的呼吸速率（RR）和核心体温均较低。当提供遮荫时，奶牛会利用它来缓解热应激带来的负面影响。如在放牧场上，当环境温度和太阳辐射增加时，奶牛会自主寻找遮荫，如没有遮荫，则可减少高温情况下放牧的时间。

生产性能和生理的变化可以用来确定动物何时不能适应某种情况。在生产性能受到影响之前，动物会改变行为模式以缓解这种状况。当奶牛没有遮荫时，它们会通过其他方式来适应环境，例如站立时间增加以增加散热，以及增加站立水槽周围的时间。随着环境温度的升高，无遮荫措施的奶牛饮水和站立水槽周围的牛只比例高于有遮荫处理的奶牛。

Schutz等（2010）研究了遮荫量对放牧荷斯坦奶牛行为和生理的影响（共三个处理：不遮荫、2.4m2/头遮荫和9.6m2/头遮荫）。研究发现，与遮荫量较少组相比，遮荫量最多组的奶牛花费两倍的时间在遮荫处（2.4m2和9.6m2分别为24%和50%），且发生较少争斗行为（2.4m2和9.6m2分别为10.7和3.2）。当遮荫面积足够大时，奶牛会花费更多的时间在遮荫处，而不是为了遮荫相互竞争。与2.4m2处理组相比，9.6m2处理组的奶牛有更长的躺卧时间（36% vs 10%）。有较大遮荫面积的奶牛RR低于有较小遮荫面积的奶牛（无遮荫、2.4m2/头遮荫和9.6m2/头遮荫分别为62、57和51次/min）。Roman-Ponce等（1977）报道，遮荫处理降低了奶牛RR（54次/min vs 82次/min）和直肠温度（38.9和39.4℃），且产奶量较无遮荫奶牛高10%。

在热应激期间，奶牛饮水量增加也是降温的一种方式。Palacio等（2015）在一项为期8周的研究中发现，有遮荫措施的奶牛较无遮荫措施的奶牛在水槽周围比例少34.2%。之前的研究也支持这个结果，泌乳奶牛随着热应激程度的增加，无遮荫措施时，奶牛饮水量和站立水槽周围的时间增加。水槽中蒸发的水蒸气可以创造理想的小气候，从而吸引奶牛。当奶牛在水源周围聚集时，会导致水槽周围区域过度拥挤。遮荫措施是最容易实施的散热方式之一。遮荫对太阳辐射有保护作用，但可能不会影响奶牛周围的空气温度或湿度，从而限制其自然散热的能力。因此，采用风扇或喷淋等附加降温方式可以增加降温效果，进一步缓解热应激的负面影响。

2.3

蒸发降温

提供喷淋或喷雾装置，是降低奶牛热应激负荷，增加奶牛自然散热的有效方法。使用喷淋且加或不加另一种降温方法（如风扇）进行降温，较单独遮荫能更有效地减少热负荷。与遮荫、风扇或喷淋单独使用相比，风扇和喷淋组合对降低体温和RR更为有效，因为其增加了蒸发散热。

Schutz等（2011）发现，放牧奶牛更倾向于遮荫而不是喷淋。在他们的研究中，62%的奶牛选择遮荫而不是喷淋，且65%的奶牛选择遮荫而不是没有任何形式的降温措施。分别记录喷淋、遮荫或不降温处理前和处理后10min的呼吸速率、体表温度以及直肠温度。研究发现，尽管奶牛喜欢遮荫处理，但喷淋处理在降低RR和体表温度的效果明显优于遮荫处理。随着热负荷指数和天气测量值（包括：环境温度、湿度、黑球温度和风速）的增加，喷淋处理的奶牛体温下降幅度更大（喷淋处理、遮荫处理和无处理的单位体温热负荷指数的增加分别降低了0.008、0.001和0.0001℃）。Kendall等（2007）报道，使用喷淋降温时，奶牛会长时间将头部处于较低的位置，这可能意味着奶牛试图减少头部暴露在喷淋下。对于奶牛来说，头部受到喷淋或喷雾可能是有害的。当暴露在风雨中时，于有遮挡物的奶牛相比，无遮挡物的奶牛头部处于较低位置的可能性高5倍。这可能是在试图保护敏感区域的暴露（例如耳朵）。喷淋产生的较大冲击会使奶牛更频繁的降低头部。Chen等（2016）发现，于0.4L/min的水流相比，经受4.5L/min水流的奶牛低头的频率增加了5倍。奶牛表现出的这些行为可能表明它们试图避开较大的水流速度，但是研究者提到奶牛并没有完全避开大的水流速度，且没有观察到偏好的差异。

水滴大小是评估喷淋降温时需要考虑的重要方面，为了充分利用水使奶牛降温，水滴必须湿润动物表皮。但是，如果水在表皮积聚，动物周围的湿度会增加，可能会降低降温措施的有效性。在相对湿度较高的地区，喷雾可能会增加环境湿度，抑制奶牛的蒸发散热。但是，在湿度较高的阿拉巴马，研究人员观察到，与风扇和喷雾处理相比，风扇和喷淋处理的奶牛在呼吸速率上没有差异。Chen等（2013）测试了在炎热干燥气候中，喷淋流量和水滴大小对奶牛生理反应的影响（如RR、体温、表皮温度）。研究者观察到，水滴的大小并不影响降温效果，但流速确实影响了几种生理活动。与基线相比，呼吸速率和表皮温度降低，且处理后30min体温仍低于基线。最后总结出，最佳平衡奶牛降温和用水量的最有效喷淋流量为1.3L/min，流速大于1.3L/min对奶牛降温效果的改善并不明显。

为了有效地使奶牛降温，定时喷淋的开启至关重要。在气候湿润地区，与仅使用风扇降温相比，喷淋和风扇相结合的降温方式已被证明是奶牛降温的最有效的方法。Flamenbaum等（1986）发现，喷淋开启20-30s较10s效果更好。在同一个研究中，喷淋频率为5次/d，每次开启30min，奶牛体温保持在正常范围内（<39℃）的时间可持续24h。南方地区常见的喷淋流程为：5min一个周期、10-30s喷淋和强制通风（风扇）。在另一项研究中，与每天5次降温相比，每天8次降温的奶牛繁殖参数得到改善（发情周期更短、卵泡优势期更短、旧卵泡排卵的机会减少）。

在待挤厅对奶牛进行喷淋，有助于缓解奶牛从牛舍行至挤奶厅积累的热负荷。奶牛在待挤厅使用风扇和喷淋降温20-30min时，体温和RR可以在短时间内降低。Araki等（1985）报道，当奶牛在挤奶前在待挤厅使用喷淋和风扇降温，与未进行降温措施的奶牛相比，挤奶后体温降低，并持续2-4h。因此，在炎热的天气下，可在待挤厅使用喷淋+风扇的方式，减少热应激对奶牛的影响。

3 结论

热应激对于我国南方地区是一个严峻挑战，其每年给养殖行业带来巨大的经济损失。当监测THI时，牧场可以评估奶牛可能承受的热应激程度，并提供适当的降温策略。提供遮荫、风扇、喷雾或上述任何组合措施可以帮助缓解热应激带来的一些负面影响。