破解高產(chǎn)奶牛低繁殖力難題

文∕蘇 作 張軍偉 宋亞攀

（1中國人民解放軍95942部隊農(nóng)副業(yè)基地；2 湖北揚子江奶牛場；3 華中農(nóng)業(yè)大學動物科技學院）

1 高產(chǎn)奶牛低繁殖力悖論

隨著奶牛產(chǎn)奶量的持續(xù)上升，妊娠率不斷降低，繁殖障礙發(fā)病率不斷增加，這已經(jīng)成為高產(chǎn)奶牛生產(chǎn)中的一個悖論，即高產(chǎn)奶牛低繁殖力悖論。繁殖障礙可以使最賺錢的高產(chǎn)奶牛變得無利可圖，甚至淘汰。有繁殖障礙的空懷牛，導致產(chǎn)奶量降低，并且增加被淘汰的幾率，給奶牛養(yǎng)殖業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。對不孕牛而言，配種的次數(shù)增加，凍精消耗和人力成本也隨之增加。目前世界一流水平的泌乳牛的305 天產(chǎn)奶量已達到11～12 噸／頭。在2013年下半年全國奶價持續(xù)走高的情況下，牧場主不愿淘汰高產(chǎn)奶牛，但卻不得不淘汰患有嚴重繁殖障礙疾病的高產(chǎn)奶牛，繁殖已經(jīng)成為限制養(yǎng)殖效益的第一因素。

一般認為，泌乳牛產(chǎn)奶量的提高在很大程度上得益于人工授精的推廣，這使得牛場主能夠使用世界上最優(yōu)秀的種公牛凍精，大大提高奶牛的遺傳水平。但著名奶牛專家Milo Wiltbank博士并不認為產(chǎn)奶量和繁殖力是由奶牛的遺傳水平?jīng)Q定的[1]。在過去的20 多年，小母牛的受胎率并沒有改變；然而一旦產(chǎn)犢，開始泌乳后，成母牛的受胎率便顯著降低，發(fā)情征兆減少。雖然泌乳奶牛傾向于1 次排2 個卵，但受胎率卻較低。

2 造成高產(chǎn)奶牛低繁殖力悖論的原因

奶牛要想高產(chǎn)，必須采食大量的飼料；飼料的消化在某種程度上降低了機體內(nèi)的生殖激素水平，降低了繁殖力。如一頭高產(chǎn)荷斯坦奶牛在泌乳期每天要消耗221.75 kJ的能量，而干奶牛每天僅需要52.30 kJ的能量（一個人平均每天需要10.46 kJ的能量）。隨著采食量的增加，被消化和吸收的飼料養(yǎng)分會通過消化道的血液循環(huán)而隨之增加；這些血液會流經(jīng)肝臟，將雌激素和孕激素代謝掉；并且流經(jīng)肝臟的血液循環(huán)次數(shù)越多，代謝掉的生殖激素（雌激素和孕激素）就越多，即肝臟代謝理論[2]。生殖激素的改變是導致高產(chǎn)奶牛悖論的罪魁禍首，其改變了奶牛血液中類固醇激素的水平。由于血液可以通過循環(huán)流至機體內(nèi)的所有組織，所以也改變了奶牛的受孕率。因此，如果想解決高產(chǎn)奶牛低繁殖力的悖論，就需要研究出奶牛體內(nèi)生殖激素狀況的改變是如何降低受孕率的。

在一系列的試驗中，人們發(fā)現(xiàn)泌乳奶牛代謝雌激素和孕激素的速度比干奶?？? 倍多。泌乳牛攝入高營養(yǎng)水平的日糧，可以迅速增加肝臟中的血流量和生殖激素的代謝率[3]。這可能是發(fā)情征兆減少及其它繁殖機能降低的生理基礎(chǔ)。在營養(yǎng)方面，Milo Wiltbank正在研究牛場主如何科學使用牧草和飼料添加劑，以減少生殖激素的降解。如測試不同種類的三葉草和苜蓿中可能含有的阻斷雌激素和孕激素降解的營養(yǎng)因子；測試如何在日糧中添加不同種類的脂肪酸，以減少類固醇轉(zhuǎn)運到肝臟中；以及研究不同種類的飼料成分及飼養(yǎng)策略對奶牛繁殖力的影響[4]。

3 改善高產(chǎn)奶牛低繁殖力悖論的措施

3.1 排卵同期化技術(shù)

雌激素使奶牛表現(xiàn)出發(fā)情行為。如果雌激素迅速被降解，則奶牛表現(xiàn)出發(fā)情行為的時間可能只有幾個小時，這使配種員難以實施配種?！癘vsynch”一詞在1995年首次報道，是由Ovulation和Synchronization 2 個詞組合而來的一種同期排卵技術(shù)，它解決了發(fā)情鑒定困難這一難題，只需要按時注射3 針激素，即可定時配種，簡化了操作步驟[5]。Ovsynch這一技術(shù)由Wiltbank 和Ginther 2 人共同開發(fā)，已經(jīng)得到了廣泛地應用。以前的研究多是涉及卵巢的基礎(chǔ)研究，后來，人們認識到卵泡功能的同步化可以實現(xiàn)不需發(fā)情鑒定即可配種的技術(shù)，即排卵同期化技術(shù)（Ovsynch）。排卵同期化技術(shù)可以使配種員對所有空懷牛只同時授精，這解決了未觀察到發(fā)情牛只的配種難題。

使用Ovsynch定時配種，不需要發(fā)情鑒定，大大節(jié)省了人力。該技術(shù)對拴系式飼養(yǎng)的奶牛來說，是一種理想的技術(shù)。因為拴系式飼養(yǎng)的奶牛運動量小，無法爬跨其它牛只，發(fā)情鑒定難度大。

Ovsynch定時配種程序所使用的2 種激素（GnRH和PG）已批準用于奶牛，9 天內(nèi)打3 針，空懷牛即可在第3針處理后16～18 h內(nèi)定時配種。最重要的是，這種定時配種程序依據(jù)的是排卵，而非發(fā)情。就同期發(fā)情而言，排卵是本質(zhì)的，而發(fā)情只是現(xiàn)象。這種定時配種的依據(jù)是注射激素的時間，完全沒有必要進行發(fā)情鑒定，大約90%以上的空懷牛在Ovsynch定時配種程序后排卵。

Pre-Ovsynch程序可以極顯著地提高第一次配種的受胎率[6]。Pre-Ovsynch程序是在Ovsynch的基礎(chǔ)上添加一個預處理，在產(chǎn)后第44天和60天分別注射一針PG，然后在注射第2次PG后的11天開始Ovsynch程序。

3.2 縮短空懷期，延長擠奶期

使用Ovsynch定時配種程序，每頭牛大約需要35 元人民幣，看似價格高，實則可以提高盈利。因為Ovsynch定時配種程序：（1）縮短了空懷期（大約21天），使奶牛更快進入泌乳期；（2）減少了因不孕癥而導致的淘汰（約占所有淘汰牛只的三分之二）；（3）使暗發(fā)情和卵巢囊腫的奶牛也可以正常配種。很多牧場已經(jīng)把Ovsynch定時配種程序作為牛群的常規(guī)配種程序，也可用在有繁殖障礙牛只的配種上。

3.3 定時配種技術(shù)是一個很好的研究工具

Ovsynch可以幫助牧場工作人員評估導致低繁殖力的危害因素，它使學者在研究高產(chǎn)奶牛低繁殖力時能考慮更多的因素。如學者可以用Ovsynch定時配種技術(shù)來評估營養(yǎng)因素能否提高或降低奶牛的繁殖力。

使用Ovsynch程序處理，也能評估激素因素是如何影響奶牛繁殖力的。因為這種處理程序能消除發(fā)情鑒定的影響，從而使學者可以集中注意力研究是什么原因?qū)е铝烁弋a(chǎn)牛只的低繁殖力。

Ovsynch定時配種程序處理空懷牛群后，約90.0%的奶牛會在處理后同期排卵，然而這并不能增加每次配種的受胎率（約40.0%，肉眼觀察法的受胎率也是約40.0%）。Wiltbank及其同事正在通過不同方法來研究如何提高受胎率，因為延長空懷期會導致巨大的經(jīng)濟損失。例如美國威斯康辛大學奶?？茖W系曾對威斯康辛州一個200 頭泌乳牛的牛群進行分析發(fā)現(xiàn)，受胎推遲可以導致牧場每年損失20 萬美元，包括產(chǎn)奶量的降低、空懷牛占用的空間和飼養(yǎng)成本、凍精消耗及其它費用。

3.4 縮短干奶期

牛場主為奶牛提供食宿，但奶牛的泌乳期并不是365天。每個泌乳期后，奶牛會經(jīng)歷一個干奶期，這個時期可以使乳腺組織內(nèi)的分泌細胞再生，以應對分娩后隨即而來的泌乳期。很久以來，8 周被認為是干奶期的標準長度，但現(xiàn)在認為，這個時期可能可以縮短。奶牛營養(yǎng)師Ric Grummer比較了標準日糧下典型的干奶期（8 周）、高能日糧下縮短的干奶期（4 周）以及沒有干奶期的3 種情況對奶牛繁殖性能的影響。他們發(fā)現(xiàn)縮短干奶期和沒有干奶期的奶牛產(chǎn)后第一次排卵時間大大早于典型干奶期的奶牛，早期排卵的奶牛也更容易在第1次配種時受孕，從而縮短了空懷期。結(jié)論是：奶牛產(chǎn)犢間隔越短，進入下一個泌乳期越快并且空懷期更短。牛場要想提高奶牛的繁殖性能，就必須要考慮縮短或消除干奶期[7]。

3.5 雙胞胎過多

高產(chǎn)牛傾向于排2 個卵，如果2 個都受胎，就會產(chǎn)出雙胞胎犢牛。對于肉牛養(yǎng)殖而言，生下雙胞胎犢牛是一件好事。對于奶牛而言，雙胞胎并非總是好事，因為懷雙胞胎的母牛易患代謝性疾病、產(chǎn)犢困難、子宮感染和真胃變位。如果生下一公一母，則母牛不孕，這種現(xiàn)象叫“自由馬丁”。

最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，低產(chǎn)牛排2 個卵的幾率是6.9%，高產(chǎn)牛的幾率是20.2%，產(chǎn)量特別高的奶牛的雙胎率大于50.0%[8]。從生產(chǎn)實踐的角度，目前很難改變這一點。

4 世界范圍內(nèi)的影響

高產(chǎn)奶牛低繁殖力悖論是一個世界難題，全球奶牛行業(yè)的學者都在繼續(xù)研究提高高產(chǎn)奶牛繁殖力的措施，并且他們從行業(yè)內(nèi)獲得了很多積極的反饋。在2006年奶?？茖W推廣活動中，推廣專家Paul Fricke從美國威斯康辛州13 個地區(qū)的550 個牛場主得到了反饋信息。據(jù)過去10 年內(nèi)的調(diào)查，使用“Ovsynch定時配種程序”的牛場數(shù)量急劇增加，目前威斯康辛州有超過90.0%的牛場主使用“Ovsynch定時配種程序”，甚至有的牛場全群都在使用?！癘vsynch定時配種程序”是基礎(chǔ)研究應用到生產(chǎn)實踐的經(jīng)典案例。不僅僅在威斯康辛州，而且在世界范圍內(nèi)，它已經(jīng)徹底改變了奶牛繁殖管理策略，有利于改善高產(chǎn)奶牛低繁殖力現(xiàn)況。

[1]Wiltbank M，H Lopez，R Sartori，et al.Changes in reproductive physiology of lactating dairy cows due to elevated steroid metabolism.Theriogenology，2006，65（1）：17-29.

[2]Clemens J D，Estergreen V L.Metabolism and conjugation of [4-14C]progesterone by bovine liver and adipose tissues in vitro.Steroids，1982，40（3）：287-306.

[3]Sangsritavong S，Combs D K，Sartori R，et al.High feed intake increases liver blood flow and metabolism of progesterone and estradiol-17beta in dairy cattle.Journal of Dairy Science，2002，85（11）：2831-2842.

[4]Wiltbank M C，Sartori R，Herlihy M M，et al.Managing the dominant follicle in lactating dairy cows.Theriogenology，2011，76（9）：1568-1582.

[5]Pursley J R，Mee M O，Wiltbank M C.Synchronization of ovulation in dairy cows using PGF2alpha and GnRH. Theriogenology，1995，44（7）：915-923.

[6]Gumen A，Keskin A，Yilmazbas-Mecitoglu G，et al.Effect of presynchronization strategy before Ovsynch on fertility at first service in lactating dairy cows.Theriogenology，2012，78（8）：1830-1838.

[7]Grummer R R，Wiltbank M C，F(xiàn)ricke P M，et al.Management of dry and transition cows to improve energy balance and reproduction.The Journal of Reproduction and Development，2010，56（Suppl）：S22-28.

[8]Fricke P M，Wiltbank M C.Effect of milk production on the incidence of double ovulation in dairy cows.Theriogenology，1999，52（7）：1133-1143.