荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量與乳成分的相關(guān)性研究

張 慢，王湘陽，易建明 ，張軍偉，張曉露，李勝利，趙 龍

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動科動醫(yī)學(xué)院，農(nóng)業(yè)動物遺傳育種與繁殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430070；2.湖北揚(yáng)子江生態(tài)牧業(yè)科技有限公司，湖北黃岡 438000；3.湖北光明生態(tài)示范奶牛有限公司，湖北武漢 430070）

產(chǎn)奶量是提高奶牛業(yè)效益的關(guān)鍵，各乳成分的比例關(guān)系到乳品質(zhì)。掌握個(gè)體奶牛生產(chǎn)性能數(shù)據(jù)和牛群基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對牛場提高奶牛的生產(chǎn)水平和養(yǎng)殖效益至關(guān)重要。DHI即是一整套完整的奶牛生產(chǎn)記錄和管理體系，其主要目的是通過分析每月測定的牛只產(chǎn)奶性能來掌握牛群產(chǎn)奶水平、繁殖情況和遺傳進(jìn)展[1]。近年來，全國參加DHI測定的牧場越來越多，對DHI數(shù)據(jù)的分析報(bào)告也越來越多，但結(jié)果差異很大。據(jù)金亞東等[2]、段柳燕等[3]報(bào)道，產(chǎn)奶量與乳脂率呈正相關(guān)（r=0.896），而部分報(bào)道表明二者呈負(fù)相關(guān)[4-6]。乳蛋白率、乳尿素氮等指標(biāo)與產(chǎn)奶量的關(guān)系的研究結(jié)果也不一致，各乳成分間關(guān)系不同文獻(xiàn)報(bào)道差異很大。

由于湖北省當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與北方差異較大，且同為對湖北地區(qū)奶牛產(chǎn)奶量與乳成分間關(guān)系研究結(jié)果差異很大[7]。產(chǎn)生結(jié)果差異的原因：一方面，可能由于遺傳、個(gè)體、牧場、氣候環(huán)境等因素不同導(dǎo)致；另一方面，現(xiàn)有的大部分文獻(xiàn)對產(chǎn)奶量與乳成分間相關(guān)性分析僅限于簡單相關(guān)[8-10]。對于影響因素較多的產(chǎn)奶量與乳成分進(jìn)行偏相關(guān)分析，才能真實(shí)反映2個(gè)相關(guān)變量間的本質(zhì)聯(lián)系。本實(shí)驗(yàn)采用簡單相關(guān)和偏相關(guān)相結(jié)合的方法分析湖北省3個(gè)奶牛場2016年DHI數(shù)據(jù)，旨在為找出產(chǎn)奶量與乳成分間的內(nèi)在關(guān)系提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 本實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)來源于湖北省黃梅縣某奶牛場（牧場1）、武漢市某奶牛場（牧場2）、黃岡市某奶牛場（牧場3）2016年泌乳荷斯坦奶牛的DHI數(shù)據(jù)，見表1。3個(gè)牧場均是全混合日糧，日糧配方有差異。

1.2 生態(tài)環(huán)境及飼養(yǎng)管理方式 采用自然通風(fēng)半開放式散養(yǎng)牛舍，生態(tài)環(huán)境及飼養(yǎng)管理方式參照趙占龍[1]。

1.3 數(shù)據(jù)整理

1.3.1 數(shù)據(jù)篩選 為保證數(shù)據(jù)的可靠性和統(tǒng)計(jì)分析的一致性，對原始的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行篩選。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為乳脂率2.5%～5.5%、乳蛋白率2.5%～5.0%、日產(chǎn)奶量20～60 kg 且體細(xì)胞數(shù)低于50萬/mL、胎次低于7胎。經(jīng)過篩選，3個(gè)牧場DHI樣本數(shù)量分別為13 180、6 566、2 891。

1.3.2 效應(yīng)水平 胎次按照自然胎次劃分，7胎及以上不進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。采樣月份按照當(dāng)月采集奶樣的月份劃分。泌乳天數(shù)結(jié)合奶牛生理和泌乳階段劃分為5個(gè)水平，如表2。產(chǎn)犢季節(jié)和采樣季節(jié)按照武漢當(dāng)?shù)貧夂驐l件分為4個(gè)水平，見表3。

表1 3個(gè)牧場資料

表2 泌乳天數(shù)的劃分

表3 產(chǎn)犢季節(jié)與采樣季節(jié)劃分

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 運(yùn)用SPSS 17.0中的雙變量相關(guān)分析和偏相關(guān)分析計(jì)算產(chǎn)奶量與各乳成分間的皮爾遜（Pearson）相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)，單側(cè)顯著性檢驗(yàn)產(chǎn)奶量及各乳成分間可能存在的關(guān)聯(lián)。對產(chǎn)奶量和各影響因素進(jìn)行多元線性回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)奶量與乳成分的年變化趨勢 分析2016年湖北地區(qū)3個(gè)奶牛場的產(chǎn)奶量與乳成分的月變化（圖1～6），發(fā)現(xiàn)3個(gè)牛場每月日產(chǎn)奶量在8月份均降至最低，隨后均增加，牧場2和3從1月開始緩慢下降，至8月達(dá)最低，后緩慢上升，牧場1呈波浪式變化，在1、8月和12月產(chǎn)奶量下降較大；牧場2每月乳脂率相較另2個(gè)牛場變化平穩(wěn)，牧場3和牧場1在4—8月乳脂率變化幅度較其他月份大，且牧場2的12個(gè)月的乳脂率均高于另2個(gè)牧場；3個(gè)牧場每月的乳蛋白率變化均較大，無明顯規(guī)律可循；3個(gè)牧場每月體細(xì)胞數(shù)在夏季較其他月份均增加，且牧場2體細(xì)胞數(shù)高于另2個(gè)牛場，牧場3除5月外，體細(xì)胞數(shù)均高于牧場1。

圖1 3個(gè)牧場泌乳牛平均每月日產(chǎn)奶量

圖2 3個(gè)牧場泌乳牛平均每月胎次情況

圖3 3個(gè)牧場泌乳牛每月平均乳脂率

圖4 3個(gè)牧場泌乳牛每月平均乳蛋白率

圖5 3個(gè)牧場泌乳牛乳中每月平均體細(xì)胞數(shù)

圖6 3個(gè)牧場泌乳牛乳中每月平均乳尿素氮含量

2.2 產(chǎn)奶量與乳成分及乳成分間的相關(guān)性 由表4可知，3個(gè)牧場的日產(chǎn)奶量與乳脂率、乳蛋白率、乳尿素氮均呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與體細(xì)胞數(shù)呈弱的負(fù)相關(guān)（P＞0.05），而其偏相關(guān)系數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。乳脂率與乳蛋白率、體細(xì)胞數(shù)、乳尿素氮均呈正相關(guān)（P＜0.01）。乳蛋白率與體細(xì)胞數(shù)呈正相關(guān)（P＜0.01）；與乳尿素氮呈負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。體細(xì)胞數(shù)與乳尿素氮呈弱的正相關(guān)（P＞0.05），而其偏相關(guān)系數(shù)卻與此相反。

2.3 產(chǎn)奶量與各因素間多元線性回歸分析 由表5可知，胎次、泌乳階段、乳脂率等自變量共同對產(chǎn)奶量產(chǎn)生極顯著線性影響，各回歸系數(shù)如表6所示，且各偏回歸系數(shù)假設(shè)性檢驗(yàn)均顯著，產(chǎn)奶量與各自變量間回歸方程：

式中，Y表示日產(chǎn)奶量（kg）；X1至X10分別表示尿素氮（mg/dL）、產(chǎn)犢季節(jié)、胎次、采樣季節(jié)、蛋白率（%）、體細(xì)胞（萬/mL）、乳脂率（%）、采樣月份、泌乳階段、牧場。

表4 產(chǎn)奶量與乳成分及乳成分間的相關(guān)和偏相關(guān)系數(shù)

表5 回歸顯著性檢驗(yàn)

表6 回歸系數(shù)計(jì)算

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)在簡單相關(guān)與偏相關(guān)分析結(jié)果不一致情況下，以偏相關(guān)分析為準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3個(gè)牧場日產(chǎn)奶量與乳脂率、乳蛋白率、體細(xì)胞數(shù)、乳尿素氮呈極顯著負(fù)相關(guān)，這與大多數(shù)的研究結(jié)果一致[3,11]。可能是因?yàn)殡S著產(chǎn)奶量的不斷增加，乳蛋白和乳脂就會逐漸被稀釋，當(dāng)產(chǎn)奶量不斷減少時(shí)，乳中干物質(zhì)的濃度逐漸上升；Litwinczuk等[12]也報(bào)道，產(chǎn)奶量與體細(xì)胞數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，體細(xì)胞數(shù)每上升一個(gè)數(shù)值，奶牛的產(chǎn)奶量就會減少0.13 kg左右，這可能是由于隨著體細(xì)胞數(shù)的不斷增加，表明牛群發(fā)生了乳房炎癥反應(yīng)，或者處于感染狀態(tài)，或是乳腺細(xì)胞受到了一定損傷，導(dǎo)致產(chǎn)奶量降低。有研究結(jié)果表明，產(chǎn)奶量與乳尿素氮呈正相關(guān)[11]，而本試驗(yàn)日產(chǎn)奶量與乳尿素氮呈負(fù)相關(guān)，這與張巧娥等[4]、李大剛等[13]研究結(jié)果一致。這可能與牧場日糧有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步研究。乳尿素氮的水平反映的是日糧中蛋白的利用率，有報(bào)道乳尿素氮最佳范圍為8～10 mg/dL，這時(shí)瘤胃內(nèi)所有蛋白質(zhì)和碳水化合物的比例協(xié)調(diào)，日糧的氨基酸組成平衡[14]。乳尿素氮水平較低說明日糧中的蛋白質(zhì)被奶牛有效利用。牧場1和2乳尿素氮水平分別為10.26、10.25 mg/dL，牧場3為11.33 mg/dL，表明牧場1和2日糧中能量與蛋白比例協(xié)調(diào)，年均日產(chǎn)奶量高，牧場3日糧中能量與蛋白比例平衡情況低于其他2個(gè)牧場，可嘗試提高能量水平來提高奶產(chǎn)量。

3個(gè)牧場乳脂率與乳蛋白率、體細(xì)胞數(shù)、乳尿素氮均呈正相關(guān)關(guān)系，這與大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道一致[15-16]，這可能是因?yàn)槿橹屎腿榈鞍茁事?lián)系緊密。體細(xì)胞數(shù)增加使得產(chǎn)奶量減少，乳汁濃度升高，從而導(dǎo)致乳脂率增加。也有研究報(bào)道，體細(xì)胞數(shù)與乳脂率呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，乳房炎會使得乳腺的生成機(jī)能出現(xiàn)下降，高體細(xì)胞數(shù)牛奶中含有很多脂肪氧化酶，這樣高體細(xì)胞數(shù)牛奶中脂肪水解能力增強(qiáng)，從而導(dǎo)致乳脂率下降[17]，具體原因還有待進(jìn)一步研究。牛奶中乳脂含量與瘤胃中乙酸的合成有關(guān)，乙酸的合成與日糧中粗飼料的攝入有關(guān)。在日糧平衡、奶牛攝入量增加的情況下，瘤胃中過瘤胃蛋白增加，乙酸的合成也增加，使乳脂與乳尿素氮增加。

3個(gè)牧場乳蛋白率與體細(xì)胞數(shù)呈正相關(guān)，與乳尿素氮呈負(fù)相關(guān)，這可能是由于隨著體細(xì)胞數(shù)的不斷上升，奶牛的產(chǎn)奶量下降，使得乳中干物質(zhì)上升，乳蛋白率相對上升。且隨著體細(xì)胞數(shù)升高，乳腺組織的血管通透性逐漸增大，乳房滲透性不斷加大，血液中的血清蛋白、免疫球蛋白、乳鐵蛋白等進(jìn)入到牛奶中，導(dǎo)致了乳蛋白率的增加[18]。周國波等[19]研究報(bào)道，乳蛋白在低于3.0%時(shí)，尿素氮與乳蛋白呈現(xiàn)正相關(guān)；在高于3.0%時(shí)，呈負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，乳蛋白率與尿素氮呈極顯著負(fù)相關(guān)，且3個(gè)牛場乳蛋白率均高于3.0%。然而也有研究報(bào)道，尿素氮含量與乳蛋白率具有負(fù)的非線性關(guān)系或者沒有相關(guān)性[13]。造成差異的原因可能是奶牛品種、飼養(yǎng)管理以及奶牛所處環(huán)境的不同，具體原因有待進(jìn)一步研究。

3個(gè)牧場體細(xì)胞數(shù)與乳尿素氮呈極顯著負(fù)相關(guān)，這可能由于奶牛乳房產(chǎn)生一定的損傷或炎癥或乳房炎，導(dǎo)致奶牛采食量下降，進(jìn)而導(dǎo)致蛋白和碳水化合物攝入下降，最終導(dǎo)致乳尿素氮降低。

4 小 結(jié)

綜合分析，3個(gè)牧場2016年日產(chǎn)奶量水平均較高；3個(gè)牧場乳中蛋白水平均有待提高，可通過飼喂優(yōu)質(zhì)蛋白飼料如苜蓿等增加乳中蛋白含量；牧場3乳脂率有待提高，牧場2需降低，牧場3可在保證粗精料比例平衡的情況下提高粗飼料比例，可進(jìn)一步提高產(chǎn)奶量和奶品質(zhì)。在對乳尿素氮數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)，牧場3日糧中能量與蛋白比例不夠平衡，可嘗試提高飼料中能量水平來提高奶產(chǎn)量。

[1] 趙占龍. 武漢地區(qū)荷斯坦奶牛產(chǎn)奶和繁殖性狀遺傳分析[D].武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2015.

[2] 金亞東, 李艷艷, 徐曉鋒, 等. 奶牛乳中體細(xì)胞數(shù)對乳產(chǎn)量及乳成分的影響[J]. 中國乳品工業(yè), 2016, 44(6):28-31.

[3] 段柳艷, 馬向輝, 高騰云, 等. 中國荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量與乳品質(zhì)互作關(guān)系探討[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2009, 21( 11) : 136-137.

[4] 張巧娥, 吳學(xué)榮, 馬水魚, 等. 奶牛產(chǎn)奶量與乳成分的多元回歸分析[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 33(1):112-116.

[5] 魏琳琳, 楊繼業(yè), 秦雪, 等. 季節(jié)、胎次、泌乳時(shí)期與奶牛產(chǎn)奶量及乳成分的相關(guān)分析[J]. 中國奶牛, 2015(19):10-14.

[6] Mohammed A F, Mahmoud S. Impact of three THI levels on somatic cell count, milk yield and composition of multiparous Holstein cows in a subtropical region[J]. J Therm Biol, 2017,64: 73-77.

[7] 李勝利. 黃梅縣中國荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量和乳成分的相關(guān)性及其影響因素研究[D]. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2017.

[8] 田丹. 規(guī)模化奶牛場DHI測定結(jié)果的分析研究[D]. 烏魯木齊: 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué), 2015.

[9] 俞大闊, 余長林, 湯守錕, 等. 德宏奶水牛乳脂率與DHI其他指標(biāo)相關(guān)性分析[J]. 上海畜牧獸醫(yī)通訊, 2016 (4):10-12.

[10] 張慧林, 余文文, 劉小林, 等. 牛乳中體細(xì)胞數(shù)與產(chǎn)奶量和乳成分的相關(guān)分析[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 19( 4): 1-4.

[11] 張崢臻, 張瑞華, 張克春. 上海地區(qū)奶牛場牛奶體細(xì)胞數(shù)與產(chǎn)奶量及乳成分關(guān)系的研究[J]. 中國奶牛, 2014(6):49-52.

[12] Litwinczuk Z, Krol J, Brodziak A. Change of protein content and its fractions in bovine milk from dierent breeds subject to somatic cell count[J]. J Dairy Sci, 2011, 94:684-691.

[13] 李大剛, 王宏. 通過乳尿素氮含量對奶牛日糧營養(yǎng)狀況的評價(jià)[J]. 中國飼料, 2005(15):8-11.

[14] 徐懷南,丁志民. 牛奶尿素氮偏高的危害及調(diào)控[C].鄭州:中國奶業(yè)協(xié)會, 2010.

[15] 黃春華, 呼格吉勒圖, 葛根, 等. 呼和浩特近郊奶牛乳樣體細(xì)胞分與乳成分相關(guān)性分析[J]. 中國畜牧獸醫(yī), 2013,40(1):191-196.

[16] 劉琴, 周亞平, 施開平, 等. 體細(xì)胞線性分值與產(chǎn)奶量、乳成分的相關(guān)性研究[J]. 中國乳業(yè), 2010 (12): 34-36.

[17] 常玲玲, 楊章平, 陳仁金, 等. 南方集約化飼養(yǎng)條件下荷斯坦奶牛乳脂率和乳蛋白率變化規(guī)律的初步研究[J]. 中國畜牧雜志, 2010, 46(1):43-47.

[18] Dosogne H, Vangroenweghe F, Mehrzad J. Differential leukocyte count method for bovine low somatic cell count milk[J]. J Dairy Sci, 2003, 86(3):828-834.

[19] 周國波, 丁立人, 沈夢誠, 等. 乳尿素氮的監(jiān)測及與乳蛋白水平相關(guān)性分析[J]. 畜牧與獸醫(yī), 2010, 42(1):39-41.