荷斯坦牛初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量特征及影響因素分析

安 濤，張海亮，陳少侃，竹 磊，黃錫霞，王 炎，王雅春*

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100193；3.北京首農(nóng)畜牧發(fā)展有限公司，北京 100029）

初乳是母牛乳腺在特定生理階段分泌的產(chǎn)物，具有特殊的營(yíng)養(yǎng)組成和功能[1]。初乳中的免疫球蛋白（Ig）被新生犢牛吸收后可使其建立被動(dòng)免疫，免受外來疾病的侵襲[2]。為保證被動(dòng)免疫的建立，給犢牛提供高品質(zhì)的初乳十分必要，初乳品質(zhì)鑒定是初乳飼喂工作的重中之重。目前，用于評(píng)估初乳品質(zhì)的方法很多，但限于測(cè)定所需時(shí)間和所用儀器對(duì)溫度的敏感性等問題，并非所有方法均適用于牧場(chǎng)檢測(cè)。白利糖度法通過測(cè)定初乳總固形物含量評(píng)價(jià)初乳品質(zhì)，其測(cè)定結(jié)果（白利糖度值）不受溫度影響[3]，更適合牧場(chǎng)評(píng)價(jià)初乳品質(zhì)，便于大規(guī)模收集初乳品質(zhì)數(shù)據(jù)用于遺傳評(píng)估，以期對(duì)初乳品質(zhì)進(jìn)行選育提高。

國(guó)外研究表明，初乳白利糖度值受胎次、產(chǎn)犢季節(jié)[4]、品種、泌乳前是否漏乳[5]和產(chǎn)犢至首次擠奶間隔[6]等因素影響，而初乳產(chǎn)量受胎次、產(chǎn)前飼喂情況、產(chǎn)犢季節(jié)[4]和干奶期長(zhǎng)度[7]等因素影響。在國(guó)內(nèi)，曲喆等[8]研究了白利糖度折射計(jì)在初乳品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用，王建梅等[9]研究了胎次、干奶期長(zhǎng)度、胎間距、產(chǎn)犢季節(jié)等因素對(duì)初乳產(chǎn)量的影響。我國(guó)對(duì)于初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量的相關(guān)研究工作開展較晚，且對(duì)其群體特征及影響因素的研究較少。因此，本研究收集了荷斯坦牛初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，旨在探究初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量的群體特征和影響因素，為初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量的遺傳建模奠定基礎(chǔ)，為牧場(chǎng)的初乳管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 本研究中初乳記錄和繁殖記錄來自北京地區(qū)某牛場(chǎng)，包括2016 年6 月—2018 年6 月產(chǎn)犢的共計(jì)1 257 頭荷斯坦牛的1 534 條記錄，初乳記錄包括初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量。初乳于奶牛分娩后6 h 內(nèi)收集并記錄產(chǎn)量，收集后立即測(cè)定初乳白利糖度值（使用PAL-1 便攜式數(shù)顯折射計(jì)）。

1.2 數(shù)據(jù)整理 根據(jù)初乳記錄和繁殖記錄，剔除記錄不完整和產(chǎn)犢信息無法匹配的數(shù)據(jù)共計(jì)253 條；再以均值±3 倍標(biāo)準(zhǔn)差為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)初乳白利糖度值進(jìn)行質(zhì)控，剔除20 條，得到數(shù)據(jù)集1（1 261 條）；在數(shù)據(jù)集1 的基礎(chǔ)上匹配初乳產(chǎn)量記錄，剔除沒有初乳產(chǎn)量記錄的數(shù)據(jù)144 條，得到數(shù)據(jù)集2（1 117 條）。

本研究數(shù)據(jù)共覆蓋10 個(gè)胎次，即第1～10 胎，因5胎之后數(shù)據(jù)量較少，故將5～10 胎合并為一個(gè)水平，即將胎次劃分5 個(gè)水平（1、2、3、4、5 胎及以上）。根據(jù)氣候?qū)W上的分類，將產(chǎn)犢季節(jié)劃分為春季（3—5 月）、夏季（6—8 月）、秋季（9—11 月）和冬季（12—次年2 月）[10]。產(chǎn)犢年份包括2016 年、2017 年和2018 年3個(gè)水平。

根據(jù)數(shù)值大小將初乳白利糖度值劃分為3 個(gè)水平，進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)。當(dāng)白利糖度值大于22%（對(duì)應(yīng)初乳IgG 含量為50 g/L）判定為優(yōu)質(zhì)初乳，小于20%（對(duì)應(yīng)初乳IgG 含量為25 g/L）時(shí)判定為不合格初乳，處于20%～22%為合格初乳[11]。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 使用SAS 9.2 軟件[12]的GLM 過程對(duì)初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量進(jìn)行分析，用Bonferroni t檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較，顯著性水平α=0.05。利用數(shù)據(jù)集1，采用固定模型1 分析胎次、產(chǎn)犢年份、產(chǎn)犢季節(jié)等效應(yīng)對(duì)初乳白利糖度值的影響。

利用數(shù)據(jù)集2，采用固定模型2 分析胎次、產(chǎn)犢年份、產(chǎn)犢季節(jié)等效應(yīng)對(duì)初乳產(chǎn)量的影響。

Yijkl=μ+PARITYi+YEARj+SEASONk+eijkl模型2

式中，Yijkl為初乳白利糖度值或初乳產(chǎn)量，μ 為總體均值，PARITYi為胎次效應(yīng)，YEARj為產(chǎn)犢年份效應(yīng)，SEASONk為產(chǎn)犢季節(jié)效應(yīng)，YEARj×SEASONk為產(chǎn)犢年份和產(chǎn)犢季節(jié)的互作效應(yīng)，eijkl為隨機(jī)殘差。因數(shù)據(jù)量有限，本研究未考慮三因子互作。

2 結(jié) 果

2.1 初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量的描述性統(tǒng)計(jì) 如表1所示，初乳白利糖度值平均值為24.25%，范圍為12.9%～36.4%，白利糖度值的變異系數(shù)較小，為0.148 8。初乳產(chǎn)量均值為6.52 kg，范圍為0.5～23.0 kg，初乳產(chǎn)量的變異系數(shù)較大，為0.543 7。

2.2 各胎次不同初乳白利糖度值等級(jí)分布 如圖1 所示，各胎次不同初乳白利糖度值等級(jí)占比由高到低依次為優(yōu)質(zhì)、合格和不合格，且優(yōu)質(zhì)比例遠(yuǎn)高于其他2 個(gè)水平。隨著胎次的增加，優(yōu)質(zhì)初乳比例總體呈先下降后上升的趨勢(shì)，不合格比例總體不斷下降。從1 胎到2 胎，優(yōu)質(zhì)比例下降了3.60%；從2 胎到5 胎及以上，優(yōu)質(zhì)初乳比例總體逐漸增加，共增加了16.25%。

2.3 各產(chǎn)犢季節(jié)不同初乳白利糖度值等級(jí)分布 如圖2所示，各產(chǎn)犢季節(jié)不同初乳白利糖度值等級(jí)占比依次為優(yōu)質(zhì)、合格和不合格，且優(yōu)質(zhì)比例遠(yuǎn)高于其他2 個(gè)水平。秋冬兩季產(chǎn)犢的優(yōu)質(zhì)初乳比例與春夏兩季存在較大差異。秋冬兩季產(chǎn)犢的優(yōu)質(zhì)初乳比例僅相差1.43%，冬季較高，且兩季優(yōu)質(zhì)比例均高于80%，不合格比例均低于5%。春夏兩季的優(yōu)質(zhì)比例相差4.85%，夏季較低，冬季優(yōu)質(zhì)比例較夏季提高了19.10%。

2.4 各因素對(duì)初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量的影響

2.4.1 初乳白利糖度值 由表2 可知，胎次、產(chǎn)犢季節(jié)、產(chǎn)犢年份，以及產(chǎn)犢年份和產(chǎn)犢季節(jié)的互作效應(yīng)對(duì)初乳白利糖度值均有顯著影響（P＜0.05）。其中，初乳白利糖度值隨胎次增加總體呈逐漸增加的趨勢(shì)，2 胎時(shí)最低，5 胎及以上最高。1 胎和2 胎的初乳白利糖度值之間無顯著差異，3、4、5 胎及以上初乳白利糖度值均高于1胎和2 胎（P＜0.05）。夏季產(chǎn)犢的初乳白利糖度值最低，秋季產(chǎn)犢最高。春夏兩季、秋冬兩季的初乳白利糖度值之間均無顯著差異，而秋冬兩季的初乳白利糖度值均高于春夏兩季（P＜0.05）。2016 年的初乳白利糖度值最高，高于2017 年（P＜0.05），二者之間相差0.86%。

表1 初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量的描述性統(tǒng)計(jì)

圖1 各胎次不同初乳白利糖度值等級(jí)分布

圖2 各產(chǎn)犢季節(jié)不同初乳白利糖度值等級(jí)分布

2.4.2 初乳產(chǎn)量 由表2 可知，胎次、產(chǎn)犢季節(jié)和產(chǎn)犢年份對(duì)初乳產(chǎn)量均有顯著影響。其中，初乳產(chǎn)量隨胎次增加總體呈逐漸增加的趨勢(shì)，1 胎時(shí)初乳產(chǎn)量最低，隨后逐漸增加，4 胎時(shí)最高，5 胎時(shí)稍有下降，2、3、4 和5 胎及以上的初乳產(chǎn)量無顯著差異，1 胎時(shí)初乳產(chǎn)量低于2、3、4 胎（P＜0.05），各胎次間初乳產(chǎn)量極差為1.81 kg。一年中，夏季產(chǎn)犢母牛的初乳產(chǎn)量最高，秋季最低，且夏季的初乳產(chǎn)量高于秋冬兩季（P＜0.05）。2016 年的初乳產(chǎn)量最高，高于2017、2018 年（P＜0.05）。

表2 不同胎次、產(chǎn)犢季節(jié)和產(chǎn)犢年份對(duì)初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量的影響（最小二乘均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）

3 討 論

Yaylak 等[4]在研究胎次和產(chǎn)犢季節(jié)對(duì)初乳品質(zhì)的影響時(shí)，測(cè)得42 頭荷斯坦牛的初乳白利糖度值平均值為24.61%；Silva-del-Río 等[6]測(cè)得134 頭娟姍牛的初乳白利糖度值平均值為25.4%，最小值為16.2%，最大值為37.1%；Quigley 等[3]測(cè)得183 頭荷斯坦牛的初乳白利糖度值平均值為23.8%，最小值為12.0%，最大值為32.0%。本研究所得的初乳白利糖度值在上述文獻(xiàn)報(bào)道的初乳白利糖度值平均值范圍內(nèi)（23.8%～25.4%），且本研究中所用數(shù)據(jù)量（1 261 條）遠(yuǎn)大于上述研究，標(biāo)準(zhǔn)差較小，能更加準(zhǔn)確且有針對(duì)性地反映我國(guó)荷斯坦牛的初乳品質(zhì)水平。此外，上述研究表明不同品種間初乳白利糖度值差異較小。Maunsell 等[13]研究發(fā)現(xiàn)初乳IgG 濃度和初乳產(chǎn)量之間相關(guān)較弱，而Silva-del-Río 等[6]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)產(chǎn)娟姍牛的初乳IgG 濃度和初乳產(chǎn)量之間存在極顯著負(fù)表型相關(guān)（r=-0.37）。本研究中，初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量之間無顯著相關(guān)關(guān)系（r=-0.03）（結(jié)果中未展示）。

前人關(guān)于初乳白利糖度值的研究結(jié)果在胎次間差異方面不一致。Moore 等[14]研究發(fā)現(xiàn)，荷斯坦牛初乳IgG 濃度隨胎次增加而增加；Yaylak 等[4]發(fā)現(xiàn)，荷斯坦牛2 胎時(shí)的初乳白利糖度值低于1 胎，但差異不顯著；Quigley 等[15]在研究娟姍牛的初乳品質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，2 胎時(shí)初乳IgG 濃度低于1 胎和3 胎及以上，這與本研究中2胎時(shí)初乳白利糖度值略有下降的結(jié)果一致，但均未說明出現(xiàn)此結(jié)果的原因，后續(xù)可擴(kuò)大數(shù)據(jù)量，再探討其規(guī)律變化。Moore 等[14]、Gulliksen 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，荷斯坦牛和挪威牛4 胎及以上的母牛初乳IgG 濃度顯著高于1胎和2 胎。本研究中，3 胎以上的母牛初乳白利糖度值與1、2 胎有顯著差異，說明2 胎以后初乳品質(zhì)逐漸改善。Godden 等[17]認(rèn)為，高胎次母牛長(zhǎng)期暴露于抗原之下，因而初乳中含有更高濃度的IgG，初乳品質(zhì)也相應(yīng)高于其他胎次。Yaylak 等[4]發(fā)現(xiàn)，冬季產(chǎn)犢的初乳白利糖度值為25.45%，春季產(chǎn)犢為23.76%，冬季比春季高1.69%，這與本研究的結(jié)果相近。Nardone 等[18]發(fā)現(xiàn)，在較熱的季節(jié)，荷斯坦牛初乳IgG 濃度會(huì)下降22.3%，較本研究測(cè)定結(jié)果高；本研究中，夏季初乳白利糖度值較秋季下降了8.41%。

王建梅等[9]發(fā)現(xiàn)，荷斯坦牛初乳產(chǎn)量隨胎次增加而增加，4 胎以后開始下降。本研究中胎次對(duì)初乳產(chǎn)量的影響與其相似。王建梅等[9]在新疆地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，荷斯坦牛初乳產(chǎn)量夏季最高，冬季最低，這與本研究略有不同；與北京相比，新疆地區(qū)冬季更為嚴(yán)重的冷應(yīng)激可能是造成母牛在新疆的冬季初乳產(chǎn)量最低的原因。Gulliksen 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，不同牧場(chǎng)的飼喂情況、養(yǎng)殖環(huán)境占初乳品質(zhì)影響因素的13.7%。本研究數(shù)據(jù)僅來自于同一牛場(chǎng)，因數(shù)據(jù)限制無法考慮不同地域、氣候條件、養(yǎng)殖環(huán)境等因素對(duì)荷斯坦牛初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量的影響。

4 結(jié) 論

本研究中，荷斯坦牛初乳白利糖度值為24.25%，初乳產(chǎn)量為6.52 kg，群體的初乳品質(zhì)較好；胎次、產(chǎn)犢季節(jié)和產(chǎn)犢年份對(duì)初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量均有顯著影響，初乳白利糖度值和初乳產(chǎn)量之間無顯著相關(guān)關(guān)系。荷斯坦牛初乳白利糖度值對(duì)分娩母牛的胎次和產(chǎn)犢年份、季節(jié)等生理和環(huán)境因素的變化較為敏感。本研究可為北京地區(qū)荷斯坦牛初乳品質(zhì)和初乳產(chǎn)量的遺傳建模提供部分借鑒意義。