奶牛繁殖性狀的影響因素及其研究進展

呂昕哲，齊 格，趙和平，毛澤楠，朱 凱

（河北品元生物科技有限公司，河北石家莊 050000）

近年來，從整體上來看中國的奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展趨勢良好，并不斷向規(guī)模化和集團化養(yǎng)殖發(fā)展，發(fā)展前景良好，成為了我國現(xiàn)代牧業(yè)的支柱產業(yè)。在奶牛生產中，繁殖性狀是眾多功能性狀中最為重要的一項，也是較重要的經濟性狀。奶牛經濟效益與繁殖效率高度相關，因為奶牛的泌乳周期依賴于定期產犢來更新泌乳周期，因此，實現(xiàn)快速受孕并實現(xiàn)每12 至14 個月一次的產犢目標，在現(xiàn)代奶牛生產中至關重要，這樣其生產性能及經濟效益也較好[1]。奶牛繁殖性能與產奶年限及終生產奶量呈顯著正相關關系，并關系到奶牛群的數(shù)量和質量[2,3]。在現(xiàn)代奶牛生產中，首次配種妊娠率低于40%，經產奶牛的產犢率會越來越低，且輸精次數(shù)隨著產犢次數(shù)的增加也會增加[4]。牧場淘汰奶牛時重點考慮繁殖因素，繁殖障礙等疾病對牧場的經濟效益影響很大[5]。奶牛的繁殖性狀逐漸成為影響奶牛養(yǎng)殖業(yè)和乳制品產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項重要因素，逐漸受到奶業(yè)科學家、繁育師、獸醫(yī)師和養(yǎng)牛者的關注。因此，本文闡述了影響奶牛繁殖性狀的各種因素及研究進展，以期為提高奶牛繁殖力提供參考。

1 奶牛的繁殖性狀

母牛在完整的生產期里所經歷的配種、妊娠和產犢等行為，是評估和定義奶牛繁殖性狀的關鍵指標，繁殖性狀是由遺傳和環(huán)境效應綜合作用所決定的復雜結果[4,6]，繁殖性狀雖不能直接體現(xiàn)動物個體的生產性能，但是它們與一頭奶牛的終生生產效益顯著正相關。奶牛的繁殖性能可以從兩個方面進行評估：一是母牛在產犢后重新進入發(fā)情周期的能力；二是母牛受精卵成功著床并保持妊娠的能力[7]。繁殖成績不佳的母牛，繼續(xù)飼養(yǎng)的成本較高，可能對養(yǎng)殖場造成一定的經濟，可以考慮直接淘汰母牛來提高牧場的繁殖水平[8,9]。

2 影響奶牛繁殖性狀的因素

2.1 遺傳因素

遺傳因素決定奶牛個體的繁殖性狀。成母牛繁殖性能的高低對青年牛的繁殖性能影響較大，遺傳選擇有非常重要的作用，所以選擇優(yōu)秀的高質量母本有決定性作用[10]。

2.1.1 品種質量

奶牛的品種質量是影響繁殖性狀的重要因素，其決定牛群的生產性能和經濟效益。奶牛群體中個體存在差異，因個體因素或遺傳因素造成繁殖能力低，如異性雙胎的母牛無生育能力、先天無性欲、習慣性流產的奶牛、疝氣、先天性生殖器官幼稚和畸形、子宮內環(huán)境差、屢配不孕和死胎等。品種質量影響繁殖性狀主要表現(xiàn)在兩方面：一種是公牛攜帶隱性基因而影響后代導致不孕或者先天性無性欲；另一種是異性雙胎不育，兩個胎兒之間通過胎盤的絨毛膜血管吻合支進行營養(yǎng)交換，造成異性雙胎中母犢的生殖器官發(fā)育不成熟，母犢成年后也達不到正常母牛的狀態(tài)，多數(shù)不能正常生育[11]。公牛的體型特征、精液品質和與卵細胞結合的能力與其后代的遺傳性能密切相關，飼養(yǎng)優(yōu)秀種公牛的目的是優(yōu)化牛群的遺傳基礎，提高養(yǎng)殖效益和經濟效益[12]。

2.1.2 遺傳力

遺傳力表示性狀受到遺傳調控的比例，遺傳力偏低，說明該性狀通過遺傳選擇的比例和在后代中表達的概率較低，此性狀通過遺傳改良的進程相對較慢[13]。奶牛繁殖性狀的遺傳力估計值相對較低，這是因為繁殖性能受到許多非遺傳因素的影響，而且這些非遺傳因素對繁殖性能的影響遠大于遺傳因素[14,15]。奶牛繁殖性狀的遺傳力較低，一般在0.05 以下，這說明繁殖性狀只有5%與遺傳基因有關[16]。韓廣文等[3,17]對荷斯坦牛群幾個繁殖性狀的遺傳力和外貌特征的相關性進行評估，發(fā)現(xiàn)繁殖性狀的遺傳力偏低，外貌特征與繁殖性狀之間存在弱的正相關。產奶量作為生產性狀也與繁殖性狀有一定的關聯(lián)，泌乳奶牛的能量分配，導致遺傳上的能量負平衡和較低體況評分[18,19]。有研究表明產奶量與繁殖性狀呈負相關，產奶量與平均胎間距、空懷期呈正相關（+0.16～+0.64）；與受胎率呈負相關（-0.62～-0.05）[20,21]。

2.2 環(huán)境因素

2.2.1 溫度和濕度

環(huán)境溫度和濕度過高或過低均會影響奶牛的繁殖性狀，通常認為，飼養(yǎng)奶牛的最適溫度是10～20℃，奶牛耐寒不耐熱。當環(huán)境溫度超過25℃時，奶牛會出現(xiàn)一系列的生理和行為變化，這些變化統(tǒng)稱為熱應激[22]，相比于高溫環(huán)境，高溫高濕環(huán)境對奶牛的影響更大，通常會使奶牛發(fā)情周期延長、乏情、胚胎早期死亡增多和容易發(fā)生流產等[23]。溫濕指數(shù)（Temperature and humidity Index，THI）是衡量動物舒適程度和適應能力的指標，一般來說THI 值越高，動物出現(xiàn)熱應激的風險越大，THI 值大于72 時，奶牛出現(xiàn)明顯的應激反應[24]。高溫導致奶牛機體有熱應激反應，雌激素分泌下降，導致奶牛發(fā)情持續(xù)時間和發(fā)情強度降低發(fā)情異常現(xiàn)象[25]。氣溫炎熱時公牛睪丸溫度升高，致使睪丸內精子生成受到影響，從而降低精子質量[26]。而且，熱應激還可能延遲母?？諔哑?，降低繁殖效率，給養(yǎng)牛業(yè)造成巨大經濟損失[27]。

冷應激同樣會影響母牛的繁殖性能，甲狀腺素、去甲腎上腺素和腎上腺素分泌量都會增加，腎上腺素和皮質醇類激素的分泌和表達，會直接阻斷生殖激素的作用和影響免疫系統(tǒng)并造成慢性炎癥反應，嚴重損害牛只的繁殖功能和生理功能，導致發(fā)情持續(xù)時間縮短，抑制母牛的發(fā)情和排卵[23,28,29]。

2.2.2 光照

光照是生物生長和發(fā)育的關鍵環(huán)境因子，不僅可以調節(jié)動物機體的代謝過程，還使動物隨著光照的周期性變化調節(jié)其生理活動，影響著動物的生長發(fā)育和繁殖功能[30]。奶牛是依靠松果腺來對光周期作出反應，缺少黑暗期或在不規(guī)則時間的光照下，奶牛會喪失對光周期的敏感性，生理平衡會被擾亂。光照強度的季節(jié)性變化影響了奶牛的生理活動，研究表明，奶牛在冬季補充額外的光照時間會延長母畜發(fā)情時間和提高受孕率，與自然光照的奶牛相比，產犢周期變化明顯，且表現(xiàn)出更高的受孕率[31]。在挪威的牛群中夜間接受補充光照的牛群，空懷期會縮短和人工授精次數(shù)減少[32]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，在日照更長的夏季和秋季產犢的母牛，恢復卵巢周期性的時間比春季和冬季產犢的母牛更早[33]。然而光照時間過長，以及不合適光照強度都有可能會使奶牛激素分泌紊亂從而導致繁殖能力下降，有很多關于光照時間對繁殖性能的試驗結果表明，奶牛明暗交替的最佳節(jié)點是16h 光照、8h 黑暗，光照強度控制在200Lux左右，可以最大程度地發(fā)揮奶牛的繁殖性能。

2.2.3 噪聲

從生理學的角度來看，噪聲是指那些干擾正常休息或不需要的聲音。根據(jù)專家對噪聲的研究結果表明，噪聲對畜禽的危害性非常大，對奶牛的繁殖性能和生產性能影響十分明顯，所以在奶牛場選址時應充分考慮養(yǎng)殖舍內及周圍的噪聲問題，應控制牛舍噪聲不能超過75dB。據(jù)報道，牧場環(huán)境噪聲達到68dB 以上時，就會對奶牛的生產性能造成影響，而且噪聲影響時間過長，奶牛會長時間處于應激狀態(tài)，產奶機能則難以恢復。噪聲對奶牛生理的危害性是全面的，噪聲最先刺激的是聽覺器官，持續(xù)的噪聲刺激，使奶牛的情緒比較急躁，處于慌亂不安的狀態(tài)，使公牛的精子質量下降，還可導致奶牛分娩障礙及妊娠母牛流產。

2.2.4 季節(jié)

奶牛通常是常年發(fā)情，但是不同季節(jié)對奶牛繁殖性狀也有一定的影響，其中溫度的變化和光照的周期性變化是最主要的調控因子。在極端環(huán)境中腎上腺被激活，產生大量黃體酮影響發(fā)情，是受胎率低的原因；光照周期的變化影響奶牛體內的激素變化。有研究發(fā)現(xiàn)，不同月份的發(fā)情率有明顯的差異，氣溫適宜的月份的發(fā)情率明顯高于極端氣候的月份，每年4月至10月確定發(fā)情的奶牛比1月和12月確定發(fā)情的多[29]。

2.3 營養(yǎng)因素

營養(yǎng)對奶牛的繁殖性狀起決定性作用，奶牛的身體狀態(tài)如營養(yǎng)不良或營養(yǎng)過剩都會對奶牛繁殖性狀和生殖系統(tǒng)功能等產生不同程度的影響[34]。

2.3.1 蛋白質

日糧中蛋白質水平會對奶牛繁殖性狀產生影響。當奶牛產后攝入的食物中蛋白質無法滿足需求時，它們會通過生理調節(jié)減少組織和器官對營養(yǎng)的需求，這種情況會導致子宮內環(huán)境紊亂，導致胚胎流產、產死胎等癥狀[23,35]。蛋白質攝入嚴重不足時，造成生理功能紊亂從而影響生殖器官的功能，當日糧蛋白質含量過高時，奶牛體內的酸度降低會影響發(fā)情和免疫系統(tǒng)的功能，影響奶牛的繁殖性狀[36,37]。同時，高蛋白日糧還會導致子宮內環(huán)境中酸性增加，對子宮黏膜產生不利影響，以及影響黃體酮的生成，降低子宮內環(huán)境的宜居性，從而降低受孕率[38]。

2.3.2 能量

日糧中能量的高低也會對奶牛的繁殖性能產生影響。高產奶牛與之對應的是高能量攝入，一旦攝入不足，奶牛就會處于能量負平衡狀態(tài)[39]。奶牛產后一個月內若出現(xiàn)能量紊亂則會降低繁殖性能，如產犢間隔變長，受胎率下降等[40]。奶牛在泌乳后期及配種前，對能量平衡尤為敏感，能量不足時奶牛子宮炎患病率明顯升高。妊娠期的奶牛能量不足時會導致黃體酮分泌量不足時會出現(xiàn)胎兒畸形，先兆流產等危害[35]。在奶牛的泌乳后期至配種前，飼喂過多能量導致奶牛肥胖，大量的脂肪會影響奶牛的生殖功能，產后還容易出現(xiàn)生殖系統(tǒng)疾病，如卵巢囊腫、持久黃體和乳房炎等[35,36]。因此，在飼養(yǎng)奶牛時需要注意控制飼養(yǎng)量，避免過度飼養(yǎng)，以維持奶牛的健康和生產效益。

2.3.3 礦物質和維生素

礦物質元素鈣、磷、鐵、鋅、銅、錳、硒等是動物代謝過程中重要的一類無機營養(yǎng)成分，維生素是一類有機化合物，分為脂溶性維生素和水溶性維生素。日糧中礦物元素不僅含量要在適當范圍內，比例還要合適，否則都會影響到奶牛的繁殖性能。鈣磷不足或比例不當不僅會延長奶牛性成熟時間，降低受胎率，而且還會使妊娠奶牛流產、產弱胎死胎、畸形胎，甚至使奶牛骨質疏松和產后癱瘓[35]。奶牛日糧中缺硒或缺鋅會引起奶牛流產、早產、死胎及胎兒畸形等問題；缺鐵會引發(fā)奶牛貧血，造成子宮內氧氣不足，影響犢牛生長發(fā)育，并引發(fā)流產、早產、弱胎和死胎等癥狀[41]。維生素E 缺乏時會造成免疫力下降和繁殖功能障礙，還會誘發(fā)奶牛子宮內膜炎等病癥[42]。

2.4 疾病因素

疾病問題也是影響母牛繁殖性狀的重要因素之一。非傳染性疾病主要有先天性生殖器官畸形、發(fā)育不全、機能障礙等。當母牛生殖系統(tǒng)處于疾病狀態(tài)時，奶牛的激素水平受到影響，激素分泌不平衡，導致母牛的發(fā)情率低，發(fā)情后配種受胎率低，嚴重的出現(xiàn)不發(fā)情的癥狀。此外，因為生產和飼料問題導致的某些代謝病和過度消瘦、過度肥胖癥等營養(yǎng)病等均能降低配種受胎率，還會延長空懷期，降低母牛的種用價值。傳染性疾病主要是由病毒、細菌、螺旋體、衣原體等微生物引起，如布魯氏菌病能使母牛的繁殖系統(tǒng)受到損傷，導致妊娠母牛發(fā)生流產，使母牛利用價值降低。所以牛群應制定科學合理的免疫方案或疫病凈化制度，避免傳染性疾病在牛群中擴散傳播。

3 小結

在奶牛生產中，奶牛繁殖性狀具有多樣化的特點，并且不同國家奶牛都有遇到繁殖障礙的問題，因此提高奶牛繁殖性狀可以有效地提高經濟效益和生產效益。遺傳因素、營養(yǎng)因素、環(huán)境因素等，都對繁殖性狀有一定的影響，因此要通過分析這些因素與繁殖性狀的關系，采取有效的措施改善繁殖性狀，帶動養(yǎng)殖場的經濟發(fā)展。