夏季物理降溫對(duì)晉南牛生產(chǎn)的影響

文│車?yán)捉?王強(qiáng)華 郝王寶 楊紅軍 田國富 蘇祺 鄭月英*（山西省運(yùn)城市畜牧獸醫(yī)發(fā)展中心）

項(xiàng)目：運(yùn)城市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、大健康與生物醫(yī)藥領(lǐng)域科技計(jì)劃項(xiàng)目

晉南牛因產(chǎn)于山西省晉南盆地而得名，是我國五大地方良種黃牛之一，也是我國寶貴的畜禽品種資源。運(yùn)城市地處山西省最南端，又處運(yùn)城盆地和汾河河谷地帶，受地理位置及地形影響，年平均氣溫上升明顯，每年高溫持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度均為全省之首，高溫環(huán)境下肉牛易出現(xiàn)熱應(yīng)激反應(yīng)，引起采食量減少，免疫力降低，繁殖力與生產(chǎn)性能下降，甚至引發(fā)炭疽病、腐蹄病、氣腫病等疾病，給養(yǎng)殖業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。為了應(yīng)對(duì)熱應(yīng)激帶來的不良影響，國內(nèi)外采取的措施主要有物理降溫、改變?nèi)占Z組成和加強(qiáng)肉?？篃釕?yīng)激品種選育。相較后兩者，物理降溫最為簡單、經(jīng)濟(jì)，也是改善肉牛福利的一項(xiàng)重要舉措。為了應(yīng)對(duì)夏季熱應(yīng)激，陳昭輝等研究遮陽網(wǎng)的降溫效果，發(fā)現(xiàn)其可使環(huán)境從嚴(yán)重?zé)釕?yīng)激狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸葻釕?yīng)激，但仍然不利于肉牛的生長；南方夏季肉牛舍采用濕簾風(fēng)機(jī)負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)，可使舍內(nèi)平均溫度降低3.2℃，肉牛體感溫度降低1.8℃，呼吸頻率平均降低13次/分鐘，皮溫降低0.92℃，平均日增質(zhì)量提高0.13千克/天，但濕簾風(fēng)機(jī)負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)畜舍密閉性要求高，而大部分牛舍為開放或半開放式，因此該系統(tǒng)在牛舍中的應(yīng)用尚不多見。目前，國內(nèi)夏季采取物理降溫措施來改善肉牛生產(chǎn)性能的研究主要集中在南方地區(qū)，而晉南地區(qū)的溫?zé)岘h(huán)境亦會(huì)使晉南牛出現(xiàn)熱應(yīng)激，采取物理降溫措施能否緩減熱應(yīng)激，熱應(yīng)激對(duì)肉牛生產(chǎn)影響的研究還未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)采用噴霧降溫系統(tǒng)，旨在探索其對(duì)牛舍的降溫效果以及對(duì)晉南牛生理指標(biāo)、增重和相關(guān)血液指標(biāo)的影響，為晉南地區(qū)夏季肉牛舍的環(huán)境調(diào)控提供理論依據(jù)。

◎圖1 處理舍噴霧開啟后的狀況

一、材料與方法

1.試驗(yàn)牛舍和試驗(yàn)對(duì)象。試驗(yàn)選在山西省運(yùn)城市國家級(jí)晉南牛遺傳資源基因保護(hù)中心（34.85°N，110.30°E），該地區(qū)地處暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，夏季盛行東南季風(fēng)，高溫多雨。試驗(yàn)牛舍為開放式，雙列式頭對(duì)頭類型，東西走向，坐北朝南，牛舍長78米，寬13米，屋頂高5.5米，屋檐高4米，南北外墻高1.2米，南北側(cè)各5個(gè)牛舍，規(guī)格（長×寬×高）為14米×5米×5.5米，中間東西方向?yàn)檫^道，頂部為雙坡復(fù)合板彩鋼瓦鋼架脊型結(jié)構(gòu)。

選擇體重接近、月齡相同、健康無病的晉南牛母牛18頭，隨機(jī)分為2組，分別為試驗(yàn)組和對(duì)照組，散養(yǎng)在2棟構(gòu)造相同的牛舍。兩組初始體重分別為（385.11±12.74）千克、（399.00±24.83）千克（P＞0.05）。

2.噴霧降溫系統(tǒng)的安裝。噴霧系統(tǒng)安裝在牛舍運(yùn)動(dòng)場，噴頭的霧滴直徑為80微米，噴霧射程為寬1.5～2米，高3米，流量0.224升/分鐘，噴頭角度為豎直向下。噴霧銅管距地面為3米，在首位靠墻處安裝第一根（南北走向），后面每隔3米1根，每根安裝噴嘴8個(gè)，每個(gè)牛舍4列共32個(gè)。主機(jī)型號(hào)WR7.5HP，系統(tǒng)壓力為800千克/厘米，過濾精度為0.1微米，配自動(dòng)控制箱，可控制時(shí)間范圍為1～999秒。圖1為噴霧系統(tǒng)開啟后狀況。噴霧射程為寬1.5～2米，高3米，流量45升/分鐘。

3.試驗(yàn)管理。試驗(yàn)組每天8:00～18:00開啟噴霧降溫系統(tǒng)，噴霧程序?yàn)閲婌F5分鐘、暫停10分鐘，對(duì)照組不做任何處理。定期檢查噴霧設(shè)備，確保噴霧降溫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。試驗(yàn)于2021年7月13日～8月10日進(jìn)行，試驗(yàn)組和對(duì)照組飼養(yǎng)管理一致，人工清糞，飼料統(tǒng)一配制，每天05:00和17:00各飼喂1次，自由飲水，試驗(yàn)為期28天。

4.試驗(yàn)方法。

環(huán)境指標(biāo)的測定。環(huán)境指標(biāo)包括溫度、相對(duì)濕度、NH3和CO2濃度。在牛舍中部和兩端距離地面1.5米處懸掛溫度計(jì)和干濕球溫度計(jì)，每天08:00、14:00、18:00測定溫度、干球溫度和濕球溫度，并計(jì)算三次測定結(jié)果的平均值。通過干濕球溫度計(jì)上的對(duì)照表，查出牛舍內(nèi)的相對(duì)濕度，并計(jì)算舍內(nèi)溫濕指數(shù)。溫濕指數(shù)計(jì)算公式：THI＝0.72（Td+Tw）+40.6，其中Td為干球溫度，Tw為濕球溫度。NH3和CO2濃度測定分別用NH3檢測管和CO2檢測管，試驗(yàn)期間每周連續(xù)三天14:00時(shí)測定各組牛體高度的CO2及NH3含量。

生理和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的測定。生理和經(jīng)濟(jì)測定指標(biāo)包括直腸溫度、呼吸頻率、心率和日增重。每組選擇接近平均體重的3頭牛進(jìn)行生理指標(biāo)測定，直腸溫度測定時(shí)間為8:00、14:00和18:00，呼吸頻率、心率測定時(shí)間為14:00。直腸溫度由獸用玻璃體溫計(jì)測定，呼吸頻率采用人工秒表連續(xù)3分鐘計(jì)數(shù)側(cè)腹起伏次數(shù)，心率的測定采用聽診器按壓在牛左側(cè)胸壁前下方，肘關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)第3～5肋間，記錄3分鐘心跳次數(shù)，從而計(jì)算心率。試驗(yàn)開始第1天和第28天空腹稱量牛的體重，計(jì)算平均日增量。

血液指標(biāo)的測定。每組隨機(jī)選取3頭牛，于試驗(yàn)期第1天、14天和28天早晨進(jìn)行空腹頸靜脈采血，每次每頭采集血樣10毫升，4000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，分離血清，冷凍保存，送至山西比博生物科技有限公司檢測血液生化和免疫指標(biāo)，包括生長激素（GH）、類胰島素生長因子（IGF-1）、皮質(zhì)醇（CORT）、促腎上腺皮質(zhì)素（ACTH）、三碘甲腺原氨酸（T3）、甲狀腺素（T4）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白A（IgA）、白介素2（IL-2）、白介素4（IL-4）。

5.數(shù)據(jù)處理。所有數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05：差異顯著，P＜0.01：差異極顯著）。

二、結(jié)果

1.噴霧降溫對(duì)舍內(nèi)空氣環(huán)境指標(biāo)的影響。從表1可以看出，噴霧處理后，試驗(yàn)組日平均溫、濕度為（29.64±0.34）℃和（68.48±1.51）%，對(duì)照組為（31.61±0.47）℃和（63.88±1.44）%。試驗(yàn)組平均溫度比對(duì)照舍低1.97℃（P＜0.05），平均相對(duì)濕度比對(duì)照舍高6.72 %（P＜0.05）。試驗(yàn)組和對(duì)照組THI分別為（79.95±0.36）和（82.28±0.60），差異極顯著（P＜0.01）。噴霧處理還可降低舍內(nèi)NH3和CO2含量，降幅分別為15.01%（P＜ 0.01）和15.75%（P＞0.05）。

表1 噴霧降溫對(duì)舍內(nèi)空氣環(huán)境指標(biāo)的影響

2.噴霧降溫對(duì)晉南牛生理指標(biāo)的影響。測量對(duì)照組和試驗(yàn)組晉南牛的呼吸頻率分別為（65.18±2.16）和（52.86±1.75）次/分鐘，心率分別為（89.86±1.94）和（76.29±1.50）次/分鐘，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組呼吸率降低了12次/分鐘（P＜0.01），心率降低了14次/分鐘（P＜0.01）（表2）。試驗(yàn)期間每天8:00、14:00、18:00測定兩組牛的直腸溫度，如表3所示，14:00和18:00時(shí)，噴霧處理均可降低肉牛的直腸溫度，但差異不顯著（P＞0.05）。

表2 噴霧降溫對(duì)晉南牛呼吸率和心率的影響

表3 噴霧降溫對(duì)晉南牛直腸溫度的影響

3.噴霧降溫對(duì)晉南牛增重性能的影響。由表4可以看出，在第1天和第28天分別對(duì)牛空腹稱重，對(duì)照組的總增重量和日增重量分別為（21.33±4.02）千克和（0.76±0.08）千克/天，試驗(yàn)組的總增重量和日增重量分別為（25.78±2.31）千克和（0.92±0.14）千克/天，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組的總增重量和日增重量分別提高17.26%、17.39%，但差異不顯著（P＞0.05）。

表4 噴霧降溫對(duì)晉南牛增重性能的影響

4.噴霧降溫對(duì)晉南牛血液生化指標(biāo)的影響。在試驗(yàn)期間，與第1天相比，GH的含量，對(duì)照組在第14天和第28天變化不顯著，試驗(yàn)組則分別提高了11.73%和25.24%（P＜0.05），與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天、第28天分別提高了3.12%和11.08%（P＜0.05）；IGF-1的含量，對(duì)照組在試驗(yàn)第14天和第28天分別下降5.17%和13.43%，試驗(yàn)組則分別提高19.9%和22.3%，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天、第28天提高了36.94%（P＜0.01）和44.16%（P＜0.05）；CORT的含量，對(duì)照組有所下降，但差異不顯著，試驗(yàn)組則在第28天與第1天相比顯著下降（P＜0.05），與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第28天下降極顯著（P＜0.01）；ACTH的含量，對(duì)照組在第14天和第28天分別下降16.81%和11.25%，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別降低19.21%和26.01%（P＜0.05），與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天差異不顯著，但在第28天下降了20.59%（P＜0.01）；T3的含量，對(duì)照組變化不大，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別提高26.09%（P＜0.05）和29.9%（P＜0.01），與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別提高了8.7%和12.99%；T4含量，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別提高了14.85%（P＜0.01）和26.66%（P＜0.01），對(duì)照組則差異不顯著，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天和第28天均未出現(xiàn)顯著差異（見表5）。

表5 噴霧降溫對(duì)晉南牛血液生化指標(biāo)的影響

5.噴霧降溫對(duì)晉南牛血清免疫指標(biāo)的影響。由表6可知，通過噴霧降溫，與第1天相比，IgG的含量，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別提高了29.65%（P＜0.05）和33.07%（P＜0.01），對(duì)照組則變化不大，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天、第28天分別提高10.63%和8.56%；IgM的含量，對(duì)照組變化差異不顯著，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別提高了21.4%（P＜0.01）和28.15%（P＜0.01），與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第28天變化不大，在第14天提高了19.99%（P＜0.01）；IgA的含量，對(duì)照組無明顯變化，試驗(yàn)組第28天比第1天極顯著升高，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14和第28天分別提高了12.57%和18.16%（P＜0.01）；IL-2的含量，對(duì)照組在第14天和第28天分別下降了22.35%（P＜0.01）和33.4%（P＜0.05），試驗(yàn)組則均有所上升，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別提高了21.68%（P＜0.05）和35.41%（P＜0.01）；IL-4的含量，對(duì)照組變化不大，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別提高了25.80%（P＜0.05）和26.47%，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天、第28天均差異不顯著。

表6 噴霧降溫對(duì)晉南牛血清免疫指標(biāo)的影響

三、討論

1.噴霧降溫對(duì)舍內(nèi)空氣環(huán)境指標(biāo)的影響。大量研究證明，噴霧降溫能改善畜舍溫濕環(huán)境，有效緩解動(dòng)物熱應(yīng)激。試驗(yàn)結(jié)果表明，通過加強(qiáng)噴霧，可降低牛舍溫度，與此同時(shí)，相對(duì)濕度有所升高，但仍能保證在70%以下，符合牛舍相對(duì)濕度低于80%的要求，不會(huì)形成高溫、高濕環(huán)境而加重?zé)釕?yīng)激。溫濕指數(shù)能綜合反映環(huán)境溫度和濕度，是判斷動(dòng)物熱應(yīng)激程度的表觀指標(biāo)。有研究將熱應(yīng)激劃分為以下幾個(gè)等級(jí)：非熱應(yīng)激（THI≤72），輕度熱應(yīng)激（THI＞72≤79），中度熱應(yīng)激（THI＞79～≤88），重度熱應(yīng)激（THI＞88）。由此可見，噴霧處理后牛只仍處于中度熱應(yīng)激狀態(tài)，但由于試驗(yàn)組和對(duì)照組之間THI表現(xiàn)為差異極顯著，對(duì)于夏季持久的熱應(yīng)激影響，噴霧處理能在很大程度上緩解肉牛熱應(yīng)激。噴霧處理還可降低舍內(nèi)有害氣體NH3和CO2含量，有益于晉南牛的健康。

2.噴霧降溫對(duì)晉南牛生理指標(biāo)的影響。本試驗(yàn)通過安裝噴霧設(shè)備，使晉南牛呼吸頻率和心率分別降低達(dá)12和14次/分鐘，牛體的汗腺機(jī)能不發(fā)達(dá)，為了適應(yīng)夏季高溫天氣，機(jī)體必須通過下丘腦而啟動(dòng)相應(yīng)的神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)功能，從而引起呼吸和心跳的加快來加強(qiáng)散熱。試驗(yàn)測得兩組牛的直腸溫度沒有差異，這與李川等、丁露雨等研究一致，這可能是因?yàn)闀x南牛耐熱性好，在試驗(yàn)期間自身能夠調(diào)節(jié)體溫的恒定，因而直腸溫度始終在一個(gè)正常范圍之內(nèi)。

3.噴霧降溫對(duì)晉南牛增重性能的影響。夏季熱應(yīng)激情況下肉牛的飼料轉(zhuǎn)化率和日增重量均會(huì)有所下降，噴霧處理28天后，試驗(yàn)組和對(duì)照組相比，總增質(zhì)量和日增重量分別提高4.45千克和0.16千克/天，這說明噴霧處理在一定程度上可緩減熱應(yīng)激對(duì)養(yǎng)牛業(yè)造成的損失。

4.噴霧降溫對(duì)晉南牛血液生化指標(biāo)的影響。熱應(yīng)激時(shí)牛的代謝率降低、產(chǎn)熱減少，以增加機(jī)體對(duì)炎熱環(huán)境的適應(yīng)，因此造成生長激素（GH）、相應(yīng)類胰島素因子（IGF-1）、三碘甲腺原氨酸（T3）以及甲狀腺素（T4）等分泌減少，促腎上腺皮質(zhì)素（ACTH）和皮質(zhì)醇（CORT）分泌增加。本試驗(yàn)結(jié)果表明，噴霧組GH含量第28天比第1天顯著提高，且與對(duì)照組相比，在第28天上升顯著。對(duì)照組IGF-1含量下降，而試驗(yàn)組IGF-1含量上升，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天、28天均提高了36.94（P＜0.01）和44.16（P＜0.05）。與第1天相比，噴霧組CORT在第28天顯著下降，且在第28天，噴霧組極顯著低于對(duì)照組。第14天和第28天對(duì)照組ACTH含量均有下降，但是噴霧組下降更加明顯，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第28天下降了20.59%（P＜0.01）。噴霧降溫后，T3在試驗(yàn)第14天、第28天分別上升26.09%（P＜0.05）、29.9%（P＜0.01），T4在第14天、第28天分別提高了14.85%（P＜0.01）和26.66%（P＜0.01），與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組T3和T4含量在第14天、第28天均有所提高。結(jié)果表明，通過噴霧降溫能有效提高GH、IGF-1、T3和T4的含量，降低ACTH和CORT含量，緩解肉牛熱應(yīng)激，促進(jìn)晉南牛生長發(fā)育。

5.噴霧降溫對(duì)晉南牛血清免疫指標(biāo)的影響。大量研究表明，動(dòng)物應(yīng)激時(shí)血液糖皮質(zhì)激素水平有所改變，其變化可直接影響動(dòng)物的免疫水平。IgA、IgG、IgM是血清中重要的免疫球蛋白，血清IgA、IgG、IgM含量升高，說明機(jī)體體液免疫功能增強(qiáng)。在機(jī)體受到抗原刺激時(shí)，T淋巴細(xì)胞分泌的IL-2可以起到維持T/B淋巴細(xì)胞增殖分化，以及提高殺傷細(xì)胞活性的作用，而IL-4更多起到促進(jìn)炎癥反應(yīng)的作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與第1天相比，對(duì)照組IgA、IgG、IgM含量在第14天和28天均無顯著變化，而試驗(yàn)組IgG、IgM含量均顯著或極顯著提高，IgA含量在第28天極顯著提高，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組IgM和IgA含量分別在第14天和第28天極顯著提高。熱應(yīng)激使對(duì)照組IL-2含量在第14天和第28天分別下降了22.35%（P＜0.01）和33.4%（P＜0.05），而噴霧組IL-2含量則升高，且與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別顯著和極顯著升高。IL-4的含量，試驗(yàn)組在第14天和第28天分別提高了25.8%（P＜0.05）和26.47%，而對(duì)照組無明顯變化，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在第14天、第28天均差異不顯著。說明噴霧降溫有提高晉南牛免疫力的作用。

四、結(jié)論

炎熱夏季在肉牛舍進(jìn)行噴霧處理，可有效降低牛舍溫度1.97℃，降低15.01%的NH3濃度和15.75%的CO2濃度，降低呼吸頻率和心率分別12和14次/分鐘，提高17.39%的日增質(zhì)量，有效提高晉南牛血液中GH、IGF-1、T3和T4含量，而降低ACTH和CORT含量，血液中IgG、IgM、IgA含量增加，且促進(jìn)IL-2和IL-4的分泌。試驗(yàn)證明噴霧降溫系統(tǒng)可改善牛舍溫?zé)岘h(huán)境，降低牛舍溫度，調(diào)節(jié)晉南牛的生理狀況，提高其生產(chǎn)性能，改善機(jī)體內(nèi)穩(wěn)定，提高肉牛免疫力，有效緩解肉牛熱應(yīng)激，值得在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。