圍產(chǎn)期奶牛血鈣影響因素及其與生產(chǎn)性能關系分析

李金曉，劉安國，汪子茗，王語濃，周榆淞，黃上真，王 凱，郭 剛，馬亞賓，王雅春*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，北京 100193；2.北京首農(nóng)畜牧發(fā)展有限公司，北京 100176；3.河北省畜牧良種工作站，河北石家莊 050061）

血鈣對于牛奶成分的構成具有重要作用。奶牛產(chǎn)后血鈣濃度因初乳的合成以及體內(nèi)鈣的需求量大幅增加而急劇下降[1]，奶牛通過溶解骨骼中的鈣以及提高日糧中鈣的吸收率等方式來減弱血鈣濃度下降的影響，但仍然面臨患泌乳性骨質疏松等疾病[1-4]以及生產(chǎn)性能下降[3]的風險。低血鈣癥指奶牛產(chǎn)后因缺鈣而失去站立能力的一種多發(fā)的圍產(chǎn)期營養(yǎng)性代謝疾病。調查顯示，在美國奶牛群體中經(jīng)產(chǎn)牛亞臨床低血鈣癥的發(fā)病率高達50%左右[5]；在我國奶牛群體中該發(fā)病率在40% 以上[6]，奶牛低血鈣癥會給畜牧生產(chǎn)帶來嚴重的經(jīng)濟損失。因此，研究奶牛血鈣濃度的影響因素并制定行之有效的牧場飼養(yǎng)管理策略是十分必要的。

產(chǎn)后時間[2,7]、胎次[8-9]以及是否患繁殖疾病[1,3-4]均影響奶牛產(chǎn)后血鈣濃度，然而關于體況、血鈣變異度對血鈣濃度的影響研究甚少。此外，低血鈣癥是否影響奶牛的生產(chǎn)性能并無一致結論。Chapinal 等[10]研究發(fā)現(xiàn)奶牛分娩前后血鈣濃度低與產(chǎn)奶量下降有關，但Jawor 等[11]研究發(fā)現(xiàn)患亞臨床低血鈣癥奶牛在泌乳早期的產(chǎn)奶量較正常奶牛高。因此，本研究通過分析圍產(chǎn)期奶牛血鈣濃度影響因素及血鈣濃度與生產(chǎn)性能的關系，旨在探究圍產(chǎn)期奶牛低血鈣癥的發(fā)生規(guī)律以及血鈣濃度對生產(chǎn)性能的影響，進而為圍產(chǎn)期奶牛的健康管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 試驗于北京地區(qū)某規(guī)?；膛鲞M行。血鈣濃度數(shù)據(jù)由中國農(nóng)業(yè)大學牛百科青年計劃小組成員于2018 年7 月20 日—8 月15 日對處于圍產(chǎn)期的36 頭健康荷斯坦牛集中測定。試驗牛產(chǎn)后1 個月內(nèi)的繁殖疾病發(fā)病記錄以及8 月份的體況評分數(shù)據(jù)來自于牛場的信息管理軟件（v3.076，阿菲金，以色列）。奶牛生產(chǎn)性能測定（Dairy Herd Improvement，DHI）數(shù)據(jù)由河北省奶牛生產(chǎn)性能測定中心提供。所有試驗牛均飼養(yǎng)于同一牛舍，按照奶牛飼養(yǎng)標準[12]進行飼喂。

1.2 血鈣濃度測定方法 晨飼后，使用一次性無菌采血針和非抗凝真空采血管（貝克頓,迪金森公司，美國）分別采集試驗牛產(chǎn)后l～7d 的尾根靜脈血10 mL。現(xiàn)場使用奶牛血鈣測定儀（哈羅德（北京）科技有限公司，中國）檢測血清中鈣離子濃度（準確度±20%）。

1.3 統(tǒng)計與分析

1.3.1 數(shù)據(jù)整理 合并和整理每日每頭牛的血鈣測定數(shù)據(jù)，最終獲得試驗牛血鈣測定的有效數(shù)據(jù)282 條，繁殖記錄和體況評分數(shù)據(jù)各36 條，其中試驗牛胎衣不下發(fā)病率為19%、子宮炎發(fā)病率為6%、子宮內(nèi)膜炎發(fā)病率為3%。

1.3.2 數(shù)據(jù)分組 在胎次對血鈣濃度影響因素分析中，依據(jù)胎次將試驗牛劃分為初產(chǎn)牛和經(jīng)產(chǎn)牛（胎次≥2），其中初產(chǎn)牛12 頭，經(jīng)產(chǎn)牛24 頭。在體況對血鈣濃度影響因素分析中，依據(jù)圍產(chǎn)期奶牛產(chǎn)后30 d 內(nèi)的理想體況評分（BCS）標準[12]，將試驗牛劃分為BCS≥3 組和BCS＜3 組，每組試驗牛頭數(shù)分別為30 頭和6 頭。在繁殖類疾病對血鈣濃度的影響因素分析中，以試驗牛產(chǎn)犢后1 個月內(nèi)是否患繁殖類疾病將試驗牛劃分為2 組，即健康組26 頭和患病組10 頭。在血鈣變異程度對血鈣濃度和產(chǎn)奶量的影響因素分析中，按每頭試驗牛產(chǎn)后1～7 d 內(nèi)血鈣濃度的變異系數(shù)將試驗牛劃分為3 組，即高變異度組12 頭，變異系數(shù)為0.21～0.13；中變異度組12 頭，變異系數(shù)為0.13～0.09；低變異度組12 頭，變異系數(shù)為0.09～0.03。

1.3.3 統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)整理由Excel 軟件完成，數(shù)據(jù)分析采用SAS 9.2 軟件。利用CORR 過程對血鈣濃度與產(chǎn)后天數(shù)進行相關分析。采用GLM/Lsmeans 檢驗方法對不同胎次、BCS、健康狀況以及血鈣濃度變異度分組中血鈣濃度進行分析以及多重比較。P＜0.05 為差異顯著，P＜0.01 為差異極顯著。

血鈣濃度的影響因素分析采用固定模型：

式中，Yijkm為試驗牛產(chǎn)后7 d 測定的血鈣濃度平均數(shù)；μ為總體平均數(shù)；Li為胎次效應（i=1，2）；Li為BCS分組效應（j=1，2）；BCSj為健康效應（k=1，2）；CVm為血鈣濃度變異程度的分組效應（m=1，2，3）；eijkm為隨機殘差。

采用單因素方差分析ANOVA/Duncan′s（a=0.05）對不同產(chǎn)后時間的血鈣濃度、不同血鈣濃度變異度分組的產(chǎn)奶量進行分析和多重檢驗。不同變異度情況下日均產(chǎn)奶量變化趨勢比較分析方法參考文獻[13]。P＜0.05 為差異顯著，P＜0.01 為差異極顯著。

2 結果

2.1 試驗牛血鈣濃度的描述統(tǒng)計 36 頭荷斯坦牛的平均血鈣濃度為1.41 mol/L，最大值為2.20 mmol/L，最小值為0.90 mmol/L，極差值1.30 mmol/L。如圖1 所示，每日平均血鈣濃度在產(chǎn)后1～7 d 呈先下降再上升的變化趨勢。血鈣濃度在產(chǎn)后第3～4 天達到最低值1.33 mmol/L，且與其他各時間段的血鈣濃度差異顯著。

圖1 奶牛產(chǎn)后日平均血鈣濃度隨產(chǎn)后時間的變化規(guī)律

2.2 奶牛產(chǎn)后血鈣濃度影響因素分析 如表1 所示，經(jīng)產(chǎn)牛的血鈣濃度較初產(chǎn)牛高0.09 mmol/L（P＜0.01）。不同BCS 分組對奶牛血鈣濃度的無顯著影響。健康狀況對血鈣濃度有極顯著影響，健康組奶牛血鈣濃度較患病組奶牛高0.11 mmol/L。血鈣濃度變異程度顯著影響血鈣濃度，低變異度組奶牛血鈣濃度較中變異度組高0.09 mmol/L，較高變異度組高0.11 mmol/L（P＜0.05）。

2.2.1 產(chǎn)后時間 如圖2 所示，奶牛血鈣濃度整體隨產(chǎn)后時間的延長而增加，二者存在顯著的正向相關關系。

2.2.2 胎次 由圖3 可知，初產(chǎn)牛和經(jīng)產(chǎn)牛的血鈣濃度隨產(chǎn)后時間的變化趨勢相似，均在第3～4 天達到最低值。其中初產(chǎn)牛第3～4 天血鈣濃度為1.28 mmol/L，較整體平均血鈣濃度低0.04 mmol/L，第5 天血鈣濃度上升至最高，較平均水平高0.07 mmol/L。同樣，經(jīng)產(chǎn)牛第3～4 天血鈣濃度為1.35 mmol/L，較整體平均血鈣濃度低0.05 mmol/L，第5 天時血鈣濃度上升較平均水平高0.04 mmol/L。

表1 胎次、體況評分、健康、變異程度對奶牛血鈣濃度的影響

圖2 奶牛產(chǎn)后血鈣濃度隨產(chǎn)后時間的變化規(guī)律

圖3 初產(chǎn)和經(jīng)產(chǎn)牛產(chǎn)后血鈣濃度變化規(guī)律的比較

2.2.3 體況 圖4 表明，BCS≥3 組奶牛的血鈣濃度隨產(chǎn)后時間先下降后上升，與日平均血鈣濃度的變化趨勢類似，但BCS＜3 組的血鈣濃度變化規(guī)律則不同。產(chǎn)后第6 天，BCS＜3 組奶牛的血鈣濃度達到最低水平1.26 mmol/L，較BCS≥3 組低0.16 mmol/L（P≥0.05）。

2.2.4 健康狀況 如圖5 所示，在產(chǎn)后第5、6 天，健康組奶牛的血鈣濃度分別較患病組高0.12 mmol/L 和0.20 mmol/L（P＜0.01）。

圖4 BCS 對奶牛血鈣濃度的影響

圖5 不同健康狀況對奶牛血鈣濃度的影響

2.2.5 血鈣濃度變異度對血鈣濃度的影響 如圖6 所示，低變異度組奶牛血鈣濃度在產(chǎn)后第1 天就維持較高水平，較中變異度組高0.04 mmol/L，較高變異度組高0.24 mmol/L（P＜0.05）。此外，在產(chǎn)后第2 天，低變異度組與高變異度組的血鈣濃度也存在顯著差異（P＜0.05）。

圖6 奶牛產(chǎn)后血鈣濃度變異情況對血鈣濃度的影響

2.3 血鈣濃度變異度對產(chǎn)奶量的影響 如圖7 所示，在產(chǎn)后1～7 d，奶牛在3 種變異度情況下的日均產(chǎn)奶量均穩(wěn)步提高。初產(chǎn)奶牛產(chǎn)奶量提高幅度（9.92 kg）小于經(jīng)產(chǎn)奶牛（15.80 kg）。初產(chǎn)奶牛低變異度組產(chǎn)奶量（21.05 kg/d）高于中變異度組（16.19 kg/d）和高變異度組（16.70 kg/d）（P≥0.05）。經(jīng)產(chǎn)奶牛低變異度組產(chǎn)奶量（23.02 kg/d）高于中變異度組（19.97 kg/d）和高變異度組（20.90 kg/d）（P≥0.05）。值得注意的是，在產(chǎn)后第1 天，低變異度組奶牛的產(chǎn)奶量（16.70 kg/d）顯著高于中變異度組（9.75 kg/d）和高變異度組（5.63 kg/d）。

圖7 奶牛產(chǎn)后血鈣濃度變異情況對產(chǎn)奶量的影響

3 討 論

3.1 奶牛產(chǎn)后血鈣濃度影響因素 有研究表明，奶牛血鈣濃度在產(chǎn)后1～7 d 整體呈現(xiàn)逐漸升高趨勢[7]，與本研究結果相似。在本研究中，分娩當天血鈣濃度為1.37 mmol/L，符合前人報道的分娩當天血鈣濃度范圍（＜2 mmol/L）[3]。然而，在本研究中奶牛產(chǎn)后每日平均血鈣濃度呈先下降再升高的變化趨勢，并且在第3～4 天達到最低，該現(xiàn)象與武福平等[14]研究得出的產(chǎn)后3～4 d 易發(fā)生低血鈣結果相似，這可能與奶牛產(chǎn)后連續(xù)3 d 灌服（產(chǎn)后第0～2 天）預防產(chǎn)后癱藥物（有效成分為丙酸鈣）有關[6,8]。

本研究中，經(jīng)產(chǎn)牛血鈣濃度在產(chǎn)后1～7d 均極顯著高于初產(chǎn)牛，與文獻報道[5,8-9]結果不一致。經(jīng)分析，本試驗奶牛場在奶牛產(chǎn)后灌服的藥物針對經(jīng)產(chǎn)奶牛、初產(chǎn)奶牛為不同亞型產(chǎn)品，產(chǎn)品配方不同。初產(chǎn)牛本身血鈣水平較高，一般不易發(fā)生低血鈣。如果大量補鈣反而會增加奶牛心臟負擔，故初產(chǎn)牛亞型產(chǎn)品無丙酸鈣成分。而經(jīng)產(chǎn)牛血鈣水平不足，需要大量補鈣以防奶牛患低血鈣癥，故經(jīng)產(chǎn)牛亞型產(chǎn)品增加了丙酸鈣含量。經(jīng)產(chǎn)牛產(chǎn)后大量補充鈣而初產(chǎn)牛沒有得到補充，因而導致經(jīng)產(chǎn)牛血鈣水平高于初產(chǎn)牛。飲食中鈣含量的高低決定胃腸道對鈣的吸收狀況，并且奶牛血鈣濃度與飼料中鈣含量有關[15]。Saarinen[16]研究指出，高鈣日糧可以有效提高奶牛血鈣濃度。

本研究中健康組奶牛的血鈣濃度高于患病組，與前人的研究結果一致，說明產(chǎn)后早期子宮疾病的發(fā)生與血鈣狀況有關[1,3-4]。BCS 是目前可以準確反映奶牛體能的方法之一[17]，即BCS 達到理想標準時，奶牛體能也較為理想。本研究中BCS≥3 組奶牛的血鈣濃度顯著高于BCS＜3 組，說明BCS＜3 組奶牛遭受營養(yǎng)負平衡影響更加嚴重，而針對產(chǎn)后健康牛群不同體況分組之間血鈣濃度差異未見報道。

3.2 血鈣濃度變異度對產(chǎn)奶量的影響 本研究首次利用血鈣濃度變異度的大小對產(chǎn)后奶牛進行分組，探究血鈣濃度對產(chǎn)奶量的影響，該方法可以有效地反映在不同生理狀態(tài)下群體內(nèi)的個體差異。本研究中，低變異度組（平均血鈣濃度高）奶牛產(chǎn)后的血鈣濃度持續(xù)保持較高水平且產(chǎn)奶量高，高變異度組（平均血鈣濃度低）奶牛產(chǎn)后的血鈣濃度較低、產(chǎn)后第1 天下降幅度較大、恢復時間長、變化不穩(wěn)定而且產(chǎn)奶量低。一些以是否患低血鈣癥為分組依據(jù)的相關研究表明，產(chǎn)后48 h 內(nèi)血鈣濃度低的奶牛產(chǎn)奶量低[18]，而其他研究結果與之相反[11]。這種差異可能與產(chǎn)后干物質攝入量的高低和分娩前的產(chǎn)奶能力的不同有關[19]，但是血鈣濃度如何影響產(chǎn)奶量有待于進一步研究。由此可知，奶牛血鈣濃度的降低并不完全由患代謝疾病導致。

4 結 論

本研究結果表明，胎次、健康狀況、血鈣濃度變異度對奶牛血鈣濃度有極顯著影響。產(chǎn)后時間對奶牛血鈣濃度有顯著影響，且二者之間有顯著的正向相關關系。利用血鈣濃度變異度研究血鈣濃度對產(chǎn)奶量的影響，可以有效地比較在不同生理狀態(tài)下奶牛生產(chǎn)性能的差異。本研究為了解產(chǎn)后奶牛的血鈣濃度變化規(guī)律提供基礎數(shù)據(jù)，也為預防奶牛產(chǎn)后低血鈣癥的發(fā)生以及制定提高奶牛生產(chǎn)性能的飼養(yǎng)管理策略提供參考。