犢牛也會遭受熱應激,本文探討如何減少犢牛熱應激的策略。
犢牛試圖保持恆定的體溫而不受外界溫度的影響,在一個特定的溫度範圍內——稱為熱中性區——犢牛可以在不消耗額外能量的情況下做到這一點。熱中性帶的邊界不是恆定的,也不是單獨由外界溫度決定。它們很大程度上受到犢牛所經歷的有效環境溫度的影響,這取決於空氣的運動、溼度、毛髮、陽光、墊料和反芻。這些因素中有許多會受到牛犢所處的住房和環境的影響,這些因素都會影響溫度調節,並且在夏季和冬季的影響可能不同。當我們想到環境對犢牛的影響時,冷應激通常是更常見的問題,尤其是在氣候比較溫和的地區。然而,飆升的夏季溫度,炎熱的太陽和高溼度會導致犢牛熱應激,和擠奶的母牛一樣。如果它們生活在靠近赤道的地區,這些因素可能會影響一年中好幾個月的犢牛。減少採食量和增加維持能量需求,再加上免疫力下降,可導致生長不良、更容易患病,在極端情況下甚至死亡。
多熱才算太熱?
與成年動物相比,犢牛可能能更好地應對溫度升高,這是因為成年牛相對於體重的表面積大,而且犢牛產生的熱量比母牛少得多。顯然,由於纖維飼料的消化和代謝活動,奶牛產生的熱量增加,以支持高水平的產奶。
在一項對不同溫度下的荷斯坦犢牛進行10- 11小時實驗的研究中,在15-29℃和50%的相對溼度下,產熱量最小且相當穩定。當溫度接近24℃時,產生熱量增加(Gebremedhin et al, 1981)。當溫度高於20℃時,通過呼吸作用流失的水分增加,當溫度達到24℃時,通過蒸發散熱流失的水分開始增加(Gebremedhin et al. 1981)。在另一項研究中,犢牛被暴露在處理溫度下7小時,直到溫度接近32℃和60%的相對溼度時,才觀察到熱應激的跡象(Neuwirth et al., 1979)
關於犢牛在控制的環境下對熱應激反應的最新數據尚未獲得,然而,對犢牛夏季生產性能的觀察顯示,隨著犢牛出生頭2個月的平均溫度從-6℃增加到27℃,平均日增重下降,這表明犢牛舍的每日溫度超過25℃,犢牛可能無法消散積累的熱量(Bateman et al., 2012). 猶他州的一項研究(Wiedmeier et al., 2006)考慮了季節的影響,6月份斷奶前犢牛的平均最低日增重(0.6kg/天),12月份犢牛的中等增重(0.662kg/天),在這項研究中,犢牛每天以0.454kg代乳粉(20%蛋白質,20%脂肪)餵養。在賓夕法尼亞州的一項實地研究中,Place et al. (1998)
還發現,在夏季和秋季出生的犢牛的平均日增重明顯低於其他季節出生的犢牛,因為犢牛舍類型不同。
看起來犢牛和奶牛一樣,在夜間氣溫下降時感受到的壓力更小,沒有夜間降溫的時段,沒有機會讓累積的身體熱量散去。開口料攝取量減少,調節體溫所需的能量增加(維持成本),因此在熱應激期間飼料效率降低,體重增加可能會受到影響。瘤胃發育可能因採食量的減少而減慢,導致斷奶後更困難的過渡和生長衰退。此外,如果能量被轉向散熱功能,免疫力可能會受到影響。當犢牛經歷熱應激時,體溫會上升,如果達到約42.2℃,犢牛很可能死於中暑。
幫助小牛戰勝炎熱的策略
提供陰涼處
研究表明,提供陰涼可以降低棚內的溫度,降低犢牛的體溫和呼吸頻率。在阿拉巴馬州的一項研究中(Coleman et al., 1996),與沒有遮蔭的棚子相比,放置在塑料棚子上方約4英尺處的80%遮蔭布可使棚子內溫度降低華氏3℉(下午3點測量為92℉和89℉),犢牛的體溫降低了約0.5℉。該研究在第二年重複進行,以觀察犢牛的生長情況。溫度更溫和(下午3點,棚內的溫度為81℉和77℉),但陰涼使棚內的溫度降低了4℉。這些溫度處於預期會引起熱應激的較低水平,而且這項研究沒有提供任何關於炎熱天氣持續時間的信息。遮蔭棚裡的犢牛比未遮蔭棚裡的犢牛吃得少,平均日增重較低,但飼餵效率較高。
在密蘇裡州的一項研究中((Spain and Spiers, 1996),與沒有遮蔭的棚子相比,放置在塑料棚子上方約3英尺處的80%遮蔭布可使棚子內溫度降低華氏4℉(下午3點測量為89℉和85℉,遮蔭棚對犢牛直腸溫度的影響不顯著,但直腸溫度增加的速度慢於不遮蔭棚。遮蔭下犢牛的皮膚溫度比無遮蔭下犢牛低4℉。當溫度超過79℉時,所有犢牛的呼吸頻率都有所增加,但在下午3點測量時,遮蔭棚犢牛的呼吸頻率比無遮蔭棚犢牛的呼吸頻率低10次/分鐘。
在夏天,膠合板棚的室內空氣溫度比聚乙烯塑料棚要低,與沒有遮蔭的聚乙烯棚相比,在聚乙烯棚(置於小屋上方6.6英尺處的藍色塑料篷布)上提供遮陰確實能降低室內溫度,但在賓夕法尼亞州的一項研究中,有遮蔭的塑料棚不如木質棚涼爽。在這項研究中,木棚的中間溫度為78℉,有遮蔭的塑料棚為80℉,沒有遮蔭的塑料棚為82℉((Lammers et al., 1996)
可以使用堅固的屋頂、80%的遮陽布,或將棚移到有樹木遮蔽的地方。那些被關在籠子裡的犢牛可能比那些能夠選擇躺在哪裡的犢牛面臨更大的熱應激風險。在籠子前放一個圍欄,或者使用繫繩可以讓犢牛更自由地選擇一個舒適的地方。
犢牛被安置在有堅固屋頂的棚裡,有內置的蔭涼,但這取決於布局,有些圍欄可能比其他圍欄受到更多的陽光直射。如果犢牛沒有能力躲避陽光直射,遮陽布可以提供一些緩解。 在溫室棚裡,用遮陽布覆蓋的透明塑料或白色塑料被發現在阻擋太陽輻射方面同樣有效(Gooch and Inglis, 2001)
空氣流通
犢牛房子的位置應利用流動的風,並應包括儘可能多的利用自然空氣流動。通常,開放式建築應該面向東南。在夏天,籠子可以朝東,以最大限度地增加空氣流動,減少太陽能加熱。犢牛籠之間相距1.2m,排與排之間3m的犢牛籠可以使空氣自由流通,避免犢牛與犢牛之間的接觸,並為餵食和清潔提供方便(Tyson et al., 2007)。
通過在籠子上打開通風口並在籠子背面放置一個擋板可以增強空氣流動(當籠子內的墊料堆積時,一定要保持這個開口)來自華盛頓州立大學的Moore et al. (2012) 證明了在籠子後面放一個具體的障礙物(障礙物高度約20cm)降低了籠內的溫度和二氧化碳水平,並降低了小牛的呼吸頻率。對於有支撐的籠子來說,籠內的溫度比外面的溫度略低,而對於沒有支撐的籠子來說,情況正好相反。其他研究發現,與沒有升高的籠子相比,升高約4cm的籠子空氣中的細菌數量更低;這可能是由於氣流增加所致(Hill et al., 2011)
Hill et al. (2011)評價了在有側牆捲簾的自然通風棚中使用風扇為犢牛降溫的效果,一個有屋頂的通風口,有平板的圍欄,風扇在早上8點到下午5點運轉著。其他對待相同的情況下,犢牛每天平均日增重提高23%,飼料效率提高20%。
食用相同的牛奶和顆粒料的犢牛(沒有使用風扇降溫和用風扇降溫的犢牛平均日增重分別為0.4kg和0.499kg/天,增重比分別為0.385和0.466)被風扇降溫的犢牛的呼吸速率也較低。在試驗期間,棚內的平均溫度約為22℃(範圍在8至37℃)
根據設施的不同,當天氣發生變化時,可能需要不斷調整以保持足夠的通風,自動化控制非常有用(Gooch and Inglis, 2001)帶有透明或半透明屋頂棚比帶有木製或不透明屋頂的棚需要更頻繁的調整。當溫度達到24℃時,牛棚的側壁捲簾應該完全打開(Brotzman and Nordlund, 2012).
提供充足的水
當犢牛試圖維持體溫時,水分會通過增加呼吸和蒸發冷卻(出汗)而流失。雖然我們知道犢牛需要增加水消耗來補充降溫功能損失的水,但幾乎沒有數據可以準確估計隨著溫度上升需要多少水。超過33,000次對愛荷華州犢牛的水攝入量的觀察被用來發展方程來預測水攝入量。(Quigley, 2001).開始飲水量,環境溫度,代乳粉採食量是預測水攝入量的三個最重要的因素。在開始飲水量期間佔水攝入量的變化的60%,這項研究發現,隨著每日高溫的增加,犢牛的水攝入量呈指數增長(Quigley, 2001)。此外,當溫度超過25℃時,犢牛的耗水量增加不依賴於採食量(Quigley, 2011).不管犢牛是否在吃顆粒料,它們都需要在炎熱的天氣裡喝水,此外,讓每隻犢牛接觸水是至關重要的,以確保它們知道水是有用的。
儘管建議在犢牛出生的頭一兩天就給它們飲水,但美國農業部2007年乳品調查報告稱,犢牛首次飲水的平均年齡為15.3天。不到兩周的犢牛最容易腹瀉,這會導致迅速脫水,如果犢牛腹瀉而又沒有水,它們非常容易受到熱應激的影響,這就強調了在犢牛出生的第一周為其提供水的重要性。對於腹瀉的犢牛,在炎熱的天氣的提早的提供水和積極使用液體療法是特別關鍵。在犢牛第一次腹瀉跡象中添加電解質,以避免犢牛脫水。在夏季,水桶可能需要更頻繁地灌滿水(或換更大尺寸的水桶),特別是對即將斷奶的牛犢和剛斷奶的牛犢。
也有證據表明,在犢牛前保持清潔的水可以提高性能。也有證據表明,在猶他州的一項研究中,除了每天、每周或每兩周清洗水桶的頻率外,犢牛的餵養和管理方法相同(Wiedmeier et al., 2006),所有的水桶都是裝滿的,如果被糞便汙染了,也要清洗。在斷奶前,每天清洗桶的犢牛體重增加了0.703kg/天,而每周清洗桶的犢牛體重增加了0.671kg/天,每14天清洗桶的犢牛體重增加了0.635kg/天。此外,每兩周洗一次水桶的犢牛比每天或每周洗一次水桶的犢牛需要更多的治療。清洗桶的影響在不同季節都是一樣的。(犢牛在6月、9月、12月或3月出生)
保持新鮮的顆粒料
在熱應激期間,犢牛自然傾向於吃更少的顆粒料,這就意味著鼓勵攝入開口料的努力變得更加重要。在犢牛開始進食前,每次餵食時只放一小把。每天清除未食用的顆粒料和溼的或發黴的飼料,以保持新鮮,顆粒料桶和水桶之間的隔板可以通過限制兩個桶之間的轉移來幫助保持顆粒料的新鮮時間更長。
無機的墊料
無機墊料是一些犢牛飼養者的首選,因為它可以通過吸收犢牛身體熱量並消散熱量,而不是保留熱量,幫助犢牛保持涼爽。然而,在Hill et al. (2011)的上述研究中,居住在自然通風的牛棚和稻草墊料的犢牛比居住在牛棚的沙床上的犢牛平均日增重高0.059kg/天,不管用什麼材料做墊料,首要的是要為牛犢提供一個乾淨、乾燥的休息區域。
在犢牛舍早上工作
和其他種類的牛一樣,在早上處理犢牛是明智的,這樣就可以在犢牛的體溫和環境溫度都在一天中最低的時候完成緊張的活動,比如去角、接種疫苗、轉圈。
飼餵更多的代乳粉
有相當多的證據表明,大多數荷斯坦犢牛每天應該餵食超過0.454kg代乳粉,這僅僅是基於正常體重的犢牛的維持需求。冷應激比熱應激更受關注,當溫度下降時,犢牛通常會增加它們的攝取量來幫助滿足它們增加的能量需求(這對3周以上的犢牛是正確的)。因此,在寒冷的天氣裡,開始吃顆粒料的犢牛通常可以通過吃更多的顆粒料,來滿足它們增加的能量需求。然而,在熱應激期間,開口料的攝入量經常停滯或下降,這使得犢牛沒有足夠的能量維持需求。一般來說,健康的犢牛不太可能拒絕喝牛奶,所以有機會通過增加牛奶的數量來增加給犢牛提供的能量。
在這一點上,幾乎沒有數據表明添加多少代乳粉來幫助小牛對抗熱應激, 對於肉牛來說,飼養能量需求是根據過去30天的平均日溫度對環境的適應情況進行調整的,額外的調整是為了反映由於短期熱應激而增加的飼養能量需求(NRC, 1981; 2000),喘息的嚴重程度用來表示短期熱應激,當犢牛表現出快速、淺喘息時,建議維持能量需求增加7%,或張口喘息時,建議增加11 - 25%(NRC, 1981).更複雜的模型已經開發出來((Fox and Tylutki, 1998, for example),但它們還沒有在奶牛身上驗證過。
在相同的研究設施中,在夏季和冬季條件下,用相同的代乳粉餵養的犢牛進行試驗,比較試驗結果,提供了一些有趣的思考(Hill et al., 2007; 2012)。在第一次試驗中,小牛圈舍的日平均溫度為-3℃;第二次試驗的平均溫度為24℃,冬季試驗犢牛每天飼餵0.454kg、0.567kg或0.68kg含20%蛋白質和20%脂肪的代乳粉,42日齡斷奶,鋪上刨屑或稻草(Hill et al., 2007), 在冬季試驗中,3種攝食量至第56天的平均日增重無差異,平均為0.635kg/天。開口料採食量隨代乳粉攝取量的增加呈線性下降。此外,鋪有稻草的犢牛比鋪有刨屑的犢牛吃得更多,增重也更多(每天0.68kg和0.59kg)。相比之下,在夏季試驗中,飼餵量高的代乳粉的犢牛增重高於飼餵0.454kg代乳粉的犢牛(56日齡平均日增重分別為0.499kg磅和0.454kg),且兩組犢牛的採食量相近。
這種比較沒有考慮熱應激對產犢前的影響,這已被證明對犢牛有負面影響。佛羅裡達大學的一項研究表明(Tao et al., 2012),在高溫環境下出生的犢牛比在涼爽環境下出生的犢牛初生時少重5.9kg,斷奶時少重12.7kg。兩組犢牛從出生到斷奶的平均日增重無顯著差異。雖然其他研究發現熱應激可以降低初乳IgG含量,但在佛羅裡達的這項研究中,初乳IgG含量不受熱應激的影響。然而,在高溫條件下出生的犢牛與在低溫條件下出生的犢牛相比,其被動免疫轉移和細胞介導免疫減弱,成功的被動轉移與提高犢牛生產性能之間的聯繫已經得到證實,因此不應忘記在炎熱天氣下免疫狀態受損對犢牛生產性能的潛在影響(無論飼餵水平如何)。
結合與犢牛環境溫度應激相關的研究結果,似乎墊料和開口料採食量可以彌補寒冷的溫度,但在溫暖的天氣裡開口料採食量較低,需要額外的代乳粉來支持犢牛的生長。因此,合理的結論似乎是,在更廣泛的環境條件下,每天例行餵食超過0.454kg代乳粉或3.79L牛奶的項目有可能提供超過維持需求的能量(Hill et al., 2013)。此外,熱應激可能確實比冷應激更能限制犢牛的期望的平均日增重。
參考文獻
Bateman, G., II, and M. Hill. 2012. How heat stress impacts the growth of
calves. Progressive Dairyman. 26:55-57.
Brotzman,B., and Nordlund, K. 2012. Ask the Expert: Managing Curtains in the
Fall. Vita Plus Starting Strong E-Newsletter - August 2012, Accessed May 23,
2013.
Coleman, D. A., B. R. Moss, and T. A. McCaskey. 1996. Supplemental shade for
dairy calves reared in commercial calf hutches in a southern climate. J. Dairy Sci.
79:2038-2043.
Fox, D. G., and T. P. Tylutki. 1998. Accounting for the effects of environment on
the nutrient requirements of dairy cattle. J. Dairy Sci. 81:3085-3095.
Gebremedhin, K. G., C. O. Cramer, and W. P. Porter. 1981. Predictions and
measurements of heat production and food and water requirements of Holstein
calves in different environments. Trans. Am. Soc. Agric. Eng. 24:715-720.
Gooch, C. A., and S. F. Inglis. 2001. Environmental conditions in plastic film
covered calf facilities. Presented at the Sixth Int. Livest. Environ. Symp.,
Louisville, KY. Am. Soc. Agric. Eng. St. Joseph, MI.
Hill, T. M., H. G. Bateman, II, J. M. Aldrich, and R. L. Schlotterbeck. 2007.
Effects of feeding rate of milk replacers and bedding material for calves in a
cold, naturally ventilated nursery. Prof. Anim. Sci. 23:656-664.
Hill, T. M., H. G. Bateman, II, J. M. Aldrich, and R. L. Schlotterbeck. 2011.
Comparisons of housing, bedding, and cooling options for dairy calves. J. Dairy
Sci. 94:2138-2146.
Hill, T. M., H. G. Bateman, II, J. M. Aldrich, and R. L. Schlotterbeck. 2012. Case
study: Effect of feeding rate and weaning age of dairy calves fed a conventional
milk replacer during warm summer months. Prof. Anim. Sci. 28:125-130.
Hill, M., J. Quigley, and G. Bateman. 2013. Why isn't more milk fed to calves?
Progressive Dairyman. 27:74-75.
Lammers, B. P., J. W. vanKoot, A. J. Heinrichs, and R. E. Graves. 1996. The
effect of plywood and polyethylene calf hutches on heat stress. Appl. Eng. Agric.
12:741-745.
Moore, D. A., J. L. Duprau, and J. R. Wenz. 2012. Effects of dairy calf hutch
elevation on heat reduction, carbon dioxide concentration, air circulation, and
respiratory rates. J. Dairy Sci. 95:4050-4054.
National Research Council. 1981. Effect of Environment on Nutrient
Requirements of Domestic Animals. Natl. Acad. Sci., Washington, DC.
National Research Council. 2000. Nutrient Requirements of Beef Cattle. 7th
rev. ed. Natl. Acad. Sci., Washington, DC.
Neuwirth, J. G., J. K. Norton, C. A. Rawlings, F. N. Thompson, and G. O. Ware.
1979. Physiologic responses of dairy calves to environmental heat stress. Int. J.
Biometeorol. 23:243-254.
Place, N. T., A. J. Heinrichs, and H. N. Erb. 1998. The effects of disease,
management, and nutrition on average daily gain of dairy heifers from birth to
four months. J. Dairy Sci. 81:1004-1009.
Quigley, J. 2001. Calf Note #68 - Predicting water intake in young calves.
Accessed May 24, 2013.
Quigley, J. 2011. Calf Note #158 - Water for calves - cold or warm? Accessed
May 24, 2013.
Tao, S., A. P. A Monteiro, I. M. Thompson, M. J. Hayen, and G. E. Dahl. 2012.
Effect of late-gestation maternal heat stress on growth and immune function of
dairy calves. J. Dairy Sci. 95:7128-7136.
yson, Graves, McFarland, and Wilson. 2007. Calf Hutch with Yard. Idea Plan
No. DIP 501. Penn State Extension. Accessed June 3, 2013.
USDA. 2007. Dairy 2007, Part I: Reference of Dairy Cattle Health and
Management Practices in the United States. USDA-APHIS-VS, CEAH. Fort Collins,
CO.
Wiedmeier, R. D., A. J. Young, and D. S. Hammon. 2006. Frequent changing
and rinsing of drinking water buckets improved performance of hutch-reared
Holstein calves. Bovine Practitioner. 40:1-6.