烈日炙烤，世界牛奶日（6月1日）却遇奶牛“大考”。农场奶牛“汗如雨下”，喘息连连，牛奶产量下降。农场主心急如焚，深知奶牛的每一滴汗珠都关乎牛奶的醇厚。这个特殊的日子，让我们一同关注奶牛，守护那份来自大自然的纯净与美味。
提升奶牛养殖的可持续性，关键在于关注奶牛终生产奶量。终生产奶量受奶牛年单产和胎次的影响很大。为了增加每个泌乳期产奶量并减少淘汰率，应尽量避免全身性免疫激活和炎症反应的发生。而热应激是导致全身性免疫激活的一个主要潜在因素，且可能出现在生产周期的任意阶段。
奶牛是恒温动物，体温维持在38-39℃之间，其最适环境温度在-5℃至25℃之间。当环境温度超出这个范围，即温度过高或过低时，奶牛需要消耗更多能量来调节体温。一头高产奶牛每日需要消耗约4.5 kg葡萄糖来维持其自身代谢，支持其身体维护、繁殖、免疫和产奶等机能，同时产生热量。奶牛瘤胃中的饲料发酵会产生大量热量，是奶牛热负荷的重要来源。随着全球气候变暖和产奶量的增加，奶牛更容易产生热应激。
温湿度指数（THI）是一个综合考量温度和湿度对动物双重影响的指标。图1展示了亚利桑那州的THI数据，该地区的热应激阈值设定为THI 72。当THI超过72时，奶牛开始出现热应激，繁殖能力受到影响。当THI超过82时，奶牛的产奶量急剧下降，表现出严重的应激症状，最终可能死亡。然而，在气候更为温和的地区，这个阈值可能降至60。因此，在气候温和的国家，也有可能发生热应激。
图1 温度、湿度和THI之间的关系
为了有效降温，奶牛会促使血液从内脏流向皮肤，增加皮肤血流量以增强与环境的热交换。器官中血液流动受限会导致器官中可用营养物质减少和废物积累，特别是在肠道中，血流减少会损害肠道黏膜的屏障功能，导致更多内毒素从肠道进入到血液循环（肠漏），从而引发全身性免疫激活和炎症反应。
热应激的奶牛会表现呼吸频率加快，血液中二氧化碳浓度降低，最初血液pH值上升，这种现象称为代谢性碱中毒。为了迅速应对这一情况，奶牛会通过尿液排出碳酸氢盐（HCO3-），而碳酸氢盐的大量排出会导致K+和Na+等正离子的分泌增加，进而引起低钾血症和低钠血症。在热应激中，奶牛尿液中Na+和K+的排泄量会增加，同时通过汗液排出的K+也增加。为了排出增加的Na+和K+，奶牛的尿量会增加，这种水和电解质的大量丢失，加上通过快速呼吸失去的水分，会导致奶牛脱水。此外，由于奶牛通过尿液排出碳酸氢盐，其瘤胃的缓冲能力也会受到影响。
与其他应激反应一样，热应激还会导致皮质醇分泌增加，影响奶牛的免疫系统。同时，热应激还可能引起体细胞损伤、线粒体等细胞器渗漏，导致自由基释放，进一步引发氧化应激。
在热应激的临床症状出现之前，生产参数可能已经开始出现变化。通常情况下，在热应激发生后24至48小时内可以观察到产奶量的下降。然而，牛奶成分发生改变的时间会更早，因此，牛奶成分检测可能是早期诊断热应激的更敏感指标。
热应激的一个显著特征是干物质采食量（DMI）的减少，这是奶牛为了降低瘤胃发酵产热的适应性反应。DMI的减少会直接导致产奶量的下降（如图2所示）。此外，这也与奶牛在热应激下需要更多能量来调节体温有关，从而减少了可用于产奶的能量。研究指出，产奶量的减少中有大约50%可以归因于DMI的降低。
图2 不同THI奶牛的产奶量
在热应激期间，奶牛饮水量增加，补充体液的同时帮助机体散热。如果热应激严重，动物极度萎靡不振，可能会完全停止饮水，开始频繁喘气和流口水等异常现象。
热应激的奶牛常常会长时间站立，尽可能增加暴露在对流和辐射中的体表面积，从而促进热量散发，图3展示的是不同THI条件下泌乳牛的站立比例。然而，一头高产奶牛每天需要休息12到14个小时，躺卧时间的减少和DMI的下降，导致奶牛患蹄病的风险也大大增加。
图3 不同THI泌乳牛站立比例
热应激还会导致奶牛的繁殖力下降，甚至引发流产。这其中的部分原因是，处于热应激状态下的奶牛可能因为嗜睡而不表现正常发情。此外，体温的升高还会影响卵泡的质量、胚胎的生长、促性腺激素的分泌、卵泡生长所需的类固醇激素的生成、黄体的发育以及子宫内膜的反应（如图4所示）。全身性的免疫激活也可能是导致繁殖问题的重要因素。根据意大利的一项研究发现，奶牛夏季的受孕率可能会下降20%至30%。
热应激同样也会对干奶期的奶牛产生不利影响，包括新生犊牛的出生体重降低、初乳质量下降、下一泌乳期的产奶量下降等。
图4 2000-2017年以色列大型奶牛场冬季（1-3月）或夏季（7-9月）首次授精奶牛的怀孕率
注：每年八月份的平均最高气温以黑色曲线表示。2010年、2012年和2015年的极端夏季天气与显著较低的怀孕率有关。
热应激带来的经济损失是巨大的，因此必须在早期采取措施。一个有效的热应激缓解策略主要包括管理和营养上的调整。例如，为妊娠后期的奶牛提供遮阴降温措施，不仅会使新生犊牛更加健壮和充满活力，同时也能提升这些奶牛在后续泌乳期的生产性能。
遮阴降温
在传统上，为所有奶牛提供遮阴是一项关键措施。研究表明，遮阴可以增加奶牛的反刍和产奶量，同时降低直肠温度。遮阴降温的关键是要确保每头奶牛都有足够的遮阴空间，否则只有部分奶牛能够受益。
饮水管理
环境温度每升高1℃，奶牛的日耗水量就会增加1.2 kg。因此，必须设置足够的饮水点，以确保所有奶牛都能够轻松获取优质的饮用水。根据经验，每20头奶牛至少需要一个饮水槽，并且奶牛与饮水槽的距离不应超过20米。定期检测水的卫生和质量，并且每周至少清洗几次饮水器。提供温度约为10℃的冰水有助于缓解热应激。
风扇降温
奶牛散发的热量会提高牛舍的温度和湿度。一个有效的通风系统应确保室内温度不会超过室外温度2.5℃至5℃。风扇的使用应保证奶牛周围的空气流通速度处于高速状态，这样做有以下几个好处：
喷淋降温
向奶牛喷洒冷水是减轻热应激的有效方法，但这需要充足的水源，在水资源匮乏的地区可能难以实施。部分奶牛可能会在喷水时表现出躲避行为。在喷洒冷水时，应特别注意正处于配种期的奶牛，以避免造成早期胚胎损失。
舒适的卧床和地面
为了避免热应激导致的蹄病，必须确保地面干净舒适，尽可能降低蹄病的发病率。要保证每头奶牛都能使用到舒适的卧床，刺激奶牛更多地躺卧。卧床应保持清洁干燥，以减少乳房炎的发生。
饲喂时间
调整饲喂时间，如提前或延后，有助于降低奶牛的热负担，这样做可以使发酵产生的热负荷峰值出现在气温相对较低的清晨和傍晚时段。
提高日粮的营养浓度
减少日粮中的粗饲料比例，增加日粮的能量密度，从而补偿干物质摄入量（DMI）的减少。但是，减少纤维量可能会导致蛋白质发酵增加，从而再次增加产热量。此外，增加精料饲喂量可能会对瘤胃pH值产生负面影响。
减少饲料的发热
添加抑制霉菌、酵母菌和厌氧菌生长的物质，可以减少因微生物繁殖导致的饲料变质。饲料中酵母菌发酵产生的高水平二氧化碳会降低奶牛的食欲，进一步加剧DMI的下降。
营养补充剂
在饲料中添加补充剂可以帮助奶牛在热应激下进行消化和代谢的调整：
热应激会通过多种途径直接或间接地影响奶牛的泌乳性能和健康。在实际生产中，我们可以通过日常管理和营养的调控，增加奶牛散热并减少奶牛产热，降低热应激对奶牛的影响，提高牧场生产效益。