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奶牛为什么会一直产奶:奶牛产奶原理与维持持续产奶的方法

时间:2024-10-11 15:09:14阅读:

一、奶牛产奶的原理

奶牛产奶是一个复杂的生理过程,涉及到乳腺结构、激素调控以及营养物质的吸收与转化等多方面因素。

(一)乳腺结构基础

奶牛的乳腺是产奶的重要器官。乳腺由许多腺泡和导管系统组成。腺泡是产生乳汁的基本单位,腺泡细胞具有分泌乳汁的功能。导管系统则像管道一样,负责将腺泡产生的乳汁运输到乳头,以便挤出或供小牛吸吮。在乳腺发育过程中,其最早在胚胎期就开始发育,历经胚胎期、青春期、妊娠期、泌乳期以及干奶期5个阶段。例如,胚胎发育到130日龄时,初级乳芽形成乳池,次级乳芽成为乳管,为后续乳腺发育做准备;青春期主要是导管系统广泛生长发育;妊娠期乳腺小叶腺泡开始发育,妊娠后期导管持续发育且小叶腺泡生长加快;到了泌乳期,乳腺上皮细胞活性最强烈,大量合成并分泌乳汁;干奶期则是乳腺组织的休息和恢复阶段。

(二)激素的关键调控作用

多种激素在奶牛产奶过程中起着关键的调控作用。

催乳素:催乳素是促进乳汁分泌的重要激素。在分娩后,催乳素的分泌增加,刺激乳腺腺泡细胞合成和分泌乳汁。例如,当奶牛分娩完成后,身体内的催乳素水平上升,促使乳腺开始产奶。

雌激素和黄体酮:在奶牛的乳腺发育和产奶过程中,雌激素和黄体酮也发挥着重要作用。在妊娠期,雌激素和黄体酮协同作用,促进乳腺上皮细胞的增殖和分化,为产后的泌乳做准备。怀孕后期,黄体酮维持乳腺的稳定状态。当分娩后,黄体酮水平下降,催乳素等激素开始主导乳汁的分泌过程。

其他激素:生长激素、糖皮质激素和胰岛素等也参与到乳汁的分泌过程中。例如,胰岛素在乳汁分泌的启动阶段(分泌激活)发挥作用,它与催乳素、皮质醇等共同参与,是启动乳汁分泌的前提条件之一。同时,JAK - STAT和PI3K/AKT/mTOR这两条信号通路对奶牛乳腺发育与泌乳过程也有着调控作用,这些信号通路涉及到多种激素和细胞内分子的相互作用,共同影响着奶牛的产奶过程。

(三)营养物质的供应与转化

奶牛通过采食牧草、饲料等获取营养物质,这些营养物质经过反刍、咀嚼以及瘤胃的发酵酶解作用等环节,将饲草料中的纤维质降解成小分子的低级脂肪酸与氨基酸等。然后,这些小分子营养物质被胃肠道吸收进入血液循环系统,再流经乳房被乳腺上皮细胞重吸收利用,组合成乳脂、乳蛋白以及其他营养物质,最终形成乳汁。例如,乳腺上皮细胞会利用血液中的氨基酸合成乳蛋白,利用低级脂肪酸合成乳脂等,这个过程需要奶牛摄入足够且均衡的营养物质,以保证乳汁的正常合成和分泌。

二、影响奶牛产奶的因素

奶牛的产奶性能受到多种因素的综合影响,主要可归纳为遗传因素、生理因素和环境因素三大类。

(一)遗传因素

品种差异

品种是决定奶牛产奶量的重要基础。不同品种的奶牛产奶能力存在显著差异。例如,荷斯坦奶牛是世界上公认的高产奶牛品种,其产奶量在各乳牛品种中处于领先地位。美国有一头荷斯坦奶牛在1997年每天2次挤奶,产量达到30833kg;而中国荷斯坦牛的产奶量在6500 - 7500kg(305d)。相比之下,娟姗牛的乳脂率较高,为5.2%(3.3% - 8.4%),但产奶量低于荷斯坦奶牛。

品种的遗传特性决定了奶牛的乳腺发育潜力、激素调节能力以及对营养物质的利用效率等,这些因素直接影响着产奶量和奶的品质。

个体差异

在同一品种的奶牛中,也存在个体差异。即使是优良品种,不同个体的产奶量也会有所不同。不过这种个体间的差异相对品种间的差异要小一些。例如,在一个荷斯坦奶牛群中,有的奶牛产奶量可能高于群体平均水平,而有的则可能低于平均水平,这与个体的遗传基因组合有关,这些基因可能影响奶牛的生长发育速度、身体机能以及对环境的适应能力等,进而影响产奶性能。

(二)生理因素

年龄和胎次

年龄和胎次对奶牛产奶性能有着明显的影响。一般来说,青年母牛由于乳腺发育尚未充分,初产奶牛的产奶量较低,仅相当于成年奶牛的70 - 80%。例如,中国荷斯坦牛初产年龄通常在2.5岁左右,此时其身体发育仍在继续,产奶量相对较低。

随着年龄和胎次的增加,奶牛的产奶量会发生变化。通常奶牛在第4 - 6胎时产奶量可达到终生产奶的最高峰。然而,当奶牛达到7 - 8胎以后,因机体功能逐渐降低,产奶量会逐渐下降。10岁以后,产奶量的下降趋势更加明显。

产犊间隔

产犊间隔影响着奶牛的胎次平均日产奶量、终身奶产量和利用年限。最理想的产犊间隔为12个月,即奶牛在1年中产奶10个月,干奶2个月,保持一年一产犊。一般管理良好的奶牛场产犊间隔为13个月。产犊间隔短的奶牛产奶量高,反之,如果母牛久配不育,产犊间隔超过380 - 400天,其年产量会大大降低。如果母牛产后不能按时配种,不能及时开奶,泌乳期拖得太长,不仅会影响下一个泌乳期的产奶量,还容易造成母牛的不孕症,影响其繁殖成绩。

健康状况

奶牛的健康状况直接关系到产奶量。例如,奶牛如果患有乳房炎,乳腺组织受到感染和损伤,会导致产奶量下降,同时奶的品质也会受到影响,如乳蛋白、乳脂含量可能降低,还可能出现体细胞数增加等问题。

其他疾病,如消化系统疾病会影响奶牛对营养物质的消化和吸收,从而间接影响产奶量。因为如果奶牛不能正常消化和吸收饲料中的营养成分,就无法为乳汁合成提供足够的原料。

泌乳期各阶段

低产母牛在产后30 - 40d、高产牛在产后50 - 60d产奶量达到最高峰,这段最高峰一般维持20 - 60d,以后便开始下降。高产品种一般每月下降4% - 5%,低产品种下降9% - 10%;最初数月下降速度较慢,到泌乳末期,泌乳量迅速下降。而且初乳期内的乳脂率很高,第2 - 8周乳脂率最低,第三个泌乳月开始,乳脂率又逐渐上升。

发情与妊娠

泌乳牛发情期间,产奶量将出现短暂性下降,但乳脂率略有上升。妊娠对母牛产奶的影响显著而持续。妊娠初期影响甚微;妊娠中期由于孕激素的泌乳抑制作用,泌乳量下降明显;妊娠后期直至干乳,牛奶产量下降迅速。

(三)环境因素

季节与温度

荷斯坦牛喜凉怕热,适宜的气温为10 - 16℃。母牛产犊季节不同,其泌乳高峰期所处的环境温度不同,因而对整个泌乳期产奶量的影响程度不同。就产奶量而言,以冬季和早春产犊最好,春、秋季次之,夏季产量不佳。例如,在我国北方,夏季高温时,奶牛可能会出现热应激反应,热应激期间奶牛乳蛋白合成减少,其机制主要包括乳腺血流量减少导致乳蛋白合成前体受限、乳腺蛋白合成活性的特定下调、蛋白质周转增加(酪蛋白与结构蛋白合成竞争氨基酸)以及瘤胃蛋白质代谢的变化限制热应激期间牛奶蛋白质前体等。同时,高温还会影响奶牛的食欲,减少采食量,从而影响营养物质的摄入,进而影响产奶量。

饲养管理

饲料条件:饲料条件对母牛的产奶量和乳成分有显著的影响。在整个奶牛的泌乳期间,应根据具体情况(体重、产奶量、乳蛋白率、乳脂率、体况等)进行合理的全价日粮饲喂。例如,现在规模牛场普遍采用的TMR(全混合日粮)饲喂技术,该技术可以保证奶牛吃进去的每一口饲料都是全价的,避免了奶牛因挑食而导致营养摄入不均,进而影响牛奶产量和品质。如果饲料中缺乏某些营养成分,如蛋白质、能量、矿物质或维生素等,会影响乳汁的合成。

挤奶操作:挤奶前用温水擦拭乳房,能使血液流向乳房的数量增多,能加强乳脂的合成作用。在挤奶前不按摩乳房或按摩不充分的情况下,乳腺内的奶只有10% - 25%进入乳池;而在较长时间按摩的情况下,进入乳池的奶可达70% - 90%。另外,乳腺中奶的合成与分泌速度是与乳房内压成反比的,及时将乳房内的奶挤出来,减低乳房内压,可促进乳的合成与分泌,提高产奶量。适当缩短挤乳间隔时间,增加挤乳次数,可加速奶的形成和分泌。如每天挤乳3次的比挤2次者可增加产奶量10% - 20%,挤4次的比3次者又可提高5% - 15%。但增加挤奶次数会增加劳动强度和人工成本,我国大部分奶牛目前采用每日3次挤奶的体制。而且,由3次改为2次挤乳时,对高产牛影响较大,对低产牛则影响不大,一昼夜产奶量在18kg以下的,可采用2次挤乳制,这样既符合母牛的生理要求,也比较经济;但对日产量在18kg以上的母牛,特别是高产牛,则每天应挤乳3次。

圈舍环境:圈舍是奶牛主要的生活环境,圈舍的卫生状况会影响牛奶产量和奶牛健康。养殖人员需要每天对圈舍进行一次全面清理,如果条件允许,最好是早晚各1次。定期对圈舍进行消毒,消毒可有效的防止病菌的滋生。干净、卫生、通风、干燥的圈舍环境有利于奶牛的健康产奶,反之,如果圈舍环境差,容易导致奶牛生病,从而影响产奶量。

干乳期管理:一般在母牛妊娠的最后2个月要对其进行干乳处理,目的是保证胎犊有充足的营养摄入,保证机体健康发育,也可促进乳腺组织的休养和更新,缓解瘤胃长期对高精料日粮消化的负面影响。如果干乳期管理不当,如没有提供合适的营养或没有让乳腺得到充分的休息,会影响下一个泌乳期的产奶量。

三、奶牛产奶的周期和特点

(一)产奶周期

初配与产犊

奶牛在生长过程中,经过犊牛期,吃奶,2个月后断奶进入断乳期,开始吃精料和草。之后在3 - 14月处于青年期,奶牛在14 - 24月开始配种,一般24月龄开始产犊,进入泌乳期。

泌乳期与干奶期

奶牛产奶期(泌乳期)一般为300天左右,之后进入干奶期等待下一次产犊。在一个泌乳期内,产奶量呈现一定的变化规律。低产母牛在产后30 - 40d、高产牛在产后50 - 60d产奶量达到最高峰,这段最高峰一般维持20 - 60d,以后便开始下降。高产品种一般每月下降4% - 5%,低产品种下降9% - 10%;最初数月下降速度较慢,到泌乳末期,泌乳量迅速下降。

繁殖周期与产奶的关系

奶牛的繁殖周期与产奶密切相关。理想的产犊间隔为12个月,这样可以保证奶牛每年有较长的泌乳期,同时也有利于奶牛的健康和繁殖性能的维持。如果产犊间隔过长或过短都会对产奶量产生不利影响。例如,产犊间隔过长,奶牛的泌乳期可能会延长,但后期产奶量会逐渐减少,而且还可能影响下一个泌乳期的产奶量;产犊间隔过短,奶牛可能没有足够的时间恢复身体机能,也会影响产奶量和奶的品质。

(二)产奶特点

阶段性变化

在整个泌乳期内,奶的产量和成分会发生阶段性变化。除了产奶量的变化外,乳脂率也有相应的变化。初乳期内的乳脂率很高,第2 - 8周乳脂率最低,第三个泌乳月开始,乳脂率又逐渐上升。这种变化与奶牛的生理状态、营养物质的代谢以及激素水平的变化等因素有关。

个体差异影响

不同个体的奶牛在产奶周期和产奶量变化趋势上也存在差异。即使是同一品种、相同年龄和胎次的奶牛,由于个体的生理机能、健康状况以及对环境和饲养管理的反应不同,其产奶量的高峰值、持续时间以及下降速度等都可能有所不同。例如,有的奶牛可能在产后较快达到产奶高峰,且高峰值较高,而有的奶牛则可能产奶高峰较低且持续时间较短。

与环境和饲养管理的关联

奶牛产奶的特点还与环境和饲养管理密切相关。在适宜的环境温度(如10 - 16℃对于荷斯坦牛)下,奶牛的产奶量相对稳定且较高;而在高温或低温等不良环境条件下,产奶量会受到影响。良好的饲养管理,如合理的日粮配制、科学的挤奶操作、干净舒适的圈舍环境等,可以提高奶牛的产奶量,减少产奶量的波动,并且有助于维持奶的品质。例如,采用TMR饲喂技术的奶牛场,奶牛的产奶量和奶的品质可能会优于传统饲喂方式的奶牛场。

四、如何维持奶牛持续产奶

(一)科学的饲养管理

合理的日粮配制

根据奶牛不同的生理阶段(如泌乳期、干奶期、妊娠期等)、体重、产奶量等因素,配制全价日粮。例如,在泌乳期,奶牛需要更多的能量、蛋白质、矿物质和维生素等营养物质来满足产奶的需求。可以增加精饲料的比例,但也要注意粗饲料的供应,以保证奶牛的瘤胃健康。粗饲料如苜蓿草、燕麦草等,含有丰富的纤维素,有助于奶牛的反刍和消化。同时,要注意饲料中各种营养成分的平衡,如钙磷比例要合适,以防止奶牛出现代谢性疾病。

定期对饲料进行质量检测,确保饲料的营养成分符合奶牛的需求。如果饲料中缺乏某些关键营养成分,如维生素A、D、E等,会影响奶牛的繁殖性能和产奶量。

规范的挤奶操作

挤奶前要对乳房进行清洁和按摩。用温水擦拭乳房,不仅可以清洁乳房,还能使血液流向乳房的数量增多,加强乳脂的合成作用。按摩乳房可以使乳腺内的奶更多地进入乳池,提高挤奶效率。例如,充分按摩乳房后,进入乳池的奶可达70% - 90%,而不按摩或按摩不充分时只有10% - 25%。

选择合适的挤奶设备和挤奶频率。挤奶设备要定期维护和清洁,以确保其正常运行,避免对奶牛乳房造成损伤。对于不同产奶量的奶牛,可以采用不同的挤奶频率。一般来说,一昼夜产奶量在18kg以下的奶牛,可采用2次挤乳制;日产量在18kg以上的母牛,特别是高产牛,则每天应挤乳3次。适当增加挤奶次数可以提高产奶量,但也要考虑劳动成本和奶牛的承受能力。

良好的圈舍环境维护

保持圈舍的干净、卫生、通风和干燥。每天对圈舍进行清扫,定期进行消毒,以防止病菌滋生。例如,可以使用消毒剂对圈舍地面、墙壁等进行消毒,减少奶牛感染疾病的风险。

控制圈舍的温度和湿度。对于喜凉怕热的荷斯坦牛,在夏季要做好防暑降温工作,如安装风扇、喷淋设备等;在冬季要做好防寒保暖工作,如增加垫料、封闭圈舍门窗等。适宜的温度和湿度环境有助于奶牛的舒适和健康,从而有利于产奶。

有效的疾病防控

建立完善的疾病预防体系,包括定期对奶牛进行疫苗接种、健康检查等。例如,对奶牛进行口蹄疫、乳房炎等疾病的预防接种,可以降低奶牛感染这些疾病的风险。

及时发现和治疗奶牛的疾病。养殖人员要每天观察奶牛的健康状况,如食欲、精神状态、粪便情况等。一旦发现奶牛有异常表现,要及时进行诊断和治疗。对于乳房炎等常见疾病,要采取有效的治疗措施,如使用抗生素治疗,同时要对患病奶牛的奶进行特殊处理,防止病奶流入市场。

(二)合理的繁殖管理

适时配种

根据奶牛的年龄、体况和产奶情况,选择合适的时间进行配种。一般来说,育成

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