围产期奶牛血钙影响因素及其与生产性能关系分析

李金晓，刘安国，汪子茗，王语浓，周榆淞，黄上真，王 凯，郭 刚，马亚宾，王雅春*

（1.中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193；2.北京首农畜牧发展有限公司，北京 100176；3.河北省畜牧良种工作站，河北石家庄 050061）

血钙对于牛奶成分的构成具有重要作用。奶牛产后血钙浓度因初乳的合成以及体内钙的需求量大幅增加而急剧下降[1]，奶牛通过溶解骨骼中的钙以及提高日粮中钙的吸收率等方式来减弱血钙浓度下降的影响，但仍然面临患泌乳性骨质疏松等疾病[1-4]以及生产性能下降[3]的风险。低血钙症指奶牛产后因缺钙而失去站立能力的一种多发的围产期营养性代谢疾病。调查显示，在美国奶牛群体中经产牛亚临床低血钙症的发病率高达50%左右[5]；在我国奶牛群体中该发病率在40% 以上[6]，奶牛低血钙症会给畜牧生产带来严重的经济损失。因此，研究奶牛血钙浓度的影响因素并制定行之有效的牧场饲养管理策略是十分必要的。

产后时间[2,7]、胎次[8-9]以及是否患繁殖疾病[1,3-4]均影响奶牛产后血钙浓度，然而关于体况、血钙变异度对血钙浓度的影响研究甚少。此外，低血钙症是否影响奶牛的生产性能并无一致结论。Chapinal 等[10]研究发现奶牛分娩前后血钙浓度低与产奶量下降有关，但Jawor 等[11]研究发现患亚临床低血钙症奶牛在泌乳早期的产奶量较正常奶牛高。因此，本研究通过分析围产期奶牛血钙浓度影响因素及血钙浓度与生产性能的关系，旨在探究围产期奶牛低血钙症的发生规律以及血钙浓度对生产性能的影响，进而为围产期奶牛的健康管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源 试验于北京地区某规模化奶牛场进行。血钙浓度数据由中国农业大学牛百科青年计划小组成员于2018 年7 月20 日—8 月15 日对处于围产期的36 头健康荷斯坦牛集中测定。试验牛产后1 个月内的繁殖疾病发病记录以及8 月份的体况评分数据来自于牛场的信息管理软件（v3.076，阿菲金，以色列）。奶牛生产性能测定（Dairy Herd Improvement，DHI）数据由河北省奶牛生产性能测定中心提供。所有试验牛均饲养于同一牛舍，按照奶牛饲养标准[12]进行饲喂。

1.2 血钙浓度测定方法 晨饲后，使用一次性无菌采血针和非抗凝真空采血管（贝克顿,迪金森公司，美国）分别采集试验牛产后l～7d 的尾根静脉血10 mL。现场使用奶牛血钙测定仪（哈罗德（北京）科技有限公司，中国）检测血清中钙离子浓度（准确度±20%）。

1.3 统计与分析

1.3.1 数据整理 合并和整理每日每头牛的血钙测定数据，最终获得试验牛血钙测定的有效数据282 条，繁殖记录和体况评分数据各36 条，其中试验牛胎衣不下发病率为19%、子宫炎发病率为6%、子宫内膜炎发病率为3%。

1.3.2 数据分组 在胎次对血钙浓度影响因素分析中，依据胎次将试验牛划分为初产牛和经产牛（胎次≥2），其中初产牛12 头，经产牛24 头。在体况对血钙浓度影响因素分析中，依据围产期奶牛产后30 d 内的理想体况评分（BCS）标准[12]，将试验牛划分为BCS≥3 组和BCS＜3 组，每组试验牛头数分别为30 头和6 头。在繁殖类疾病对血钙浓度的影响因素分析中，以试验牛产犊后1 个月内是否患繁殖类疾病将试验牛划分为2 组，即健康组26 头和患病组10 头。在血钙变异程度对血钙浓度和产奶量的影响因素分析中，按每头试验牛产后1～7 d 内血钙浓度的变异系数将试验牛划分为3 组，即高变异度组12 头，变异系数为0.21～0.13；中变异度组12 头，变异系数为0.13～0.09；低变异度组12 头，变异系数为0.09～0.03。

1.3.3 统计分析 数据整理由Excel 软件完成，数据分析采用SAS 9.2 软件。利用CORR 过程对血钙浓度与产后天数进行相关分析。采用GLM/Lsmeans 检验方法对不同胎次、BCS、健康状况以及血钙浓度变异度分组中血钙浓度进行分析以及多重比较。P＜0.05 为差异显著，P＜0.01 为差异极显著。

血钙浓度的影响因素分析采用固定模型：

式中，Yijkm为试验牛产后7 d 测定的血钙浓度平均数；µ为总体平均数；Li为胎次效应（i=1，2）；Li为BCS分组效应（j=1，2）；BCSj为健康效应（k=1，2）；CVm为血钙浓度变异程度的分组效应（m=1，2，3）；eijkm为随机残差。

采用单因素方差分析ANOVA/Duncan´s（a=0.05）对不同产后时间的血钙浓度、不同血钙浓度变异度分组的产奶量进行分析和多重检验。不同变异度情况下日均产奶量变化趋势比较分析方法参考文献[13]。P＜0.05 为差异显著，P＜0.01 为差异极显著。

2 结果

2.1 试验牛血钙浓度的描述统计 36 头荷斯坦牛的平均血钙浓度为1.41 mol/L，最大值为2.20 mmol/L，最小值为0.90 mmol/L，极差值1.30 mmol/L。如图1 所示，每日平均血钙浓度在产后1～7 d 呈先下降再上升的变化趋势。血钙浓度在产后第3～4 天达到最低值1.33 mmol/L，且与其他各时间段的血钙浓度差异显著。

图1 奶牛产后日平均血钙浓度随产后时间的变化规律

2.2 奶牛产后血钙浓度影响因素分析 如表1 所示，经产牛的血钙浓度较初产牛高0.09 mmol/L（P＜0.01）。不同BCS 分组对奶牛血钙浓度的无显著影响。健康状况对血钙浓度有极显著影响，健康组奶牛血钙浓度较患病组奶牛高0.11 mmol/L。血钙浓度变异程度显著影响血钙浓度，低变异度组奶牛血钙浓度较中变异度组高0.09 mmol/L，较高变异度组高0.11 mmol/L（P＜0.05）。

2.2.1 产后时间 如图2 所示，奶牛血钙浓度整体随产后时间的延长而增加，二者存在显著的正向相关关系。

2.2.2 胎次 由图3 可知，初产牛和经产牛的血钙浓度随产后时间的变化趋势相似，均在第3～4 天达到最低值。其中初产牛第3～4 天血钙浓度为1.28 mmol/L，较整体平均血钙浓度低0.04 mmol/L，第5 天血钙浓度上升至最高，较平均水平高0.07 mmol/L。同样，经产牛第3～4 天血钙浓度为1.35 mmol/L，较整体平均血钙浓度低0.05 mmol/L，第5 天时血钙浓度上升较平均水平高0.04 mmol/L。

表1 胎次、体况评分、健康、变异程度对奶牛血钙浓度的影响

图2 奶牛产后血钙浓度随产后时间的变化规律

图3 初产和经产牛产后血钙浓度变化规律的比较

2.2.3 体况 图4 表明，BCS≥3 组奶牛的血钙浓度随产后时间先下降后上升，与日平均血钙浓度的变化趋势类似，但BCS＜3 组的血钙浓度变化规律则不同。产后第6 天，BCS＜3 组奶牛的血钙浓度达到最低水平1.26 mmol/L，较BCS≥3 组低0.16 mmol/L（P≥0.05）。

2.2.4 健康状况 如图5 所示，在产后第5、6 天，健康组奶牛的血钙浓度分别较患病组高0.12 mmol/L 和0.20 mmol/L（P＜0.01）。

图4 BCS 对奶牛血钙浓度的影响

图5 不同健康状况对奶牛血钙浓度的影响

2.2.5 血钙浓度变异度对血钙浓度的影响 如图6 所示，低变异度组奶牛血钙浓度在产后第1 天就维持较高水平，较中变异度组高0.04 mmol/L，较高变异度组高0.24 mmol/L（P＜0.05）。此外，在产后第2 天，低变异度组与高变异度组的血钙浓度也存在显著差异（P＜0.05）。

图6 奶牛产后血钙浓度变异情况对血钙浓度的影响

2.3 血钙浓度变异度对产奶量的影响 如图7 所示，在产后1～7 d，奶牛在3 种变异度情况下的日均产奶量均稳步提高。初产奶牛产奶量提高幅度（9.92 kg）小于经产奶牛（15.80 kg）。初产奶牛低变异度组产奶量（21.05 kg/d）高于中变异度组（16.19 kg/d）和高变异度组（16.70 kg/d）（P≥0.05）。经产奶牛低变异度组产奶量（23.02 kg/d）高于中变异度组（19.97 kg/d）和高变异度组（20.90 kg/d）（P≥0.05）。值得注意的是，在产后第1 天，低变异度组奶牛的产奶量（16.70 kg/d）显著高于中变异度组（9.75 kg/d）和高变异度组（5.63 kg/d）。

图7 奶牛产后血钙浓度变异情况对产奶量的影响

3 讨 论

3.1 奶牛产后血钙浓度影响因素 有研究表明，奶牛血钙浓度在产后1～7 d 整体呈现逐渐升高趋势[7]，与本研究结果相似。在本研究中，分娩当天血钙浓度为1.37 mmol/L，符合前人报道的分娩当天血钙浓度范围（＜2 mmol/L）[3]。然而，在本研究中奶牛产后每日平均血钙浓度呈先下降再升高的变化趋势，并且在第3～4 天达到最低，该现象与武福平等[14]研究得出的产后3～4 d 易发生低血钙结果相似，这可能与奶牛产后连续3 d 灌服（产后第0～2 天）预防产后瘫药物（有效成分为丙酸钙）有关[6,8]。

本研究中，经产牛血钙浓度在产后1～7d 均极显著高于初产牛，与文献报道[5,8-9]结果不一致。经分析，本试验奶牛场在奶牛产后灌服的药物针对经产奶牛、初产奶牛为不同亚型产品，产品配方不同。初产牛本身血钙水平较高，一般不易发生低血钙。如果大量补钙反而会增加奶牛心脏负担，故初产牛亚型产品无丙酸钙成分。而经产牛血钙水平不足，需要大量补钙以防奶牛患低血钙症，故经产牛亚型产品增加了丙酸钙含量。经产牛产后大量补充钙而初产牛没有得到补充，因而导致经产牛血钙水平高于初产牛。饮食中钙含量的高低决定胃肠道对钙的吸收状况，并且奶牛血钙浓度与饲料中钙含量有关[15]。Saarinen[16]研究指出，高钙日粮可以有效提高奶牛血钙浓度。

本研究中健康组奶牛的血钙浓度高于患病组，与前人的研究结果一致，说明产后早期子宫疾病的发生与血钙状况有关[1,3-4]。BCS 是目前可以准确反映奶牛体能的方法之一[17]，即BCS 达到理想标准时，奶牛体能也较为理想。本研究中BCS≥3 组奶牛的血钙浓度显著高于BCS＜3 组，说明BCS＜3 组奶牛遭受营养负平衡影响更加严重，而针对产后健康牛群不同体况分组之间血钙浓度差异未见报道。

3.2 血钙浓度变异度对产奶量的影响 本研究首次利用血钙浓度变异度的大小对产后奶牛进行分组，探究血钙浓度对产奶量的影响，该方法可以有效地反映在不同生理状态下群体内的个体差异。本研究中，低变异度组（平均血钙浓度高）奶牛产后的血钙浓度持续保持较高水平且产奶量高，高变异度组（平均血钙浓度低）奶牛产后的血钙浓度较低、产后第1 天下降幅度较大、恢复时间长、变化不稳定而且产奶量低。一些以是否患低血钙症为分组依据的相关研究表明，产后48 h 内血钙浓度低的奶牛产奶量低[18]，而其他研究结果与之相反[11]。这种差异可能与产后干物质摄入量的高低和分娩前的产奶能力的不同有关[19]，但是血钙浓度如何影响产奶量有待于进一步研究。由此可知，奶牛血钙浓度的降低并不完全由患代谢疾病导致。

4 结 论

本研究结果表明，胎次、健康状况、血钙浓度变异度对奶牛血钙浓度有极显著影响。产后时间对奶牛血钙浓度有显著影响，且二者之间有显著的正向相关关系。利用血钙浓度变异度研究血钙浓度对产奶量的影响，可以有效地比较在不同生理状态下奶牛生产性能的差异。本研究为了解产后奶牛的血钙浓度变化规律提供基础数据，也为预防奶牛产后低血钙症的发生以及制定提高奶牛生产性能的饲养管理策略提供参考。