牛群泌乳早期体重变化与产奶量的关系
图文摘要
奶牛动员脂肪和肌肉组织是对泌乳早期未满足营养需求增加的响应机制。我们想知道体重(BW)的变化是否与产奶量有关。计算每头奶牛(n = 4,695)产犊后第2 ~ 4天初始平均体重(图中称为初始体重)与20 ~ 22 DIM平均值(图中称为21天体重)的体重变化百分比。我们发现,在第1 ~21个DIM期间,体重减少约5%(经产)或7.5%(头胎)的奶牛比增重或减重更多的奶牛生产力更高。
关注点
•奶牛在产后体重减轻,因为它们调动身体储备来满足产奶的营养需求。
•在头21DIM期间,产奶量减少约5%的经产奶牛和产奶量减少7.5%的头胎奶牛的产奶量要高于体重减少或增加更多的奶牛。
•这些发现证明了自动化技术数据对改善围产奶牛管理的有用性。
摘要:本试验旨在研究自动挤奶系统统计奶牛泌乳早期体重百分比变化与90 d累积产奶量的关系。从 34 个牧场的 Lely T4C(Lely Industries,Maassluis,荷兰)软件收集每日奶牛回顾性数据。奶牛按胎次分为1胎次(P1)、2胎次(P2)、3胎次及以上(P3+)。泌乳期前21天的体重变化计算为产后第20 ~ 22天的平均体重与产后第2 ~ 4天的平均体重(初始体重)之差的百分比。在混合线性回归模型中,90 d累积产奶量为结果变量,体重变化、胎次及其相互作用和产犊季节为解释变量。在模型中,牧场和牧场内的奶牛(n = 4,695)是随机效应。3胎次组奶牛的平均体重在泌乳前21 d均有所下降。各胎次组21 d体重变化与90 d累计产奶量呈负二次关系;P1、P2和P3+奶牛21 d体重变化分别为- 7.42%、- 5.02%和- 4.52%,90 d产奶量更高(P1 = 3,123±52.6 kg, P2 = 4,271±52.8 kg, P3+ = 4,548±52.2 kg)。这项研究的发现强调了监测泌乳早期体重变化的好处,并可能有助于未来的研究。
Science Technology
泌乳早期对奶牛来说是一个具有挑战性的时期,因为产后早期DMI很少能满足产奶量快速增加的营养需求,导致营养负平衡(Drackley, 1999;de Vries and Veerkamp, 2000;Weber et al., 2013)。作为对这种增加的未满足的营养需求的反应机制,脂肪和肌肉组织被动员起来,导致体况和体重的损失。
奶牛在头30DIM期间的健康和代谢状态对不同胎次组体重变化的影响不同(Caixeta et al., 2015)。产后肝脏脂肪浓度与体重损失呈正相关,且不同肝脏脂肪含量奶牛的产奶量相似(Weber et al.,2013)。然而,Zachut和Moallem(2017)表明,与体重损失较小的奶牛相比,泌乳第1周至第5周体重损失大于平均水平的奶牛在前30DIM期间的产奶量更高。
数据收集自美国34个AMS牧场(位于明尼苏达州和威斯康星州)。在2017年和2018年期间,从AMS软件(T4C, Lely Industries, Maassluis,荷兰)收集回顾性每日数据,为期12个月。数据包括日期、奶牛鉴定和各自胎次、产奶量和平均体重。在每次挤奶时记录数据,并通过AMS软件转换为每头奶牛的每日价值。参加本研究的牛群包括荷斯坦奶牛,所有奶牛都被饲养在无放牧条件的自由式卧床圈舍中。
所有数据管理过程和统计分析均在RStudio中进行(R Core Team, 2020)。奶牛按胎次分为胎次1 (P1)、胎次2 (P2)和胎次≥3 (P3+)。初始体重计算为产犊后第2 ~ 4天的平均体重,本文将其称为初始体重。从数据集中剔除产犊日(即产犊后第0天)和产犊后第1天,以尽量减少胎衣不下和分娩前后采食量减少的潜在影响。同样,第21天的体重计算为第20至22天的平均体重,本文将其称为第21天体重。两种体重测量均采用三天平均值,以减少瘤胃和乳房填充的潜在影响。体重变化以奶牛21天体重与初始体重之差的百分比计算。计算头90天奶牛的总产奶量。产犊季节根据产犊月份划分,其中冬季包括12月、1月和2月的整个月份;春天从3月到5月;夏天包括6月、7月和8月;9月到11月是秋天。牛奶产量因季节而异;因此,在模型中考虑季节是很重要的。最终数据集包含了4,695头奶牛的场、奶牛ID、胎次、21天体重变化、90天累计产奶量和产犊季节等变量,每头奶牛进行1次观察。每个牧场的奶牛数量从20头到434头不等。
上图所示,胎次与21天体重变化相互作用的90天产奶量(kg)的最小二乘平均值和标准误差(透明带)[产后第20至22天平均体重与产后第2至4天(初始体重)平均体重之差%]。固定效应模型:21天体重变化+ 21天体重变化e2 +胎次+ 21天体重变化e2 ×胎次+产犊季节。固定效应的p值:21天体重变化< 0.0001;21 d体重变化e2 < 0.0001;奇偶校验< 0.0001;21 d体重变化e2 ×宇称= 0.01;产犊季节< 0.0001。模型边际R2 = 0.48;条件R2 = 0.99;均方根误差= 16.8。奇偶校验1 (P1) =黑色实线,奇偶校验2 (P2) =橙色短虚线,奇偶校验≥3 (P3+) =蓝色长虚线。红点(x, y)表示最大预测结果值(y)的体重变化% (x)。n =来自34个自动挤奶系统奶牛场的4,695头奶牛。
我们分析了4,695头奶牛的数据(P1 = 1,645;P2 = 1349;P3+ = 1701)。P1、P2和P3+奶牛的初始体重(mean±SD)分别为608±64、686±69和755±76 kg,而第21天的平均体重分别为581±59、665±65和725±73。平均而言,所有胎次组奶牛在前21DIM期间体重下降。P3+奶牛90 d累计产奶量的最小二乘平均值最高,产奶量为4,545±52 kg (LSM±SE),其次是P2奶牛,平均产奶量为4,266±53 kg, P1奶牛90 d产奶量为3,094±53 kg。
各胎次组21 d体重变化与90 d产奶量呈负二次相关(P < 0.0001),且胎次组间存在显著差异(P = 0.01);图1)。P1和P3+之间的相关性不同(P = 0.004),而P2的曲线与P3+ (P = 0.57)或P1 (P = 0.056)没有差异。根据体重百分比变化的每一个小数点估计90天产奶量的边际平均值。曲线转折点(即最大90天产奶量)随胎次的增加而降低。在21 d内平均损失初始体重- 7.42%的P1奶牛产奶量最多,前90 d产奶量估计为3123±52.6 kg (LSM±SE)。这相当于平均初始体重为608 kg的P1奶牛21天体重损失45 kg或2.5 kg/d。P2奶牛21日龄体重变化率平均为- 5.02%,平均产量最高,为4271±52.8 kg。这相当于平均初始体重为686公斤的P2奶牛21天体重损失34公斤或1.9公斤/天。最后,P3+期奶牛90 d累计产奶量(4548±52.2 kg)在21 d平均体重变化为初始体重的- 4.52%时达到最大。这相当于初始平均体重为755公斤的P3奶牛21天体重损失34公斤或1.9公斤/天。
研究结果表明,所有胎次组的大多数奶牛在泌乳期早期体重减轻,这与之前的研究一致(Mäntysaari和Mäntysaari, 2015)。我们的结果也与Caixeta等人(2015)的结果一致,他们发现3个胎次组的所有奶牛在前30DIM中体重都有所下降。当Caixeta等人(2015)在前30个DIM中以线性回归斜率系数测量体重变化时,P3+阶段的动物体重损失最大,以kg/d表示。P3+期奶牛体重损失较大(kg/d),因为这些奶牛通常较重。因此,在本研究中,由于考虑到动物体型和身材的差异,因此选择体重变化占每头奶牛体重的百分比作为评估体重损失与产奶量之间关系的更合适的变量。Zachut和Moallem(2017)也选择使用体重变化作为百分比,作为泌乳期早期体重变化的适当表示。
选择90天总产奶量作为AMS农场大多数奶牛的泌乳后峰值的生产力衡量指标(Peiter et al., 2021),因此捕捉了奶牛生产力最高的时期。90 d累积产奶量与前30、60和120 DIM的总产奶量的Pearson相关系数分别为0.95、0.99和0.99 (P < 0.0001)。
根据我们的研究结果,在产后过渡时期(即21天)保持体重或损失初始体重约10%的奶牛在泌乳早期的产奶量更高(图1)。我们观察到,体重严重损失或体重增加(即21天内体重变化大于±10%)的经产奶牛在90天的产奶量中会出现明显的损害。例如,在21 DIM期间,P3+奶牛的初始体重损失约21.4%,其90天产奶量(LSM±SE)估计为3,603±162.0 kg,而相同胎次组的奶牛体重增加16.7%,其90天产奶量估计为3,037±149.8 kg。如果我们将这些数字与P3+奶牛的4,548±52.2 kg, 21天体重损失4.5%进行比较,那么曲线两端奶牛的产奶量严重受损是显而易见的。P1奶牛在初始体重损失7.4%时达到最大估计90天产奶量,而更大的体重损失对90天产奶量没有重大影响。另一方面,在21 DIM期间体重增加的头胎奶牛90 d产奶量明显下降。例如,体重增加16.8%的P1奶牛在21 DIM期间的90天产奶量估计为1,932±134.4 kg,而体重减少7.4%的奶牛同期的产奶量为3,123±52.6 kg。P1奶牛的营养分配对生长而不是产奶量的影响可能有助于这一发现,值得进一步研究。
Berry等人(2007)报告表明,从产犊到体重最低点,体重下降100公斤的奶牛在头60DIM期间平均比体重下降50公斤的奶牛多产139公斤的牛奶。同样,泌乳早期体重损失和非酯化脂肪酸浓度较高的奶牛的ECM产量也较高(Carvalho et al., 2014),这表明高产奶牛调动了更多的身体储备来满足产奶量的需求。此外,泌乳早期体重损失越大,泌乳持续时间越长,产奶量峰值越早越高(Berry et al., 2007)。因此,在一定程度上,我们的结果与之前的研究一致,即泌乳早期体重损失的奶牛产奶量更多。然而,我们认为,在产后过渡时期体重损失严重的经产奶牛可能会经历更严重的营养负平衡和潜在的健康问题,这些问题也会影响DMI,最终对它们的生产力产生负面影响。
Zachut和Moallem(2017)表明,在泌乳期的前5周,各胎次中,高体重损失(7-17%)的奶牛30天产奶量比低体重损失(3-6%)的奶牛多1.4 kg/d。这一发现与目前的研究结果相矛盾,我们发现,特别是在泌乳期前3周体重损失>5%的经产奶牛,其90天产奶量受损。然而,数据管理和建模方面的差异可以解释这些差异。在目前的研究中,体重变化是一个数值连续变量,而Zachut和Moallem(2017)创建了2个体重损失类别。在我们的研究中使用的方法允许我们对数据进行不同的建模,并探索体重变化与产奶量之间的二次关系,突出数据二分类所隐藏的差异。
结果表明,产后21天的体重变化与产后90天的总产奶量呈强烈的二次相关关系,胎次组之间存在差异。研究结果表明,产量最高的头胎奶牛在产后前21天期间体重损失7.4%,而体重增加极端的奶牛在90 DIM期间的产奶量要低得多。此外,AMS牧场产量最高的经产奶牛在21 d内平均损失约5%。
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