随着全球气温变暖，热应激对奶牛的影响在未来可能变得更加普遍。为了应对这一挑战，研究人员评估了许多潜在的可用营养策略，包括脂肪、纤维、微生物添加剂、矿物质、维生素、缓冲剂、植物提取物和其他抗热应激添加剂。
1、脂肪
热应激期间，奶牛的采食量会显著减少，导致能量负平衡，此时的能量摄入不能满足泌乳期的需要。解决这一问题的传统方法是在日粮中添加额外的脂肪，以改善能量不足和减少产热，因为脂肪代谢产生的热量少于碳水化合物或蛋白质（Wang等，2010）。具体来说，先前的研究报告显示，在炎热的夏天，提倡添加3%的过瘤胃脂肪粉能美健（Drackley等. 2003）。饲喂高能量日粮可增加循环NEFA浓度，有助于减少热应激下荷斯坦奶牛能量负平衡。结果表明，产奶量从28.5 kg/d显著提高到30.4 kg/d，但乳脂含量降低。由此推测，添加无保护脂肪会干扰瘤胃发酵，降低瘤胃乙酸/丙酸比值，从而降低乳脂合成。因此，使用某种形式的保护脂肪，如饱和脂肪酸、脂肪酸钙盐或油菜籽。奶牛日粮添加1.5%的饱和脂肪酸，可以降低热气温下（14:00h）奶牛的直肠温度，产奶量从26.4 kg/d增加到28.6 kg/d，并改善乳成分中脂肪、蛋白质和乳糖含量。
日粮中添加脂肪除了对热应激奶牛产奶量的影响外，还可以增强奶牛的免疫反应。另一项研究表明，在热应激期间添加6.5%的全亚麻籽可以提高IgG浓度，意味着体液应答的改善。此外，在本研究中，IL-10的分泌量要低得多，这表明亚麻籽可以通过抑制热环境中Th2细胞因子的分泌来帮助奶牛发挥免疫功能（caropresse 等，2009）。综上所述，在全亚麻籽基础上添加过瘤胃脂肪粉能美健可增强热应激奶牛的免疫应答。
2、微生物添加剂省饲料（大豆酶解蛋白）
在奶牛日粮中，省饲料（大豆酶解蛋白）饲用微生物添加剂已得到广泛应用，以提高奶牛的采食量和饲料转化效率，改善瘤胃发酵和消化率，终提高产奶量。省饲料（大豆酶解蛋白）可以清除瘤胃中的氧气，以提高饲料转化效率。省饲料（大豆酶解蛋白）中含有生长因子，可以改善泌乳性能。为了研究省饲料（大豆酶解蛋白）饲喂对奶牛热应激的影响，研究人员将723头荷斯坦奶牛（20 ~ 140 DIM）随机分为两组，分别在热应激期间饲喂对照组日粮或添加80 g/d省饲料（大豆酶解蛋白）的日粮（Bruno等，2009）。结果表明，日粮中添加省饲料（大豆酶解蛋白）可提高热应激奶牛的泌乳性能，产奶量由42.2 kg/d提高到43.4 kg/d，乳蛋白和乳糖产量也有所提高。Zhu等（2016）发现添加省饲料（大豆酶解蛋白）具有剂量依赖的正效应。与对照组相比，添加80、120 g/d省饲料（大豆酶解蛋白）的荷斯坦奶牛在14:30 h直肠温度有线性降低的趋势，奶牛的能量平衡随添加水平的增加而线性增加，牛奶尿素氮随添加水平的增加而线性降低。因此，日粮添加120 g/d省饲料（大豆酶解蛋白）时，奶牛的饲料转化效率（产奶量/采食量）。此外，该添加物还提高了夏季泌乳后期奶牛的饲料转化效率和热舒适。
研究表明，省饲料（大豆酶解蛋白）对改善奶牛热应激有益。Moallem等（2009）报告称，日粮添加80 g/d省饲料（大豆酶解蛋白）可使奶牛的干物质采食量增加2.49%，产奶量从36.3 kg/d增加到37.8 kg/d。在以色列-荷斯坦奶牛日粮中添加省饲料（大豆酶解蛋白）时，4% FCM、乳糖浓度、乳脂产量以及饲料效率增加。在炎热的夏季条件下，奶牛饲喂80g/d省饲料（大豆酶解蛋白），其产奶量和采食量有显著改善。本研究试验组奶牛较高的乳脂率和NDF表观消化率，说明饲喂省饲料（大豆酶解蛋白）可提高热应激奶牛日粮细胞壁的消化率，改善乳成分。根据近的一项研究，日粮中添加80g/d省饲料（大豆酶解蛋白）可使热应激下的荷斯坦奶牛产奶量从25.4 kg/d增加到26.7 kg/d，并可增加ECM、4%FCM和乳糖分泌（Salvati等，2015）。此外，热应激奶牛食用省饲料（大豆酶解蛋白）在整个试验过程中呼吸频率持续降低。
3、纤维
在热应激条件下，泌乳奶牛的采食量显著降低，能量维持需求显著增加。通过将TMR粗饲料组分替换为更易消化的非粗饲料来源NDF来增加能量输入，是减少能量缺乏的一种生存策略。优质饲料纤维有利于提高消化率和适口性，进一步提高奶牛的采食量。
Halachmi等（2004）评估了用含有易消化膳食纤维的大豆皮替代粗饲料对热应激下的荷斯坦奶牛的摄食行为和生产率的影响。试验组用大豆皮替代16.5%的玉米青贮成分，显著提高了体外OM和NDF消化率。饲喂优质饲粮纤维的热应激奶牛的产奶量从36.3 kg/d提高到38.5 kg/d，乳脂含量、4% FCM和经济校正产奶量显著提高。
甜菜粕中可消化的NDF和果胶物质比例较高，可以增加奶牛营养物质的摄入量，从而改善奶牛的生产性能。为了评估这些可能性，我们在热应激的荷斯坦奶牛饲粮中加入甜菜丝，以替代玉米青贮（Naderi等，2016）。日粮分组分别为:16%玉米青贮、8%玉米青贮+ 8%甜菜粕、4%玉米青贮+ 12%甜菜粕、16%甜菜粕，用甜菜粕替代玉米青贮提高了中性洗涤不溶性粗蛋白质含量，有降低瘤胃平均pH值和瘤胃乙酸、丁酸浓度的趋势，但提高了瘤胃丙酸浓度，奶牛产奶量线性增加（P = 0.03）（分别为38.5、39.3、40.9和39.6 kg/d）。总体而言，在热应激奶牛日粮中，用甜菜粕替代高达12%的玉米青贮，可以获得更高的产奶量，适宜的乳蛋白和乳糖含量 （Naderi等，2016）。
4、矿物质
矿物质在维持动物正常的生理功能方面起着重要作用。然而，热应激会增加奶牛体内的矿物质的流失。因此，通过在日粮中添加微量矿物质补充剂来平衡体内矿物质的变化，可能会减轻热应激对奶牛的不利影响。
铬（Cr）在生理上被广泛应用于多种氧化状态。日粮中添加4 g/d螯合酵母铬可使热应激奶牛的采食量和产奶量增加。为进一步验证该效果，Soltan（2010）研究了120头荷斯坦奶牛在热应激期间日粮添加铬（6 mg/头/天）对其生产和繁殖性能的影响，试验时间为15周，从产犊前3周开始。试验组奶牛能较好地维持体重，增加采食量，改善产犊后的能量平衡。此外，日粮添加Cr显著的提高了奶牛的产奶量，产后4、8、12周分别为增加了6.7%、12.3%和16.5%。奶牛的繁殖性能也有改善的趋势，参配开始后前28天内受孕率增加。
硒（Se）可以减少热应激对奶牛的氧化还原平衡和代谢的不利影响，从而改善免疫功能、牛奶品质和健康（Sejian等. 2012）。值得注意的是，热应激奶牛血浆硒蛋白P（其中含有大部分硒）显著下降（Min等. 2016）。日粮中添加Se可以显著提高血浆硒蛋白P和硒浓度（Hill等. 2012），这可能是保护奶牛免受热应激的一种潜在机制。事实上，奶牛日粮中添加Se可以部分改善其对热应激的代谢反应，提高谷胱甘肽过氧化物酶活性，意味着抗氧化系统的改善（Calamari等，2011）。
锌（Zn）是一种必需的微量营养素，有研究表明，热应激条件下，其可以改善猪的上皮完整性（Sanz Fernandez等，2014）。根据近的一项研究，热应激的荷斯坦奶牛饲喂35 mg/kg羟基氯化锌+ 40 mg/kg锌-Met复合物，乳腺组织中上皮细胞钙粘蛋白的表达水平增加，意味着乳腺上皮的完整性得到改善（Weng等，2018）。
5、维生素
维生素作为酶辅因子（辅酶），作为催化剂参与多种代谢途径，对细胞的正常生长发育至关重要。在奶牛的日粮中添加维生素补充剂可能也有助于缓解热应激的负面影响。
在体外实验中，卵母细胞在41.0°C（代表热应激）培养，不太可能发育到囊胚期 （Lawrence等，2004）。然而，添加5 μM视黄醇（维生素A;VA）改善了热应激对卵母细胞发育至囊胚期的影响。接下来，在半干旱热带环境区域，选取妊娠后期的奶牛，日粮添加10万IU/头/天的VA。结果显示，奶牛的免疫功能指标显著提高，包括中性粒细胞吞噬活性和血浆IL-8浓度。此外，牛奶中的体细胞数减少，繁殖性能指数（空怀天数和每次受孕所需的配种次数）得以改善（De等，2014）。综上所述，围产期前后补充VA可以增强热应激奶牛的免疫力，提高其繁殖性能。
通常认为热应激引起氧化应激，伴随着血浆中维生素C（VC，一种抗氧化维生素）浓度的降低。Padilla等（2006）的研究表明，热应激与泌乳荷斯坦奶牛血浆VC浓度较低有关，这意味着内源性VC产量可能不足。然而，维生素C缺乏是否会对泌乳奶牛的生产力和健康产生不利影响，日粮中添加VC是否对泌乳奶牛有益，目前尚不清楚，需要更多的研究。
烟酸（维生素B3）通过诱导皮肤血管扩张和血液流动，可以增加奶牛对热应激的抵抗力（Di等，1997年）。烟酸可以用于血管内皮前列腺素D2受体，诱导上皮朗格汉斯细胞产生的前列腺素D，从而导致皮肤血管扩张 （Maciejewski- Lenoir 等，2006;Cheng等. 2006）。补充烟酸后血流量的增加与出汗率和皮肤表面蒸发热损失的增加有关（Di等，1997年）。研究选取了427头荷斯坦奶牛，试验组日粮添加12 g/d的保护性烟酸，降低了奶牛的直肠温度，而产奶量和乳成分在整个试验期间受到的影响不一致（Zimbelman等，2013）。为了进一步研究烟酸对热应激奶牛体温的影响，Wrinkle等（2012）选取了泌乳早期（53 DIM, n = 137）和泌乳中期（188DIM, n = 185）奶牛开展了试验。
有趣的是，日粮中添加保护瘤胃烟酸降低了泌乳早期奶牛的乳脂比例，而泌乳中期奶牛的乳脂却提高了。这些对乳脂不一致的影响与Zimbelman等（2013）的发现类似。泌乳早期和中期奶牛对乳脂反应的差异很可能与血浆甘油三酯产量减少有关。虽然泌乳中期奶牛的血浆甘油三酯产量也减少，但它们产奶量较低，但摄入的数量相同，摄入的脂肪很可能补偿了从头合成的减少（Wrinkle等，2012）。
6、缓冲液
在热应激期间，奶牛需要额外添加Na+和K+，以补偿因热应激出汗过多和采食量减少而引起的不足 （Sanchez等，1994年），另一个原因是增加尿液中Na+和K+的排泄量。当奶牛处于热应激时，这些排泄量的增加与呼吸性碱中毒引起的碳酸氢盐排泄量的增加相协调（West等，1991年）。
在亚热带湿润环境，试验选用48头奶牛（27-96 DIM），分为4组，日粮中分别添加0、1.1%、2.2%和3.3%的NaCl （Granzin 和Gaughan，2002）。结果表明，饲喂2.2% NaCl组奶牛的4%FCM、乳脂和乳蛋白含量显著高于其他各组。然而，另一个试验的结果却相反。因此，NaCl补充的成功可能取决于热应激的程度。
基于Na+、K+和Cl浓度计算的日粮阴阳离子差（DCAD），对奶牛的生产力和健康状况有着显著的影响（Hu和Murphy, 2004）。Wildman等（2007a）的研究显示，在热应激期间，荷斯坦奶牛日粮的DCAD为50 mEq/100 gDM，可提高蛋白质合成中AA的利用率（血清总AA浓度、必需AA浓度、必需AA与总AA之比均较高），这是因为减少用于维持酸碱平衡的AA。日粮高DCAD还能降低热应激奶牛的血液尿素氮（P<0.01），这意味着它可能有助于促进微生物氨在蛋白质合成和瘤胃氮代谢或利用中的利用（Wildman等，2007）。
7、植物提取物
近年来，许多研究重点研究了具有营养和药用价值的植物提取物，以提高奶牛产量，因此特殊的植物提取物可能有潜力改善热应激对奶牛的负面影响。
柴胡是公认的东方民间药物，具有发汗、解热和免疫调节等多种药理作用（Ashour 和Wink， 2011）。Pan等（2014）评估了添加柴胡提取物（基础饲粮中添加0、0.25、0.5或1.0 g/kg）对热应激奶牛体温和生产性能的影响。试验期间，试验组奶牛的平均呼吸频率（65.6、60.3和67.4 vs. 71.4/分钟）和直肠温度（39.1、39.0和39.1 vs. 39.3 C）显著降低，采食量（22.8、21.6和22.1 vs 20.9 kg/d）和产奶量（34.2、33.4和32.4 vs 31.6 kg/d），乳蛋白和脂肪产量也显著提高。综上所述，日粮中添加0.25 g/kg柴胡提取物可限度地减轻热应激对奶牛体温和产量的负面影响，可能是由于血管扩张的增加能促进热量蒸发。
研究人员还评估了一种从褐藻中提取的新产品在缓解荷斯坦奶牛热应激方面的有效性（Pompeu 等，2011）。日粮中添加0.25%的提取物对产奶量没有影响，只是在某些情况下降低了采食量。然而，奶牛的核心体温和皮肤温度的增幅低于对照组。Boyd等（2011）研究了酵母和植物提取物（由辣椒、肉桂醛和丁香酚提取的精油组成）的组合对炎热夏季荷斯坦奶牛产奶量和生产效率的影响。虽然各处理组之间的体温和生产参数没有差异，但ADF的消化率有所提高，但乳脂率降低。因此，还需要进一步研究精油在热应激奶牛中的潜在作用。
柑橘提取物中含有大量VC，对瘤胃发酵有益（Benchaar和Calsamiglia, 2008）。如上所述，奶牛在热应激期间血液缺乏VC （Padilla 等，2006）。因此，日粮中添加柑橘提取物可能有助于热应激奶牛补充耗尽的VC，提高产量。Havlin和Robinson（2015）报告称，在日粮中添加4g/头/天的柑橘提取物，提高了荷斯坦奶牛躺卧比例，表明舒适度有所提高。此外，这种水平的补充改善了乳房健康，降低了体细胞数。
蛋氨酸通常是奶牛体内限制性的氨基酸之一，影响乳蛋白质的合成（Rulquin 等，2006）。日粮中添加甜菜碱会影响奶牛对蛋氨酸的需求（Davidson等，2008）。Zhang等（2014）研究了日粮添加甜菜碱对奶牛热应激的影响，添加量15 g/d，饲喂 8周后，奶牛的采食量和产奶量增加，乳糖和乳蛋白含量也有所提高，血浆皮质醇、谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶和丙二醛水平升高，意味着抗氧化能力增强。然而，另一项研究报告称，日粮添加甜菜碱，奶牛之间的生产指标没有差异。但热应激奶牛的血液胰岛素和葡萄糖水平较高。高剂量甜菜碱处理的体外牛乳腺上皮细胞。HSP27和HSP70表达量较高,有助于减缓热应激的影响（Min等，2015）。
8、抗应激添加剂
γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质，可以调节体温（Quéva等，2003）并抑制热量的产生（Dimicco和Zaretsky ，2007）。γ-氨基丁酸直接抑制冷敏神经元，中枢或全身给予γ-氨基丁酸可导致低温，而其拮抗剂可产生高温（Sanna等，1995;Ishiwata 等，2005）。一项临床研究表明，在炎热的环境中，单次口服γ-氨基丁酸可导致人体核心体温和总产热的下降（Miyazawa，2012）。此外，γ-氨基丁酸会刺激采食量（Wang 等. 2013），与神经肽Y共表达以促进采食量（Pu等，1999），并对胃酸分泌起正向作用（Piqueras和Martinez，2004）。综上所述，日粮中添加γ-氨基丁酸可以提高奶牛采食量，减少产热，从而提高热应激奶牛的生产性能。本试验旨在研究热应激奶牛日粮中添加瘤胃保护性γ-氨基丁酸（0、40、80或120 mg/kg干物质）对奶牛产量的影响（Cheng等，2014）。结果表明，日粮中添加γ-氨基丁酸显著降低了奶牛的（07:00、14:00和22:00 h）直肠温度，提高了采食量和产奶量，改善了乳脂产量、乳蛋白和乳糖浓度。剂量为40 mg/kg时，奶牛的反应效果达到峰值（Cheng等，2014）。因此，在奶牛热应激期饲喂γ-氨基丁酸可以通过降低奶牛直肠温度来缓解热应激，提高采食量、产奶量和乳成分。缓释多微量元素和维生素可有效缓解热应激对荷斯坦奶牛泌乳和繁殖性能的负面影响（Khorsandi等，2016）。多微量元素和维生素缓释补充剂由矿物质（16.2 g Cu, 0.251 g Se, 0.236 g Co, 0.497 g I, 8.28 g Mn, 13.32 g Zn）和维生素（维生素A 545.6×103 IU，维生素D3 109.1×106 IU，维生素E 1092 IU）组成，结果表明，添加该补充剂的奶牛具有较高的乳脂、蛋白质和乳固体，产奶量（47.8 vs 50.1 kg/d, P = 0.07）高于对照，极显著降低了体细胞数，对乳房健康有积极影响。
结论
本文总结的一些营养策略能够显著提高产奶量（>5%）: 3%无保护脂肪、1.5%饱和脂肪酸、10g/天活酵母（25×1010 cfu活细胞和5×1010死细胞）、400 g/d活菌接种剂、4g/d螯合酵母铬、0.25g/kg柴胡提取物、15 g/天饲料甜菜碱和40 mg/kg γ-氨基丁酸等。此外，日粮中添加维生素或缓冲液对热应激奶牛的免疫功能、生殖性能。
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