泌乳牛採食、瘤胃消化與泌乳性能

每日記錄三組TMR 提供量、下午餵飼前剩餘量與牛隻頭數。每期正式期間採

集兩次TMR 原料、10 天的 TMR 與三組剩料，所有樣品保存於 -20℃，試驗結束

後以 55℃ 烘乾 48 小時，熱秤計算各組牛隻的乾物質採食量 (dry matter intake, CP-3800, Walnut Greek, CA) 分析揮發性脂肪酸 (Volatile fatty acid, VFA)，以光電 比色計呈色法分析氨態氮 (NH3-N) 濃度。每日記錄個別牛隻泌乳量。每期正式期 採集兩次個別牛 a.m.-p.m. 乳樣，混合後分析乳成分、尿素氮及體細胞數等 (CombiFOSS^TM 5000, FOSS Analytical A/X, Slangerupgade, DK)。

4.3.6 統計分析

涼爽時間，相當於4.2 h (16.2 h vs. 12.0 h)。在濕度方面，Fan+SP barn 的 RH 隨日 排熱所需要的風速為2.9 – 4.0 m/s (Chastain and Turner, 1994)，2006 年增加風扇 後，日間風速仍未達推薦的2.9 m/s，夜間就更低了。

水簾牛舍藉由水降低入氣溫度，也帶來無法避免的高濕度問題。相對濕度影

響牛隻舒適的臨界氣溫，相對濕度較低時，舒適氣溫可以為 27℃；相對濕度高時

則降低到22℃氣溫，牛隻即開始感受到熱緊迫 (Armstrong, 1994; West, 2003)；同

時高濕度會使高溫的嚴重性更形惡化，在氣溫24℃到 38℃範圍時，增加相對濕度

圖4.1 2006 年夏季水簾牛舍評估試驗期間水簾牛舍、水簾+噴水牛舍及一般牛舍 中的溫度、相對濕度與THI 日變化。

Figure 4.1 Diurnal temperature (A), relative humidity (RH, B) and temperature humidity index (THI, C) change in the WP barn, WP+SP barn, and Fan+SP barn from Aug. to Oct. in 2006 in Taiwan.

表4.2 高濕地區水簾牛舍紓解荷蘭泌乳牛熱緊迫試驗的環境參數¹

Table 4.2 Environmental profiles during the heat stress alleviation experiment for Holstein lactating cows by water-padded barns in humid summer of Taiwan in 2006¹

1 Temperature and relative humidity were recorded every 30 min by HOBO Pro RH/Temp recorders (Onset Computer Corporation, MA, USA) in three barns from Aug. to Oct. in 2006. Mean data were calculated from 48 records each day and maximum and minimum data were the extreme data from each day.

2 Fan+SP barn: Free stall barn with fans and sprinklers (control), WP barn:

water-padding barn, WP+SP barn: water-padding barn with sprinklers.

3 Temp: temperature, RH: relative humidity, THI: temperature-humidity index, THI = 9/5 × T + 32 - 0.55 × (1 – RH) × (9/5 × T – 26), that T represents temperature in ℃ and RH in decimal (NOAA, 1976).

4 Mean ± SD.

圖4.2 2006 年夏季水簾牛舍評估試驗期間一般牛舍、水簾牛舍及水簾+噴水牛舍 日平均THI 變化。

Figure 4.2 Daily mean temperature humidity index (THI) in the WP barn, WP+SP barn, and Fan+SP barn from Aug. to Oct., 2006 in Taiwan.

表4.3 高濕地區水簾牛舍紓解荷蘭泌乳牛熱緊迫試驗的畜舍風速¹

Table 4.3 Air velocity (m/s) in the water-padding barns during the heat stress alleviation experiment for Holstein lactating cows in humid summer in Taiwan¹

Time Days measured Fan+SP barn² WP barn² WP+SP barn² 08:30 15 1.18 ± 0.11³ 2.22 ± 0.60 1.80 ± 0.49 13:30 16 1.23 ± 0.14 2.57 ± 0.27 2.23 ± 0.22 16:30 16 1.29 ± 0.11 2.34 ± 0.37 2.13 ± 0.40

1 Air velocity was measured (Hot wire anemometer) every Monday and Friday in three fully occupied barns from Aug. to Oct. in 2006. Measurements were taken at three daytime points from the front and end sites of each group pen and from the feed alley, intake line and the free stall at 1.5 m elevation.

2 WP barn: water-padded barn, WP+SP barn: water-padded barn with sprinklers, Fan+SP barn: Free stall barn with fans and sprinklers (control).

4.4.2 泌乳牛生理反應 4.4.2.1 呼吸速度與體溫

隨 著 氣 溫 的 增 加 ， 牛 隻 散 熱 方 式 自 非 蒸 發 (non-evaporative) 的 對 流 (convection)、傳導 (conduction) 與輻射 (radiation)，轉換成蒸發式的流汗 (sweating) 與喘氣 (panting) (Kibler and Brody, 1953)。氣溫達 19℃時牛隻呼吸次數開始增加，

氣溫達25℃時開始排汗 (Hahn et al., 1997; Maia et al., 2005a,b)。氣溫高於中溫帶 後，牛隻呼吸速度 (respiration rate) 與氣溫成高度正相關 (Hahn et al., 1997)；在熱 緊迫狀況下，牛隻體表溫度與呼吸速度有很高相關，同時體表溫度也可表現牛隻

三組背側溫分別為28.92℃、29.27℃與 28.31℃ (P < .001)；牛隻體表溫隨氣溫上升 而上升，以Fan+SP 組上升幅度最大，下午炎熱 1 點時的體表溫，以傳統牛舍最高，

討。

在體內溫度方面，三組泌乳牛陰道溫度的日變化非常有趣 (圖 4.4)，水簾組牛 隻的陰道溫度持續高檔，全日分佈在38.9 到 39.2℃範圍，主要變化為兩次擠乳後

所帶來約0.15℃的下降；在同一棟牛舍內的水簾+噴水組牛隻的反應完全不同，反

而與Fan+SP 組的趨勢一致，牛隻陰道溫度隨擠乳與噴水處理大幅降低，且以噴水

降溫的效果更明確，陰道溫度降幅可以達到0.4 到 0.6℃。這樣的結果闡明了噴水 濕潤牛隻體表再吹乾的蒸發散熱是有效與經濟的牛隻降溫方法，Hillman et al.

(2005) 報告牛隻在餵飼走道接受 17 分鐘噴水吹風中，陰道溫度以 -0.5℃/h 的速度 下降，當噴水吹風處理延長為64 分鐘，陰道溫度更是以-1.02℃的速度下降。Berman (2010) 也報告，在連續七次噴水吹風處理中，有潤濕皮膚的降溫速度較乾燥皮膚 處為快，幅度也較高。更進一步，本次試驗也解釋了相關的疑慮，就是即使在相

對濕度近100%的高濕環境下，噴水吹風仍然可以有效幫助牛隻體熱的排除，這樣

的推薦也在Brouk et al. (2001) 報告中提出，其認為蒸發降溫、隧道抽風與噴水的 聯合使用可以有效降低牛隻呼吸次數與體溫。本次試驗三組牛隻陰道溫度的最高 溫 都 達 到 39.53℃ ， 日 平 均 與 最低溫趨勢相同，都以水簾組高於另二組 (P

< .01, .001)，水簾組最高溫與最低溫的差距僅 1.12℃，低於另二組 1.43 及 1.45℃的 降低幅度 (表 4.3)。

圖4.3 高濕熱地區水簾牛舍環境對荷蘭泌乳牛呼吸次數與體表溫度之影響

Figure 4.3 The 3 a.m. and 1 p.m. respiration rates (RR) (A), skin temperature (T) of neck (B) and back (C) of lactating Holstein cows raised in the WP barn, WP+SP barn, and Fan+SP barn during the hot and humid Aug. to Oct., 2006 in Taiwan. Data point with different characters, a, b, and c, differ (P

< 0.001).

圖4.4 高濕熱地區水簾牛舍環境對荷蘭泌乳牛陰道溫度日變化之影響。

Figure 4.4 Effect of water-padding barn environment on the diurnal vaginal temperature of Holstein lactating cows raised in the WP barn, WP+SP barn, and Fan+SP barn during the hot and humid Aug. to Oct., 2006 in Taiwan.

表4.4 高濕熱地區水簾牛舍環境對荷蘭泌乳牛陰道溫度之影響¹

Table 4.4 Effect of water-padded barn environment on the diurnal vaginal temperature of Holstein lactating cows in humid summer in Taiwan in 2006¹

Item

a,b Means within a row with different superscripts differ (P < 0.05).

1 Vaginal temperatures were measured every 1 min by the HOBO water temp Pro data logger (Onset computer corporation, Bourne, MA. USA) that fixed in a blank control internal drug release (CIDR) device and inserted into cow’s vagina 24 h.

2 WP barn: water-padded barn; WP+SP barn: water-padded barn with sprinklers;

Fan+SP barn: Free stall barn with fans and sprinklers (control).

3 SEM: standard error of the mean; Sig: significance; NS: non-significant, P > 0.05; * P

< 0.05; ** P < 0.01, *** P < 0.001.

4 Mean data were analyzed from the daily averages of 32 cows each group and the highest and lowest values were the averages of daily extreme data for each cow.

4.4.2.2 血液氣體及生化值

熱緊迫環境影響牛隻體內酸鹼平衡 (West et al., 1992)。當熱負荷增加時，牛

隻藉由快速喘氣來提高上呼吸道的蒸發散熱作用，但喘氣增加 CO2的排出，也造

成呼吸性鹼毒症 (respiratory alkalosis) 現象，即血中 CO2分壓降低、HCO3^－濃度降 低及血液pH 上升 (Collier et al., 1982; Sanchez et al., 1994; Calamari et al., 2007)。

在2005 年試驗中，第一代水簾牛舍的高濕與低風速環境造成牛隻明顯的熱負荷，

飼養於密閉牛舍牛隻，其原因可能來自空氣的流通程度 (Sabuncuoglu et al., 2008)。

血液生化值可做為熱緊迫指標 (Abeni et al., 2007; Calamari et al., 2007)。與血 液氣體不同，2006 年 WP 與 Fan+SP 兩組牛隻各項血液生化值的反應趨勢與 2005 年一致，即兩組牛隻血清的白蛋白、BUN, Ca, Glucose, AST, 與 LDH 相近，WP 組的血清總蛋白質與磷較Fan+SP 高，膽固醇、ALP 與 ALT 較 Fan+SP 低；而 WP+SP 組除了磷濃度降低與Fan+SP 相近外，其餘都跟隨 WP 組的趨勢 (表 4.4)。

當氣溫由18℃進入 32℃，血清蛋白質與尿素氮濃度有增高情形 (Koubková et al., 2002)，本次試驗水簾兩組牛隻血清總蛋白質增高，但白蛋白與 BUN 則與對照 組相近。熱季造成荷蘭牛血漿中葡萄糖濃度、膽固醇濃度與鹼性磷酸酶 (alkaline phosphatase, ALP) 活性的降低 (Abeni et al., 2007; Calamari et al., 2007)，水簾兩組 牛隻血清膽固醇濃度與鹼性磷酸酶活性低於對照組，但葡萄糖濃度與對照組相 近。AST 與 ALT 參與蛋白質代謝過程中胺基的轉換，Koubková et al. (2002) 報告 高產牛的ALT 活性隨環境溫度增高而下降，水簾兩組牛隻的 ALT 活性低於對照組 (P < .001)，但 AST 活性則有高於對照組的趨勢 (P = 0.10)。牛隻血清鈣的濃度不

受三組環境的影響，但水簾組牛隻血清磷濃度高於對照組，且在2005 年也出現此

現象 (蕭等, 2009a)，Sanchez et al. (1994) 指出熱緊迫會減少牛隻 50% 磷的吸收，

可能因此增加了血清中的磷的滯留與減少細胞內ALP 的合成原料，這個推論須要

進一步證實，WP 組的血液測定結果符合這個推論，而 WP+SP 組牛隻血清磷濃度 未增加，同時 ALP 活性介於另兩組之間，似乎表示 WP+SP 組牛隻的熱緊迫程度

低於 WP 組牛隻。綜合本次血清生化值結果，尚無法一致性的釐清三種牛舍環境

對紓解泌乳牛熱緊迫的效果。

表4.5 高濕熱地區水簾牛舍環境對荷蘭泌乳牛血液氣體分壓及血清生化值之影響 Table 4.5 Effect of water-padded barn environment on the blood gases and serum

biochemical metabolites of Holstein lactating cows in humid summer in Taiwan in 2006¹

a,b Means within a row with different superscripts differ (P < 0.05).

1 Blood samples of 32 cows each group were taken twice at 1 p.m. from jugular vein each period in a 3 x 3 latin square design.

2 Fan+SP barn: Free stall barn with fans and sprinklers (control), WP barn:

water-padding barn, WP+SP barn: water-padding barn with sprinklers, pCO2: partial pressure of carbon dioxide, pO2: partial pressure of oxygen, ALP: alkaline phosphatase, AST: aspartate aminotransferase, ALT: alanine aminotransferase, LDH:

lactate dehydrogenase.

3 SEM: standard error of the mean; Sig: significance; NS: non-significant, P > 0.05; * P

< 0.05; ** P < 0.01, *** P < 0.001, P value around 0.10 was also listed.

4.4.2.3 泌乳牛採食活動、瘤胃消化與泌乳性能

牛隻飼糧組成與設定值相近，牛隻採食 50%芻料 (乾基)、24%副產物與 26%

穀類精料的完全混合日糧 (totally mixed ration, TMR)，飼糧組成為 DM 39.0%、CP 16.5%、ADF 32.1%及 NDF 50.0% (乾基)。近年相關牛隻降溫方法的研究中，多以 呼吸速度及體溫等生理反應為評估指標，本次採食活動、瘤胃消化與泌乳性能的

胃 VFA 提供牛隻重要的能量來源，三種牛舍環境飼養下的牛隻瘤胃總 VFA 濃度 與個別VFA 莫耳比例都相近，瘤胃總 VFA 濃度分別為 110、112 與 104 mM (圖 4.6，

C)。

對照組、水簾組與水簾+噴水組的環境並不影響牛隻體重的變化 (表 4.7)，但水簾 兩組顯著促進牛隻的採食量 (18.8 vs. 18.5 kg, P < .05)，雖然每頭每天計算值只增加 0.3 kg，但可以達 5%顯著水準表示其高的可信度。水簾兩組環境的改善提升牛隻 採食意願，有效促進採食量的增加，進一步促進乳量的增加，水簾組乳量已與對 照組相近 (25.0 vs. 24.7 kg)，水簾+噴水組乳量更呈現高於對照組的趨勢 (25.4 vs.

24.7 kg, P = 0.10)。在乳成分方面，除了水簾+噴水組的乳蛋白質濃度顯著降低，原 因尚待探討外，其餘乳脂肪、乳糖與乳總固形物濃度都相近；在乳房健康方面，

減低熱緊迫可以降低生乳體細胞數，Smith et al. (2006b) 報告隧道蒸發降溫可降低 27%的生乳體細胞數，本次試驗也顯示水簾牛舍環境有改善乳房健康的趨勢，水簾 與水簾+噴水兩組牛隻的生乳體細胞數分別較 Fan+SP 對照組牛隻降低 43% 與 54%

(P = 0.13)。本次試驗結果雖未達到 Smith et al. (2006b) 每頭每天增加 11%採食量 與2.0 kg 乳量 (FCM) (3.5%FCM, 23.6 vs. 21.6 kg) 的幅度，但與 2005 年水簾組環 境降低牛隻乾物質採食量7.6% (17.0 vs. 18.4 kg) 及接續降低 10.1%乳量 (4% FCM, 23.1 vs. 25.7 kg, P < .001) (蕭等, 2009b) 的負面結果比較，2006 年風速與噴水的改 善已使水簾牛舍呈現可能的經濟效益，這個結果使得在濕熱地區應用水簾+噴水牛 舍來紓解泌乳牛熱緊迫的可行性已大幅提高。

表4.6 高濕熱地區水簾牛舍環境對荷蘭泌乳牛採食與躺臥活動之影響¹

Table 4.6 Effect of water-padded barn environment on the intake and lying activities of Holstein lactating cows in humid summer of Taiwan in 2006¹

Time segment

--- Percentage of cows in eating --- 7:30 – 9:30

a,b Means within a row with different superscripts differ (P < 0.05).

1 A total of 36 cows were randomly assigned into three barn treatments in a 3 x 3 latin

1 A total of 36 cows were randomly assigned into three barn treatments in a 3 x 3 latin