《Journal of Dairy Science》：Effects of summer thermal conditions on physiological responses, lying behavior, and weight gain in preweaning Holstein dairy heifer calves in a humid continental climate
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摘要：在湿润大陆性气候下饲养的奶牛犊牛，在一年中的数月内会间歇性暴露于高温和高湿环境。本观察性研究旨在确定湿润大陆性气候下的夏季热强度和热持续性是否引发哺乳期犊牛的热应激生理反应，以及这种热暴露是否导致趴卧行为改变和犊牛生长性能下降。研究人员于2024年6月至
摘要：在湿润大陆性气候下饲养的奶牛犊牛，在一年中的数月内会间歇性暴露于高温和高湿环境。本观察性研究旨在确定湿润大陆性气候下的夏季热强度和热持续性是否引发哺乳期犊牛的热应激生理反应，以及这种热暴露是否导致趴卧行为改变和犊牛生长性能下降。研究人员于2024年6月至8月期间，从加拿大安大略省2个商业化奶牛场招募了138头荷斯坦母犊，从出生时开始入组。犊牛分别饲养于1号牧场的舍内栏位和2号牧场的室外独立犊牛岛。研究人员每周访视牧场3次，对犊牛出生后前9周进行监测。每次访视时测量犊牛呼吸频率、直肠温度和皮肤温度，并按每周每头犊牛进行平均。加速度计在整个研究期间记录每头犊牛的趴卧行为。犊牛每周称重直至断奶，以计算平均日增重（ADG）。放置在犊牛水平栏位内的数据记录仪每10分钟记录一次环境温度和相对湿度。利用气候数据计算每个10分钟间隔的温湿指数（THI）。计算并每周平均多种THI指标，包括日平均和日最高THI，以及每日THI超过65、69和72的小时数。为评估热变异性，研究人员还计算了上述每周THI指标的变异系数（CV），以及日内THI的CV。采用重复测量混合效应线性回归模型分析每周数据。每周平均THI为65.3 ± 4.7（平均值±标准差），范围为49.4至74.3；每周最高THI平均为73.5 ± 4.6，范围为58.9至82.9。犊牛呼吸频率以及平均和最高皮肤温度与所有THI指标均呈正相关。所有THI指标均与趴卧行为变化相关，包括每日趴卧时间减少、每日趴卧次数增加以及趴卧持续时间缩短。较大的热变异性也与呼吸频率、皮肤温度和趴卧行为相关。犊牛每周ADG平均为0.8 ± 0.55 kg/d（原文此处理解为0.76±0.17?但按原文称0.8±0.55 kg/d? 原文摘要写0.8 ± 0.55 kg/d，而正文表2为0.76±0.17，存在不一致。摘要中写0.8 ± 0.55 kg/d。我们按摘要翻译）。日平均THI与ADG降低呈趋势性相关，即日平均THI每增加1个单位，ADG降低0.01 kg/d。日最高THI和每日THI超过72的小时数也与ADG降低相关。日最高THI每增加1个单位，ADG降低0.01 kg/d；每日THI超过72的小时数每增加1小时，ADG降低0.02 kg/d。上述结果表明，在湿润大陆性气候下，哺乳期犊牛暴露于等于或高于热应激相关阈值的THI，且热强度与热变异性与犊牛的生理、行为和生长反应相关。这些结果凸显了在历史上热应激常被忽视的温带地区，为哺乳期犊牛制定热缓解策略的重要性。
论文解读
一、研究背景与目的
热应激是指当环境条件超出动物热中性区（TNZ）时，恒温动物需要动用额外能量维持体温稳态的一种状态。荷斯坦奶牛犊牛的TNZ估计为15–25°C，但湿度、空气流动和太阳辐射等气候因素也会影响其热体验。为缓解热应激，犊牛通过呼吸加快、外周血管扩张等生理机制以及改变趴卧姿势等行为机制增加散热、减少产热。以往绝大多数犊牛热应激研究在亚热带气候进行，其热暴露强烈且持久；而在湿润大陆性气候（包括加拿大、美国北部和中东欧大部分地区），夏季热暴露对犊牛的影响尚未充分确立，尤其缺乏对热变异性效应的研究，且热强度对趴卧行为的作用及对生长的效应证据不一。湿润大陆性气候以四季分明、夏季高温高湿间歇性出现为特征，且历史数据显示加拿大环境热负荷在1950–2019年间增加，未来热事件将更频繁、更强、更持续。因此，本研究的目的是确定湿润大陆性气候下夏季热强度和热持续性是否引发哺乳期犊牛的热应激生理和行为反应，以及该热暴露是否影响犊牛增重。研究人员预测，夏季热暴露强度和持续性的增加会提高热应激的生理和行为指标，并降低犊牛平均日增重（ADG）。
二、研究方法概述
研究为观察性设计，于2024年6月至8月在加拿大安大略省2个商业化奶牛场（1号牧场舍内通风牛舍，2号牧场室外犊牛岛）招募138头荷斯坦母犊，从出生监测至断奶（前9周）。每周访视3次，测量呼吸频率、直肠温度并利用红外热成像测定臀部皮肤平均和最高温度；加速度计连续记录趴卧行为；每周称重计算ADG。环境温湿度记录仪在犊牛水平每10分钟记录数据，计算温湿指数（THI）的各周平均值，包括日平均THI、日最高THI、每日THI超过65、69、72的小时数，以及各指标的变异系数（CV）以反映热持续性。采用重复测量混合效应线性回归模型分析THI指标与生理、行为和生长指标的关系，模型中包含牧场、出生月份、出生重等固定效应及称重时间、风速等协变量。
三、主要研究结果
（1）热环境描述：研究期间平均每周THI为65.3±4.7，最高THI平均为73.5±4.6；每日THI大于65、69和72的小时数平均分别为13.1、8.7和5.2 h/d，表明犊牛在夏季经历了达到或超过热应激阈值的持续热暴露。
（2）生理反应：呼吸频率与日平均和最高THI及每日THI超过65、69和72的小时数呈正相关；平均和最高皮肤温度同样与所有热强度指标呈正相关。但各THI强度指标与直肠温度均无显著关联，仅每日THI>72的小时数的周内变异与直肠温度正相关。结果表明，在湿润大陆性气候下，夏季热暴露激活了犊牛以呼吸散热和外周血流增加为主的生理热调节。
（3）趴卧行为：随着THI强度增加，每日趴卧时间减少、趴卧次数增加、平均每次趴卧持续时间缩短。较高的日内和周内THI变异性与更长的趴卧时间和更少但更长的趴卧事件相关，说明热暴露的间歇性可能为犊牛提供一定热缓解。
（4）生长性能：犊牛ADG与日平均THI呈负相关趋势性关联（THI每升1单位，ADG降低0.01 kg/d），与日最高THI和每日THI>72小时数显著负相关（最高THI每升1单位ADG降低0.01 kg/d，THI>72每增加1 h ADG降低0.02 kg/d）。在观察到的热暴露范围内，估算的ADG降低量为0.2–0.3 kg/d。
（5）其他因素：舍内通风、上午采样和较大风速均与较低的热应激反应相关，符合热应激文献中空气流动促进散热、午后温度更高的规律。
四、讨论与结论
研究人员指出，湿润大陆性气候下犊牛热暴露强度虽低于亚热带，但仍足以引发呼吸频率和皮肤温度升高、趴卧行为改变，并造成生长损失。热变异性对生理和行为指标具有多维影响：较大的日内变异对应更强的急性热反应，而较大的周内变异则反映日间波动带来的热缓解。由于缺乏采食量记录和健康数据，无法区分热暴露与疾病对直肠温度和生长的各自贡献，但研究仍首次量化了湿润大陆性气候下哺乳期犊牛的热应激反应和生长损失。结论指出，温带地区夏季热条件应得到与亚热带同等重视；应针对该地区热事件间歇性和多变性的特点，开发并评估适用于哺乳期犊牛的热缓解策略。
