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鲁牧牧函字〔2023〕5号
当前我省正处盛夏,阴雨天多、雷电频繁,环境高温高湿,易给畜禽健康养殖和安全生产带来隐患。为应对不利天气对畜禽养殖生产的影响,确保养殖和生产安全,山东省畜牧总站联合国家、省有关畜牧产业技术体系,特提出本技术指导意见,供业者参考。
一、做好夏季防汛应急准备
密切天气变化,加强值班巡查。备足饲料、疫苗、兽药、柴油、抽水机、消毒用品等应急物资,做好防淹、防涝措施,加固好畜禽舍及养殖附属设施,防止倒塌、浸水。洪涝灾害频发地区及处于危险地段的养殖场要常备土石木料、沙袋、水泵、铁锨等防洪工具和设备,在暴雨洪水来临之前封堵易涝出入口及围墙、涵洞出口,封堵可能被淹没的畜禽舍、饲料库的门窗。
二、做好供电设施及线路检修
检查供电设施的安全情况,提早排除可能因雷击引发的火灾安全隐患。检查用电设施设备的运行是否正常,检查、更换老化或受损线路等,及时清除影响输电线路安全和正常运行的障碍物,确保用电负荷不超过线路承载能力,以免线路超负荷运行引发火灾等问题,保证用电安全。
三、做好养殖设备的检查维护
重点检查环控设备、通风设备,确保其在恶劣天气能正常运转,提高畜禽舍高温季节防暑降温能力。夏季高温风机、电机工作负荷大,做好风机和电机维护。配备与场区生产生活相匹配的发电机组并及时调试,以备停电等情况发生时能快速、正常启动。若条件允许,可配置一套移动发电机作为补充。
四、做好养殖场排水和疏通
检查养殖场区内的排水通道和排污通道是否通畅,如有障碍、堵塞问题尽快解决、疏通。如已发生汛情,及时排出养殖区域内的积水,彻底清除因水灾形成的淤泥、杂物。及时修复、加固破损的畜禽舍,抢修用电、用水设施。对散落的粪便、垫料堆积发酵无害化处理。
五、做好精细化生产管理
做好饲料进场管控,确保所购饲料新鲜安全,检查料塔和饲料输送系统的防水性,做好青贮窖防水、排水工作,出现进水等情况及时处理。搞好饲料储存、防潮、降潮措施,避免饲料霉变,必要时,在饲料中添加防霉物质,减少霉变饲料潜在隐患。做好水源井的水质检测、防污染措施和输水管线维护以及畜禽饮水质量控制,确保畜禽饮水质量安全,可在饮水中添加电解多维等维生素,以缓解热应激。及时检修水帘,做好水帘的清理、消毒和水帘管道清洗,确保水帘正常运行作业。高温高湿环境下,适当提高风机转速、加大通风量来控制畜禽舍温湿度环境,同时可采取遮阳降温、风扇降温、冰块降温等措施辅助降温。
六、强化养殖场安全生产管理
及时做好粪污收集和防雨、防渗漏、防溢流及臭气控制,确保养殖场及周边环境清洁卫生;做好沼气设施、中转池的安全管理维护和科学操作,防止沼气泄露、爆炸、火灾、窒息等问题发生,化粪池、沼气池、黑膜氧化塘等做好防溺淹措施,并设置安全警示标识,确保人员安全;加强空舍期棚舍和养殖设施设备的清洗消毒;做好防鼠、防鸟、灭蝇等工作;对病死畜禽严格按照规定做好无害化处理。
重要安全事故处置,需在专业人员指导下实施。
山东省畜牧总站
2023年7月31日
(来源:山东省畜牧兽医局网站)
编辑:范云琳
校对:张 芳
审核:邢海云
PART.01
生产迈向规模化设施化,现代养殖场提升畜牧业综合产能
走进山东聊城市东昌府区立海现代生态农业示范园,智能化数字管控中心大屏幕上实时显示鸭舍内情况。
“每个鸭舍配一个饲养员,自动化控光控温、上水上料,严格的疫病防治措施必不可少。”养殖场总经理陈兴立介绍。
陈兴立说,2018年示范园建成,一年可出栏1500万只鸭子,单体养殖规模和全智能化控制技术达到世界领先水平。
谈及设施养鸭的好处,立海集团副总经理朱斌算了笔账:“传统养殖一个棚最多养8000只鸭,立体鸭笼同样的占地面积,最少可以养3万只。设施养鸭不受天气影响,每年可以多养一批次,肉鸭存活率提高2.5个百分点。综合算下来,一个现代养鸭棚的效益是传统棚的4倍。”
在立海集团数字一体化禽产品加工基地,全自动肉鸭加工流水线正有条不紊地工作。“下一步将加快建立产、供、销全程质量控制规范和标准,保障生鲜禽肉产品高质量。”朱斌说。
近年来,我国畜禽规模化设施化养殖稳步发展,2021年蛋鸡肉鸡和奶牛养殖规模化率分别提高到80%和70%。全国禽蛋、肉类、奶类年产量分别达到3409万吨、8990万吨和3778万吨,其中70%由规模养殖场提供。
现代设施养殖提升了禽肉保障能力,智慧牧场建设强化奶源供应保障。
一排排钢架结构牛舍里,奶牛正打盹儿。内蒙古科右前旗中博农(兴安盟)牧业有限公司负责人张定宏告诉记者:“牛舍温、光、水通过环控器统一控制,自动推料机、自动推粪器配合智能项圈、个体识别等信息化采集设备,实现了智慧养牛。”
张定宏回忆:“规模养殖刚起步的时候,牧场饲养方式粗放,奶牛吃得不好,产奶量就不高,现在奶牛享受定制食谱,饮食营养科学,日均产奶量提高了27%。”
离牛舍不远的现代化挤奶大厅内,奶牛有序走上全自动转盘式挤奶机。转盘上有专门的扫描识别卡,记录每头牛的出奶量。新鲜的牛奶通过真空管道低温存储到贮奶罐中,再通过全封闭低温安全运输车运送到工厂加工。整个过程全程封闭,保证牛奶安全。
从“散户漫山追牛跑”到如今“规模养殖加工一体化”,牛奶产能和质量都得到大幅提升。近年来,科右前旗利用地处黄金奶源带的优势,建设了一批奶源基地,下一步将加大智慧牧场建设力度,强化奶业全链条精细化管理水平,持续提升奶源保障能力。
规模化设施化养殖助推畜牧业综合产能提升。《全国现代设施农业建设规划(2023—2030年)》(以下简称《规划》)提出,到2030年建设完成260个家禽立体高效设施养殖场、200个肉牛高效集约养殖场、300个肉羊高效集约养殖场和200个现代化奶牛智慧牧场,增加肉产量150万吨以上、鸡蛋产量15万吨以上、奶类产量160万吨以上,我国的肉蛋奶供应保障水平将进一步提高。
PART.02
养殖集约化标准化,实现经济效益和生态效益双赢
走进广西百色市田东县钱记农业循环经济500万只蛋鸡产业园,鸡舍里一排排笼架设计成了“H”型。分拣打包车间内,传送带上源源不断输送着一个个色泽鲜亮的鸡蛋。
“蛋鸡饲料以玉米、豆粕为主,科学搭配维生素、微量元素等,鸡舍内的环境控制系统为蛋鸡创造了适宜的生长环境,这些都保障了鸡蛋的产量和质量。”园区经理张金兰介绍,目前园区有产蛋鸡舍35栋,最高一栋是6层楼房,基本实现了“楼房养鸡、舍不见人、蛋不粘手、粪不落地”。
记者注意到,这么大规模的鸡舍内,却看不到鸡粪。饲养管理员韦艳妮解释:“每隔一天就开启自动清粪机,保持鸡舍清洁,不仅蛋鸡生活舒服,我们的工作环境也干净。”
鸡粪去哪了?张金兰带着记者前往园区的有机肥生产车间,鸡粪从鸡舍运输到这里变废为宝,年产近5万吨有机肥。肥料销售商黄天培说:“园区生产的有机肥,是很好的果园底肥,改善土质,提高水果产量,很受周边果农欢迎。”
集约化标准化养殖模式,有力保障肉蛋奶质量安全。在田东县,种养结合、农牧循环渐成气候,实现经济效益和生态效益双赢。
炎炎夏日,在田东县皇氏奶业示范区奶牛养殖区,牛舍采用隧道通风模式,奶牛悠闲地吃料或休息,每隔8分钟还可享受喷洒淋水降温。
“牛舍采用‘微生物+’垫料发酵床技术,对产奶牛群采用‘卧床+发酵垫料牛床+微生物菌种’的饲养模式,通过安装牛粪处理回用系统,基本实现了无排放、无污染。”皇氏田东生态农业有限公司副厂长彭豪丽介绍。
不仅牛粪变废为宝,牧场还带动周边农民把农业生产废弃物变为“宝贝疙瘩”。田东县林逢镇林驮村村民黄大紧是牧草代收工人,他告诉记者:“我向周边农民收购甘蔗尾叶等卖给牧场,去年在一个乡镇设置了代收点,今年计划扩大到5个。”
为加快设施农业绿色低碳转型,近日出台的《农业农村部关于发展现代设施农业的指导意见》提出,传统农区突出种养结合、农牧循环,发展高效设施畜牧业,建设集约化现代设施畜牧基地;推动资源集约节约利用,深入推进畜禽粪污资源化利用,推动畜禽粪肥就地就近还田利用。
PART.03
素质发展方式优质高效,改良品种、草畜平衡,加快畜牧业高质量发展
“品种改良让牲畜涨‘身价’,去年我换养新品种西门塔尔肉牛,纯收入达到30多万元!”内蒙古扎赉特旗种畜繁育中心西胡日台嘎查犇犇养牛场里,负责人张春林正忙着给牛添青贮饲料。
扎赉特旗农牧和科技局局长陈健介绍,旗里持续推进以提高饲草产量和牲畜良种率为重点的良种繁育体系建设,建设了1100亩优质牧草种子扩繁基地,建成种公牛站和蒙特牛繁育中心。目前每年改良牛达8万头,全旗肉牛良种化率达到60%,有力促进了牧民增收。
除了改良品种,扎赉特旗大力建设标准化规模养殖场,促进草原畜牧业高质量发展。
胡尔勒镇浩斯台嘎查2万头优质肉牛生态项目建设工地里,工人正热火朝天地施工。“等11月底项目竣工后,第一批将购进1万头优质西门塔尔公牛犊进行集中育肥,可使68万亩草原得以休养生息。”项目负责人郞永涛介绍。
“我们全力推进标准化规模养殖,建设以草畜平衡为前提的现代草原生态牧场4个,建成肉牛标准化育肥场30个、肉牛养殖专业村小规模养殖场7个。”陈健说。
为了让更多农牧民分享草原畜牧业转型升级带来的好处,扎赉特旗推广“公司+合作社+农户”的联农带农模式,采取“村企互利”“代养分红”“联户合租合养”等方式,带动家庭农牧场和种养殖户增收。
“把肉牛送到育肥基地舍饲,集中科学养殖,既降低了牧民分散养殖的风险,也能更好保护草原生态环境。”巴彦扎拉嘎乡七家子村千头牛牧场负责人黄润乔说,牧场现在养育肥牛1020头,全部选购本乡附近牧户400斤左右的优质西门塔尔公牛犊进行集中育肥,仅小牛回收一项,每年就为周边牧户增收约100万元。
广袤乡村,一批批规模养殖场、养殖专业村应运而生,越来越多的农牧民转变生产方式,规模化、标准化养殖方式逐年增多,去年我国畜禽养殖规模化率达到71.5%,养殖业稳步提质增效。
《规划》提出,到2030年全国畜禽养殖规模化率达到83%以上,主要畜禽大规模养殖场基本实现全程设施化,畜牧业综合生产能力和供应保障能力明显提升,抵御市场、疫病等风险能力显著提高。
(来源:人民日报、中国畜牧业)
编辑:范云琳
校对:张 芳
审核:邢海云
《肉类研究》2023年37卷7期刊载了山东省农业科学院农产品与营养加工研究所、山东省农产品精深加工技术重点实验室、农业农村部新食品资源加工重点实验室、河北工程大学生命科学与食品工程学院、济南市畜牧技术推广站、济南市农业农村局、山东嬴泰农牧科技有限公司的王玥、白秀玉、李强、曹洪防、杜鹏飞、柳尧波、马艳丽、胡鹏、李腾飞、潘林香、王维婷的论文《环境热应激对畜禽养殖及肉质影响的研究进展》。该论文由:山东省重大创新工程项目(2021CXGC010809);国家肉羊产业技术体系屠宰与分级分割岗位建设专项经费(CARS-38);山东省羊产业技术体系产后处理及加工岗位建设专项经费(SDAIT-10-10);山东省中央引导地方科技发展专项资金项目(YDZX2022135);山东省农业科学院农业科技创新工程项目(CXGC2023B06)资助。
热应激是畜禽养殖加工业的主要环境应激源之一,国内外研究者发现,当环境温湿度超出畜禽耐受范围时,养殖动物会出现精神萎靡、采食量降低等热应激反应,此时体内出现的激素水平改变、血液蛋白水平改变、抗氧化能力降低等一系列生理生化及病理变化,将导致畜禽体质量降低、肉质变差或死亡,造成不可挽回的经济损失。畜牧业是肉类食品的重要来源,是人们饮食结构中的重要蛋白来源途径,热应激带来的肉品质下降在造成经济损失的同时,还会产生食品营养及安全等问题。
山东省农业科学院农产品与营养加工研究所、山东省农产品精深加工技术重点实验室、农业农村部新食品资源加工重点实验室、河北工程大学生命科学与食品工程学院、济南市畜牧技术推广站、济南市农业农村局、山东嬴泰农牧科技有限公司的王玥、白秀玉、李强、曹洪防、杜鹏飞、柳尧波、马艳丽、胡鹏、李腾飞、潘林香、王维婷对上述研究进行梳理,从畜禽热应激的定义、畜禽热应激行为反应机制、畜禽热应激生理反应机制、畜禽热应激对肉品质的影响及热应激缓解管理措施等方面进行综述,为畜禽热应激反应的判别及缓解策略提供参考。
01
热应激的判断方法
在适宜的环境温度下,动物的代谢强度和产热能量会保持在一个正常的水平,这种温度称为动物的等热范围,又称代谢稳定区,当环境温度超过其代谢稳定区上限,物理调节不能维持机体热平衡,机体散热受阻,便会产生应对环境高温所产生的非特异性应答反应——热应激。热应激反应一般被分为急性和慢性2 种情况,急性热应激反应从应激开始后的几分钟持续到几天,慢性热应激反应持续时间从几天到几周不等,家畜家禽多为恒温动物,其体温尤其是直肠温度相对稳定,即便遭受高温高湿环境影响而发生热应激也较少产生较大的波动,不便于快速、直观地对畜禽的热应激状态进行判断,这期间若不能及时发现畜禽的变化,及时通过各种方法对热应激状态进行缓解和治疗,将会造成更加巨大的损失。相关从业者对于如何对热应激进行判断投入了极大的研究精力,总结出一些较为准确、快捷的判断方法。
温湿度指数(temperature-humidity index,THI)
为了便捷、快速地确定热应激程度,在奶牛研究中引用了美国国家海洋和大气管理局1976年发布的《牲畜高温天气压力下操作手册》中使用环境温度和相对湿度来估计热应激严重程度的方法,称为THI。该计算公式至今仍被相关研究者广泛认可并使用,我国研究人员对水牛热应激影响的研究中也间接引用了该公式对THI进行计算。
当测量温度为华氏温度,THI按式(1)计算。
将华氏温度转换为摄氏温度后,THI按式(2)计算。
式中:F为以°F为单位的干球温度;T为以℃为单位的干球温度;RH为相对湿度/%。
不同物种的热应激判定阈值有所差异,具体情况如表1所示。
表1 不同物种热应激程度THI判断标准
注:因文献中对热应激等级界定方式不同,-. 文献中未界定相应热应激等级。
禽类热应激相关研究大多直接使用温度作为判断标准,暂无THI判断标准。
热负荷指数(heat load index,HLI)
由Gaughan等提出的HLI是作为THI的一种改进而发展起来的判断标准,其中引入了黑球温度作为新的判断指标。黑球温度又被称为实感温度,使用黑球温度计进行测量,代表人或物体受辐射热和对流热综合作用时,以温度表示出来的实际感觉温度,相同条件下一般比空气温度更高。
HLI综合了黑球温度、空气流速和相对湿度,以期得到更加准确的判断。
根据黑球温度计的阈值,HLI按式(3)~(4)计算。
式中:T为黑球温度/℃;v为风速/(m/s)。
在Gaughan等的后续研究中,通过对17 种肉牛的研究,对HLI的判断阈值进行了划分:无热应激:HLI≤70;轻度热应激:70<HLI≤77;中度热应激:77<HLI≤86;重度热应激:86<HLI≤96;极重度热应激:HLI>86。
热应激生物标志物
除了通过外界环境对热应激状态进行判断之外,研究者们发现部分生物标志物可以更加准确地判断畜禽是否处于热应激状态。这类生物标志物大多数为热应激作用下畜禽体内含量发生较大变化的激素、蛋白类物质。例如研究发现,热应激状态下荷斯坦奶牛血浆皮质醇含量超过30 ng/mL,显著高于非热应激状态下的皮质醇含量(约14 ng/mL),是常被用作热应激生物标志物的指标;研究显示,在热应激状态下哺乳期荷斯坦奶牛的肾上腺素和去甲肾上腺素水平也显著升高,达到了正常状态下的2 倍水平;而研究表明,巴巴里山羊热休克蛋白家族中HSP70基因对温度最为敏感,可作为热应激反应的生物标志物。
02
畜禽热应激行为反应机制
不同品种的牲畜和禽类受到高温高湿环境影响后,会自发地通过各种行为或产生生理变化来进行调节,以维持自身处在相对稳定、健康的状态,其产生热应激反应的程度各不相同,但症状相似,主要包括体温升高、水分、蛋白质、能量和矿物质代谢紊乱等。
当环境达到热应激水平而造成畜禽体温过高时,畜禽首先会进行主动行为散热,通过寻找遮阴处、减少躺卧、加剧喘息等行为来加强散热,以降低外源热量带来的影响并维持正常体温;当主动行为反应不足以维持正常体温时,畜禽会通过减少食物摄入、加大饮水量等行为降低内源性热量的产生。
研究表明,当羊受到高温高湿环境影响发生热应激时,主要通过增加呼吸频率和表皮热交换来散发体内多余热量,以保持机体热量平衡。山羊被认为是耐热性最好的物种之一,但环境温湿度水平过高时仍然会产生热应激。对雷州山羊、努比亚羊及其杂交F1代3 个类群的研究显示,随着THI逐渐升高到86以上,实验羊只遭受重度热应激后,生理指标(体表温度、直肠温度、呼吸频率、心跳频率)逐渐增高,反之则下降。统计显示,不同品种的山羊在受环境影响造成体表温度发生较大变化时,直肠温度依然相对稳定,但呼吸频率和心跳频率显著提高。当畜禽热应激自发调节效果不足时,会出现攻击行为甚至死亡。例如,母猪在热应激早期行为表现为比较暴躁、咬尾、呼吸加快等;而随着热应激时间的延长,会出现精神萎靡、站立不稳、俯卧时间延长的现象,严重时甚至会造成死亡。
畜禽为了应对热应激进行自发调节行为,一定程度上维持了自身相对健康、舒适的生理状态,但由于降低了采食量,生长发育速度将会减缓,造成生产性能、产奶量、产肉量及最终肉质的下降。如母猪在热应激影响下,为减少产热和增加散热,其乳腺血流量减少、四肢伸展、饮水和排尿增加,采食量下降,进而造成生长速度减缓、出栏质量降低、屠宰率降低。而相较于羊和猪,体型更大的牛受到高温影响时产生的热应激反应更为明显,哺乳奶牛的采食量在气温25~26 ℃时便会开始下降,30 ℃以上的采食量下降更快,在40 ℃时,采食量下降可高达40%,与此同时,随着奶牛减少饲料摄入量,牛乳的产量也同步下降。
03
畜禽热应激生理反应机制
当环境长时间保持高温高湿,畜禽依靠行为反应无法有效达到降温效果时,其体内通过分泌激素降低代谢水平以起到促进散热的效果。这一代谢应答过程中,甲状腺、肝肾等器官分泌的激素及酶在动物体温代谢调节中起到重要作用,但与此同时,导致畜禽生长速度的减缓和生产率的降低,也会造成肉品质的下降。
内分泌-代谢水平变化
畜禽应对热应激最重要的手段之一就是代谢适应,主要目的是降低体内代谢水平,从而减少内源热量的产生,以达到应对热应激的效果,而代谢水平的改变离不开激素的调节作用,由甲状腺分泌的三碘甲状腺原氨酸(T3)和甲状腺素(T4)在牲畜的代谢过程和生长过程中都起着极为重要的作用。热应激状态下,牲畜下丘脑-垂体-甲状腺调控途径受到影响,从而减少促甲状腺激素释放激素的产生,进而达到限制基础代谢、降低代谢热量产生的目的。但是相应地,这种应对也降低了牲畜的生长速度,影响了生产性能。但也有部分研究显示,热应激状态下部分品种的T3和T4水平并没有显著变化,这些品种往往是当地原生品种,被认为是对于当地的高温环境已经有了较强的适应能力。
下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitaryadrenal,HPA)轴是应激反应的主要内分泌调节系统之一,HPA轴控制动物应激途径的产物为促肾上腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素和皮质醇,该途径最终会促进皮质醇被释放到血液中。皮质醇是牲畜应对热应激的主要应激激素,主要功能是促进畜禽体内蛋白质代谢,转化成氨基酸用以支持葡萄糖异生;同时刺激肝脏、肌肉和脂肪组织中的糖原和脂肪的降解和释放,从而减少机体的产热代谢,以达到减缓热应激的效果。根据对不同种类牲畜的几项研究,明确反映了在热应激条件下反刍动物血液皮质醇含量较高的现象。研究表明,在持续温热环境中,猪血清中皮质醇浓度有所升高,并随着热应激时间的延长而更加显著地增加。
醛固酮是激素调控途径:肾素-血管紧张素-醛固酮途径的最终产物,是一种由肾上腺皮质分泌的类固醇激素,主要作用是参与调节体内的矿物质和水分平衡。该途径的激活原因往往是牲畜出现了严重脱水的症状,而这种症状是牲畜热应激过程中的常见症状。热应激状态下山羊具有更高的血浆醛固酮水平;同时,该调控系统还会促进抗利尿激素的分泌,进一步提高牲畜对于高温及缺水环境的应对。
研究发现,鸡在热应激第一阶段时,机体为了抵抗高温的作用,为散热而增加产热,呼吸加快,外周血液血流加速,让体内的热量尽量散出去;随着热应激的持续,动物机体适应后,T3和T4的分泌逐渐降低至正常水平,因此,当动物体内T3水平先升高后降低时,很有可能是处于热应激状态。母猪机体内T3和T4水平在热应激时也有相同的变化趋势,会先升高,随着时间的推移适应后,T3和T4恢复正常水平。
血液蛋白水平变化
在高温环境下,畜禽的血液蛋白水平也会出现不同程度的变化,如总血红蛋白(hemoglobin,Hb)、白细胞介素2(interleukin 2,IL-2)、淋巴毒素、热休克蛋白(heat shock protein,HSP)等。
畜禽的Hb水平受到热应激刺激后会发生较为显著的变化,在水牛和山羊的相关研究中均发现热应激状态下受试动物体内Hb水平升高,研究分析认为是动物机体为提高血液运输氧气的能力而造成的血液Hb浓度升高。
IL-2又称T细胞生长因子,在启动炎症反应中起着重要作用,其水平的高低是机体细胞免疫水平的重要标志。通过酶联免疫吸附实验检测热应激刺激对波尔山羊×关中奶山羊杂交品种的各项血液指标的影响,其中肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、IL-1β、干扰素γ和IL-2含量显著上升,IL-4、免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)、IgM和IgA含量下降。研究显示,热应激状态下绵羊血清IgG、IgM、IgA、IL-2含量显著低于非热应激状态,TNF-α、IL-1含量显著高于非热应激状态。
研究显示,热应激开始时,猪血液中谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)和谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)水平变化并不显著,但是高温持续10 d后,血液中AST和ALT水平会显著提高,ALT、AST主要存在于畜禽的肝脏细胞中,当肝功能受到影响造成细胞损伤时,其中的ALT和AST会被释放到血液中,说明热应激对猪的肝功能造成了影响,该研究显示,在热应激情况下,猪血清肌酸激酶水平会极显著升高,而肌酸激酶是广泛存在于畜禽肌肉组织中的一种酶,主要作用是催化肌肉组织内ATP的合成,说明热应激对猪的肌肉组织造成了影响。研究发现,应激过程中猪血浆中的乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)水平会显著升高,LDH是畜禽体内糖酵解途径中一种至关重要的氧化还原酶,可逆催化乳酸氧化为丙酮酸,是无氧糖酵解过程的最后一步,说明热应激过程中猪出现了呼吸障碍,出现缺氧症状,无氧酵解加强。
HSP是从细菌到哺乳动物中广泛存在的一类热应激蛋白,当动物暴露于高温时,会由热激发合成此种蛋白,来保护自身。猪血浆中HSP70蛋白水平在热应激时从300 μg/L迅速上升到600 μg/L左右,具有很强的特异性,高温过后仍能保持较高值,可准确地反映猪的热应激严重程度。
04
热应激对肉品质的影响
热应激导致畜禽为缓解自身症状产生各种生理反应,这些生理反应会导致畜禽肉的食用品质和加工品质均受到不同程度的影响。研究显示,宰前热应激会导致火鸡的肉品质变差,这可能与骨骼肌钙离子代谢有关,热应激状态下甲状腺激素含量的提高影响了骨骼肌钙离子的动态平衡,使得钙离子水平升高,而较高的钙离子水平则造成肌肉代谢水平提高,肌糖原消耗增加,从而导致肉品质的降低,严重时还会产生DFD肉。研究日循环高温对肉鸡肉质的影响,结果表明,循环高温会导致鸡肉品质的下降,包括pH值降低引起的酸味、滴水损失、剪切力增加引起的嫩度下降等。暴露于热应激(34~41 ℃)的肉鸡,其每日体质量增加减少,与正常温度下的肉鸡相比最终出栏质量差达到300 g左右,肉的氧化应激、蛋白质和脂肪氧化增加,产品货架期缩短。肉鸡在经历3~5 周的周期性慢性热应激后,与在中温条件下饲养的群体相比,肉品pH值降低,胸肌肉色发生变化,亮度值和黄度值增加,红度值降低,剪切力增加近1 倍,滴水损失没有显著变化。在20~30 ℃,每提高1 ℃,猪的日增体质量降低40~80 g;肉质方面,持续环境高温可显著降低育肥猪背最长肌宰后24 h的pH值,提高宰后48 h滴水损失,提高剪切力,显著降低肌内脂肪含量和系水力,肉色也相应变差。研究显示,在持续的高温影响下,育肥肉猪的肉品质受到影响,宰后pH值下降,保水性和嫩度都有所降低,同时营养物质成分发生变化,粗蛋白含量有所提高,但脂肪含量降低。
热应激与反刍动物DFD肉的产生有关,慢性热应激情况下,牲畜采食量下降,转而消耗自身的糖原储备以维持生理活动,造成肌糖原储备降低,肌肉水分含量和乳酸产量减少,导致DFD肉的产生。DFD肉属劣质肉的一种,与正常肉相比,其颜色更深、pH值及剪切力更高,口感及加工品质很差。而研究显示,在热季(42 ℃)处理的绵羊和山羊腰大肌和小肌样本均比在冷季(21 ℃)处理的样本具有更高的pH值、更大的肌原纤维小片化指数和较小的滴水损失。对黑孟加拉山羊的研究显示,经过热应激处理后,对山羊的血液参数、蒸煮损失、pH值、副产物等均产生了显著的负面影响,羊肉的品质和生产性能均有所下降。
05
热应激缓解管理措施
热应激是畜禽养殖过程中不可忽视的问题,对其进行调控和缓解是研究人员和养殖者们最为关心的问题。现有研究资料显示,关于缓解及调控热应激症状的研究主要集中在遗传育种、环境管理、饲喂管理和屠宰前管理四方面。
遗传育种
应对热应激的有效方法之一是通过遗传育种培育出对热应激具有更强抵抗力、对高温环境具有更强适应能力的品种。随着分子生物学、基因组学等学科的发展,遗传育种也从传统的人工选育优秀个体转向了对于牲畜耐热相关基因的研究。目前已经有一部分与耐热相关的基因被鉴定出来,如调控牛光滑毛发的基因,该基因是一个单一的显性基因,它控制着牲畜光滑毛发的发育,研究显示,具备该基因的荷斯坦奶牛相比不具备该基因的个体可以保持更低的呼吸频率、脉搏和出汗率。对于耐热基因的研究可以参考目前成果较多的遗传育种研究方向:一胎多羔基因的研究方法,采用包括动物遗传多样性研究、胚胎移植、通过基因组和蛋白质组方法进行耐热遗传选择等方法进行抗应激品种的培育。
环境管理
与国外常见的大牧场放养型养殖方式不同,我国的畜牧业养殖多为密集型舍饲,在降低土地需求的同时,提高了对于饲养环境的管理要求。通过建造智能厂舍、调控温度等方式来创造出更适宜畜禽生长的环境,可以从根本上解决高温环境带来的畜禽热应激。以通风为例,在圈舍建造时可选用自然通风、负压通风、正压通风等多种方案。除通风外,喷淋也是一种经济且有效的降温方式,例如,在高温季节对运输后的肉鸡进行10 min的喷淋降温,可以有效降低热应激对于肉鸡的影响,改善肉品质。
饲喂管理
相较于见效时间长、技术水平需求高的遗传育种方法和成本较高的环境管理方法,通过调整高温时期牲畜的饲喂结构、添加有助于牲畜抵抗热应激的饲料添加剂是一种成本较低、见效快速的方法,如控制饮食中蛋白质和脂肪的含量。研究显示,适当增加饲粮中脂肪含量可以改善高温气候下生长期母猪和育肥母猪的体质量增加情况;而高蛋白含量的饲粮会产生更剧烈的餐后产热反应,因此降低饮食中的蛋白质含量也是热应激期间的一种有效选择。除了控制饲粮中营养成分的含量,添加额外的微量元素,如铬(Cr)也是有效改善热应激状况的方式。一项研究显示,在夏季育成母猪的饲粮中添加纳米吡啶甲酸铬(nCrPic)可以促进其生长性能,相较于未添加铬元素的对照组,其日均自由采食量提高约6%;此外,在绵羊、肉鸡、奶牛的相关研究中也报告了类似的结果。VE和硒(Se)的添加也可以有效改善热应激对牲畜带来的负面影响。在热应激状态下,适量添加VE和VC可以有效改善山羊的呼吸频率、采食量和皮质醇水平;研究证实,经过高于正常水平的VE和硒补充后,绵羊的采食量得到改善,抗氧化酶活性提升,有效缓解了热应激带来的负面效果。除此之外,黄酮类物质的添加也能起到缓解热应激效应的作用,有效改善屠宰后羊肉的肉色、抗氧化性和保水性等品质。
屠宰前管理
相较于养殖厂对畜禽提供的各种管理和防护措施,屠宰厂的条件往往更为恶劣,再加上运输过程中狭窄、拥挤的车厢环境,极易引发畜禽热应激或加重原有的应激症状,影响屠宰后的肉品质。因此,通过合理的宰前管理措施来缓解待宰畜禽的热应激状态,可以一定程度上降低热应激带来的伤害和损失。肉鸡作为一种小体型动物,在运输过程中更容易受到环境刺激而产生热应激反应,此时使用约20 ℃的水进行12 min左右的适度喷淋可以有效缓解热应激对其带来的负面影响。羊肉的品质同样会受到宰前状态的影响,让肉羊在屠宰前得到充足的休息,可以有效恢复热应激带来的疲劳和损伤,改善羊肉品质。研究发现,生猪宰前静养12~24 h可以有效缓解其生理状态,提高肉品质。
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结 语
我国地处温带,每年夏季高温高湿时间长,并且随着全球气温上升,高温高湿持续时间仍在增加。而随着我国畜牧业养殖规模化、集约化发展,受环境条件影响造成的热应激现象将会更为普遍,势必对我国养殖业造成不同程度的影响。随着分子生物学、蛋白质组学、代谢组学和转录组学等学科的发展,利用组学的方法对热应激进行研究受到。通过组学分析手段了解牲畜发生热应激反应的生物学原理,将有助于深入探索热应激对畜禽养殖造成的不利影响,同时能够为热应激反应快速判别技术方法的建立和缓解措施的研究提供新思路、新方法和新参考。
引文格式:
王玥, 白秀玉, 李强, 等. 环境热应激对畜禽养殖及肉质影响的研究进展[J]. 肉类研究, 2023, 37(7): 71-78. DOI:10.7506/rlyj-042. http://www.rlyj.net.cn
WANG Yue, BAI Xiuyu, LI Qiang, et al. Progress in research on the effects of environmental heat stress on livestock and poultry farming and meat quality[J]. Meat Research, 2023, 37(7): 71-78. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj-042. http://www.rlyj.net.cn
专辑约稿
“肉品质量安全与检测技术”|专辑主编张岩研究员
“肉品品质变化及其机制机理研究”|专辑主编臧明伍教授级高级工程师
“肉类微生物多样性与肉制品风味分析”|专辑主编徐宝才教授
“肉品及其副产物加工及高值化利用”|专辑主编王道营研究员
新刊启动 FoodScienceofAnimalProducts《动物源食品科学》(英文),欢迎投稿
FoodScienceofAnimalProducts(ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780)是一本国际同行评议、开放获取的期刊,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办,中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营,属于食品科学与技术学科,旨在报道动物源食品领域最新研究成果,涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料,研究内容包括食物原料品质、加工特性,营养成分、活性物质与人类健康的关系,产品风味及感官特性,加工或烹饪中有害物质的控制,产品保鲜、贮藏与包装,微生物及发酵,非法药物残留及食品安全检测,真实性鉴别,细胞培育肉,法规标准等。
投稿网址:
https://www.sciopen.com/journal/2958-4124
为进一步促进动物源食品科学的发展,带动产业的技术创新,更好的保障人类身体健康和提高生活品质,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家肉类加工工程技术研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《FoodScienceandHumanWellness》杂志、《JournalofFutureFoods》杂志主办,贵州大学共同主办,贵州医科大学、清华大学深圳国际研究生院、河南省大鲵保护与发展协会支持协办,中国食品杂志社《肉类研究》杂志、《乳业科学与技术》杂志、《FoodScienceofAnimalProducts》承办,钛和中谱检测技术(厦门)有限公司、贵州油研纯香生态粮油科技有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、四川安好众泰科技有限公司、贵州成义烧坊酒业股份有限公司、贵州黔醉酒业(集团)有限公司、黔东南民生食品有限公司、贵州普安红茶业(集团)有限公司等企业赞助的“2023年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”即将于2023年10月28-29日在贵州贵阳召开。
按照《农业农村部办公厅关于开展2023年畜禽养殖标准化示范创建活动的通知》(农办牧﹝2023﹞4号)要求,我部组织开展了2023年畜禽养殖标准化示范创建活动。经养殖场自愿申请、省级遴选推荐、部级专家评审,共有191家畜禽养殖场符合标准。现将新创建的2023年农业农村部畜禽养殖标准化示范场名单予以公示,公示期为2023年11月17日至23日。公示期间,如有异议,请与农业农村部畜牧兽医局联系。