مصرف آب و خوراک در گاوهای تحت تنش حرارتی

​ اب و هوا یا متوسط شرایط دمایی یک منطقه مهمترین عوامل اکولوژیکی شناخته شده تعیین کننده رشد، گسترش و تولید دام های اهلی

 آب و هوا یا متوسط شرایط دمایی یک منطقه مهمترین عوامل اکولوژیکی شناخته شده تعیین کننده رشد، گسترش و تولید دام های اهلی هستند (Adams et al., 1998). تغییرات آب و هوایی شناخته شده اند که بر سودآوری اقتصادی سیستم های دامی کل دنیا با روش های مختلف تاثیر می گذراند (Klinedinst et al., 1993). این موضوع شامل تغییرات در فراهم بودن خوراک و کیفیت، تغییرات در جمعیت حشرات و عوامل بیماری زا، تغییر در سیستم ایمنی و تاثیر مستقیم و غیرمستقیم بر عملکرد دام ها مانند رشد، تولیدمثل و شیردهی می باشد. کمبود سازگاری به تغییرات ناگهانی هوا اغلب منجر به کاهش شدید عملکرد در صنعت دام های اهلی می شود(Thornton et al., 2009).

علی رغم عدم ثبات در شاخص های آب و هوایی، بررسی های کلی افزایش دمای سطح زمین را بین 3/0 درجه تا 8/4 درجه تا سال 2100 نشان داد (IPCC, 2014). میزان خطر در ارتباط با سیستم های تولیدی دام به دلیل گرم شدن کره زمین می تواند با سطح آسیب پذیری مشخص شود، زیرا تحت تأثیر عملکرد حیوانات و پارامترهای محیطی قرار دارد (Hahn, 1995). همانطور که سطح تولید افزایش می یابد (مانند نرخ رشد، تولید شیر در روز، تخم مرغ)، حساسیت و تحمل به تنش حرارتی افزایش می یابد و زمانیکه با شرایط محیطی بد همراه می شود، دام در خطر بزرگی قرار می گیرد.

در کل دنیا، تنش حرارتی باعث خسارتی بالغ بر 9/1 و 7/2 بیلیون دلار در سال می شود(St.-Pierre et al., 2003). اگرچه افزایش بیشتر دمای محیط باعث خسارت بیشتر می شود، افزایش حرارت متابولیکی حاصل از برنامه ریزی برای افزایش تولید، تاثیر بیشتری خواهد داشت، که براورد شده است بین 2 تا 4 برابر بیشتر از گرم شدن زمین باشد (St.-Pierre et al; 2003, St.-Pierre, 2013).

علی رغم تاثیر زیاد اقتصادی، اطلاعات کمی در مورد تغییرات ایجاد شده توسط تنش حرارتی بر متابولیسم و تقسیم بندی مواد مغذی در گاوهای شیری وجود دارد. افزایش فشار گرمایی جذب مواد مغذی را در اکثر گونه ها کاهش می دهد و گاوهای شیری به نظر می رسد که حساسیت بیشتری دارند چون ماده خشک مصرفی گاهی تا بیش از 30 درصد کاهش می یابد. قبلا فرض می شد که کاهش ماده خشک مصرفی عمدتا باعث کاهش تولید شیر می­شود (West, 2003). ولیکن، Rhoads et al., 2008 ثابت کرد که جذب ناکافی مواد مغذی فقط باعث 40 درصد کاهش تولید شیر می شود و آنها فرض کردند که تغییرات در متابولیسم کربوهیدرات مسئول بقیه کاهش تولید شیر است (Rhoads et al., 2009).

تاثیرات شدید و مزمن تنش حرارتی

تاثیرات تنش حرارتی حاد در 3 تا 6 روز بعد از شروع تنش اتفاق می افتد در حالیکه اثرات مزمن تنش حرارتی در یک هفته بعد از تنش حرارتی شروع می شود و تا اخر تنش ادامه دارد (Collier and Gebremedhin, 2015, Collier et al. 2017). تغییرات عمده در مصرف آب و خوراک و تولید شیر در دوره تنش حرارتی حاد اتفاق می افتد و در دوره مزمن تنش ادامه می یابد.

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، که یافته های 4 مطالعه را بررسی کرده است، همانطور که شاخص THI از 57 تا 73 افزایش می یابد کاهش مصرف خوراکی معادل 5/7 درصد در یک دوره 6 روزه اتفاق می افتد که برای 14 روز بعد در استرس ادامه می یابد. تولید شیر با تنش کاهش می یابد اما تاخیر دارد.

شکل 1  واکنش مصرف خوراک با افزایشTHI  از 57 به 73. اطلاعات خلاصه شده است از Zimbleman et al., 2010; Wheelock et al., 2010; Hall et al., 2015 and Hall et al., 2018. در شکل 2 ثابت شده است که پاسخ تولید شیر دام ها مانند شکل 1 است. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، کاهش تولید شیر از روز 2 تنش حرارتی شروع می شود و در 10 روز بعد از شروع تنش به سطح صاف می رسد. بنابراین، تاثیر عمده افزایشTHI  بر تولید شیر تا 4 روز بعد از به سطح صاف رسیدن مصرف خوراک اتفاق نمی افتد.

شکل 2  واکنش تولید شیر با افزایشTHI  از 57 به 73. اطلاعات به دست آمد از Zimbleman et al., 2010; Wheelock et al., 2010; Hall et al., 2015 and Hall et al., 2018. اگرچه تنش حرارتی بر تعدادی از فاکتورهای فیزیولوژیکی مانند نرخ تنفس، مصرف آب، مصرف خوراک و رفتار دام تاثیر سریع دارد اما تاثیر آن بر تولید شیر با تاخیر انجام می شود (Collier et al., 1981). زمانیکه تاثیر تنش حرارتی را در عصر بر تولید شیر عصر همان روز بررسی کردیم تغییری در تولید شیر نبود (شکل 3). ولیکن، تولید شیر عصر 24 و 48 ساعت بعد بطور مداوم کاهش یافت با حداکثر تاثیر مشاهده شده در 48 ساعت بعد از تنش (شکل 3).

شکل 3  رگرسیون متوسط دمای عصر دو روز قبل (∙∙∙─∙)، یک روز قبل (--)، یا همان روز(-) بر تولید شیر. اطلاعات به دست آمد از Zimbleman et al., 2010; Wheelock et al., 2010; Hall et al., 2015 and Hall et al., 2018.

 

این تاثیرات با تاخیر مصرف خوراک بر تولید شیر توسط West et al., (2003) تایید شد که گزارش کردند که دو روز قبل بیشترین تاثیر را بر کاهش تولید شیر دارد. در دام های تحت تنش میزان انرژی خروجی از شیر دو برابر نسبت به انرژی قابل هضم مصرفی کاهش می یابد (McDowell et al., 1969). این تایید شده است توسطWheelock et al. (2010)  که ثابت کردند که فقط نیمی از کاهش در تولید شیر به علت کاهش مصرف خوراک است.

احتیاجات مصرف آب در تنش حرارتی به منظور جبران افزایش نیاز آب برای تبخیر افزایش می یابد. مصرف آب در حیوانات در شکل 4 نشان داده شده است. اوج مصرف آب در تنش 3 روز بعد از شروع تنش اتفاق می افتد و به میزان مشابه تا انتهای تنش حرارتی ادامه می یابد. متوسط افزایش مصرف آب به میزان 8/20 درصد است (شکل 5).

شکل 4  واکنش مصرف آب به افزایشTHI  از 57 تا 73. اطلاعات خلاصه شده است از Zimbleman et al., 2010; Wheelock et al., 2010; Hall et al., 2015 and Hall et al., 201.

شکل 5  میانگین مصرف آب در واکنش به افزایشTHI  از 57 به 73. اطلاعات خلاصه شده است از Zimbleman et al., 2010; Wheelock et al., 2010; Hall et al., 2015 and Hall et al., 2018.

واکنش ها در گاوهای شیری پرتولید

ولیکن، اگر شما ارتباط بین سطح تولید و تنش حرارتی را بررسی کنید الگوی متفاوتی را می بینید. همانطور که در شکل 6 مشاهده می کنید، هرچه عملکرد تولید شیر در شروع تنش حاد حرارتی بیشتر باشد، میزان کاهش مصرف خوراک در گاوهای شیری افزایش می یابد. در سطح پایین تولید شیر (برای مثال کمتر از 25 کیلوگرم تولید شیر در روز) تاثیر اندکی از تنش حرارتی بر مصرف خوراک وجود دارد. علاوه بر این، شدت ارتباط منفی بین دمای محیط و مصرف خوراک افزایش می یابد همانطور که تولید شیر افزایش می یابد، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. کاهش زیاد مصرف خوراک در دام های پرتولید با نیاز به کاهش سریع تولید حرارت برای متعادل کردن فشار دمایی ایجاد می شود. این موضوع کاملا ثابت شده است که گاوهای پرتولید به حرارت حساس تر هستند.

مطالعه کنید: تاثیر تنش حرارتی بر خوراک

شکل 6  تاثیر سطح تولید شیر بر مصرف خوراک در واکنش به افزایش دمای محیط. اطلاعات خلاصه شده است از Zimbelman et al., 2010; Wheelock et al., 2010; Hall et al.,2015 and Hall et al., 2018.

رفتاری مشابه در مورد مصرف آب نیز اتفاق می افتد. چونکه مصرف آب در گاوهای پرتولید به بیش از احتیاجات نگهداری افزایش می یابد و چون کاهش تولید شیر در شروع تنش اتفاق می افتد این موضوع باعث می شود تا مصرف آب در این دام ها با شروع تنش حرارتی عملا کاهش یابد همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است. مصرف آب متغیرتر از مصرف خوراک است به علت اینکه دامها برای خنک کردن خودشان در زمان تنش حرارتی آب را از ابخوری به پشت خود می پاشند. ولیکن، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، در سطح بالای تولید شیر (بیشتر از 30 کیلوگرم) مصرف آب در تنش حرارتی حاد کاهش می یابد چون مصرف آب برای تولید شیر کاهش می یابد به منظور کاهش حرارت تولیدی شیردهی. در سطوح پایین تر تولید شیر مصرف آب در واقع افزایش نمی یابد برای تامین احتیاجات دفع حرارت.  بنابراین، تنش حرارتی شدید تولید شیر را کاهش می دهد با مکانیسم های متفاوتی که شامل کاهش سریع مصرف خوراک و آب همراه با کاهش تولید شیر است. عوامل محیطی تنظیم کننده کاهش تولید شیر هنوز روشن نشده است. حدTHI  برای کاهش تولید شیر در گاوهای شیری 68 است (Zimbelman et al., 2010). اطلاعات مصرف خوراک و آب همچنین نشان داد کهTHI برابر با 68 تغییرات عمده ای در مصرف خوراک و تولید شیر ایجاد می کند که باعث کاهش تولید شیر می شود.

شکل 7  تاثیر سطح تولید شیر بر واکنش مصرف آب به افزایش دمای محیط. اطلاعات خلاصه شد از Zimbleman et al., 2010; Wheelock et al., 2010; Hall et al., 2015 and Hall et al., 2018.

 

نتیجه

واکنش های مصرف آب و خوراک در گاوهای شیری تحت تنش حرارتی ایجاد کننده شروع تغییرات در تولید شیر است. میزان کاهش مصرف خوراک با سطح تولید شیر مرتبط است و در گاوهای پرتولید در مقایسه با گاوهای کم تولید بیشتر است. به علت مصرف آب بالا در گاوهای پرتولید، شروع واکنش مصرف آب به تنش حرارتی کاهش است همراه با نیاز به کاهش تولید شیر. این واکنش ها در گاوهای کم تولید دیده نشده است. در مجموع، این اطلاعات نشان داد که گاوهای پرتولید با شدت بیشتری تحت تاثیر تنش حرارتی هستند نسبت به گاوهای کم تولید و از افزایش خنک کردن گاوهای پرتولید در شرایط تنش حرارتی حمایت می کنند.

منابع

Collier, R.J., R.M. Eley, A.K. Sharma, R.M. Peirera and D.K. Buffington.1981. Shade management in subtropical environment for milk yield and composition in Holstein and Jersey Cows. J. Dairy Sci. 64:844—849.

Collier, R.J. and K.G. Gebremedhin. 2015. Thermal Biology of Domestic Animals. Annu. Rev. Anim. Biosci. 3:10.1–10.20.

Collier, R.J., B.J. Renquist, Y. Xiao. 2017. A 100-Year Review: Stress physiology including heat stress. J. Dairy Science 100: 10367-10380.

Hall, L.W., F.R. Dunshea, J.D. Allen, S. Rungruang, J.L. Collier, N.M. Long and R.J. Collier 2015. Evaluation of dietary betaine (BET) in lactating Holstein cows subjected to heat stress (HS). J. Dairy Sci. 99: 9745–9753.

Hall. L.W., F. Vilar. J.D. Chapman, D.J. McLean, N.M. Long, Y. Xiao, J. L. Collier and R.J. Collier. 2018. An evaluation of an immunomodulatory feed ingredient in heat-stressed Holstein cows: Effects on hormonal, physiological and production responses. J. Dairy Sci. 101:7095-7105.

IPCC (Intergovermental Panel on Climate Change), 2014. Climate Change 2014: impacts, adaptation, and vulnerability. part A: global and sectoral aspects. In: Field, C.B., Barros, V.R., Dokken, D.J., Mach, K.J., Mastrandrea, M.D., Bilir, T.E., Chatterjee, M., Ebi, K.L., Estrada, Y.O., Genova, R.C., Girma, B., Kissel, E.S., Levy, A.N., MacCracken, S., Mastrandrea, P.R., White, L.L. (Eds.), Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, p. 1132.

Klinedinst, P., D. A. Wilhite, G. Leroy Hahn and K.G. Hubbard. 1993. The potential effects of climate change on summer season dairy cattle milk production and reproduction. Climatic Change 23:21-36.

Rhoads, M.L., R.P. Rhoads, M.J. VanBaale, R.J. Collier, S.R. Sanders, W.J. Weber, B.A. Crooker, and L.H. Baumgard. 2009. Effects of heat stress and plane of nutrition on lactating Holstein cows: I. production, metabolism and aspects of circulating somatotropin. J. Dairy Sci. 92:1986-1997.

Rhoads, M.L., J. W. Kim, R.J. Collier, B.A. Crooker, Y.R. Boisclair, L.H. Baumgard, and R.P. Rhoads. 2010. Effects of heat stress and nutrition on lactating Holstein cows: II. Aspects of hepatic growth hormone responsiveness. J. Dairy Sci. 93:170-179.

Thornton P. K., J. van de Steeg, A. Notenbaert, M. Herrero. 2009. The impacts of climate change on livestock and livestock systems in developing countries: a review of what we know and what we need to know. Agric. Syst. 101, 113–127.

West, J.W., B.G. Mullinix, and J.K. Bernard. 2003. Effects of hot, humid weather on milk temperature, dry Matter Intake, and Milk Yield of Lactating Dairy Cows. J. Dairy Sci. 86:232-242.

West, J. W., 2003. Effects of heat-stress on production in dairy cattle. J. Dairy Sci. 86, 2131–2144.

Wheelock, J., R. Rhoads, M. VanBaale, S. Sanders, and L. Baumgard. 2010. Effects of heat stress on energetic metabolism in lactating Holstein cows. J. Dairy Sci. 93(2):644-655.

Zimbelman, R.B., L.H. Baumgard, and R.J. Collier.2010. Effects of Encapsulated Niacin on Evaporative Heat Loss and Body Temperature in Moderately Heat-Stressed Lactating Holstein Cows. J. Dairy Science. J. Dairy Sci. 93:2387-2394.

 

 

گروه علمی سها اگرین تک

مطالب مرتبط:

  • تعداد بازدید: 86

دیدگاه ها

نظر شما پس از تایید مدیردر سایت نمایش داده می شود