南山牧场气候与荷斯坦奶牛泌乳量的关系研究

 卿燃莉，严光荣，杨志军，谢美兰，卿国清 

（湖南邵阳市气象局，湖南　邵阳，422000）

南山牧场气候与荷斯坦奶牛泌乳量的关系研究

卿燃莉，严光荣，杨志军，谢美兰，卿国清

（湖南邵阳市气象局，湖南邵阳，422000）

南山牧场是中国南方独特的天然草场，气候温凉，年平均气温11.2℃，最热月7月平均气温为18.4℃，极端最高气温26.8℃，最冷月1月平均气温2.2℃，极端最低气温-16.0℃。荷斯坦奶牛耐寒怕热，适宜温度为11～16℃，适宜在南山养殖。对南山牧场气候与荷斯坦奶牛泌乳量的关系进行了研究。结果表明：产奶量高峰值在6月，产奶量低值出现在10月，每头奶牛年产奶量可达6 900.1 kg，比冷水江市奶牛的年产奶量高3 349.5 kg，超出了1.06倍，达到了全国黑白花奶牛年产奶量的较高水平。

南山；荷斯坦奶牛；气候；奶牛泌乳量；关系

牛奶是人类最重要的营养食品，奶牛业是现代农业重要组成部分，奶牛是草食家畜，要确保奶牛优质高效，必须满足奶牛的营养需要，只靠饲喂农作物秸秆加精料是不行的，必须向耕地草地要草，发展草地农业。

城步南山有1.53万hm2草山资源，昔日杂草丛生，荒无人烟。1956年建场，1979年被农业部命名为“湖南南山种畜牧草良种繁殖场”，经过50 a的艰苦创业和科学发展，现已成为中国最大的南方山地草原，国家农业产业化试点单位，湖南省农业产业化龙头企业，为了促进草山奶牛产业的可持续发展，在省气象局的支持下，对南山气候与荷斯坦奶牛产奶量的关系进行了研究，现将研究情况总结如下。

1　材料与方法

1.1试验地点

试验在湖南南山种畜牧草良种繁殖场进行，地处东经109°59′、北纬26°02′，平均海拔高1 757.0 m。在试验点确定10个奶牛养殖专业户，共有产奶牛56头、青年牛74头，分布在梅子坪、谢家坪、硬竹坪、深冲河、大坥、茅坪冲、三角坪和新建拗等地。

1.2试验方法

在试验点建设6要素自动气象站1个，每天进行日均温度、最高温度、最低温度、降水量、风速、风向自动观测。分别记载10个奶牛养殖专业户的产奶量。对奶牛产奶量与气象要素平行观测资料进行统计分析，并运用农业气象、生物学原理，采取数理统计方法进行相关性分析。

2　结果与分析

2.1南山的自然地理概况

南山位于城步县西南部，地处东经109°59′、北纬26°02′，最高海拔1 940.6 m，场部海拔1 778.3 m，是新构造运动以来，地壳相对上升的地区；有中山草原地1.53万hm2，台面开阔平坦，四周坡度陡峻，坡度30°～45°，其形态特征受构造岩性及风化作用的控制和影响，在海拔1 400 m以上的地面上形成剥夷面，形如丘、岗地貌；杂草丛生，以禾本科植物为主；山原台地气候温凉、降雨量丰沛，湿度大，腐殖质层较厚；土壤为山地黄棕壤和山地草旬土，质地以沙土为主，土层深厚疏松（10～100 cm），有机质含量达14%；草类生长茂盛，山呈浑圆形状；山原四周坡度陡，顶部有湿地被山包环抱，呈楕圆形，较为宽阔平坦，多呈半封闭状态，长轴0.5～1.5 km，短轴0.3～0.8 km，湿地内生长着茂盛的喜水植物和草丛；山原地表水发育良好，溪沟纵横，土壤温度、降水及水利条件有利于三叶草、黑麦草等牧草生长，土壤肥沃，草资源丰富，是南方独特的天然草场，为奶牛、菜牛的养殖提供了有利条件。

2.2南山的气候特点

根据多年观测与考察，南山的年气象数据如表1所示，对南山气候特点作如下归纳。

2.2.1气候温凉，温度偏低由表1可知，南山多年年平均气温为11.5℃，比城步县站儒林镇477.5 m观测记录的16.6℃低5.4℃。南山最高气温为26.8℃，比县站监测的38.5℃低11.7℃，最低气温为-16.0℃，比县站监测的-8.1℃低7.1℃。

表1　南山多年累计气象数据

2.2.2只有春秋季和冬季，没有夏季按候平均气温＞10℃为春季，≥22.0℃为夏季，22～10℃为秋季，＜10℃为冬季的标准统计，南山牧场没有日平均气温22℃及以上的天数，日平均气温≥20.0℃的天数也只有8 d，分别是2015年5月28日（20.0℃）、29日（20.6℃），6月28日（20.2℃）、29日（20.1℃）、30日（20.7℃），7月1日（20.0℃）、14日（20.0℃）、21日（20.7℃）。因而按气象学标准统计，南山牧场没有夏季，2015年日平均气温稳定通过10℃的开始日期为4月24日，终日为10月30日，春秋季持续时间为214 d，冬季日数为151 d。

2.2.3雨季时间长，降水量多，无旱季南山多年来年平均降水量为1 951.5 mm，比城步县站的1 221.4 mm多730.1 mm；其中，4～9月降水量达1 450.4 mm，比县站全年降水总量还要多229.0 mm，7～9月降水量为656.8 mm，比县站的221.0 mm多435.8 mm；全年平均雨日216 d，比县站的162 d多54 d，降水时间长，没有旱季。

2.2.4湿度大，雾日多，日照时数少南山经常笼罩在云雾之中，多年年平均相对湿度为88%，比县站高7个百分点；年平均雾日201 d，比县站多191 d，最多月3月和5月的雾日均达21 d，最少月7月也达14 d；南山的年日照时数为903.3 h，比县站少449 h，日照百分率为21%，比县站少10个百分点。

2.2.5无霜期短，冰雪期长南山初霜期出现在10月下旬，比县站提早了近1个月，终霜出现在3月下旬，比县站延迟近1个月，无霜期为215 d左右，比县站少60 d左右；降雪积雪始于11月上旬，终雪终积雪出现在4月上旬；冰冻开始出现在11月下旬，终止于3月下旬，平均冰冻日数为33 d，比县站多30 d左右。2.2.6风速大，大风日数多据观测记录，南山年平均风速为4.2 m/s，比平地风速快1.7 m/s，年大风日数71 d，比平地多62 d，南山的冷凉气候环境适宜于牧草生长，同时奶牛怕热耐寒[1]，因而南山为创建我国南方独特的奶牛养殖基地提供了非常良好的气候生态环境条件。

2.2荷斯坦黑白花奶牛产奶量与气象条件的关系

奶牛是人类长期选育驯养的，它对自然气候环境的适应能力较其原始的野生种牛有所减弱。影响奶牛生育和产奶的环境因素很多，但对奶牛生长和产奶量影响最大的是气温、空气湿度、气流速度和日照，而在牛舍内尤以温度和湿度对奶牛产奶量影响最大[2]。2.2.1奶牛对气温的要求奶牛通过自身的体温调节而保持最适宜的体温范围以适应外界环境。在一定温度范围内，牛的代谢作用与体热的产生处于最低限度时，把这个温度范围称为“等热区”。黑白花奶牛的等热区为9～16℃，等热区的下限温度为“临界温度”。在临界温度时，维持奶牛体正常功能所消耗的能量最少，同时产热最少。当温度低于临界温度时，奶牛会提高物质代谢作用以增加体热。因而牛舍内的温度应维持在临界温度以上，等热区范围以内，方能对饲养奶牛有利。

不同类型牛舍的最适温度指标如表2所示。当舍内温度过高时，奶牛为维持恒定的体温，就要加强体热的散发，由于体热大量散发，体表微血管扩张充血，使皮温升高，汗腺作用加强，呼吸、脉搏加快，奶牛活动迟缓，食欲和消化作用都降低，导致奶牛的产奶量减少和牛奶成分的变化。

表2　不同牛舍内的适宜温度指标　　 （℃）

2.2.2奶牛产奶量峰值期与温度的关系温度对奶牛产奶的影响，首先表现在产奶期上。气候的季节变化，以及由气候变化引起牧草产量和品质的改变，影响了奶牛的生长和产奶量。不同的气候环境下奶牛的产奶峰值亦不同。城步南山牧场的奶牛产奶的最高峰值出现在6月，平均气温为18.5℃，最高气温24.5℃，最低气温13.0℃，气温日较差为11.5℃，每头奶牛月产奶总量为1 076.3 kg，一头奶牛每天的产奶量达35.6 kg；产奶量低值出现在10月，平均气温为13.5℃，最高气温25.7℃，最低气温5.1℃，气温日较差为20.6℃，每头奶牛月产奶量为428.0 kg，一头奶牛每天的产奶量为13.8 kg。折合后，南山奶牛的年均产奶量为6 900.1 kg，比冷水江市奶牛的年产奶量高3 349.5 kg，超出了1.06倍，达到了全国黑白花奶牛年产奶量的较高水平。奶牛产奶量峰值出现的时间差异，主要是由气候变化所引起的。例如同为黑白花奶牛，乌鲁木齐奶牛的产奶高峰在6月、低值在11月；而北京奶牛的高峰值在4月、低值在7～8月[3]；冷水江市奶牛产奶高峰期在5月，低值在7～8月。

2.2.3奶牛产奶量与月平均温度的关系大多数地区荷斯坦牛的年产奶量为5 000 kg左右，乳脂率为3.2%～3.4%；饲养管理条件较好，畜种水平较高的地区，其年产奶量可达8 000 kg以上；而饲养管理条件较差的地区，年产奶量仅为3 000 kg左右。荷斯坦牛原产寒冷地区，适温范围为11～16℃[4]，而南山的多年平均气温为11.5℃，2015年平均气温为12.4℃（表3），最高气温为26.8℃，适宜于荷斯坦奶牛的生育和产奶。

表3　2015年南山奶牛产奶量与气象条件的关系

由图1可知，（1）2015年1～2月平均气温4.7～6.8℃，奶牛日平均产奶量为20.5～16.6 kg，即奶牛产奶量随着温度增加而下降；（2）3～6月，平均气温10.4～18.5℃，奶牛日平均产奶量为19.0～35.9 kg，产奶量随着温度升高而增加；（3）7～8月平均气温17.6～18.3℃，奶牛日平均产奶量为24.8～15.6 kg，即奶牛产奶量随着温度升高而下降；（4）9～10月平均气温16.6～13.5℃，奶牛日平均产奶量为14.5～13.8 kg，即奶牛产奶量随着温度下降而下降；（5）11～12月平均气温11.5～2.9℃，奶牛日平均产奶量为15.8～17.5 kg，即奶年产奶量随着温度下降而增加。

图1　2015年南山奶牛日平均产奶量与月平均气温的关系

奶牛产奶量峰值期出现的主要原因是由于天气气候环境的变化而引起的，由表4可知，南山地区2015年4月24日的日平均气温稳定通过10.0℃，4月28日日平均气温稳定过15.0℃，黑麦草，三叶草等饲料牧草开始恢复生长；5月上旬平均气温上升到16.2℃，中旬16.7℃，下旬19.4℃，牧草生长繁茂，气候条件有利于奶牛的生长生活，采食的饲料可以迅速转化为奶，因而6月份出现了奶牛的产奶量高峰期。9月北方冷空气势力增强，开始南下侵入南山地区，最多风向为偏北风，平均风速5.8 m/s，10月9～11日平均气温降到10.1、9.1和10.9℃，极端最低气温10月9日为8.7℃，10日为7.9℃，11日为7.1℃，温度骤降，打乱奶牛的正常生活节律而出现奶牛产奶量的低值期。

表4　南山2015年4～6月、9～10月各旬气象要素

2.2.4黑白花奶牛产奶量与极端最低气温的关系当气温低于临界温度时，奶牛会提高物质代谢作用以增加体热[5]。由表3可知，南山地区12月至翌年3月的平均气温低于临界温度，在9.0℃以下，由表5可看知，2014年12月4日极端最低气温为-2.5℃，地面开始结冰，12月10～24日，连续15 d最低气温在0℃以下，极端最低气温为-5.5℃，27～31日最低气温又降低到0℃以下，极端最低气温为-4.1℃，整个12月一直维持冰冻天气，青饲料严重缺乏，难以进行放牧活动，对产奶量影响较大。例如：12月12日9日（最低气温2.0℃）的产奶量（16.3 kg）减少3.4 kg；12月22日最低气温-5.5℃，产奶量12.6 kg，比12月21日（最低气温-3.0℃）的产奶量（15.5 kg）减少2.9 kg。因此，做好冬季防寒保暖和青饲料储备工作，对确保奶牛正常产奶十分重要。

表5　产奶量与12月（2014年）极端最低气温的关系

3　结　论

南山海拔1 757.0 m以上，草山面积1.53万hm2，是中国南方独特的天然草场和种畜牧草良种繁殖场，气候冷凉，多年平均温度为11.2℃，最热月7月平均气温为18.4℃，月极端最高温度为26.8℃，最冷月1月平均气温2.2℃，2月极端最低气温-16.0℃。

荷斯坦奶牛原产荷兰北部，耐寒但不耐热，适宜生活温度为11～16℃，南山的气候环境非常适宜于荷斯坦奶牛生长和泌乳，平均年产奶量可达6 900.1 kg，达到了荷斯坦奶牛产奶量的较高水平。

荷斯坦奶牛在南山养殖的产奶高峰期出现在6月，月平均气温18.5℃，月最高气温24.5℃，月最低气温13.0℃，气温日较差11.5℃，每头奶牛平均月产奶量为1 076.3 kg，平均日产奶量达35.6 kg。而产奶量月最低值出现在10月，平均气温为13.5℃，最高气温24.7℃，最低气温5.1℃，气温较差20.6℃，每头奶牛平均月产奶量为428.0 kg，平均日产奶量为13.8 kg。

[1] 林春斌，胡爱明. 南方高温炎热气候对奶牛的影响及应对措施[J].江西畜牧兽医杂志，2013，（2）：27-29.

[2] 田 萍，张 毅. 温湿指数对荷斯坦奶牛产奶量和受胎率影响的研究[J]. 黑龙江畜牧兽医，2010，（8）：82-84.

[3] 王福兆. 怎样提高养奶牛效益[M]. 北京：金盾出版社，2010.

[4] 张吉鹍. 如何提高奶牛场养殖效益[M]. 北京：化学工业出版社，2013.

[5]李建国，高艳霞. 规范化生态奶牛养殖技术[M]. 北京，中国农业大学出版社，2012.

（责任编辑：成平）

Study on the Relationship between Climate of Nanshan Pasture and Milk Yield of Holstein Cows

QING Ran-li，YAN Guang-rong，YANG Zhi-jun，XIE Mei-lan，QING Guo-qing
（Meteorological Bureau of Shaoyang, Shaoyang 422000, PRC）

Nanshan pasture was a unique natural grassland in southern China， the climate was warm and cool， and the annual average temperature was 11.2℃， the average temperature of the hottest month July was 18.4℃， the maximum temperature was 26.8℃， the average temperature of the coldest month January was 2.2℃， the extreme minimum temperature was -16.0℃. The Holstein cows were good at coldresistant but afraid hot temperature， the suitable temperature was 11-16℃， suitable for farming in the Nanshan. The relationship between climate of Nanshan pasture and milk yield of Holstein cows were studied. The results showed that: the peak of milk production was in June， the low milk yield value was occurred in October， with an annual output of 6900.1 kg and 3349.5 kg higher than Lengshuijiang dairy cattle annual milk production， exceeded 1.06 times， reached a high level of national annual milk production of dairy cattle.

Nanshan; Holstein cow; climate; milk yield; relationship

S811.1

A

1006-060X（2016）10-0073-04

2016-03-14

湖南省气象局短平快项目（2014）

卿燃莉（1982-），男，湖南洞口县人，工程师，主要从事气象测报、气象预报、气象行政管理等工作。

卿国清