短暫舒解熱緊迫對荷蘭女牛

受胎率和生殖內泌素之影響

摘要

        本試驗旨在探討利用噴水和吹風處理短暫舒解熱緊迫對荷蘭乳牛發情活動、受胎率及解黃體期間生殖內泌素的影響。荷蘭女牛24頭，依年齡逢機分配至處理組和對照組。試驗期間，正午之氣溫平均為31℃。處理組之冷卻系統配合方式為先噴水30秒，接著吹風4.5分鐘，如是反覆進行，30分鐘為一回合。在冷卻處理試驗中，女牛自發情同期化第一天開始，每天自08：30至18：00平均分佈進行七個回合，直到配種後20天為止。冷卻處理顯著(P＜0.05)降低女牛體溫0.3℃，也顯著(P＜0.01)縮短女牛自第二次PGF₂α處理至發情所需時間(36.5±5.1 vs 58.1±5.2小時，並延長(P＜0.05)女牛的發情期(28.3±3.3 vs 15.3±4.1小時)。又，在黃體解體後，處理組女牛雌素二醇的波峰濃度顯著(P＜0.01)低於對照組者(9.3±1.3 vs 17.8±2.0pg／ml)。同時，處理組女牛懷孕所需配種次數較對照組少，而受胎率也有較高之趨勢(P＜0.14)。再者，冷卻處理顯著(P＜0.01)增加仔牛出生體重(43.0±2.3 vs 35.6±1.1kg)，而在發情率、發情強度、自第二次前列腺素(PGF₂α)處理至排卵素(LH)波峰的時間、與血清中LH和助孕酮(P₄)濃度變化等組間均沒有顯著(P＞0.05)不同。

        綜上所述，冷卻處理具有舒解熱緊迫，進而改善荷蘭女牛生殖性能的潛在性作用。(關鍵語：熱緊迫、受胎率、生殖內泌素、荷蘭女牛)

緒言

        荷蘭品種乳牛原生長於溫帶地區，較不能適應高溫氣候。當環境溫度過高時，牛隻遭受熱緊迫，導致生理機能紊亂。其中主要影響為生育力下降與泌乳量降低(Roman-Ponce et al., 1977；Folman et al., 1979；Her et al., 1988；Wolfenson et al., 1988)，而生育力下降所引發之現象為發情期縮短(Wolff and Monty, 1974；Gwazdauskas et al., 1981；Her et al., 1988)、胚之早期死亡增加(Putney et al., 1988)及受胎率降低(Wise et al., 1988)。本省屬於亞熱帶海島型氣候，相對濕度偏高，熱緊迫對牛隻影響尤其嚴重，以致於夏季受胎率普遍下降(馮與謝，1981)。

        舒解熱緊迫的方式，較常用者有遮蔭、吹風、噴水、空氣調節或數種混合使用。然而，衡量經濟效益的原則下，噴水和吹風可能較為實用，因此，本試驗目的在利用噴水、吹風冷卻處理，探討短暫舒解熱緊迫對荷蘭女牛受胎率和生殖內泌素之影響，做為改善本省乳牛夏季生殖性能的參考，提高酪農生產效率。

材料與方法

        一、試驗動物

        (一)荷蘭女牛24頭，依年齡(平均2.5歲)逢機分配至處理組與對照組。

        (二)試驗處理自1990年八月四日起至同年九月十二日止。試驗前一週為適應期。

        二、冷卻系統

        (一)牛隻飼養於開放式牛舍，飼槽具遮蔭棚和固定架。處理組牛隻每天在固定時間(08：00~18：00)予以繫留並噴水和吹風，牛隻之間採適當間隔。每頭牛活動空間為45平方尺。對照組牛隻於每天相對時間亦予以繫留。

        (二)噴水設備裝置於遮蔭棚下，噴頭距牛背1m，噴灑速率為9L／min。風扇裝置於距牛背1.6m處，以3m／sec的速率流通。噴水與吹風配合方式為先噴水30秒，接著吹風4.5分鐘，如是反覆進行，30分鐘為一個回合，回合之間隔為一小時，冷卻時間自08：30開始，18：00結束。冷卻系統操作自第一次前列腺素(PGF₂α，Upjohn Co., Kalamazoo, Michigan)處理後三日開始，直到配種後20天止。

        三、氣候測度

        試驗過程中，環境溫度與相對濕度採二種測度方式。一為利用自動繪圖儀，一為利用乾濕球溫度計，每隔一小時讀取一次。

        四、飼養

        試驗牛隻每天飼以精料2kg，粗料為盤固乾草，採任飼。

        五、生理性狀測度

        (一)牛隻直腸溫度，每天測定二次，測定時間分別為08：00和13：30。

        (二)牛隻體重，自試驗前一週開始，每週測定一次。

        (三)血樣收集，在第一、二次PGF₂α注射後，每隔四小時採血一次，直到發情開始後16小時止。

        採血方式為自頸靜脈抽取10ml血液。於4℃靜置36小時後，以1300Xg，離心20分鐘分離血清。血清樣本冷凍於－20℃，留待後續分析雌素二醇(Estradiol─17β, E₂)、排卵素(Luteinizing hormone, LH)及助孕酮(Progesterone, P₄)。

        六、生殖性狀

        (一)自1990年八月四日開始，以間隔11天，兩次25mgPGF₂α肌肉注射方式，使牛隻發情同期化。

        (二)第二次PGF₂α注射後，於試驗牛隻背部近尾根處貼以Kamer(KAMAR, Inc., Steamboat Springs, Colorada)，輔助發情之偵測。當牛隻發情接受他牛騎乘時，Kamar即呈紅色。

        (三)第二次PGF₂α處理後，每隔四小時觀察發情一次，每次一小時。詳細記錄駕乘次數與時間，做為發情強度計算之用。觀察發情時，牛隻不予繫留。

        (四)牛隻配種時間係在偵得牛隻發情後12小時，由同一授精師以同號種公牛冷凍液進行人工授精。

        (五)人工授精後60天由獸醫師進行直腸觸診，確認懷孕與否。

        七、內泌素分析

        (一)雌素二醇(Estradiol；E₂)

        血清中E₂濃度採放射性免疫分析法(radioimmunoassay, RIA)測定，主要依據王與林(1986)所述方法進行。將業經稀釋40,000倍的抗血清0.1ml與0.1ml約8,000cpm的標幟抗原(〔2,4,6,7-H³〕estradiol)作用後，其結合率在45~50％。分析靈敏度為每管5pg。分別添加10與50pg標準抗原於0.5ml公豬血清，在4℃冰箱內培養一夜後，測得回收率分別為78±4.5與75±3.6％(^─X±SE,n＝12)。高和低含量混合樣品之組內(n＝5)與組間(n＝12)變異係數分別為9.3與17.3％和7.2與14.1％。而血清樣品體積為0.5ml。

        (二)孕酮(Progesterone；P₄)

        血清中P₄濃度亦採用放射性免疫分析法測定，主要亦依據王與林(1986)所述方法進行。將已經稀釋6,000倍的抗血清0.1ml與0.1ml約10,000cpm的標幟抗原(〔1,2,6,7-H³〕-progesterone)作用後，其給合率在46~51％。分析靈敏度為每管20pg。分別添加100與1,000pg標準抗原於0.1ml公豬血清，在4℃冰箱內培養一夜後，測得回收率為88.0±3.5與90.0±3.0％(^─X±SE,n＝12)。高和低含量混合樣品之組內(n＝5)與組間(n＝12)變異係數則分別為7.6與17.8％之間和8.4與18.6％。血清樣品體積為0.1ml。

        (三)排卵素(Luteinizing hormone；LH)

        血清中LH濃度亦採放射性免疫分析法，主要依據Niswender et al.(1969)所述之方法進行，經碘化後，取得標幟抗原，接著測試第一、二抗體力價，以期找出給合率在30％左右之最佳力價組合，第一抗體稀釋30,000倍，第二抗體稀釋40倍，標幟抗原約16,000cpm。最後進行放射性免疫分析，全部樣品一次分析，組內變異係數10％。分析靈敏度為每管96pg。

        八、統計分析

        (一)直腸溫度、與發情有關的生殖性狀、懷孕期、仔牛出生重及生殖內泌素濃度均以t-test檢定(Steel and Torrie, 1984)組間異同。受胎率與懷孕所需配種次數則利用Chi-sguare檢定組間異同。

        (二)體重檢定採用裂區設計(splitplot)模式在SAS系統中分析，試驗前的體重作為共變方(covariance)，分析模式如下：

        Y＝μ＋T＋(TXC)＋P＋(TXP)＋β(X－^─X)＋ε

        其中：

        Y：試驗期牛隻體重

        T：處理組與對照組

        TXC：error a

        P：試驗期間

        TXP：error b

        β(X－^─X)：共變方

        ε：機差效應

        (三)試驗數據均以X±SEM表示。

        (四)PGF₂α處理後120小時內發情牛隻視為反應正常，並納入生殖性狀資料統計。

結果與討論

        一、試驗期間氣溫和相對濕度之變化

        在試驗期間氣溫之最大變化範圍為25.0~36.2℃，平均最高溫度為30.8℃，而相對濕度變化範圍為50~98％。大致言之，相對濕度隨乾球溫度升高而降低。

        二、噴水和吹風冷卻處理對體重之影響

        試驗結束時，處理組與對照組之平均增重分別為26與21kg。冷卻處理有增加牛隻體重的趨勢(P＜0.10)。牛隻在處理前三日至處理後四日，體重下降的原因可能是試驗初期，所有牛隻必須自08：00至18：00固定於頸夾10小時，短時間內生理無法調適所致。兩組牛隻在試驗期第8~18日間，體重亦呈下降趨勢，尤其是對照組，究其原因，此可能與第二次PGF₂α處理及其後間隔四小時，連續120小時採血，造成生理上之緊迫有關。處理組牛隻自試驗後第11日體重即已回升，並呈穩定增加，這種失重減緩現象，極可能是冷卻處理促使牛隻採食量增加所致。Ittner et al., (1957)利用風扇冷卻處理觀察乳牛每日增重情形，經過二年為期三個月左右的高溫(第一年：39.6℃，80％RH；第二年：39.2℃，68％RH)、與低溫(第一年：25.9℃，23％RH；第二年；23.5℃，17％RH)處理，證實冷卻處理有促進牛隻體重增加之作用。

        三、噴水和吹風冷卻處理對直腸溫度之影響

        牛隻在每日噴水處理前的直腸溫度，在開始噴水後之頭六日，兩組差異並不顯著(P＞0.05)。到了第七日以後，除了第9、16、33及34日，第12~15，23~24日等二段期間因雨，直腸溫度沒有不同外，其它時間，處理組均顯著(P＜0.05)高於對照組，造成此一差異的可能原因是處理組牛隻經過一天的降溫處理後，第二天噴水前回升之環境溫度無疑是一種熱緊迫，不若對照組，未經處理，易於調適所致。試驗期間，處理組與對照組在每日噴水前之直腸溫度，其平均值分別為38.9±0.1與38.8±0.1℃(P＞0.05)。在噴水、吹風處理之直腸溫度，除了第4、12~15、23~24日與第32日因雨未測定及第33日因雨天甫過，直腸溫度差異不顯著(P＞0.05)外，其餘時間，處理組顯著(P＜0.05)低於對照組，顯示噴水、吹風冷卻具有降低荷蘭女牛直腸溫度，減輕熱緊迫的功能。試驗期間，每日噴水處理後，處理組與對照組直腸溫度平均值分別為38.7±0.1與39.0±0.1℃(P＜0.05)。

        為進一步了解熱緊迫對女牛直腸溫度的影響，將Ingraham(1976)之溫、濕度指標(Temperature Humidity Index, THI)定義為THI₁，THI₁＝DB〔(0.55－0.55rh)(DB-58)〕，其中rh＝RH％÷100，DB為乾球溫度，以℉為單位；定義Putney et al.(1988b)的THI值為THI₂，THI₂＝DB＋0.36WB＋41.5，其中DB與WB分別為乾球與濕球溫度均以℃為單位。處理者在每日噴水、吹風前的直腸溫度與THI之相關係數(r₁＝0.52，r₂＝0.44)高於對照組者(r₁＝0.32，r₂＝0.33)；反之，處理組在噴水、吹風後之相關係數(r₁＝0.30，r₂＝0.26)，於同一時段，則低於對照組者(r₁＝0.79，r₂＝0.80)。此即意謂噴水、吹風處理前，處理組直腸溫度隨THI值增加而升高，對照組則在同一時段中，較不受THI值影響。處理組受噴水、吹風處理影響而調節直腸溫度，而在同一時段中，對照組直腸溫度隨THI值增加而增高。

        Wolff and Monty(1974)以亞利桑那州(Arizona state)地區的泌乳和非泌乳牛在涼、熱季氣候下的生理反應探討熱緊迫的影響，隨著環境溫度升高，牛隻之直腸溫度亦升高，泌乳牛尤甚。Folman et al.(1979)以高泌乳量的Israeli-Friesian母牛為試驗對象，試驗分為夏季對照組、夏季通風組及冬季組。結果顯示，不論初產或經產母牛之直腸溫度，夏季對照組均顯著高於另外二組。Flamenbaum et al.(1986)以噴水、吹風處理探討泌乳牛直腸溫度之變化，發現噴水、吹風處理牛隻之直腸溫度較對照組牛隻之直腸溫度平均降低0.6℃。本試驗與上述報告均有相似之結果。

        四、噴水和吹風冷卻處理對生殖性狀之影響

        冷卻處理對乳牛生殖性狀的影響，如表1所示，噴水、吹風處理組比對照組具有較高的發情比率(83.3 vs 66.7％，P＜0.10)。Her et al.(1988)對66頭經同期化之高泌乳牛做10天噴水、吹風處理，發現冷卻顯著增加牛隻發情率(70 vs 45％)，然而，噴水、吹風處理未顯著影響LH高峰出現比率(處理組與對照組分別為83.3與75.0％，P＞0.05)，兩組女牛自PGF₂α處理至LH高峰之時間無分軒輊；這個結果與Gwazdauskas et al.(1981)以人工氣候控制室探討熱緊迫對荷蘭女牛LH高峰發生時間之影響結果相似。

表1. 噴水和吹風冷卻對荷蘭女牛繁殖性狀之影響

NS(P＞0.05)，*(P＜0.05)，**(P＜0.01)    a：^─X±SE        

        冷卻造成發情至LH高峰出現長達26小時左右之時距，其原因為冷卻處理縮短女牛在第二次PGF₂α處理後至發情的時間，但對自第二次PGF₂α注射後至LH高峰出現的時間則無影響，因此，造成冷卻組發情至LH高峰出現之時距增加。本試驗結果與Rajamahendran et al.(1989)試驗結果相異，其乳牛在第二次PGF₂α注射後至發情開始和結束的時間分別為63.0±9.3和69.5±10.2小時(^─X±S.D)，而第二次PGF₂α處理後至LH濃度開始增加、高峰點及潮湧結束的時間分別為45.5±17.5、63.5±8.4及70.5±6.4小時(^─X±S.D)，發情與LH高峰發生時間亦相當接近。在發情期方面，本試驗之處理組(28.3±3.3小時)顯著(P＜0.05)較對照組(15.3±4.1小時)為長，因此，噴水和吹風可增加發情之可觀察時間，進而提高偵得發情之機率。本試驗結果與Gwazdauskas et al.(1981)以人工氣候控制室探討熱緊迫影響荷蘭女牛發情期的結果相似。也與Wolff and Monty(1974)探討涼、熱季泌乳期母牛的生理反應結果相符。

        以每頭牛平均被駕乘次數定義發情強度(Rosenberg et al., 1982)，則噴水、吹風處理對女牛的發情強度沒有影響(處理組與對照組分別為15.9±3.4與11.0±1.9次／頭，P＞0.05)。由統計學上的差異顯著性看來，本試驗噴水、吹風處理未能顯著(P＜0.14)改善對PGF₂α處理有反應(Plate et al., 1989)之乳牛的受胎率，但似有改進之趨勢。

        Her et al.(1988)藉在預期發情前一日至發情開始後八日之短暫噴水、吹風處理，觀察高泌乳母牛的生產和生殖性能的變化，顯示噴水和吹風冷卻未能顯著改善乳牛受胎率(處理組與對照組分別為31與36％)，而與本試驗結果一致。在懷孕所需配種次數方面，處理組與對照組分別為1.1與1.5次(P＞0.05)。此一結果與Roman-Ponce et al.(1977)以遮蔭減低熱緊迫對泌乳牛在殖性狀影響之結果相似。噴水、吹風對牛隻懷孕期沒有影響(處理組與對照組分別為275.3±2.3與276.5±1.4天，P＞0.05)，但卻顯著增加仔牛出生重(處理組與對照組，分別為43.0±2.3與35.6±1.1kg，P＜0.01)；此一結果與Collier et al.(1982)利用遮蔭對懷孕第199天的初、經產母牛減低熱緊迫在分娩後生殖性狀的影響結果相似。也和Wolfenson et al.(1988)試驗結果一致。

        五、噴水和吹風冷卻處理對生殖內泌素之影響

        (一)雌素二醇

        血清中E₂濃度在兩組的變化情形，在E₂波峰前、後的濃度，處理組與對照組沒有顯著(P＞0.05)差異，而對照組之E₂波峰值(17.8±2.0pg／ml)顯著(P＜0.01)高於處理組者(9.3±1.3pg／ml)。本試驗結果與Rosenberg et al.(1982)探討氣候對泌乳牛生殖內泌素影響結果相似；但與Gwazdauskas et al.(1981)探討熱緊迫對發情期早期(early estrus)至發情期晚期(late estrus)，泌乳牛生殖內泌素影響結果相異。外源性E₂可降低女牛子宮溫度(Gwazdauskas et al., 1974)，在綿羊亦有相似之現象(Abrams et al., 1970)。因此，本試驗對照組發情後E₂波峰濃度較處理組為高，可能具有促使子宮內所蓄積過多之熱驅散到組織周圍的功能(Rosenberg et al., 1982)。

        (二)排卵素

        血清中LH濃度變化情形，兩組女牛出現LH波峰值的時間甚為接近。冷卻處理與否對LH分泌型態及血中LH濃度均無顯著影響，此點與Gwazdauskas et al.(1981)之於發情期前後，不同溫、濕度處理對泌乳牛生殖內泌素的影響結果類似。但Schillo et al(1978)指出，儘管高溫和外源性E₂處理未顯著影響去除卵巢綿羊之LH釋出的節律性與週期性，但在為期三天的處理期間，第二天的高溫處理顯著降低卵巢切除綿羊的LH濃度。至於熱緊迫對女牛血清中LH濃度真正的影響則有待進一步探討。

        (三)助孕酮

        兩組牛隻血清中P₄濃度變化處理組與對照組在開始注射第二次PGF₂α前之P₄濃度分別為4.4±0.7與3.1±0.3ng／ml，並未有統計上的差異存在(P＞0.05)。兩組牛隻之P₄濃度在第二次PGF₂α注射後八小時左右降至低於2ng／ml，而分別於18(對照組)及23(處理組)小時降到基礎濃度之水準(1ng／ml)。在第二次PGF₂α注射前之P₄濃度與P₄降至低於2ng／ml之時間，兩者之相關性(r＝0.78)曾被提及(Wang et al.,1982)，是故本試驗P₄濃度回復至基礎的時間較快。概括來說，冷卻處理有提升黃體期P₄濃度及縮短同期化後至發情時間之趨勢，但其間之相關性則不甚明白。Rosenbery et al.(1982)報告指出，經產牛動情週期中P₄濃度，在冬季者比在夏季者高，通風處理則介於中間。與此相對的，Abilay et al.(1975)以人工氣候室控制環境溫度，發現高溫顯著增加更塞(Guernsey)女牛第一個動情週期第2至19日及第二個動情週第2至8日之P₄濃度。如此相異的結果，其詳細原因有待進一步探討。

        儘管噴水、吹風處理具有舒解熱緊迫，進而改善荷蘭女牛生殖性能的潛在性作用，但並不是沒有負面的影響，如因噴水造成牛床過濕和打滑的地面，使得糞便難以清理，尤其打滑的地面對牛隻蹄部影響更大。但是只要好好規劃牛床排水系統和防止地面打滑便可使牛隻享受噴水和吹風，因此，在進一步探討經過規劃的牛床排水系統和增加地面磨擦力的噴水、吹風處理後，將可評估其利益，再推薦於本省酪農。

        誌謝

        本試驗承行政院國科會經費補助(NSC-80-0409-B-029-02)，及美商普強公司提供PGF₂α謹此致謝。另外，也要感謝國立台灣大學畜牧學系生理研究室提供P₄免抗血清，與台灣養豬科學研究所遺傳生理系提供E₂免抗血清和LH羊抗兔r─球蛋白(第二抗體)，及美國華盛頓州立大學Dr.Avia提供LH第一抗體，及美國Albany Medical College Dr.Reichert提供碘化用LH。(參考文獻略)(轉載自中國畜牧學會會誌)

飼料營養雜誌(p.93~104)─呂水淵．九三年第五期