2018年奶牛产业技术发展报告

本文从国内外奶业生产与贸易、奶牛育种与繁殖、营养与饲料、疾病控制、环境控制、乳品安全与加工等方面对2018 年奶牛产业的重要研究进展进行综述。
国际奶业生产与贸易发展
2018 年，全球牛奶生产仍然保持快速增长。据联合国粮农组织预测数据显示，2018 年全球原料奶产量约为8.27 亿t，较2017 年增长2%，主要增产贡献仍为亚洲。根据联合国粮农组织奶业市场报告数据，2018年1—11 月全球乳品价格指数为195，较2017 年下跌3.6%。从月度运行来看，全球乳品价格先涨后跌。
按照原料奶计算，预计2018 年全球乳品贸易量为7 450 万t，较2017 年增长2.5%。具体来看：
①在全球全脂奶粉出口中，中国是新西兰全脂奶粉出口的单一较大市场，亚洲斯里兰卡、泰国等进口快速增长，巴西、俄罗斯进口大幅下降；
②全球脱脂奶粉价格维持低位，主要进口国如阿尔及利亚、墨西哥纷纷扩大进口。2018年1—10 月美国脱脂奶粉产量增加6%，出口量增加25%，但对华出口下降34%。其他脱脂奶粉主要出口国如加拿大、新西兰均出现不同程度的下降。
③全球黄油需求依旧旺盛，价格维持高位，2018 年欧盟、美国、新西兰继续增产。
④全球奶酪贸易量继续增长，受需求因素制约，市场扩张将会放缓。
国内奶业生产与贸易概况
2018 年国民经济和社会发展统计公报显示，2018 年中国牛奶产量为3 075 万t，较2017 年增长1.2%。过去10 年，中国泌乳牛存栏量下降，牛奶产量的维持基本依靠单产水平的提高。根据农业农村部畜牧业司监控，2018年原料奶收购价为3.46 元/kg，与2017 年的3.48 元/kg基本持平。从鲜奶零售价运行来看，2018 年鲜奶零售价为10.6 元/kg，与2017 年的10.5 元/kg 基本持平。
根据中国奶业贸易月报，2018 年我国共计进口各类乳制品263.64 万t， 同比增加6.70%， 进口额达100.63 亿美元，同比增长14.3%。其中，进口干乳制品193.22 万t， 同比增加9.2%， 进口额达90.9 亿美元，同比增长15.7%；进口液态奶70.41 万t，同比增加0.3%，进口额9.73 亿美元，同比增长2.9%。具体来看：
①全年进口奶粉80.14 万t，同比增加11.6%，进口额达24.29 亿美元，同比增长12%，其中新西兰占73.3%，欧盟占12.6%。
②全年进口乳清55.72 万t，同比增加5.2%，进口额达6.33 亿美元，同比下降4.9%，其中美国占47%，欧盟占38.2%。
③全年进口包装牛奶67.33 万t，同比增加0.9%，进口额达9.13 亿美元，同比增长3.8%，其中欧盟占51.1%，新西兰占34.6%，澳大利亚占12.0%。
④全年进口婴幼儿配方乳粉32.45万t，同比增加9.6%，进口额达47.69 亿美元，同比增长19.8%，其中欧盟占75.3%，新西兰占16.2%。中国乳品进口规模仍然在继续扩大。中国乳制品出口量很小，主要出口产品为广东供应香港的鲜奶。
国际奶业产业技术研发进展
繁殖与育种技术进展
● 利用表观遗传学解释遗传与环境的互作
利用表观遗传学解释一些遗传力低、易受环境影响的功能性状的遗传机制研究成为热点，特别是金黄色葡萄球菌隐性乳房炎。Song 等和He 等从表观遗传的DNA 甲基化、组蛋白甲基化和miRNA 3 个方面研究，发现其中NAT9、IL10、JAK2 基因与金葡菌隐性乳房炎抗性密切相关，体外细胞水平试验也对这些基因的功能进行了验证，也为奶牛抗金葡菌隐性乳房炎育种研究提供了重要的表观遗传标记。
●  高效奶牛繁殖新技术的研究和推广应用
各国奶牛繁殖技术的研究重点还是规模化奶牛场推广优化“同期排卵- 定时输精（Ovsynch-TAI）”技术。自然发情法的21 日妊娠率通常不足20%，而采用Ovsynch 程序，奶牛的21 日妊娠率可达30% 左右。Motavalli 等进行了Ovsynch-56、CIDR+Ovsynch、Cosynch-56、OS、PMSG+double-Ovsynch-48 等程序的效果比较，结果显示，使用CIDR+Ovsynch 方案的情期受胎率（72.4%）远高于其余几种方案，但其结果与国内部分研究并不完全相同。
饲料与营养技术进展
●  碳水化合物营养
国外碳水化合物营养主要集中在日粮不同淀粉和纤维水平对奶牛生产性能、牛奶成分等的影响，同时也研究了非常规饲料对奶牛的饲喂效果。Mojahedi 等研究发现，相比破碎玉米+ 苜蓿饲粮，采食糊化淀粉含量较高的蒸汽压片玉米+ 苜蓿饲粮的犊牛日增重（ADG）显著增加。Khosravi 等发现，添加25%（DM 基础）的高粱青贮能显著提高奶牛抗氧化水平，对生产性能和营养物质消化率没有不良影响，因此高粱青贮可以完全替代玉米青贮饲喂泌乳奶牛，为缺水、难以种植玉米的地区开发饲料资源提供理论依据。
●  蛋白质与氨基酸营养
蛋白质和氨基酸营养聚焦在生长代谢和乳腺发育上。Xu 等研究发现，妊娠期较后1 个月补充蛋氨酸（Met）对产后前7 周犊牛的生长率有积极作用，新生犊牛肝脏中mTOR 通路相关分子的磷酸化状态受母体Met 供应影响。Silva 等研究发现，瘤胃非降解蛋白质（RUP）水平提高51% 可明显增加不同阶段后备牛的体重、ADG、饲料效率和氮沉积。低蛋白日粮添加过瘤胃保护性蛋氨酸（RPMet）可改善营养代谢，提高氮和能量利用。Seryl-tRNA合成酶刺激mTOR 信号通路，增强由必需氨基酸（EAA）刺激的细胞增殖，并促进奶牛乳腺上皮细胞中β -酪蛋白的产生。
● 脂肪营养
脂肪的主要生理作用是为机体供能。Schafers 等研究发现，在妊娠晚期和泌乳早期奶牛的日粮中添加共轭亚油酸（CLA）可提高乳中trans-10、cis-12 CLA 的含量，可提高其牛乳能量，有利于奶牛产后的机体健康。脂肪还有甲烷减排功能，高淀粉或高脂日粮、星实榈油和静脉灌注脂质均可不同程度地减少甲烷排放。
● 奶牛营养与环境
提高氮磷转化率，降低甲烷等的减排是奶牛营养与环境方向的研究重点。饲喂含菜籽粕、红三叶青贮和高瘤胃降解蛋白（RDP）∶RUP比值的日粮均可提高奶牛氮利用效率，降低氮排泄。日粮中添加香甜草、硝酸盐、蚕豆、油脂、鲜草、莫能菌素、万寿菊和波斯菊等添加剂可降低甲烷排放。
●  后备牛饲养
在犊牛饲养方面，Curtis 等研究发现群养自由采食代乳粉组犊牛断奶前生长速度、体况评分、患病风险高于单个限饲代乳粉犊牛，自由采食代乳粉组的青春期、首次配种和首次妊娠时间提早2~3 周。
Quigley 等研究发现，与常规0.66 kg DM/d 液态奶饲喂相比，强饲优势在犊牛断奶后消失，主要原因与断奶前犊牛开食料采食量显著降低、瘤胃发育滞后、断奶后养分全肠道消化率偏低有关。Dennis 等研究发现，延迟断奶或阶梯断奶可促进犊牛断奶前开食料采食和瘤胃发育。
奶牛常见病防控研究进展
● 传染性疾病
快速、灵敏、准确的疫病检测方法一直是传染性疾病方向的研究重点。Das 等研究发现，针对布鲁氏菌属IS711 基因设计的聚合酶螺旋反应（PSR），其敏感性是常规聚合酶链式反应（PCR）的100 倍；Bhat 等研究发现，基于探针的实时环介导等温扩增（RT-LAMP）技术可用于快速检测布鲁氏。
结核病的诊断主要还是以皮试、抗体伽马干扰素释放试__验为主，Liu 等采用多重交叉位移扩增（MCDA）技术检测结核分枝杆菌复合体的IS6110 基因，其开发的mb-mcda-hnb 方法有望作为一种有效的结核分枝杆菌检测方法应用。Barrera 等研制了以人腺病毒血清型5 载体的针对12 种不同口蹄疫病毒（FMDV）血清型/ 拓扑型的16 种AdtFMD 重组亚单价疫苗，攻毒保护率为100%，可应用于多血清型和多拓扑型的FMD防治。
● 常见普通病
在常见病诊断方面，Sun 等研究发现，患有临床酮病的奶牛中游离脂肪酸（NEFA）和β-羟基丁酸的血清浓度较高，并且具有临床酮症的奶牛产奶量和干物质摄入量较低；然而，与健康奶牛相比，具有临床酮症的奶牛的乳脂含量更高。在常见病防治方面，Bors SI 等研究发现，使用促性腺激素释放激素（GnRH）类似物治疗卵泡囊肿的效果更好，特别是无法鉴别是卵泡囊肿还是黄体囊肿的情况下。Jae-Kwan等用前列腺素（PG）加l- 肉碱和蛋氨酸处理奶牛可提高治疗酮病的几率，提高产奶量，同时不影响产后并发症的发生率以及生殖性能。
牛奶质量监控和乳制品加工技术进展
●  牛奶及奶制品药物残留检测技术
一些操作简单、检测限低的新方法应用于原料奶的质量安全检测。Ansari 等建立了高效液相色谱法- 荧光检测法分析巴氏杀菌牛奶中黄曲霉毒素M1；Kaleem 等建立了纳米球包埋整体共轭物快速检测牛奶中微量三聚氰胺的方法；Aqda 等研究了氧化石墨烯淀粉基纳米复合材料结合高效液相色谱联用紫外检测器（HPLC-UV）检测磺胺类和头孢类抗生素含量的方法。在婴幼儿奶粉检测方面，Draher 等研发了高效液相色谱联用质谱检测器（HPLC-MS）的分析方法，精确表征和量化了磷脂和鞘磷脂在母乳中的含量，为婴幼儿配方乳粉中合理添加磷脂和鞘磷脂提供了参考依据。
●  液态奶及乳制品加工业进展
新产品和技术开发仍是液态奶及乳制品加工研究重点。2018 年学者更多关注将益生菌、益生元和功能因子等活性物质应用于酸奶，例如添加灵芝种子和β-葡聚糖的酸奶、添加石榴皮和蜂蜜的酸奶、添加植物混合物的降血糖酸奶、辅助降糖的干酪乳杆菌酸奶。益生菌奶酪的快速发展是2018 年国际奶酪市场的亮点。双歧杆菌作为辅助发酵剂加入干酪制作工艺中，制备的Queso Blanco 干酪具有调整肠道菌群和增加短链脂肪酸的功能。
国内奶牛产业技术研发进展
繁殖与育种技术进展
● 奶牛芯片检测技术在奶牛养殖和管理中得到广泛应用
2018 年中国农业大学王雅春团队与北京畜牧总站等研究团队合作研发了用于同时检测奶牛8种常见遗传缺陷基因位点的小芯片及检测试剂盒的专利产品，实现多个位点同时检测，为逐步降低和清除奶牛群中已知有严重危害的遗传缺陷基因提供了技术手段；结合奶牛乳源金黄色葡萄球菌全基因组测序分析结果和奶牛抗乳房炎/ 隐性乳房炎方面的研究成果，中国农业大学王雅春团队定制了含有TRAPPC9 等7 个基因的20个SNPs标记的用于检测奶牛乳房炎抗性的小芯片- 华牛I 号、华牛II 号，为选育更健康、适应范围更广的种牛提供服务，目前已在北京首农畜牧、河北、辽宁等地奶牛养殖场推广应用，效果良好。
● 奶牛生产性能测定工作成效显著
2018 年全国奶牛性能测定的参测规模奶牛场有1 606 个、参测奶牛数量达129.7 万头，参测奶牛的平均日产奶量达29.7 kg，较2017 年提高0.7 kg，平均乳脂率、乳蛋白率分别达到3.86% 和3.34%，平均体细胞数为26 万个/mL。中国荷斯坦牛品种登记规模继续扩大，新增登记种公牛369头、母牛17 万头。2018 年奶牛体型鉴定工作不断完善，全国备案体型鉴定员226名，34 名通过考核的体型鉴定员获得上岗执业证书，2018 年新增鉴定奶牛3.8 万头，为奶牛群体改良提供了数据基础。
饲料与营养技术进展
●  碳水化合物营养
国内碳水化合物的研究集中于饲料预处理、营养价值预测模型建立、碳水化合物在瘤胃的微生物降解和发酵途径及其干预措施等。面对进口苜蓿价格居高不下的现状，韦子海等研究发现，补充糖蜜的玉米秸日粮能够改善日粮饲料转化效率，降低瘤胃氨态氮（NH3-N）浓度，减少尿氮排放，改善氮的利用效率，与含苜蓿日粮相比可降低单位奶产量的饲料成本。赵连生等整理了27 篇有关奶牛碳水化合物营养的研究，发现饲粮中性洗涤纤维（NDF）与淀粉比值每增加1，奶牛的干物质采食量、产奶量、乳蛋白产量和乳糖产量分别降低0.81、1.36、0.06、1.50 kg，乳脂率和乳蛋白率分别增加0.11% 和0.07%。
● 蛋白质与氨基酸营养
蛋白质营养主要围绕乳腺基因表达展开。乳腺细胞在脂多糖（LPS）刺激下，细胞内炎症因子基因表达升高，乳蛋白合成相关基因的表达受到抑制，而添加苜蓿素能够抑制乳腺细胞内炎症因子基因表达；无LPS 刺激下，添加苜蓿素能够提高乳腺细胞活性并促进乳蛋白合成相关基因的表达。Lys（赖氨酸）浓度为1.0~2.0 mmol/L 时，有助于对促进乳腺上皮细胞（BMECs）乳蛋白合成相关基因的表达。
● 脂肪营养
脂肪对于奶牛胃肠道发育、提升饲料消化率等方面有促进作用。含高浓度棕榈酸和油酸的棕榈油脂肪粉完全替代全部乳脂，会减缓哺乳期犊牛胃肠道发育。补充棕榈酸可增加NDF 消化率、乳脂肪含量和产量以及饲料利用率。奶牛乳腺上皮细胞外源添加长链饱和或不饱和脂肪酸后均能够显著抑制脂肪酸的从头合成基因的表达。
● 奶牛营养与环境
国内学者对于氮和甲烷减排做了很多探索。饲粮中添加牛至油和过瘤胃保护性赖氨酸（RPLys）可以降低奶牛氮排泄。饲粮中添加葡萄原花青素、茶皂素、壳聚糖、植物酚类和芸苔属等植物提取物可通过改变瘤胃发酵模式和微生物区系，降低奶牛甲烷排放。
● 后备牛饲养
新生犊牛主要围绕促生长方面开展研究。郝丽媛等研究发现补充蛋氨酸锌可以有效促进犊牛生长，降低腹泻率；而补充氧化锌则有助于提高犊牛的免疫功能。张卫兵等研究发现饲粮中添加白藜芦醇和血根碱分别提高了犊牛180日龄体重和体高，均具有改善犊牛血清抗氧化指标的效果。任春燕等研究发现15~112 龄犊牛开食料中NDF水平为19.91% 时，有助于提高犊牛的体增重和屠宰性能，促进内脏器官及胃肠道的发育。
奶牛常见病防控研究进展
● 传染性疾病
在传染病检测方面，袁颖娴等发现基于结核菌素与特异性抗体CFP10/ESAT6 的牛γ - 干扰素（IFN-γ ）释放反应，具有更高的灵敏度、准确度与特异性，是一种有效的检测方法。在传染病防控方面，自《国家布病防治计划》实施以来，各省采取一系列防控措施，2018 年多地对布病防控效果进行评估工作。
李乙江等发现，FMD 灭活病毒配合枯草芽胞杆菌，通过喷鼻气雾免疫牛可以激活良好的FMD 特异性牛呼吸道黏膜免疫应答及系统免疫应答。王丹阳等证实诃子、矮紫堇、甘青乌头3 种藏药在体外具有抗病毒性腹泻病毒（BVDV）作用效果，矮紫堇直接杀灭效果较佳，且优于利巴韦林。
●  常见普通病
在乳房炎检测方面，葛影影等研究发现，奶牛血清免疫指标、生化指标与乳房炎的发生具有相关性，特别是白细胞介素1β（IL-1β ）、白细胞介素-8（IL-8）、白蛋白（Alb）水平及N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶（NAGase）活性的显著变化与乳房炎的感染和发生关系密切。在乳房炎防控方面，李世宏等研究发现，双氯芬酸钠是第二代强效非甾体抗炎药，具有良好的抗炎、镇痛、解热和抗风湿等疗效，在欧盟已被批准用于猪和牛；试验表明，奶牛使用氯芬酸钠注射液，用法用量为每天1 次，连续给药3 d，推荐弃奶期为6 d，可降低机体病菌耐药性和减少抗生素残留，临床治愈率和有效率为65% 和80%。在酮病防控方面，刘汉根等发现，高产奶牛围产期TMR 日粮中补充过瘤胃保护复合B 族维生素100 g/ 牛·d 对干物质采食量、酮病发生率、淘汰率和产奶量具有显著改善作用，可以有效提高奶牛场经济效益。
牛奶质量监控和乳制品加工技术进展
● 牛奶及奶制品药物残留检测技术
在液态奶安全检测方面，学者建立了准确率高、重现性好的检测新方法。赵超敏等利用HPLC 测定液态奶中牛磺酸含量和壬基酚残留量，朱华东等利用解旋酶恒温基因扩增方法快速检测酸乳中的醋化醋杆菌。在干乳制品营养成分及安全性检测方面，陈秀明等利用红外光谱技术结合化学计量学方法，可同时检测婴幼儿配方粉中蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维、水分、灰分及能量等主要成分的营养水平；王浩等建立了液相色谱-串联质谱检测配方粉全氟辛酸、全氟辛烷磺酸等成分的残留量。
● 液态奶及干乳制品加工技术
功能性酸奶和复合酸奶的加工成为2018 年度研究重点，百香果胡萝卜复合型酸奶、苦荞雪莲果酸奶、银耳多糖低脂酸奶、太白贝母粗多糖酸奶等产品陆续被开发出来，丰富了酸奶市场。干酪加工技术和品质改良方面是国内干酪领域的研究热点。李博等利用超高压处理增加低脂半硬质干酪中水分，降低干酪硬度，增加酯类风味物质含量。马春丽等用KCl 部分替代NaCl 制作低盐切达干酪加工，提高了干酪的风味并改善了品质。