影响牛冷冻精液人工授精受胎率的因素和改善措施

摘要

高质量的冷冻精液是母牛受胎率的基础，科学把握输精时间和输精操作并加强饲养管理措施，是提高母牛受胎率的关键。为此，笔者结合养殖实践，查阅相关资料，搜集养殖场牛冷冻精液人工授精受胎率的数据，总结出了影响牛冷冻精液人工授精受胎率的影响因素：冻精质量、输精时间、操作技术及母牛的饲养管理等，提出了相应的改善措施：提高发情鉴定准确率、选择高质量精液、把握好输精时间和输精技术、利用好基因编辑和同期发情等技术、加强母牛配种前后的饲养管理等。

关键词

牛冷冻精液 / 人工授精 / 受胎率 / 影响因素 / 改善措施

随着市场需求的不断增加，牛自然交配繁殖已经不能满足养殖场当下的需求，采用人工授精技术不仅能够大幅提高母牛的繁殖效率，还可以通过控制冷冻精液质量，促进遗传改良和部分传染性疾病的控制^[1]。然而，人工授精的成功率受精液质量、输精时间、输精操作等多种因素影响，其中冷冻精液的质量尤为关键。通过提高精液采集、处理、冷冻等技术，提高冷冻精液的质量，同时密切关注母牛的生理状态，把握好授精时间，并掌握科学的输精操作方法，有助于进一步提高受胎率和优化牛群的遗传质量。本文旨在提出一套牛冷冻精液人工授精标准化的操作流程和管理措施，以提高人工授精的成功率。

1 牛冷冻精液人工授精受胎率的影响因素

1.1 冷冻精液的质量

冷冻精液的质量会直接影响到母牛人工授精的受胎率，主要与冷冻精液有效精子数、精子活力、精子的畸形率等指标有关。有效精子数越多、精子活力越高、精子畸形率越低，受胎率越高。一般要求每支冻精细管精液的有效精子数量保持在800万个以上，解冻后精子直线活动、活力正常的精子不可低于35%，当精子活力在40%以上时，可以保证受胎率达到78%以上^[2]，在特定要求下精子活力需保持在60%以上，并且精子的畸形率应低于18%，解冻后精液当中病原微生物数量应少于1 000个/剂，否则即使母牛能够正常授精，受胎率也较低。

1.2 输精时间

合适的输精时间对母牛受胎率的提高十分关键，如果错过了母牛的最佳配种时期，过早或者过晚配种均会影响到母牛的受胎率。研究表明，在母牛发情终止12 h后，仅进行1次输精，母牛的受胎率最低，而终止12 h后输精2次，母牛的受胎率较高，而发情终止8 h后输精，母牛受胎率最高^[2]。另外，冻精解冻后放置的时间也会影响到母牛受胎率，这可能与解冻输精间隔时间过长，导致有效精子活力降低有关。一般情况下解冻后立即输精的受胎率最高，随着解冻后间隔时间的延长，母牛的受胎率逐渐降低。

1.3 输精操作

人工授精技术是一项专业性非常高的操作技术，一旦输精操作不当，不仅会导致母牛受胎率低，还会造成母牛生殖道损伤，影响母牛的正常繁育性能，导致母牛淘汰率增加。另外，输精前的清洗、消毒等准备工作，也会影响到母牛的受胎率，如果未对母牛后驱、尾部以及操作环境进行清洁、消毒，则会增加母牛交叉感染的风险，提高母牛发生繁殖障碍性疾病的几率，进而影响到母牛的受胎率。

1.4 饲养管理

1）营养管理。如养殖场所用饲料搭配不合理、营养物质不全面，则会影响牛只的器官发育和机体正常的代谢。种公牛则体现为精液质量下降，母牛表现为体内生殖激素分泌失衡，均会导致受胎率降低。饲料配方精粗搭配不当，容易造成母牛过肥或者过瘦，影响其正常的繁育性能，人工授精的受胎率较低。饲料中的各种营养元素，也会影响到母牛的受胎率，维生素A、E摄取不足，则会影响母牛的正常排卵和胚胎的着床，容易出现胚胎早期死亡的现象，影响母牛正常的受胎率；母牛摄入的硒元素不足，容易发生流产、死胎等现象，导致受胎率降低；钙磷摄入不足、比例不当也会导致母牛受胎率下降。另外，如母牛长期营养摄入不足，则自身免疫力低下，容易感染乳房炎、子宫内膜炎等繁殖障碍性疾病，也会导致受胎率下降。

2）环境管理。高温或者寒冷应激，会显著降低母牛的人工授精受胎率，气候条件的剧烈改变也会造成母牛应激反应，进而导致受胎率降低，如工作人员选择在母牛应激状态下输精，则母牛的人工授精受胎率会明显下降。另外，若养殖场内的环境卫生条件较差，则容易滋生大量致病菌，增加母牛感染的几率，特别是围产期的母牛，其生殖道尚未完全闭合，并且母牛自身喜欢卧地不动，增加了母牛繁殖性障碍疾病的患病几率，影响其后续的受胎率。

2 提高人工授精受胎率的改善措施

2.1 提高精液质量

为了提高冷冻精液的质量，除了要选择健康公牛、按照相关流程科学提取精液以外，提高已提取精液的保护是重点关注的环节。研究人员发现，在精液的冷冻保护剂中添加适量的抗氧化剂、膜保护剂以及渗透调节剂，可以更好地保护精子的细胞膜，减少外界刺激对精液的破坏，进而提高精子的存活率和活力^[3]。

2.2 提高母牛发情鉴定准确率

母牛发情后的10～24 h是配种的最佳时期，这一阶段发情母牛开始排卵，可以提高人工授精的受胎率，因此准确鉴定母牛的发情十分重要。母牛发情后会表现出明显的行为特征，母牛表现兴奋，食欲下降，会发出嘶鸣声，发情前期喜欢被其他牛只爬跨，发情终止期则拒绝爬跨，同时外阴处会有大量的黏性分泌物流出。母牛的发情鉴定工作需要经验丰富、技术熟练的工作人员参与，而规模化牛场同期发情的母牛数量较多，需要的人工数量巨大，且人工鉴定的效率较低，可引入智能监测装备，提高养殖场母牛发情鉴定自动化程度。例如，采用“物联网＋云端”的实时监测技术，能够高效收集母牛发情特征的数据，通过大数据统计分析，快速判断母牛是否发情^[4]。此外，为解决母牛隐性发情难以鉴定的难题，可以引入“母牛阴道植入式电阻探测传感器”，通过采集母牛阴道黏液的电阻值，判断母牛是否发情，既提高了母牛发情鉴定的准确率，也提高了母牛的应用效率^[5]。

2.3 选择高质量的冷冻精液

应选择质量过关的冷冻精液进行授精，以保证母牛较高的受胎率。在输精前可以对精液进行质量检测，将2管冻精在37 ℃的温水中进行解冻，然后用干毛净或者吸水纸将细管上的水分擦拭干净，对冻精进行解封处理，随后将精液推到试管后摇匀，自取20 μl的精液加入0.98 mL装有3%氯化钠溶液的试管当中，然后打入血球计数板后再进行400倍显微镜下技术^[6]；然后再取2～3滴精液滴到载玻片上，置于显微镜下观察并记录精子的活力值、畸形率等。只有当有效精子数量在800万以上，精子活力在35%以上，并且畸形率低于18%时才能用于母牛输精。精液解冻后需要在3～5 min完成授精过程，未用完的精液不可反复冷冻和解冻后重复使用^[7]。

2.4 把握好输精时间

Tomazi等^[8]通过研究奶牛产犊到定时人工授精（C-TAI）期间的生育能力，发现到第52天是更好的 C-TAI 间期，可以最大限度地提高肉牛的生育能力，因此在实际养殖当中必须把握好母牛的人工授精区间，以提高其受胎率。输精是保证牛受胎率的关键环节之一，冷冻精液的保存运输必须符合相关规定，应置于液氮中保存，避免阳光直射，精液解冻后应尽快进行输精，避免长时间在室温下放置，如需要人工授精的母牛较多，可以采取分批次解冻。应把握好母牛的最佳输精时间，这是提高受胎率的关键，母牛的发情周期一般为21 d，持续时间在2～3 d，短的仅能维持12 h，在母牛排卵期进行输精，可以保证其较高的受胎率^[9]。母牛一般在发情后的10～12 h进行排卵，此时母牛外阴部位的肿胀开始逐渐消退，阴道流出的液体变得黏稠、浑浊，母牛不再愿意让公牛爬跨。工作人员可在母牛发情盛期（接受公牛爬跨）后的8～12 h，输精1次，然后间隔8～12 h再次输精，可保证母牛较高的受胎率^[10]。另外，由于老年母牛发情期较短，排卵时间提前，应较正常母牛提前配种，而青年母牛发情期长，排卵时间较晚，可适当延长输精时间。

2.5 科学输精操作

人工输精时必须将精液输到母牛的子宫体，以便精液完全流入母牛的2个子宫角内。输精前需要做好母牛的保定与消毒工作，并将消毒器械提前消毒好备用，可使用0.1%的高锰酸钾温溶液对母牛的后驱、外阴等部位进行擦拭消毒^[10]。输精前操作人员对手臂进行冲洗消毒，并戴好医用塑料手套，一只手握住并固定好母牛的子宫颈外口，并将宫颈往里推，使阴道伸展，待压开阴裂后，另一只手持输精枪，先斜上伸入阴道内5～10 cm，注意避开尿道口，再将输精枪向下、向前推进，左右手相互配合把输精枪管插入子宫颈。注意输精时要慢插、适深、轻注、缓出，防止流液。养殖中采用直肠把握子宫颈法（深部输精法）可以将精液输送到子宫颈的深部，避免精液倒流，从而提高受胎率。

2.5 科学运用生物技术

利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，可改善牛的生殖特性，使牛耐寒、抗氧化能力显著提升，同时通过基因编辑使得冷冻精子的质量和受胎率大大提高^[11]。此外，科学使用促性腺激素释放激素（GnRH）和前列腺素（PGF2α），能够同步牛的发情周期，提高母牛授精的成功率。在母牛输精后肌肉注射促性腺激素（FSH）1 000 ～2 000 IU，可提高受胎率12%～19%，促性腺激素能促进卵泡发育和排卵，增加配种成功率。对于卵巢囊肿和卵巢机能减退的母牛，可以每天肌肉注射孕酮50 mL，连用6 d后，再注射绒毛促性腺激素1 000～5 000 IU。这样有助于恢复卵巢机能，促进发情和受孕^[12]。

2.6 加强母牛的饲养管理工作

1）加强营养管理。育成期（7月龄到初配这段时间）是母牛发育的关键时期，此时母牛的瘤胃功能逐渐加强，需要搭配好饲料的精粗比例，一般饲料的精粗比保持在1∶3为宜，同时提高优质牧草和青绿多汁饲料的饲喂量，如此可保证母牛初配时的体质量达到成年体质量的65%～70%，有助于母牛的正常妊娠、分娩^[13]。对于体形瘦弱，体质量不足的母牛在配种前1～2个月内需要加强营养，可增加每天的饲喂次数，也可以增加饲粮中精饲料的比例，可以有效提高母牛的受胎率。对于过肥的母牛，则需减少饲喂量，并降低精饲料的比例。此外，还需保证维生素A、D、E的饲喂量，饲料中的钙磷比保持在1.5∶1为宜。

2）加强环境管理。饲养环境对母牛的正常机能十分重要，肉牛配种时应避免发生冷热应激，最好将环境温度保持在15～21 ℃，舍内湿度保持在60%～75%。在冬季可以为母牛提供25 ℃的温水，防止刺激胃肠道，影响其繁殖系统功能。此外，养殖场需要定期对圈舍及运动场地进行清洁、消毒，可使用10%石灰乳对过道消毒，减少病原微生物的滋生。

3）加强护理措施。母牛配种前应该保证充足的阳光照射和运动量，夏天可在清晨或者傍晚清凉的时间在运动场活动1～2 h，冬季则选在午后温暖的时间。此外，还需加强母牛的健康护理，对于出现子宫内膜炎的母牛应立即隔离治疗，待完全恢复后，才可以进行配种。母牛输精结束后，应单独隔离饲养，避免进行剧烈运动，同时逐渐更换妊娠期饲料，切忌突然更换饲料。

4）加强母牛疾病管理。定期对母牛进行生殖系统的检查，及时发现并治疗潜在的疾病。特别是要注意卵巢、子宫等器官的健康状况。在进行人工授精、助产等操作时，要严格遵守操作规程，确保操作规范、卫生，避免因为操作不当而引发母牛生殖系统感染。要加强对布鲁氏菌病、牛细小病毒病等传染性疾病的防控，定期进行疫苗接种，提高母牛的免疫力^[14]。同时，加强养殖场的卫生消毒工作，切断致病原的传播途径。此外，应定期对养殖人员进行疾病防控和应急处理方面的培训，提高养殖人员的专业素质和应对能力。

3 结语

综上所述，牛冷冻精液人工授精受胎率受到精液质量、储存条件、授精技术以及牛只的生理状态等多种因素的影响。为提高母牛受胎率，要优化冷冻与解冻程序、提升授精操作的精确性、加强对牛只饲养与生殖健康管理等一系列改善措施，并利用现代生物技术对精液进行质量评估。通过这些综合策略的实施，能够显著提高人工授精的成功率，从而为畜牧业的发展贡献力量。

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