一、牛的生物学分类及经济用途

(一)牛在动物分类学上的地位。

动物分类学上按照牛的形态、解剖结构和生理习性等特征、特性，对牛类动物做了科学的划分与归类。牛属于偶蹄目反刍亚目洞角科牛亚科的动物。牛亚科是一个庞大的分类学集群，现存的物种有13种之多。

关于牛亚科的分类方法，一般分为牛属、水牛属和准野牛属。牛属包括家牛、瘤牛和牦牛。家牛又称普通牛，英语名为Cattle，为牛亚属的牛种，学名Bos taurus，普通的黄牛、奶牛和肉牛均属于此类。瘤牛肩上部具有发达的软组织，鬐甲部高耸，形似瘤状。瘤牛与普通牛可杂交并正常生育。

牦牛包括家养牦牛和野生牦牛，野生牦牛的体格约比家养牦牛大一倍，与家养牦牛杂交，其后裔可育，不存在生殖隔离现象。牦牛与普通牛杂交，其杂种一代犏牛生产性能表现良好，但低代（杂交1～3代）杂种公牛无生殖能力，而各代杂种母牛繁殖力正常。

水牛属包括亚洲水牛亚属和非洲水牛亚属。中国水牛属于亚洲水牛亚属水牛种的沼泽型，而印度和巴基斯坦的水牛则属于亚洲水牛亚属水牛种的河流型。

大额牛属于准野牛属，目前在我国云南省贡山独龙族怒族自治县的独龙江流域还生存有少量的云南大额牛。

(二)牛的经济用途分类。

牛在世界上分布范围极广，在人类长期的、有目的精心选择和培育下，现已分别向乳、肉、役等方向培育出许多专门化的品种，因此畜牧学家常常按经济用途对普通牛进行分类。一般分为奶牛、肉牛、肉乳或乳肉兼用牛、肉役或役肉兼用牛。世界上奶牛品种并不多，主要有普通牛种的荷斯坦牛、娟姗牛、更赛牛、爱尔夏牛，水牛属的摩拉水牛和尼里-拉菲水牛。

肉牛的品种较多，按来源、体型大小和产肉性能，大致可以分为下列3类。

1.中、小型早熟品种其特点是生长快，肉中脂肪多，皮下脂肪厚，体型较小，一般成年公牛体重500~700 kg,母牛400~500kg。如海福特牛、短角牛、安格斯牛、无角红牛、南德温牛等品种。

2.大型欧洲品种其特点是体型大，肌肉发达，脂肪少，生长快，但较晚熟，成年公牛体重可超过1000kg,母牛可超过700kg。如西门塔尔牛、夏洛来牛、利木赞牛、契安尼娜牛、德国黄牛等品种。

3.含瘤牛血液的品种，如抗旱王、肉牛王、圣塔·格特鲁、婆罗福特等品种。除了奶牛和肉牛品种外，世界上的其他牛多属于兼用牛品种。

二、牛的生物学特性

牛在世界各地的不同地域分布广泛。各种不同种类和品种的牛在其世代生活的环境中，经过漫长的进化过程，通过风土驯化和对气候的适应，已逐渐对本地的海拔高度、季节变化、光照强度、阳光辐射、温度、湿度、植被及饲料等诸多自然条件形成了高度的适应性。

(一)不同牛种的地域适应性。

1.高原、高寒适应性。牦牛是具有高原、高寒适应性的代表性牛种，它适于生活在海拔3000m以上的高山草原地带。我国是世界上牦牛数量最多的国家，全球大约90%的牦牛都分布在我国的青藏高原和四川、新疆、内蒙古的部分高寒地区。另外一些经长期自然驯化的牛，如瑞士褐牛和山地型西门塔尔牛也具有较强的高寒适应性。夏季可在海拔2000m以上的山地牧场放牧，冬季则可转移到低海拔的牧场越冬。

2.热带适应性。水牛为其代表牛种，主要分布于热带和亚热带地区，其中90%于亚洲。水牛适于生活在低洼、潮湿、高温地区。中国水牛是南方水田作业的主要役于它的汗腺不够发达，所以在夏天炎热季节，每天需要长时间泡在水中散热。因其短，抗寒力差，不能适应我国北方气候。我国长江中下游地区的水牛对当地冬季的有较强的适应能力。瘤牛亦具有较强的耐热能力。

3.广域适应性。世界上的多数品种黄牛主要分布于温带和亚热带地区。我国繁多，广泛分布于全国各地，其特点是北方黄牛个体较大，耐寒不耐热；南方黄皮薄毛稀，耐热、耐潮湿而耐寒能力较差。

(二)环境温度适应性。一般牛的耐寒能力较强,而耐热能力较差。在高温条件下,牛主要通过出调节体温。一般当外界环境温度超过27℃时,牛的直肠温度开始升高,当体温时，往往出现热性喘息。不同品种牛之间的耐热能力差异较大，如北欧的荷斯外界温度为10～20℃，而瘤牛等耐热品种的适宜外界温度比它高出5～7℃。件下对荷斯坦牛的耐热性研究发现,试验牛的体温、呼吸频率和皮肤温度都有变化，夏季和秋季时的体温和呼吸频率比冬季时高。在低温条件下，牛的皮且耳、鼻、尾及四肢的皮肤温度低于躯干部位的温度，表明这些部位的血液流动对牛的体温起到一定的调节作用。

肉牛对气温反应很敏感，气温过高或过低都会影响其生产性能。适宜的促进牛的生长发育。温度过高,造成牛增重缓慢,生产力下降,成本增高,亡。根据气候资料的对比分析，我国北方地区奶牛、肉牛的适宜温度一般季平均气温在27℃以上时,牛的采食量和日增重都明显下降。因此,夏工作。在冬季,则应注意牛舍的防寒保暖,同时牛的卧床应铺设合适的。

热应激使牛的食欲降低,反刍次数减少,消化机能明皱胃的食糜排空活动,泌乳牛的产奶量下降,还可以造成牛繁殖力降低者可导致死亡。因此,要特别预防牛发生热应激。

(三)环境湿度适应性。 普通牛在高温条件下,如果空气湿度加大,会阻碍牛体的蒸发散而在低温环境下,如湿度较大,又会使牛体的散热量增加,使机体能相对湿度以50%~70%为宜，此时有利于牛发挥其生产潜力。夏季牛的生产性能明显下降。因此,牛对环境湿度的适应性,主要取决温、高湿环境还容易使牛中暑,特别是产前、产后母牛更容易发生牛的配种、产犊时间进行调节,以使牛避开高温季节产犊。

(四)抗病力。牛的抗病力或对疾病的敏感性取决于不同品种、不同特性和生理状况。牛病的发生直接受多种环境因素的影响，而这些因素对地方品种牛和外来品种牛是不同的。研究表明，外品种牛容易发生的普通病多为消化和呼吸性疾病。外来品种牛比地方品种对环境的应激更为敏感。所以，外来品种牛比地方品种牛的死亡率高。有些地方品种牛虽然生产性能低，但具有适应性强、耐粗饲、适应本地气候条件等优点。因此，保护地方品种牛种质资源非常重要。

三、牛的消化特征

1、口腔。

普通成年牛有牙齿32枚，其中门齿8枚，上、下白齿24枚；犊牛有20枚，其中乳门齿8枚，上、下白齿12枚（无后白齿）。牛无上切齿，其功能被坚韧的齿板所代替。牛舌长而灵活，可将草料送入口中，舌尖端有大量坚硬的角质化乳头，这些乳头有收集细小食物颗粒的作用，舌的运动可以配合切齿和齿板的咬合动作摄取食物。牛的唇相对不很灵活，但当采食鲜嫩的青草或小颗粒料时，唇就成为重要的采食器官。

2、胃。

牛具有庞大的复胃(或称四室胃)，包括瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃(又称真胃)，其中的前三室合称为前胃。前胃的黏膜没有胃腺，只有皱胃具有胃腺，能分泌胃液。皱胃与单胃家畜的胃类似,有胃腺，能分泌盐酸和胃蛋白酶，可使食物得到初步的化学消化。

3、唾液分泌。

牛的唾液分泌量大。据研究，每日每头牛的唾液分泌量为100～200L。唾液的分泌量和各种成分含量受牛采食行为、饲料的物理性状和水分含量、饲粮适口性等因素的影响。

唾液分泌有助于消化饲料和形成食团。唾液中含有碳酸盐和磷酸盐等缓冲物质和尿素，对维持瘤胃内环境和内源性氮的重新利用起着重要作用。同时，大量的唾液可以维持瘤蠕动而翻转，使粗糙未嚼细的饲草料位于瘤胃上层，反刍时再返回口腔，嚼吸收水分的细碎饲草料沉于胃底,随着反刍运动向后面的瓣胃、皱胃转移。

4、瘤胃微生物。

瘤胃具有厌氧微生物生存并繁殖的良好条件：

①饲料和水分相对稳定地进入瘤胃，供给微生物繁殖所需要的营养物质。

②瘤胃的节律性运动将内容物混合，并使未消化的饲料残渣和微生物均匀地排入消化道后段。

③瘤胃内容物的渗透压维持在接近血浆的水平。

④由于微生物的发酵作用，瘤胃内的温度通常高达39～41℃。

⑤瘤胃的pH变动于5.5～7.5之间。饲料发酵产生的大量酸类，被随唾液进入的大量碳酸氢盐所中和。发酵产生的挥发性脂肪酸(VFA)被瘤胃壁吸收进入血液，以及瘤胃食糜经常地排入消化道后段，使pH维持在一定范围。

⑥瘤胃内高度缺氧。瘤胃背囊的气体中，通常含二氧化碳、甲烷及少量氮、氢、氧等气体。

瘤胃微生物种类繁多，主要包括细菌、原虫、真菌三大类。它们生长在严格的厌氧条件下。据研究，1g瘤胃内容物中，含150亿～250亿个细菌和60万～180万个纤毛虫，总体积约占瘤胃内容物的3.6%，其中细菌和纤毛虫约各占一半。瘤胃内大量生存的微生物随食糜进入皱胃后被胃酸杀死而解体，被消化液分解后，可为牛提供大量的优质单细胞蛋白质营养。所以，可把瘤胃看作是一个可连续接种和高效率的活体发酵罐。

5、瘤胃中营养物质的代谢特点。

(1) 糖类的消化代谢。饲料中的糖类包括纤维素、半纤维素、淀粉、果胶、可溶性糖等，尽管它们在瘤胃中的分解过程并不相同，但都可被大量降解，并进一步发酵产生VFA、CO2、CH4等代谢终产物，其中以VFA最为重要，是最主要的能量来源。瘤胃中纤维素最难被消化，主要靠瘤胃微生物的纤维素分解酶的作用，通过逐级分解，最终产生VFA,其中主要是乙酸、丙酸、丁酸三种有机酸和少量高级脂肪酸，可供牛体利用。VFA中的乙酸和丁酸是泌乳牛合成乳脂肪的主要原料，被奶牛瘤胃吸收的乙酸约有40%为乳腺所利用。牛瘤胃一昼夜所产生的VFA可提供机体所需能量的60%～70%。

瘤胃中的淀粉、葡萄糖和其他可溶性糖类，可被微生物酶分解利用，产生低级脂肪酸、二氧化碳和甲烷等。同时，微生物则利用分解饲料所产生的单糖和双糖合成糖原，并储存于其细胞内，当进入小肠后，微生物糖原再被动物消化利用，成为牛体的葡萄糖来源之一。泌乳牛吸收入血液的葡萄糖约有60%被用来合成牛奶中的乳糖。

(2)含氮物的消化代谢。含氮物质的消化比较复杂，大体上可以分为含氮物的降解和氨的形成、微生物蛋白的合成、尿素再循环三个过程。

(a)含氮物的降解和氨的形成。饲料中含氮物的种类很多，但一般可分为蛋白氮和非蛋白氮两大类。饲料中的氮是瘤胃含氮物的主要来源，其次为瘤胃微生物氮。饲料中非蛋白氮(NPN)如铵盐、尿素以及酰胺等，在瘤胃中的最后产物也是氨。因此NPN(如尿素、羟甲基尿素等)也可以被利用来代替部分饲料蛋白质。此外，唾液和血液中的某些含氮物，如尿素、黏蛋白、小肽及一些氨基酸，通过唾液分泌和（或）瘤胃壁的渗透作用，也可以进入瘤胃。瘤胃中有丰富的蛋白酶，进入着50%～70%被分解成氨基酸。在微生物脱氨基酶作用下，氨基酸脱去氨基产氧化碳及有机酸。

(b)微生物蛋白的合成。瘤胃微生物能将饲料蛋白质分解为氨基酸，再分解为氨、二氧化碳和有机酸，然后利用氨基酸、肽及氨再合成微生物蛋白质。瘤胃微生物合成蛋白质的过程，除丁要有充足的含氮物质外，还需要一定数量的碳链、支链脂肪酸及能量糖、VFA和二氧化碳都是碳链的来源，而糖还是能量的主要供给者。瘤胃微生物还能利用饲料中的非蛋白含氮物质，如尿素、铵盐、酰胺等，分解产生氨并用不合成微生物蛋白质。因此，在养牛生产中，可用尿素代替饲粮中的一部分蛋白质。在低蛋白情况下，反刍动物靠尿素再循环以减少氮的消耗，保证瘤胃内适宜的氨浓度，微生物蛋白质合成。所以，饲粮中供给充足的易消化糖类，可使微生物能更多地利用氨合成蛋白质。

(3) 维生素合成。瘤胃微生物能以饲料中的某些物质为原料合成B族维生素，包硫胺素（维生素B1)、核黄素（维生素B2)、生物素（维生素B7)、吡哆醇(维生素B6)、泛酸(维生素B3)、钴胺素（维生素B12)及维生素K。在一般情况下，即使日粮中缺乏这类维生素，也不会影响牛的健康。幼龄犊牛，由于瘤胃还没有发育完全，微生物区系还没有完全建立，有可能患B族维生素缺乏症，导致生长发育不良。成年牛如日粮中钴的含量不足时，瘤胃微生物不能合成足量的维生素B12，也可使牛食欲降低。

6、不同年龄牛的消化特点。

(1)犊牛的消化特点。

犊牛在哺乳期内，其胃的生长发育经过了一个成熟过。新生的犊牛，皱胃容积相对较大，约占4个胃总容积的70%，瘤胃、网胃和瓣胃的容积都很小，并且它们的机能也不发达。犊牛出生20d内，瘤胃、网胃和瓣胃的发育极不完全，没有任何消化功能。初生的犊牛，吮吸时反射性引起食管沟闭合，形成管状结构、避免牛奶流入瘤胃，而是经过食管沟和瓣胃管直接进入皱胃。在一般情况下，哺乳期结束的牛犊食道沟反射逐渐消失，食道沟不再因发生吮吸动作而闭合。

(2)青年母牛的消化特点。

青年母牛的特点是各组织都在迅速增长，但早期不够健全，不能完全依靠从青粗饲料中取得所需营养。因此，应以青粗饲料为主，适当补充一些精料，以满足迅速发育的需要。母牛到一岁左右，瘤胃与全胃容积之比已基本上接近成年母牛，消化器官已基本善。为了检验牛消化器官发育状况，通常的方法是测量牛的腹围，腹围越大，表示化越发达，采食粗饲料能力也越强。

(3).成年母牛的消化特点。

成年母牛的瘤胃容积可达150～200L。牛采食的大量饲料先储存在瘤胃内，休息时再通过反刍将食物送入口腔，经慢慢嚼碎后进行消化。为适当消化饲料的需要，成年母牛唾液分泌量可达100～200L/d。

(4)公牛的消化特点。

由于公牛的生理特点，其瘤胃的容积不如母牛大，但消化饲料的能力与母牛无明显差别。公牛饲料配比应全价营养，多样配合，适口性好，容易消化。不应给其饲喂大量的粗、青饲料和玉米等，否则易造成公牛草腹或过肥、降低其性欲及配种能力。

四、西门塔尔牛简介

1，原产地。

西门塔尔牛(Simmental)原产于瑞士西部的阿尔卑斯山区的河谷地带，产地是伯尔尼州的西门塔尔平原和萨能平原。该地区牧草繁茂，适于放牧。在法国、奥地利等国也有西门塔尔牛分布。西门塔尔牛占瑞士全国牛总数的50%，在奥地利全国牛总数的63%，在德国占全国牛总数的39%。现已分布到很多国家。我国自20世50年代开始从苏联引进，70～80年代又先后从瑞士、德国、奥地利等国引进。

2，体型外貌。

西门塔尔牛毛色多为黄白花或淡红白花，一般为白头，身躯常有白色带和肷带，腹部、四肢下部、尾帚为白色。体格粗壮结实，前躯较后躯发育好，胸深、宽、体长、尻部长宽平直，体躯呈圆筒状，肌肉丰满，四肢结实，乳房发育中等。肉乳兼型西门塔尔牛多数无白色的胸带和肷带，颈部被毛密集且多卷曲。胸部宽深，后躯肌发达。

成年公牛体重1100～1300 kg；母牛670～800kg。成年公牛的体高、体长、胸围和围分别为147.3cm、179.7cm、225.0cm、24.4cm；母牛相应为133.6cm、156.6cm、187.2 cm和19.5 cm。

3，生产性能。

西门塔尔牛属于乳肉兼用大型品种。但有些国家已向大型肉用方向发展，逐渐形成了肉乳兼用品系，如加拿大的西门塔尔牛就属于肉乳兼用型，又称加系西门塔尔牛。西门塔尔牛肌肉发达，产肉性能良好。12月龄体重可以达到454kg。据36头公犊的试验，平均日增重(ADG)为1596g。公牛经育肥后，屠宰率可以达到65%。在半育肥状态下，一般母牛的屠宰率为53%～55%。胴体瘦肉多，脂肪少，且分布均匀。泌乳期产奶量3500～4500kg,乳脂率3.64%～4.13%。我国饲养的西门塔尔牛，其核心群的平均产奶量为3550kg,乳脂率4.74%。肉乳兼用型西门塔尔牛产奶量稍低，如黑龙江省宝清县饲养的加系肉乳兼用型西门塔尔牛，在饲养水平较差条件下，第1、第2胎次泌乳期长度分别为240d和265d,平均产奶量分别为1486kg和1750kg。由于西门塔尔牛原来常年放牧饲养，因此具有耐粗饲、适应性强的特点。西门塔尔牛的产奶性能比肉用品种高得多，而且产肉性能也不亚于专门化的肉牛品种。

4，杂交改良效果。

西门塔尔牛是另一个对我国黄牛影响比较大的外国牛种，在我国北方许多地区都利用该牛改良当地的黄牛，并取得了比较理想的结果。杂种牛外貌特征趋向父本，额部有白斑或白星，胸深加大，后躯发达，肌肉丰满，四肢粗壮，牛的生长速度、育肥效果和屠宰性能较我国地方黄牛品种均有较大幅度提高，产奶性能也有较大改进。

根据全国商品牛基地县的统计资料，207d的泌乳期产奶量，西杂一代牛为1818kg，西杂二代牛为2121.5 kg，西杂三代牛为2230.5 kg。在相同条件下，西杂一代牛与其他肉用品种（夏洛来、利木赞、海福特）的杂种一代牛相比，肉质稍差，表现为颜色较淡、结构粗糙、脂肪分布不够均匀。用西门塔尔牛改良黄牛而形成的下一代杂种母牛有很好的哺乳能力，能哺育出生长快的杂交犊牛，是下一轮杂交的良好母系。在国外这一品种牛既可作为“终端”杂交的父系品种，又可作为配套系母系的一个多功能品种。