基于DHI数据的非参数统计方法分析产犊季节对奶牛产奶性状的影响
2022-06-09
摘要：产犊季节对奶牛产奶有着重要的影响。随着奶牛生产性能测定（DHI）技术的逐渐普及，DHI已经成为提高奶牛场饲养管理水平和牛奶品质的有效工具。通过整理奶牛场多年的DHI检测数据，使用非参数统计方法，分析产犊季节对奶牛产奶性状的影响。结果表明，春秋季节产犊的奶牛产奶性能更高。该研究结果可为奶牛场科学制定奶牛配种和产犊计划、充分挖掘和利用DHI数据提供重要参考。
关键词：奶牛生产性能测定（DHI）技术；非参数统计；产犊季节；产奶性状
中图分类号：S823.9+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）17-4120-03
Analyzing Effects of Calving Seasons on Dairy Milk Yield with Non-parametric
Statistical Method Based on DHI Data
CHEN Hong-bo1，TANG Zhou2，LIU Xiao-hua3，WU Wei-che2，WANG Ding-fa3，LING Ming-hu3，
HU Xiu-zhong3， CHENG Lei3
（1. Hubei Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science， Wuhan Polytechnic University， Wuhan 430023， China；
2. Key Lab of Animal Genetics， Breeding， and Reproduction of Ministry of Education， Huazhong Agriculture University， Wuhan 430070， China； 3. Institute of Animal Science and Veterinary Medicine， Wuhan Academy of Agricultural Science， Wuhan 430208， China ）
Abstract： Calving season is an important factor affecting the dairy milk yields. With the popularization of the DHI， it becomes an effective tool to improve the levels of farm management and the milk quality. Based on DHI data of several years in a diary farm， effects of the calving season on the diary milk yield were analyzed with non-parametric statistical method. The results showed that the milk production in spring and autumn were obviously high. It will provide a reference for making plans of mating and calving and fully using DHI data.
Key words： DHI； non-parametric statistics； calving season； milk production traits
奶牛的产奶性状易受到各方面因素的影响，其中产犊季节是非常重要的影响因素之一。对于产犊季节对奶牛产奶性状影响的研究报道不多， 研究结果也不尽一致[1-4]。在研究不同产犊季节对奶牛产奶性状的影响时，大多采用的是方差分析方法[2-6]，数据进行方差分析前需满足3个基本条件：正态性、方差齐性和可加性。而在实际应用中，要获得能同时满足这3个条件的数据并不容易。在不知道样本数据分布的情况下，主观的假设中总体的分布可能会造成错误。而非参数统计并不涉及总体参数的比较，因此采用非参数统计的方法可能更合理。近年来，随着奶牛生产性能测定（Dairy herd improvement，DHI）技术的推广，DHI已经成为提高奶牛场管理水平和牛奶质量的有效工具[7-9]。虽然从每个月的DHI检测报告中可以看出奶牛场整体牛群和个体奶牛的生产情况，但是如何从奶牛场历年来积累的丰富的DHI数据中挖掘更多有价值的信息是人们很感兴趣的。本研究以武汉某奶牛场近3年的DHI数据为研究对象，利用非参数统计的方法分析产犊季节对奶牛产奶性状的影响，以期为奶牛场科学饲养管理以及综合开发利用DHI数据提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验牛群
选择武汉市某奶牛场3～11岁1～9胎的泌乳奶牛，按照奶牛饲养标准采用TMR技术饲喂奶牛。
1.2 试验方法
2010年1月至2012年12月，采样前对乳区进行清洗并消毒，弃掉头3把乳汁，按DHI采样方法收集奶样，早晚分别取24 mL和16 mL乳汁并混合均匀，送至武汉市奶业办公室DHI检测实验室进行检测。
1.3 数据整理
武汉属于北亚热带季风性湿润气候，四季分明。一年中1月平均气温最低；7月和8月平均气温最高。春季和秋季时间短，夏季和冬季时间长。根据武汉当地气象资料，以平均温度为划分指标，将3月15日至5月15日划分为春天；5月16日至9月25日划分为夏天；9月26日至11月20日划分为秋天；11月21日至次年3月14日划分为冬天。
根据季节的划分，对该场牛群连续3年的检测指标包括产犊间隔、泌乳天数、乳脂率、乳蛋白率、脂蛋比、体细胞、体细胞分数、高峰奶、高峰日和总奶量进行了整理，共有4 574条有效数据。数据进行分析前首先进行标准化，以达到统一量纲的目的。
1.4 统计分析
在删除一些高于或低于平均数3倍标准差的极端值之后，用Wilcoxon秩和检验法进行多重比较，所有统计分析在R（Version 3.0.2）上完成。为了更加直观地显示分析结果，利用ECXEL2007对研究结果进行了整理并作图。
2 结果与分析
非参数统计的结果显示不同产犊季节对乳脂率、乳蛋白率、脂蛋比、体细胞分数、泌乳天数、高峰奶和总奶量的影响显著。
从图1中可以看出，春季产犊，牛奶中的乳脂率最高；秋季产犊，牛奶中的乳脂率最低。夏季产犊，中国核心期刊遴选数据库牛奶中的乳蛋白率最高；冬季产犊，牛奶中的乳蛋白率最低。夏季产犊，脂蛋比最小；冬季产犊，脂蛋比最高。春季和秋季产犊的奶牛，牛奶中体细胞分数显著低于夏季和冬季。春季产犊，奶牛的泌乳天数最长；秋冬产犊，奶牛的泌乳天数最短（图2）。秋季产犊，高峰奶奶量最高；春季产犊，高峰奶奶量最低（图3）。其中秋季产犊的奶牛，总奶量显著高于冬季和春季产犊的奶牛（图4）。
关键词：奶牛生产性能测定（DHI）技术；非参数统计；产犊季节；产奶性状
中图分类号：S823.9+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）17-4120-03
Analyzing Effects of Calving Seasons on Dairy Milk Yield with Non-parametric
Statistical Method Based on DHI Data
CHEN Hong-bo1，TANG Zhou2，LIU Xiao-hua3，WU Wei-che2，WANG Ding-fa3，LING Ming-hu3，
HU Xiu-zhong3， CHENG Lei3
（1. Hubei Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science， Wuhan Polytechnic University， Wuhan 430023， China；
2. Key Lab of Animal Genetics， Breeding， and Reproduction of Ministry of Education， Huazhong Agriculture University， Wuhan 430070， China； 3. Institute of Animal Science and Veterinary Medicine， Wuhan Academy of Agricultural Science， Wuhan 430208， China ）
Abstract： Calving season is an important factor affecting the dairy milk yields. With the popularization of the DHI， it becomes an effective tool to improve the levels of farm management and the milk quality. Based on DHI data of several years in a diary farm， effects of the calving season on the diary milk yield were analyzed with non-parametric statistical method. The results showed that the milk production in spring and autumn were obviously high. It will provide a reference for making plans of mating and calving and fully using DHI data.
Key words： DHI； non-parametric statistics； calving season； milk production traits
奶牛的产奶性状易受到各方面因素的影响，其中产犊季节是非常重要的影响因素之一。对于产犊季节对奶牛产奶性状影响的研究报道不多， 研究结果也不尽一致[1-4]。在研究不同产犊季节对奶牛产奶性状的影响时，大多采用的是方差分析方法[2-6]，数据进行方差分析前需满足3个基本条件：正态性、方差齐性和可加性。而在实际应用中，要获得能同时满足这3个条件的数据并不容易。在不知道样本数据分布的情况下，主观的假设中总体的分布可能会造成错误。而非参数统计并不涉及总体参数的比较，因此采用非参数统计的方法可能更合理。近年来，随着奶牛生产性能测定（Dairy herd improvement，DHI）技术的推广，DHI已经成为提高奶牛场管理水平和牛奶质量的有效工具[7-9]。虽然从每个月的DHI检测报告中可以看出奶牛场整体牛群和个体奶牛的生产情况，但是如何从奶牛场历年来积累的丰富的DHI数据中挖掘更多有价值的信息是人们很感兴趣的。本研究以武汉某奶牛场近3年的DHI数据为研究对象，利用非参数统计的方法分析产犊季节对奶牛产奶性状的影响，以期为奶牛场科学饲养管理以及综合开发利用DHI数据提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验牛群
选择武汉市某奶牛场3～11岁1～9胎的泌乳奶牛，按照奶牛饲养标准采用TMR技术饲喂奶牛。
1.2 试验方法
2010年1月至2012年12月，采样前对乳区进行清洗并消毒，弃掉头3把乳汁，按DHI采样方法收集奶样，早晚分别取24 mL和16 mL乳汁并混合均匀，送至武汉市奶业办公室DHI检测实验室进行检测。
1.3 数据整理
武汉属于北亚热带季风性湿润气候，四季分明。一年中1月平均气温最低；7月和8月平均气温最高。春季和秋季时间短，夏季和冬季时间长。根据武汉当地气象资料，以平均温度为划分指标，将3月15日至5月15日划分为春天；5月16日至9月25日划分为夏天；9月26日至11月20日划分为秋天；11月21日至次年3月14日划分为冬天。
根据季节的划分，对该场牛群连续3年的检测指标包括产犊间隔、泌乳天数、乳脂率、乳蛋白率、脂蛋比、体细胞、体细胞分数、高峰奶、高峰日和总奶量进行了整理，共有4 574条有效数据。数据进行分析前首先进行标准化，以达到统一量纲的目的。
1.4 统计分析
在删除一些高于或低于平均数3倍标准差的极端值之后，用Wilcoxon秩和检验法进行多重比较，所有统计分析在R（Version 3.0.2）上完成。为了更加直观地显示分析结果，利用ECXEL2007对研究结果进行了整理并作图。
2 结果与分析
非参数统计的结果显示不同产犊季节对乳脂率、乳蛋白率、脂蛋比、体细胞分数、泌乳天数、高峰奶和总奶量的影响显著。
从图1中可以看出，春季产犊，牛奶中的乳脂率最高；秋季产犊，牛奶中的乳脂率最低。夏季产犊，中国核心期刊遴选数据库牛奶中的乳蛋白率最高；冬季产犊，牛奶中的乳蛋白率最低。夏季产犊，脂蛋比最小；冬季产犊，脂蛋比最高。春季和秋季产犊的奶牛，牛奶中体细胞分数显著低于夏季和冬季。春季产犊，奶牛的泌乳天数最长；秋冬产犊，奶牛的泌乳天数最短（图2）。秋季产犊，高峰奶奶量最高；春季产犊，高峰奶奶量最低（图3）。其中秋季产犊的奶牛，总奶量显著高于冬季和春季产犊的奶牛（图4）。