1.母牛的生殖器官构造 具体见图5.1。
图5.1 母牛生殖器官位置关系(右侧)
1.卵巢 2.输卵管 3.子宫角 4.子宫体 5.膀胱 6.子宫颈管 7.子宫颈阴道部 8.阴道 9.阴门 10.肛门 11.直肠 12.荐中动脉 13.尿生殖动脉 14.子宫动脉 15.卵巢动脉 16.子宫阔韧带
2.发情周期 奶牛在性成熟后，在神经和激素的调节下，卵巢出现周期性的卵泡成熟和排卵。伴随着每次卵泡的成熟和排卵，整个机体，特别是生殖器官发生一系列的形态和机能的变化，同时动物还出现周期性的性反射和性行为过程，称为发情周期(亦称性周期)。除妊娠及分娩后28天内，母牛均会周期性的出现发情。发情周期的计算，一般指从一次发情开始到下一次发情开始之间的时间，称为一个发情周期。荷斯坦牛的发情周期平均为21天，初情牛为20天，范围18～24天。正常母牛2次发情间隔时间是一定的，如少于16天或多于24天，则视为异常。
3.母牛发情周期的划分及变化征状 根据机体发生的一系列生理变化，可分为几个阶段。对发情周期的划分有四期分法和二期分法。
(1)四期分法。根据母牛的精神状态、对公牛的性欲反应、卵巢及生殖道的生理变化等进行综合判断，将母牛的发情周期分为4个时期，即发情前期、发情期、发情后期和间情期。
发情前期：这是性周期的准备阶段和性活动开始的时期。生殖器官发生的变化是：上一次周期黄体进一步退化，卵巢开始有新的卵泡发育生长，雌激素也开始增加分泌量，整个生殖道血液供应增加，引起毛细血管扩展，通透性逐渐增强。此期的外部特征是：阴道和阴门黏膜有轻度充血、肿胀，子宫颈略松弛，腺体分泌活动逐渐增加，阴道黏膜上皮细胞增生，从阴户流出蛋清样稀薄透明黏液，不牵丝。外部行为特征为：这时奶牛处于安静状态，没有交配欲的表现，嗅闻其他牛后躯，试图爬跨其他牛但不愿接受其他牛爬跨，产奶量减少。
发情期：是奶牛性周期的高潮时期，一般在发情开始后的1～3天。生殖器官的变化是：卵泡迅速增大，雌激素分泌增多，强烈刺激子宫及生殖道，子宫黏膜血管大量增生，腺体分泌，出现子宫蠕动和水肿，子宫颈口开张;输卵管出现蠕动;阴道及阴门黏膜充血、肿胀，阴道流出半透明或乳白色浓稠黏液，呈牵丝状。此期的行为特征是：奶牛兴奋不安，经产牛产奶量下降，食欲减退，时常鸣叫，接受爬跨或爬跨其他奶牛，并有交配欲，按其后躯时静止不动。该期平均持续18小时，变动范围10～24小时，一般情况下在该期的末期(性欲消退后10～12小时)排卵。
发情后期：是排卵后黄体开始形成的时期。卵泡破裂排卵后，雌激素分泌明显减少，黄体开始形成并分泌黄体酮，生殖道充血、肿胀逐渐消退，子宫内膜逐渐增厚，子宫颈管道肌开始收缩，子宫黏膜腺体分泌活动减弱，黏液分泌量少而稠。阴道黏膜增生的上皮细胞脱落。母牛表现拒绝接受其他牛爬跨，嗅闻其他牛，试图爬跨其他牛，食欲正常，产奶量回升，有的从阴道排出冻状黏液。
间情期：又称休情期，是黄体活动的时期。此期的特征是：母牛性欲已完全停止，精神状态恢复正常。间情期早期黄体继续发育增大，分泌大量黄体酮作用于子宫，使子宫黏膜增厚，子宫腺体高度发育并增生，大而弯曲且分支多，分泌作用强，其作用是产生子宫乳，供给胚胎附植前的营养，并为后来胎盘的形成做好充分准备。如果卵子受精，这一阶段将延续下去，母牛不再发情。在间情期的后期，增厚的子宫内膜回缩，呈矮柱状，腺体缩小，分泌活动停止，间情期的黄体已发育完全。如果卵子受精，周期黄体也开始退化萎缩，卵巢有新的卵泡开始发育，又进入到下一次发情的前期，循环往复。卵巢内卵泡的发育，如图5.2所示。
图5.2 奶牛卵泡的发育过程
(2)二期分法。以卵巢组织学的变化以及有无卵泡发育和黄体存在为依据，分为卵泡期和黄体期两个阶段。
卵泡期：卵泡开始发育并逐渐成熟分泌雌激素，刺激生殖道发生生理变化，产生性欲，最后成熟的卵泡破裂排卵。卵泡期相当于四分法的发情前期和发情期两个阶段。
黄体期：卵泡破裂后形成黄体，直到黄体萎缩退化为止。黄体期相当于四分法的发情后期和休情期两个阶段。二分法对采用同期发情技术法较为适用。
事实上，发情周期是一系列逐渐变化的复杂生理过程，各阶段是相互衔接的，不可能有明显的界限。奶牛性周期的渐变及体内外的变化，如表5.3。
表5.3 奶牛发情周期的划分与相应变化
为了提高奶牛的生产效率，需要及时给产后的母牛配种，缩短产犊间隔时间，要注意观察经产母牛产后第一次发情。母牛经过妊娠、分娩，生殖器官发生了迅速而剧烈的变化，到重新发情、配种，母牛的生殖器官有一个恢复的过程，所以产后的第一次发情的时间不一致。在气温适宜，产后无疾病，饲养管理好的条件下，产后出现的第一次发情的时间就短些。一般是在产后40～45天发情，有的在产后25～30天即开始第一次发情。产后开始第一次发情时间，通常在20～70天内。如果产后60～90天还没有发现发情，就要对母牛的健康、营养状况、卵巢和子宫进行检查和治疗，防止空怀和不孕。有些牛在产后因身体虚弱，或是大量泌乳，导致排卵而无明显的发情征状的隐性发情，特别是在高产牛中更为多见，有的牛群高达45%。对于到发情期而不发情的母牛，应通过直肠进行卵巢内卵泡发育检查。
为了能达到每年1胎，就必须在产后的85天内受胎。在产后20天内恢复发情和配种的少数母牛，配种的受胎率只有25%;产后40～60天配种的平均受胎率为50%;产后在60天以上配种的受胎率约稳定在60%。实行产后的早期配种，虽然增加了精液的消耗，但对缩短产犊间隔更有保证，能提高生产率。一般认为在产后的40～50天发情配种最为适宜。
4.影响奶牛发情周期的因素
(1)纬度和季节。主要是通过光照和气温的影响。低纬度地区，温度高，常年温差小，光照时间变化不明显，奶牛发情周期受季节的影响较小;而高纬度地区，气温偏低，常年温差大，光照时间变化明显，奶牛发情周期受季节的影响就大。
(2)温度。温度的影响主要是热应激的影响。热应激能使奶牛的发情周期延长，发情强度减弱，发情持续时间缩短，安静发情增加，排卵后出血现象减少。
(3)营养状况。营养不足或过剩都会影响繁殖力，影响奶牛的发情周期。如膘情差，就会造成发情障碍或不发情。相反，膘情过肥，体内脂肪过多，一方面卵巢周围受脂肪浸润，影响卵泡发育;另一方面由脂肪细胞分泌的瘦素水平增高，抑制下丘脑促性腺激素释放激素的分泌和腺垂体促卵泡素和黄体生成素的分泌，影响卵泡的生长、发育和排卵。
(4)健康状况。健康状况对奶牛发情周期的影响是明显的，疾病往往会使奶牛的发情周期延长或停止。
5.母牛的发情鉴定 发情鉴定是提高受胎率的关键。研究表明，90%的所谓不发情牛并非是真不发情，而是由于发情鉴定疏忽造成的。
(1)观察鉴定。主要观察奶牛的行为征状。日常要勤观察牛群，观察者要有责任心和耐心。因为奶牛发情持续时间较短，多数奶牛在夜间发情，早上观察到发情征状，晚上可能发情结束，所以观察奶牛发情尽可能在天刚亮和傍晚进行，其他时间也要随时观察，以便及时发现发情奶牛。发现有发情牛，要及时记录，对于疑似发情牛，要进一步鉴定。
(2)发情奶牛的鉴别。牛群中如发现一母牛与同群牛互相爬跨，被爬跨母牛不动，爬跨牛为发情牛或两者都为发情牛;一母牛后有两头以上母牛跟随，被跟随母牛为发情牛;一母牛被其他牛爬跨，表现出不安、向前走动、极力摆脱、拒绝等，该母牛不是发情牛，爬跨者为发情牛。
(3)发情鉴定的辅助方法。有的母牛发情表现不明显，要使用一些辅助方法。
1)指示包指示法。在母牛尾根部粘上发情指示包，指示包内有染料，粘有发情指示包的牛被其他牛爬跨时，指示包破裂，牛尾部位被染色。
2)试情公牛。在母牛群里放入试情公牛，试情公牛经过特殊处理(阴茎异位术或结扎输精管并戴“颌下标记球”)。试情公牛每5天肌内注射500毫克丙酸睾酮油剂1次，连续3次，在试情公牛的颌下戴上“颌下标记球”，标记球的贮液囊内有染液，当公牛接触或爬跨发情母牛时，将染液涂于母牛体上而被发现。
3)仪器鉴定法。当观察某头奶牛有发情征状时，为了提高奶牛发情鉴定的准确率，可采用仪器检测。该仪器是根据发情牛阴道内导电性能发生改变的原理发明的。使用时，将带环形电极的一端插入奶牛阴道内，打开电源开关，显示屏上显示阴道内的导电数值，根据显示数字就可以判断奶牛的发情阶段，该仪器大大提高了发情鉴定的准确率(图5.3)。
图5.3 奶牛发情检测器
(4)注意事项。通过观察奶牛排出的黏液，了解奶牛子宫的状态。如排出的黏液呈半透明的乳胶状，挂于阴门或黏附在母牛臀部和尾根上，并有较强的韧性，为母牛怀孕的排出物;如流出大量红污略带腥臭的液体，为产后母牛排出的恶露;如排出大量白色块状腐败物，并有恶臭，为母牛产后胎衣不下腐烂所致;排出带黄色的污物或稀薄无牵丝状的白色污物，为患生殖道炎症的母牛。因此，要经常观察，发现情况要查明原因，采取措施，使其尽快恢复正常。
6.配种时间
(1)最佳配种时间。母牛排卵以后，使卵子及时遇到活力旺盛的精子，就可以保证较高的受胎率。主要是确定好排卵时间和配种时间。母牛发情期配种时间主要由以下因素决定：①排卵时间，发情结束后5～15小时排卵。②卵子保持受精能力时间，排卵后6～12小时。③精子在母牛生殖道内保持受精能力的时间为24～48小时。
有经验表明，在发情征状结束前1小时到结束前3小时内，其受胎率最高可达93.3%，可见授精的最佳期只有3～4小时。因此，要使受胎率高，必须使卵子和精子的新鲜度高，也就是说排卵后不久就使精子到达输卵管。以下情况之一应予输精：①母牛神态不安转向安定，发情表现开始减弱。②外阴部肿胀开始消失，子宫颈稍有收缩，黏膜由潮红变为粉红或带有紫褐色。③卵泡体积不再增大，皮变薄有弹力，泡液波动明显。
大约80%母牛的发情盛期持续15～18小时，发情结束后10～17小时排卵，所以一般认为母牛的正确配种时间应该是在发情结束或即将结束时进行。经验表明，早上发情的牛在当天下午配种，下午发情的牛在第2天早上配种。如果一个发情期输精1次，一般在母牛拒绝爬跨后6～8小时内受胎率较高。如果一个发情期输精2次，可在母牛接受爬跨后8～12小时第一次输精，再间隔8～12小时第二次输精。一般老弱母牛或在夏季炎热天气，配种时间相对提早，所以人常说：“老配早，少配晚，不老不少配中间。”
(2)产后最佳配种时间。一般认为产后母牛生殖道恢复正常并可以配种的时间是60天。近年研究表明，这段恢复期并不重要，如果在产后35～40天第1个情期配种，可缩短产犊间隔。实行早期配种，第1次输精的母牛大约有45%能够受胎。为了下一个泌乳期，奶牛需要60天干乳期，产后早于60天受胎的奶牛虽然泌乳期会少于305天，但因产乳高峰期在奶牛一生中所占的比例提高了，从而增加了终身产乳量。
产后第一次发情时期受个体子宫复原、品种、挤奶次数和产犊前后饲养水平等因素的影响。为缩短产后第一次发情的间隔时间和发情周期时间并使不发情的母牛发情，可采取加强饲养管理等措施，使母牛早发情、早配种。
母牛产后第一次配种时间既不宜过早又不宜过晚，如配种过早由于子宫的内环境还没有完全恢复，机体对疾病的抵抗力差，配种时可能因消毒不严而使子宫受到感染，会引起奶牛的难孕;如配种过晚，不仅延长了产犊的间隔，降低了经济利用率，而且也容易造成母牛不易受孕。根据牛的生殖特点，最好能一年一胎。实践证明，奶牛在产后60～90天配种比较适宜且受胎率最高，对少数体况良好，子宫复原早的母牛可在40～60天内配种。若发现母牛产后超过72天仍不发情，应及时进行检查，以便及时治疗。
7.人工授精
(1)冻精的取用。输精用的精液封装于直径0.25厘米的塑料细管中，储存在高真空保温的液氮罐内。取冻精时，应在液氮罐的颈部进行，存放冷冻精液的提筒不可提到罐口3.5厘米线之上，寻找冻精时间不应超过10秒，否则，应将提筒放回液氮罐内，然后再提起寻找，以保持冻精的冷度，保证冻精质量不受升温的损害。取完冻精后，应及时盖上罐塞，减少液氮的消耗和防止异物落入罐内。当从一罐向另一罐转移冻精时，应快速进行，使冻精脱离液氮面的时间不得超过5秒。
冻精取出后，如果是颗粒精液在1～2毫升2.9%柠檬酸钠液中，水浴加温在40℃±0.2℃解冻;如果是细管精液直接投放在40℃±0.2℃温水中解冻;精液镜检在38～40℃的温度下进行;精子活率不低于30%(一剂冻精中，直线运动精子总数，颗粒精液在1200万个以上，细管精液在1000万个以上)，才可用于输精。解冻精液要采取保温措施并在最短时间内输精完毕。
(2)输精。输精前用1%～2%来苏儿液洗净母牛后躯，用消毒毛巾充分擦干，进行阴道检查，若无异常，即可输精;若阴道分泌物混浊，发泄或含脓丝状物者，不应输精。输精方法有开张器输精和直肠把握输精两种。
1)开张器输精法。借助开张器将母牛的阴道扩大，借助一定的光源(电筒、额镜、额灯等)找到子宫颈外口，把输精管插入子宫颈内1～2厘米处，注入精液，随后取出输精管和开张器。此法虽然简单、容易掌握，但输精部位浅，易感染，受胎率低。目前很少采用。
2)直肠把握子宫颈输精法。此法与直肠检查相似，一只手戴上薄膜手套，伸入直肠，掏出宿粪，寻找子宫颈(子宫颈在耻骨前沿上部)，并握住子宫颈的外口端，使子宫颈外口与小指形成的环口持平。用伸入直肠的手臂压开阴门裂，另一只手持输精器插入阴门，为防止输精器插入尿道，在开始插入阴道时输精器应向上倾斜45°角(图5.4)，当插入阴道8～10厘米后再转成水平推进，借助伸入直肠内的手的固定和协同把输精器插入阴道深部，调整输精器位置，使输精器进入子宫颈口，缓缓越过子宫颈内侧的皱褶，输精器穿过子宫颈时有阻力感，当输精器抵达子宫体或子宫角基部时，握输精器的手用拇指向前推出精液(图5.5)。本法的关键在伸入直肠的手寻找并把握子宫颈，前后移动配合把输精器插入子宫颈口，把握子宫颈的手位置要适当，既不可靠前，也不可太靠后，才有利于两手的配合，否则，难以将输精器插入子宫颈深部。当输精器前推遇到阻力时，要调整位置，不可强插，以免把阴道或子宫颈内壁捅破。
图5.4 输精器向上倾斜插入阴道
图5.5 输精器插入子宫体后再输精
直肠把握子宫颈法是国内外普遍采用的输精方法，优点是母牛无疼痛，不易感染，即使阴道有炎症也可输精;输精部位深，受胎率高，比开张器法高出10%～20%，大幅度提高了奶牛的繁殖率和经济效益;同时，输精前触摸母牛子宫和卵巢的变化，可进一步判断发情或妊娠情况，避免因孕牛假发情误配而造成的流产，缺点是初学者不易掌握。在炎热的气候条件下，母牛的发情时间较短，全天进行输精都有效。在这种条件下，饲养者进行人工授精操作可获得较好的结果。
