母牛的人工授精技术
一、人工授精的概念
人工授精技术是提高公牛繁殖力的有效方法，也是育种工作的有效手段。该技术已成为奶牛业现代化的繁殖新技术，并已在全国范围内广泛应用。人工授精是利用假阴道法采集公牛的精液，经检查等处理后，再用输精器械输入母牛的生殖道内，以代替公、母牛自然交配的一种方法。其优点：一是可提高优良公牛的配种效能，扩大与配母牛的头数。每年每头公牛自然交配时只能配40~100头母牛，而实行人工授精则可达到6000~12000头母牛。二是加速母牛育种工作进程和繁殖改良速度。由于公牛配种效能的提高，可以只选择最优秀的公牛用于配种。三是减少种公牛的饲养头数，从而节约饲养管理费用。四是可以防止各种疾病。只有健康的母牛才能参加配种，所以人工授精技术的推广防止了因公牛传播的各种疾病，特别是生殖道传染病的传播，人工授精使用的精液都必须经过品质评定，保证了精液的质量。五是可以克服公、母牛体格相差过大造成的交配困难。六是可以解决地区差异的问题。精液的保存，特别是冷冻精液的使用，极大地提高了公牛使用的时间性和地域性，有效地解决了种公牛不足地区的母牛的配种问题。
二、精液的采集
精液的采集是人工授精的重要技术环节，要认真做好采精前的准备工作。正确掌握采精技术、合理安排采精频率是保证采到量多质优精液的重要条件。采精需注意两点：一是严格操作规程，特别是接触精液的器械；二是采精时温度、润滑度、压力、角度等一定要控制好。
公牛采精一般用假阴道法。精液采集后要进行品质检查，包括射精量、色泽、气味、浑浊度、活率、密度、pH值等常规项目的检查以及死活精子检查、精子计数、精子形态、精子存活时间等定期项目的检查。
采集的精液经检查合格后要进行稀释。精液稀释是指在精液中加入适于精子存活并保持受精能力的稀释液。其目的有：扩大精液容量，提高一次射精量可配母牛的头数；补充适量营养和保护物质，抑制有害微生物的活动；便于精液的保存和运输。
三、冷冻精液的管理
1.冷冻精液的保存和运输
一般牛的冷冻精液用添加液氮的液氮罐保存和运输。液氮罐是根据液氮的性质和低温物理学原理设计的，类似于暖水瓶的双层金属（铝或不锈钢）壁结构，高真空绝热的容器内充有液氮。液氮比空气轻，温度为-196℃，无色无味，易流动和气化，在室温下出现爆沸现象，与空气中的水分接触形成白雾，迅速膨胀。液氮罐要放置在干燥、避光、通风的室内，不能倾斜，更不能倒伏，要精心爱护，随时检查，严防碰撞摔坏容器的事故发生。
将抽样检验合格的各种剂型的冷冻精液分别包装并标记好（公牛品种、种公牛号、冻精日期、剂型、数量等），置入具有超低温的冷源液氮内长期保存备用。在保存过程中，必须坚持保存温度恒定不变、精液品质不变的原则，以达到冷冻精液长期保存的目的。
冻精取放时动作要迅速，每次控制在5~10秒之间，应及时盖好容器塞，以防液氮蒸发或异物进入。冷冻精液的运输应有专人负责，采用充满液氮的容器来运输，其容器外围应包上保护外套，装卸时要轻拿轻放，装在车上要安放平稳并拴牢。运输过程中不要强烈震动，防止曝晒，长途运输中要及时补充液氮，以免损坏容器和影响精液质量。
精液在保存过程中要密切注意液氮的消耗量，一般在液氮容量减少到容器的60%~70%时就应补充。为减少液氮消耗，在非必要情况下不要随便开盖；取用精液时要迅速准确，提筒和纱袋提出的程度不能超过颈口基部，以免温度变化影响贮存效果。实验表明，用液氮保存25年以上的冻精，活力和受胎率未发现有明显下降。
2.冷冻精液的解冻
冷冻精液分装保存的形式有三种，即颗粒、安瓿和塑料细管。
颗粒分装制作起来比较简便易行，容易贮存运输，因为其形状为圆形，体积小，但缺点是易于污染，无法标记，容易将精液弄错。安瓿分装运输方便，标记辨认也容易，干净不易污染，但体积大，容易破裂，这种分装装置现在用得很少。塑料细管由聚乙烯、聚丙烯等无毒塑料制成，其容量为1.0毫升、0.5毫升、0.25毫升，管长、管径与输精器有各种型号。塑料细管用液氮罐保存、运输都很方便，输精时干净、卫生、授精效果好。
冷冻精液不能直接利用，必须先解冻后输精，解冻的关键是尽快越过有害温度区（-30~-10℃），三种分装精液解冻的方法不同。
（1）颗粒冻精的解冻颗粒冷冻精液需用解冻液解冻，解冻液有2.9%柠檬酸钠溶液、生理盐水、一般稀释液等，以柠檬酸钠溶液用得最多。这种解冻液经济、制作容易，消毒、检查精子活力都易进行。解冻前先配制2.9%柠檬酸钠溶液，消毒试管，倒入1~2毫升上述溶液，将试管放入35~40℃水浴中。取颗粒冻精1~2颗，投入试管中，动试管使颗粒解冻，然后检查精子活力，合格时活力在0.3以上，在解冻1小时内输精。
（2）安瓿冻精的解冻安瓿从容器取出后投入35~40℃温水中解冻，擦干安瓿，打开检查精子活力，合格后就应立即输精。解冻温度也有用18~20℃或5℃的。
（3）塑料细管冻精的解冻塑料细管在35~40℃或在30~40℃温水中解冻，当冻精快融化完时，就可取出备用。有时为了在解冻后保存1~2小时，可在5℃解冻，在5℃以下保存，然后输精。
（4）精液的质量标准冷冻精液的精子活力应不低于0.3。颗粒精液的输量为1毫升。细管精液有两种规格，一种是0.5毫升，另一种是0.25毫升。必须按照技术规程保存和解冻精液，以达到输精对精液的质量要求。
四、母牛的输精方法
母牛的输精方法有开膣器法和直肠把握输精法两种。直肠把握输精法是目前比较常用的较为先进的方法。
1.直肠把握输精法
这一方法要求很高，输精员要经过严格的训练，必须熟练地掌握输精、发情鉴定、妊娠诊断等技术；并能严格遵守操作规程且具有严密消毒的科学态度。这种方法的优点是受胎率高，能够了解子宫中的情况，节省精液。输精时先将一手涂润滑油，像检查发情一样一手插入直肠，向下向前摸到子宫颈。另一手握住输精管缓缓插入阴道，如有阻力可能是有的地方堵住了，可将子宫颈往前推，这样阴道就直了，输精管自然就好进了，直至找到子宫颈，插到其深部或子宫体内。注意勿使输精管将子宫阴道刺伤，或将输精管折断在阴道。如果母牛摆动，可将手松开，管子随牛动，只要掉不出来即可。
2.开膣器输精法
利用开膣器输精技术要求不高，比较好操作，但受胎率可能低一点，耗费的精液也较多。将玻璃阴道开膣器或金属开膣器消毒后涂上润滑剂，徐徐插入阴道，借助手电筒或折光镜，找到子宫颈外口，另一手将输精管插入子宫颈内1~2厘米，打入精液，接着慢慢取出输精管与开膣器。
五、输精量
输精量一般是1毫升，冷冻精液颗粒和安瓿输精量为1毫升，如为塑料细管，多用0.5毫升或0.25毫升的分装。所含前进运动的活动精子数为2000万~3000万个，新鲜精液含精子数1亿以上。
适宜的输精时间还需根据排卵时间而定。排卵一般在停止发情10小时左右。有的报道排卵前13~18小时输精受胎率高，但排卵前多少小时不易掌握。最好观察发情，大体在发情中期输精。奶牛场一般都输精2次，上午发现发情，下午输精，隔6小时再输1次；下午或夜间发情，第二日早输精，隔6小时再输1次。
六、影响母牛受胎率的因素
1.输精操作
（1）操作卫生输精前必须对母牛的外阴部进行清洗，可用清洁水或0.1%高锰酸钾溶液。
（2）器械卫生输精器械用前要严格消毒。金属、玻璃器械可用干燥箱电热消毒，150℃条件下保持半小时。如受条件限制，用75%酒精消毒后，一定要用灭菌生理盐水冲洗，不能有酒精残留，以免伤害精子。
（3）输精方法目前一般采用直肠把握输精法，将精液直接输到子宫深部。直肠把握法比开膣器法的受胎率可提高10%以上。
2.输精时间
应根据母牛的排卵时间来决定输精时间。母牛排卵多在夜间，0点至8点占62.6%，8点至16点占23.6%。16点至0点占13.8%。
3.输精部位
正确的输精部位是将精液输到子宫体。一般认为输到宫颈深部为好。输到阴道和宫颈口受胎率低，若输到子宫角，先要弄清卵泡发育在哪一侧卵巢。技术不熟练又无把握的情况下最好不要将输精器插至子宫角，以免损伤子宫黏膜。
4.精液品质
①冷冻精液解冻后的活力必须达到0.3以上。
②输精剂量，掌握每次输入直线前进运动的精子数量不少于1000万个。
③解冻后的精子顶体完整率高于40%。
④解冻后的精子畸形率低于20%。
精子活力与顶体完整率不一定呈正相关，有时活力好并不表明顶体完整率高，而顶体完整率与受胎率呈显著正相关。所以应同时评定活力、密度和精子顶体完整率。精子的运动是由尾部决定的，在冷冻和解冻过程中，有的精子尾中段线粒体并未受损，而顶体却受到损伤，其活力仍能保持，但这样的精子已失去受精能力，因为顶体是由高尔基质组成，是酶的仓库，有多种酶（如透明质酸酶等），与受精有着密切的关系。
5.子宫状况
（1）子宫复旧不全正常情况下，子宫复原一般从产后第3天开始至产后30~40天已完全复原，超过这个期限，则为子宫复旧不全。产后子宫复旧与母牛的年龄、胎次、产犊季节和产奶量有关。
胎次低、年轻、体质好，则子宫恢复较快。冬季产犊子宫复原时间较短，夏季产犊子宫复原时间较长。产后第一次发情时间分别为51.5天和64天。高产奶牛产后子宫复旧延迟，特别是年产奶7000千克以上的奶牛尤其明显。产后子宫复旧时间与90~120天的泌乳量呈负相关。
（2）子宫炎症急性、慢性子宫内膜炎，子宫积浓等都能影响产后子宫复原、第一次发情和受胎。
（3）分娩时子宫损伤正常分娩的母牛产后第一次发情时间比分娩时子宫损伤的母牛要早，产后60天以内发情率分别为56%和18%。
6.卵巢机能失调
卵泡囊肿，多表现为持续发情；卵巢静止即长期不发情；卵泡发育不全，表现为发情不排卵；卵泡交替发育，表现为发情时间延长；持久黄体和卵巢萎缩，表现长期不发情。
7.母牛营养状况
蛋白质、能量不足，影响产后子宫的恢复，使代谢紊乱、内分泌失调、体内激素不平衡；矿物质主要是钙、磷含量不足或比例失调，均可影响繁殖。钙磷比例小于1.5：1可导致受胎率下降，还会出现难产、胎衣不下等产科疾病；微量元素如铜、锰、钴、锌、碘、硒等均与繁殖有密切的关系；维生素A、维生素D、维生素E均影响奶牛的繁殖机能。
