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The Chinese Livestock and Poultry Breeding >

2026 , Vol. 22 >Issue 8: 90 - 95

DOI: https://doi.org/10.19543/j.cnki.1673-4556.20260715.001

Germplasm Utilization

Semen production performance of breeding bulls and reproductive performance of cows in "Zhongyuan Cattle"

  • Keju Zhang , 1 ,
  • Xiangnan Wang 2 ,
  • Gaixin Dong 1 ,
  • Zhiyuan Lv 1 ,
  • Zijing Zhang 2 ,
  • Xian Liu 3 ,
  • Shijie Lv 2 ,
  • Fengpeng Lin 1 ,
  • Xingshan Qi 4 ,
  • Bowen Qu 5 ,
  • Eryao Wang , 2 ,
  • Xinglei Qi , 1
Expand
  • 1. Biyang County Xianan Cattle Technology and Development Company Ltd, Biyang, 463700, Henan
  • 2. Institute Animal Husbandry, Henan Academy of Agricultural Sciences/Henan Key Laboratory of Animal Breeding and Nutritional Regulation, Zhengzhou, 450002, Henan
  • 3. Henan Animal Husbandry Technology Extension Station, Zhengzhou, 450008, Henan
  • 4. Henan Biyang County Livestock Technology Service Center, Biyang, 463700, Henan
  • 5. Xuchang City Xia Chang Livestock and Poultry Co. , Ltd, Xuchang, 461100, Henan

Received date: 2026-03-10

  Online published: 2026-07-31

Fold

Abstract

Objective To analyzes the semen production performance of “Zhongyuan cattle” (Hornless Xianan cattle) bulls and the reproductive performance of cows, identifies the advantages and constraints of its breeding system, and provides a scientific basis for optimizing breeding programs, improving seed production efficiency, and promoting industrial application. Method This study utilized semen production data of 8 bulls and the estrus and breeding records from 720 cows of “Zhongyuan cattle” as research subjects, and analyzed the key indicators of semen collection performance and semen yield of breeding bulls at different ages and in different seasons, as well as the reproductive performance of cows. Result The study found that the semen production performance of bulls was significantly affected by age and season (P < 0.05). The frozen semen dose per bull at 24 months of age was 1.61 times and 1.4 times that at 16 and 18 months of age, respectively. The best production performance was observed in spring and autumn, while the worst was in summer. Semen volume and sperm concentration were not significantly affected by season (P > 0.05). Analysis of six core reproductive indicators - age at puberty, estrous cycle, age at first mating, gestation period, postpartum mating interval, and calf birth weight—revealed that the average age at puberty of "Zhongyuan Cattle" cows was 382.2 d, average estrus cycle was 20.73 d, average estrus duration was 24.4 h, average age at first mating was 484.21 days, average gestation period was 284.11 d, and the average postpartum mating interval was 65.07 days. Conclusion The optimal semen collection window for "Zhongyuan cattle" bulls is at 24 months of age and during spring and autumn. Semen collection plans should be optimized according to differences in age and season, and cooling management should be strengthened during summer. The core indicators of female reproductive cycles have clarified the basic characteristics of the estrus rhythm in this population, which can provide a basis for precise regulation of subsequent breeding timing. Timely intervention in heifer initial breeding and postpartum mating should be implemented to improve overall seed production efficiency.

Key words： "Zhongyuan cattle"; Semen collection performance; Semen production volume; Reproductive performance

Cite this article

Keju Zhang , Xiangnan Wang , Gaixin Dong , Zhiyuan Lv , Zijing Zhang , Xian Liu , Shijie Lv , Fengpeng Lin , Xingshan Qi , Bowen Qu , Eryao Wang , Xinglei Qi . Semen production performance of breeding bulls and reproductive performance of cows in "Zhongyuan Cattle"[J]. The Chinese Livestock and Poultry Breeding, 2026 , 22(8) : 90 -95 . DOI: 10.19543/j.cnki.1673-4556.20260715.001

夏南牛是我国首个自主培育的专用肉牛新品种，由河南省泌阳县农业科研机构历时21年选育而成，于2007年通过国家畜禽遗传资源委员会品种评审。在品种特征方面，夏南牛毛色纯正，体型结构匀称，体躯呈长方形，头部有角，整体外观符合典型肉用牛体型标准。在生产性能上，该品种具有早熟性强、耐粗饲、耐寒、生长发育快等突出优势，既适用于犊牛肉生产，也可用于高档牛肉的产业化开发，具备较好的经济利用价值[1-3]。无角夏南牛（暂称“中原牛”）的选育亦始于1986年，与夏南牛的培育是同步的。当时引进了法系和加系夏洛来牛冻精，其中，加系夏洛来牛大多是无角的，这导致在杂交创新阶段产生了许多无角夏南牛，其显著特点是无角、体躯长、生长发育快、出肉率高、性情更温顺[4-5]。同时，“中原牛”更适宜规模化饲养管理，且无需实施断角处理，可有效避免断角应激带来的负面影响，从而提高养殖经济效益。目前，“中原牛”已经初步形成较为稳定的遗传性状和群体规模，并在河南及周边省份逐步推广。
为了进一步加强“中原牛”的选育提升、种质供应、技术研发与推广应用，本研究系统分析其种公牛冻精生产性能及母牛繁殖性能，旨在明确当前“中原牛”繁育体系中的优势环节与潜在制约因素，探讨提高配种准胎率的技术路径，为优化育种方案、提升制种效率、完善配套饲养管理规范提供科学依据，同时，为“中原牛”新品种的进一步选育与产业化推广奠定基础。

1 材料与方法

1.1 数据来源

“中原牛”公牛数据来自和河南省许昌市夏昌种畜禽有限公司2020—2024年的8头种公牛精液生产数据。母牛数据来自泌阳县夏南牛科技开发有限公司2022—2024年720头母牛的发情记录和繁育记录，选择初情期、发情周期、发情持续期、初配时间、妊娠期、难产率、初生重、产后配种时间、产犊率等9项指标进行统计分析。

1.2 种公牛饲养与管理

8头“中原牛”公牛饲喂的精料按照《种公牛饲养管理技术规程》（NY/T 1446-2007）配制，定期进行营养成分分析。干草与青草搭配，少量多次，精料与水混匀，上、下午各饲喂一次，冬季要饲喂一些胡萝卜等块根饲料。每天定期刷拭1～2次，及时清除粪便，保持圈舍卫生。做好防寒保暖、避免冷热应激，以免影响公牛精液品质（应激条件下射精量和精子密度显著降低[6]）。

1.3 种公牛采精与处理

由专职采精员负责采精，育成公牛（18～24月龄）每周采精一次，每次1～2回，成年公牛（24月龄以上）每周采精两次，每次1～2回，2回间隔30 min左右。采精完成后，通过专用窗口送检，原精检测项目包括原精数量、原精密度、原精活力。对原精活力达70%以上、密度超6亿/mL、精子畸形率≤15%的精液进行稀释（稀释液制作：柠檬酸钠2.97 g，卵黄10 mL加入100 mL蒸馏水中称为第一液，取第一液41.75 mL，甘油7 mL，加入果糖2.5 g。上述稀释液每100 mL加青霉素、链霉素各5万～10万单位）。稀释好的精液放入4 ℃低温操作柜中平衡2～2.5 h。精液冷冻操作如下：①精液摆放：细管精液放于冷冻架，棉塞端朝里、靠近操作者；入冷冻容器时仍保持棉塞端朝里（近操作者侧）。不同牛精液需加明显隔离标记，避免混淆。②设备启动：选择预设控温程序（冷冻温度曲线），开液氮罐阀门充氮、启风扇，待冷冻容器内温降至4 ℃时，关闭风扇。③迅速将平衡后细管精液放入冷冻柜，盖好柜盖，启动程序自动冷冻。温度控制要求初冻温度为-120 ℃左右，冷冻温度为-140 ℃左右，温度回升峰值为≤-90 ℃，全程小于8 min。精液解冻操作如下：取三支细管分别直接置于37 ℃水浴中解冻，取解冻3支混合后的精液约50 μL置于载玻片上加盖玻片，立即在载物台温度保持38 ℃的情况下用200～400倍显微镜观察活力，也可通过电视显微装置在荧光屏上观察活力。每样片观察3个视野，并应观察不同液层内的精子运动状态，进行全面评定。冻精解冻活力≥40%，畸形率≤20%，前向运动精子数≥600万个/剂，菌落总数≤500 CFU/剂。

1.4 母牛基本情况

2022—2024年统计的“中原牛”母牛共计720头，3年中能繁母牛有淘汰和新增，并对其初情时间、发情周期、初配时间、妊娠期、产后初配时间进行统计。期间，共产犊1144头，及时称量犊牛初生重。难产率=难产母牛数/产犊数*100%，难产母牛指难产和剖腹产母牛。产犊率=产活犊母牛数/配种母牛头数*100%，产犊率统计阶段是一个繁殖年度。2024年末，按照年龄段划分2～2.5岁203头、2.6～3.5岁144头、3.6～5岁98头、5岁以上75头，母牛淘汰率与新增率保持在15%～20%。母牛采用分群饲养，根据生理阶段调整日粮营养水平。繁殖母牛重点保证蛋白质、矿物质和维生素的供应，妊娠后期适当限制能量摄入，产后加强营养恢复。

1.5 数据统计与分析

通过Excel对跟踪测定的原始数据进行整理，并应用R软件进行差异显著性分析，采用单因素方差分析及Tukey HSD事后检验进行多组间比较。

2 结果与分析

2.1 种公牛精液生产性能

2.1.1 不同月龄

本研究系统评估了16、18、24月龄三个不同月龄阶段对公牛采精频率、精液品质及冻精产量的影响。结果表明，随着月龄增长，“中原牛”公牛的采精性能和精液产量呈显著提升趋势。“中原牛”种公牛16月龄即可进行采精训练和投入精液生产，射精量不多，原精密度稀，基本能达到冻精生产条件。从表1得知，24月龄公牛的月采精次数、头均采精次数、头均量、原精密度及头均剂数均显著高于16月龄和18月龄（P<0.05）。16月龄的8头种公牛均可以采出合格精液，每头每月平均有效采精（能生产出合格冻精的采精）3.63次，头均采精量6.73 mL，每头公牛单次采精平均生产冻精250.58剂细管，同时解冻活力为0.47，较24月龄高，可以投入生产使用。与夏南牛相比，“中原牛”在多个精液生产性能指标上表现出明显优势。在24月龄时，“中原牛”月采精次数（8.25次）和头均采精量（8.46 mL）均高于夏南牛（8.00次、5.10 mL）；“中原牛”原精密度为11.41亿/mL，优于夏南牛的9.60亿/mL；解冻后活力“中原牛”为0.43，高于夏南牛的0.35。更为重要的是，“中原牛”在早熟性上优势突出。夏南牛公牛18月龄方可正式投入采精生产，而“中原牛”16月龄即可采出合格精液并制成可用冻精（解冻活力0.47），18月龄时月采精次数（4.75次）、头均采精量（6.99 mL）和原精密度（9.87亿/mL）均显著提升，已具备规模化生产能力。这一早熟特性表明“中原牛”可提前进入种用阶段，显著缩短世代间隔，加速遗传进展。
表1 “中原牛”种公牛不同月龄精液采集、冷冻保存及解冻后品质生产情况

Table 1 Semen collection, cryopreservation and post-thaw quality of "Zhongyuan cattle" bulls in different month

项目Items “中原牛” Zhongyuan cattle 夏南牛 Xianan cattle[7]
月龄Month old 16 18 24 18 24
头数Number 8 8 8 6 8
头均月采精次数Monthly semen collection times per head 3.63±0.52b 4.75±0.46b 8.25±1.04a 5.30 8.00
头均采精量Average semen volume per ejaculate/mL 6.73±0.93b 6.99±0.28b 8.46±2.01a 3.70 5.10
原精活力Raw semen motility 0.75 0.76 0.76 0.71 0.71
原精密度Sperm concentration/（亿·mL-1） 8.89±1.53b 9.87±1.40b 11.41±2.03a 8.60 9.60
头均剂数Frozen doses per ejaculate 250.58±59.44b 288.79±54.08b 404.30±185.1a 710.3 1468.8
解冻活力Post-thaw motility 0.47 0.48 0.43 0.35 0.35

注：同行数据肩标相同字母表示差异不显著（P>0.05），小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同。

Note: There was no significant difference (P > 0.05) in the same letter of shoulder label of peer data, and there was a significant difference (P < 0.05) in different lowercase letters. The same below

2.1.2 不同季节

表2结果显示季节因素对“中原牛”公牛精液品质影响显著。原精活力和解冻活力在不同季度间存在极显著差异（P<0.01），整体表现为春季（3—5月）、秋季（9—11月）优于冬季（12—2月）、夏季（7—8月），夏季各项指标均处于全年最低水平。春季精液生产性能最佳，其头均季采精次数（39次）、头均季采精总量（249.6 mL）、采精总量（73889剂）及解冻活力（0.47）均达全年峰值。秋季生产性能次之，头均季采精次数（34次）、采精总量（59760剂）和解冻活力（0.46）均显著高于夏季（P<0.05），约为春季生产潜力的90%。对于头均季采精次数，春季极显著高于夏季和冬季，秋季极显著高于夏季，显著高于冬季。采精总量方面，春季为73889剂，较夏季（25143剂）高出193.8%，较秋季（59760剂）高出23.6%，较冬季（35292剂）高出109.4%。春、秋季不仅采精频次高、产出量大，且精液品质（原精活力和解冻活力）保持稳定，能够持续满足冻精生产的质量要求。相比之下，夏季尽管采精量和原精密度与春、秋季无显著差异，但采精次数（19次）和采精总量（25143剂）大幅下降，解冻活力（0.42）降至全年最低，说明高温环境主要通过降低公牛采精意愿和精液耐冻性来制约生产效率，而非直接影响单次射精量和原精密度。因此，建议在春季和秋季加强精液采集和冻精生产，夏季应采取降温措施改善公牛热应激状态，以维持基础生产水平和精液品质。
表2 “中原牛”种公牛不同季节精液质量及生产情况

Table 2 Semen quality and production of "Zhongyuan cattle" bulls in different seasons

项目Items 月份Month
3—5 6—8 9—11 12—2
头数Number of bulls 8 8 8 8
头均季采精次数Average collection frequency per bull per quarter 39.00±14.46A 19.00±5.40B 34.00±3.02Aa 22.00±5.61Bb
头均季量Average semen volume per head per quarter/mL 249.6 108.4 207.5 130.0
头均次量Average semen volume per ejaculate/mL 6.91±1.76 5.78±0.52 6.11±0.47 5.89±0.36
原精活力Raw semen motility 0.76±0.00A 0.73±0.00C 0.74±0.00Bb 0.75±0.00Aa
原精密度Sperm concentration/（亿·mL-1） 9.59±1.80 9.41±1.74 9.08±1.16 8.76±0.81
采精总量Total frozen semen/剂 73889 25143 59760 35292
解冻活力Post-thaw motility 0.47±0.02Aa 0.42±0.00C 0.46±0.00Bb 0.48±0.00A

2.2 种母牛繁殖性能

2.2.1 繁殖性能

“中原牛”母牛的繁殖性能指标整体表现正常且稳定，与夏南牛无显著差异（表3）。“中原牛”初情（382.20 d）和初配时间（484.21 d）与夏南牛（372.3 d、493.2 d）基本一致，说明其性成熟和适配年龄符合肉牛正常水平，繁殖节律无异常延迟。妊娠期（284.11 d）和产后配种间隔（65.07 d）均在生理正常范围，且与夏南牛差异不大（285.9 d、60.3 d），表明母牛繁殖效率和产后管理可行性良好。犊牛初生重（36.48 kg）与夏南牛（37.7 kg）相当，说明母牛妊娠期营养供给和胎儿发育正常，间接反映母体健康状况良好。此外，“中原牛”各指标的变异系数为10.72%～22.11%，属于肉牛群体正常的个体差异波动水平，说明“中原牛”母牛繁殖性能各项指标均处于正常范围，且具有稳定的繁殖能力，可为后续配种时机的精准调控提供依据。
表3 母牛繁殖性能

Table 3 Reproductive performance of cows

项目Items 中原牛Zhongyuan cattle 夏南牛Xianan cattle[1]
平均值 变异系数/% 平均值 变异系数/%
初情时间Age at puberty/d 382.20±40.96 10.72 372.3±59.6 16.01
发情周期Estrous cycle/d 20.73±2.25 10.85 19.6±1.2 6.12
初配时间Age at first service/d 484.21±66.30 13.69 493.2±55.8 11.31
妊娠期Gestation length/d 284.11 ±9.67 3.40 285.9±13.6 4.76
产后配种时间Postpartum breeding interval/d 65.07±14.39 22.11 60.3±23.3 38.64
犊牛初生重Birth weight/kg 36.48±6.15 16.86 37.7±10.4 27.59

2.2.2 难产率

对“中原牛”1144条产犊记录数据整理与分析发现，其顺产比例高达98.34%，需助产或手术干预的仅占1.66%，表明绝大多数母牛具备自主分娩能力。“中原牛”难产率为1.05%，与夏南牛一致，这一结果说明“中原牛”母牛产道结构和胎儿适配性良好，分娩难度低，群体繁殖性能稳定，具备良好的母性能力和自繁自养条件下的生产适应性。详见表4。
表4 产犊难易度

Table 4 Calving difficulty

项目Items 产犊头数Calf number 产犊难易度Calving difficulty statistics/头 难产率Dystocia rate/%
顺产 轻微助产 难产 剖腹产
中原牛Zhongyuan cattle 1144 1125 7 10 2 1.05
夏南牛Xianan cattle[8] 1240 1227 - 13 - 1.05

2.2.3 发情持续期

“中原牛”是大型肉牛品种，13月龄就能达到性成熟，根据繁育员多年经验与发情预警系统相结合的方式，对“中原牛”发情持续期作了记录，平均为(12～18) h。

2.2.4 产犊率

通过统计已生产的“中原牛”母牛数量，计算其生产时占划分年龄段的比值，年龄在2～3.5岁时，产犊率最高，达90%以上；随着年龄增长，母牛生产性能逐步下降。“中原牛”繁殖年限为10岁，因此，为提高生产效益最大化，应及时做好牛群的更新换代，结果见表5。
表5 “中原牛”各年龄段产犊率统计

Table 5 Calving rate statistics of "Zhongyuan cattle" across different age groups

年龄

Age/岁

 母牛头数Number of cows/头 产活犊牛数Number of calves born /头 产犊率Calving rate/%
2～2.5 164 152 92.7
2.6～3.5 110 100 90.9
4.6～5.5 51 44 86.3
5.6～6.5 30 25 83.3
6.6～7.5 28 24 85.7
7.6～8.5 25 21 84.0
8.6～9.5 17 14 82.4
9.6～10.5 12 9 75.0

3 讨论

“中原牛”种公牛16月龄即可投入精液生产，较夏南牛的18月龄提前2个月，充分体现了“中原牛”的早熟特性[7]。在16～24月龄，公牛生殖系统快速发育，睾丸体积增大，生精能力增强[9]。本研究结果显示，24月龄公牛的月采精次数、头均采精次数、头均量、原精密度及头均剂数均显著高于16月龄和18月龄（P<0.05），这与公牛的生理发育规律相符。24月龄时生殖器官基本发育成熟，睾酮分泌稳定，支持高强度的精液生产。值得注意的是，16月龄“中原牛”公牛采精频率虽低（3.63次/月），但解冻活力达0.47，高于24月龄的0.43，说明其精液耐冻性在性成熟初期即表现良好，具备早期投产的可行性。从生产管理角度，建议16～18月龄公牛以采精训练为主，每周采精1次；19～24月龄可适当增加采精频率至每周2次；24月龄以上进入稳定生产期。这种阶梯式的采精方案既能保证精液质量，又能充分发挥公牛的繁殖潜力。“中原牛”公牛年平均原精活力和冻后活力（0.75和0.46）高于夏南牛（0.69和0.40）和夏洛来（0.67和0.38）公牛[10]。进一步说明其精液品质优势显著，具备良好的遗传潜力。
“中原牛”精液生产呈现明显的季节差异，春季生产性能最佳，夏季最差。春季气温适宜，光照充足，公牛生理状态最佳；夏季高温高湿环境导致热应激，从而影响睾丸生精功能和精子活力[11-12]。本研究结果表明，夏季原精活力（0.73）显著低于春季（0.76），冻精产量下降66%。针对季节效应，建议夏季防暑降温，调整采精时间，补充电解质和抗氧化剂（维生素C、维生素E）[13]。精液处理优化，夏季缩短精液处理时间，减少温度波动[14]。
“中原牛”母牛平均初情期为382.2 d，符合肉牛品种特征。初配时间484.21 d，较夏南牛（493.2 d）提前9 d[8]，反映了饲养管理和遗传改良的成效。妊娠期284.11 d，处于肉牛正常妊娠周期（平均约280天）的生理波动范围之内[15]。初配时间变异系数13.69%，提示个体间发育速度差异较大。生产中应根据体况评分（目标3.0～3.5分）确定初配时间，避免过早或过晚配种影响繁殖效率。但22.12%的高变异系数提示部分牛只存在繁殖障碍，需加强产后护理和发情监测。
“中原牛”难产率1.05%，与夏南牛持平，处于较低水平。顺产比例高达98.34%，需助产或手术干预的仅占1.66%，证实了母牛产道结构与胎儿体重的良好适配性。犊牛初生重36.48 kg较夏南牛（37.7 kg）低，这有利于降低难产风险。初生重变异系数16.86%，提示可通过遗传选育提高初生重均匀度。为控制难产率，建议妊娠后期营养调控，避免母牛过肥和胎儿过大。配种公牛选择时，应优先考虑种公牛的初生重育种值（EBV）及与其相关的产犊难易度（CE）指标，避免选用初生重估计育种值过高的公牛，以降低母牛难产风险。
“中原牛”产犊率随年龄增长呈下降趋势，2～3.5岁产犊率最高（90.9%～92.7%），9.6～10.5岁降至75.0%，这一规律与夏南牛相似，反映了母牛繁殖寿命的生物学限制[8]。基于本研究结果，建议以下牛群结构优化策略：首先，对于核心繁殖群，以2～6岁母牛为主体（占比60%～70%）。后备补充群要保持15%～20%的青年母牛用于更新。淘汰标准是连续2个繁殖周期不孕或产犊率持续低于80%。繁殖年限是经济生产年限建议为8～9岁。详见表4。

4 结论

“中原牛”具有早熟特性，公牛16月龄即可投入精液生产较夏南牛提前2个月；精液生产性能受月龄和季节显著影响，24月龄冻精产量是16月龄的3.59倍；春、秋季最佳，夏季最差。采精量与密度受季节影响不显著（P < 0.05）。母牛初配时间484.21 d，较夏南牛提前9 d。初情期382.2 d，发情周期20.73 d，妊娠期284.11 d，产后配种时间65.07 d，难产率1.05%。产犊率与年龄密切相关，2～3.5岁产犊率最高（>90%），繁殖年限为10岁。综上，“中原牛”繁殖性能优良，初配时间提前，产后配种时间缩短，体现了遗传改良和饲养管理的成效。

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