温湿度指数（THI: Temperature-Humidity Index）は、家畜の熱的快適性と暑熱ストレスを評価する標準的な指標です。乳牛ではTHI 68を超えると生産低下が始まり、72を超えると深刻な健康リスクが現れます。本稿では、THIの計算式、種ごとの閾値、生理学的影響、暑熱対策を最新文献に基づいて整理します。
経済的影響
暑熱ストレスは米国の酪農産業に年間約15億ドルの損失をもたらします。トルコでも夏季には乳量が10-25%低下し、繁殖成績が20-30%低下する可能性があります（St-Pierre et al., 2003）。
1. THIとは何か、どう計算するか
THIは気温と相対湿度を1つの数値にまとめた指標です。湿度が高いと蒸発による放熱が妨げられるため、単なる気温よりも家畜が感じる暑さを正確に表します（Bohmanova et al., 2007）。
THI計算式（NRC, 1971）
最もよく使われる式:
THI = (1.8 × T + 32) - (0.55 - 0.0055 × RH) × (1.8 × T - 26)T: 気温（°C） | RH: 相対湿度（%）
1.1 代替THI式
研究者によって提案された代替式もあります。
| 式 | 出典 | 用途 |
|---|---|---|
THI = 0.8×T + RH×(T-14.4) + 46.4 | Mader et al. (2006) | 肉牛 |
THI = T + 0.36×Td + 41.2 | Yousef (1985) | 一般用（Td=露点） |
THI = (0.35×T + 0.65×Tw) × 1.8 + 32 | Bianca (1962) | 乳牛（Tw=湿球温度） |
2. THI閾値とリスク分類
2.1 乳牛のTHI分類
| THI範囲 | ストレスレベル | 予想される影響 | 対応 |
|---|---|---|---|
| <68 | なし（熱中性） | 正常な生産と行動 | 通常管理 |
| 68-71 | 軽度 | 採食量↓、呼吸数↑ | 日陰と飲水確保 |
| 72-79 | 中等度 | 乳量10-15%低下、繁殖低下 | 積極的冷却を開始 |
| 80-89 | 重度 | 乳量25%以上低下、健康リスク | 強力な冷却と監視 |
| ≥90 | 緊急 / 致死的 | 熱中症、死亡リスク | 緊急対応 |
高泌乳牛での注意
1日35kg以上搾乳する高泌乳牛では代謝熱産生が高いため、THIの閾値は5-7ポイント低めに考えるべきです。THI 65でもストレス症状が出始めることがあります（Berman, 2005）。
2.2 他の種のTHI閾値
- 正常: THI <74
- 注意: THI 74-78
- 危険: THI 79-83
- 緊急: THI ≥84
肉牛は乳牛よりやや耐性があります。
- 正常: THI <72
- 軽度ストレス: THI 72-78
- 中等度ストレス: THI 79-85
- 重度: THI ≥86
羊毛が放熱を妨げます。
- 正常: THI <72
- ストレス開始: THI 72-78
- 重度ストレス: THI ≥79
- 危険: THI ≥85
豚は発汗できず、非常に敏感です。
3. 暑熱ストレスの生理的影響
3.1 体温調節機構
家畜は体温を維持するためにさまざまな機構を使います。これらが追いつかなくなると暑熱ストレスが発生します（Collier et al., 2008）。
放熱機構
- 蒸発: 発汗、呼吸（最重要）
- 対流: 空気の流れによる熱移動
- 放射: 周囲への熱放出
- 伝導: 接触による熱移動
暑熱ストレス時の変化
- 呼吸数: 平常20-30 → ストレス80-120/分
- 直腸温: 平常38.5°C → ストレス>39.5°C
- 採食量: 10-30%減少
- 飲水量: 50-100%増加
3.2 乳量への影響
暑熱ストレスは代謝変化と採食量低下の両面から乳量を下げます。THIが1上がるごとに、乳量は約0.2-0.5kg/日低下します（Bouraoui et al., 2002）。
| 項目 | 通常条件 | 暑熱ストレス（THI >72） | 変化 |
|---|---|---|---|
| 乳量 | 30 kg/日 | 24-27 kg/日 | ↓ 10-20% |
| 乳脂肪 | 3.8% | 3.4-3.6% | ↓ 5-10% |
| 乳タンパク質 | 3.2% | 3.0-3.1% | ↓ 3-6% |
| 体細胞数 | 150,000/mL | 200,000-300,000/mL | ↑ 30-100% |
3.3 繁殖への影響
暑熱ストレスは繁殖に強い悪影響を与えます。夏季には受胎率が20-30%低下することがあります（De Rensis & Scaramuzzi, 2003）。
繁殖への影響
- 発情行動: 短く不明瞭な発情
- 卵子の質: 発育不良
- 胚発育: 初期胚死滅の増加
- 受胎率: 40-50%から15-25%へ低下
- 流産リスク: 重度の暑熱で増加
4. 暑熱対策
4.1 環境改善
- トンネル換気: 風速2-3m/s
- 天井ファン: 10-15m²あたり1台
- 自然換気: 側壁を開放
- 目標風速: 牛の高さで1.5-2.5m/s
- スプリンクラー: 3-5分湿らせ、10-15分乾かす
- 高圧ミスト: 湿度80%未満で有効
- 蒸発冷却: 乾燥気候で最適
- 日陰: 放射熱を30-50%削減
4.2 栄養管理
暑熱ストレスで採食量が落ちるため、飼料の密度を上げ、給与戦略を変える必要があります（West, 2003）。
| 戦略 | 実施方法 | 期待効果 |
|---|---|---|
| エネルギー密度の増加 | 脂肪添加（3-5%）、バイパス脂肪 | 代謝熱産生が減る |
| タンパク質の質 | バイパスプロテインを使用 | ルーメン発酵熱が減る |
| 給与時間 | 涼しい時間帯（夕方に60-70%） | 採食量が増える |
| 緩衝剤 | 重炭酸ナトリウム（0.75-1%） | ルーメンpHを安定化 |
| 電解質 | K, Na, Mgを補給 | 発汗による損失を補う |
4.3 水分管理
暑熱時の飲水量
通常、乳牛は1日に80-120Lの水を飲みますが、暑熱下では150-200Lまで増えることがあります。
- 水槽容量: 15-20頭に1基
- 水温: 15-20°Cが理想（冷たい水を好む）
- 清掃: 毎日確認、週1回清掃
- 流量: 最低10-15L/分
5. モニタリングと早期警告
5.1 モニタリング手順
- THIの毎日確認: 朝・昼・夕
- 動物観察: 呼吸数、行動、採食量
- 乳量記録: 日々の生産データ
- 天気予報: 3-5日予報で計画
早期警告のサイン
以下の徴候は暑熱ストレスの開始を示します。
- 呼吸数 >60/分
- 開口呼吸（パンティング）
- 日陰を探す、水場に集まる
- 採食量の急減
- 乳量が10%以上低下
- 直腸温 >39.5°C
6. 経済評価
暑熱対策への投資は通常すぐに回収できます。冷却システムは乳量損失を防ぐことで短期間で元が取れます（Armstrong, 1994）。
| 損失の種類 | 推定コスト（牛/年） | 説明 |
|---|---|---|
| 乳量損失 | 500-1500 TL | 90日で10-20%の低下 |
| 繁殖損失 | 300-800 TL | サービス期間の延長 |
| 健康コスト | 200-500 TL | 乳房炎、代謝性疾患 |
| 淘汰 | 変動 | 早期淘汰 |
| 合計 | 1000-2800 TL/牛/年 | 地域や農場で異なる |
7. 参考文献
- Armstrong, D. V. (1994). Heat stress interaction with shade and cooling. Journal of Dairy Science, 77(7), 2044-2050.
- Berman, A. (2005). Estimates of heat stress relief needs for Holstein dairy cows. Journal of Animal Science, 83(6), 1377-1384.
- Bohmanova, J., et al. (2007). Temperature-humidity indices as indicators of milk production losses due to heat stress. Journal of Dairy Science, 90(4), 1947-1956.
- Bouraoui, R., et al. (2002). The relationship of temperature-humidity index with milk production of dairy cows in a Mediterranean climate. Animal Research, 51(6), 479-491.
- Collier, R. J., et al. (2008). A review of endocrine regulation of metabolism during lactation. Journal of Animal Science, 86(13_suppl), E70-E81.
- De Rensis, F., & Scaramuzzi, R. J. (2003). Heat stress and seasonal effects on reproduction in the dairy cow. Theriogenology, 60(6), 1139-1151.
- St-Pierre, N. R., et al. (2003). Economic losses from heat stress by US livestock industries. Journal of Dairy Science, 86, E52-E77.
- West, J. W. (2003). Effects of heat-stress on production in dairy cattle. Journal of Dairy Science, 86(6), 2131-2144.