mpact of high temperatures on the milk production of imported dairy cow breeds raised in the Ghardaia region

Abstract

This study aims to determine the impact of high temperatures and heat stress on the milk production and quality of imported dairy cow breeds in the arid, desert climate of the Ghardaïa region, as well as to identify the climatic threshold at which the effects of heat stress begin to appear. To achieve this objective, a longitudinal study was conducted over a period of ten years across three major farms in the region. Daily data on temperature and humidity were collected, from which the Temperature-Humidity Index (THI) was calculated, along with seasonal data on milk production. Statistical analysis—particularly linear regression and correlation tests—was used to examine the relationship between THI and milk yield. The results indicate that heat stress in dairy cows begins when THI exceeds 72, which typically occurs around mid to late May in the Ghardaïa region. From this point, a progressive decline in milk production becomes evident. During summer, when the average THI peaked at 83.22, cows experienced prolonged heat stress lasting over 120 consecutive days, from May 24th to September 26th. This extreme thermal exposure led to a marked decline in productivity: daily milk yield dropped from 12 kg to approximately 9 kg per cow, amounting to a 25% reduction. A regression analysis confirmed a strong linear relationship, showing that each one-unit increase in THI above 72 corresponded to a 0.52 kg decrease in daily milk yield. This relationship is statistically robust, with an R² value of 0.76, indicating that THI alone explains 76% of the observed variation in milk production. The findings also reveal that heat stress adversely affects milk composition, leading to a reduction in fat and protein content, particularly in summer. Overall, the study highlights the severe impact of sustained thermal stress on both milk quantity and quality in imported dairy cows. These results call for the urgent adoption of climate-adapted management strategies—including shading, cooling systems, and nutritional adjustments—to ensure sustainable dairy production in arid environments.

Cette étude vise à déterminer l’impact des températures élevées et du stress thermique sur la production et la qualité du lait chez les races de vaches laitières importées dans la région aride et désertique de Ghardaïa, ainsi qu’à identifier le seuil climatique à partir duquel apparaissent les effets du stress thermique. Pour atteindre cet objectif, une étude longitudinale a été menée sur une période de dix ans dans trois grandes exploitations de la région. Des données quotidiennes sur la température et l’humidité ont été collectées, permettant de calculer l’indice température-humidité (THI), en plus de données saisonnières sur la production laitière. Une analyse statistique, notamment par régression linéaire et tests de corrélation, a été utilisée pour examiner la relation entre le THI et la production de lait. Les résultats indiquent que le stress thermique chez les vaches laitières débute lorsque le THI dépasse le seuil critique de 72, ce qui se produit généralement entre la mi-mai et la fin du mois de mai dans la région de Ghardaïa. À partir de ce moment, une baisse progressive de la productionlaitière devient observable. En été, lorsque le THI moyen an atteint un pic de 83,22, les vaches ont subi un stress thermique prolongé pendant plus de 120 jours consécutifs, du 24 mai au 26 septembre. Cette exposition thermique extrême an entraîné une baisse marquée de la productivité: le rendement laitier quotidien est passé de 12 kg à environ 9 kg par vache, soit une réduction de 25 %. Une analyse de régression a confirmé une relation linéaire forte, montrant qu’une augmentation d’une unité du THI au-delà de 72 correspond à une diminution de 0,52 kg de lait par jour. Cette relation est statistiquement significative, avec une valeur de R² de 0,76, indiquant que le THI explique à lui seul 76 % de la variation observée dans la production laitière. Les résultats révèlent également que le stress thermique altère la composition du lait, entraînant une diminution de la teneur en matières grasses et en protéines, notamment durant la période estivale. Dans l’ensemble, cette étude met en évidence l’impact sévère du stress thermique prolongé sur la quantité et la qualité du lait chez les vaches importées. Ces constats soulignent l’urgence de mettre en place des stratégies de gestion adaptées au climat — telles que l’ombrage, les systèmes de refroidissement et les ajustements nutritionnels — afin d’assurer une production laitière durable dans les environnements arides.

تهدف هذه الدراسة إلى تحديد تأثير درجات الحرارة المرتفعة واإلجهاد الحراري على إنتاج الحليب وجودته لدى سالالت األبقار المستوردة في منطقة غرداية ذات المناخ الصحراوي الجاف، مع تحديد العتبة المناخية التي تبدأ عندها آثار اإلجهاد الحراري بالظهور. لتحقيق هذا الهدف، تم إجراء دراسة طولية على مدى عشر سنوات شملت ثالث مزارع كبرى في المنطقة. وقد تم جمع بيانات يومية حول درجات الحرارة والرطوبة، تم من خاللها حساب المؤشر الحراري الرطوبي (THI) ، إلى جانب بيانات موسمية إلنتاج الحليب. كما تم استخدام التحليل اإلحصائي، ال سيما االنحدار الخطي واختبارات االرتباط، لدراسة العالقة بين .THI وإنتاج الحليب أظهرت النتائج أن اإلجهاد الحراري لدىاألبقار يبدأ عندما يتجاوز مؤشر THI عتبة72، وهو ما يحدث عادة ً بين منتصف وأواخر شهر مايو في منطقة غرداية. ومنذ تلك الفترة، يبدأ انخفاض تدريجي في إنتاج الحليب. خالل فصل الصيف، عندما بلغ متوسط THI ذروته عند83.22، تعرضت األبقار إلجهاد حراري متواصل استمر ألكثرمن120يومًا متتالية، من24ماي إلى26سبتمبر. وقد أدى هذا التعرض الحراري الشديد إلى تراجع ملحوظ في اإلنتاجية، حيث انخفض معدل إنتاج الحليب اليومي من12كغ إلى نحو9كغ لكل بقرة، أي بانخفاض قدره25٪. وأكد تحليل االنحدار وجود عالقة خطية قوية، حيث تبين أن كلارتفاع بمقدار وحدة واحدة في THI فوق72يؤدي إلى انخفاض قدره0.52كغ من الحليب يوميًا. وتُعد هذه العالقة ذات داللة إحصائية قوية، إذ بلغت قيمة معامل التحديد R² نحو0.76، مما يدل على أن THI يفسر بمفرده76٪ من التباين الملحوظ في إنتاج الحليب. كما أظهرت النتائج أن اإلجهاد الحراري يؤثر سلبًا على تركيبة الحليب، حيث تم تسجيل انخفاض في نسبتي الدسم والبروتين، خصوصًا خالل فترة الصيف. وتبرز هذه الدراسة األثر الشديد لإلجهاد الحراري المزمن على كل من كمية ونوعية الحليب لدى األبقار المستوردة، مما يؤكد الحاجة الملحة إلى اعتماد استراتيجيات إدارة متكيفة مع المناخ—مثل توفير الظل، وأنظمة التبريد، والتعديالت التغذوية—لضمان استدامة اإلنتاج الحيواني في البيئات الجافة