| 基于行为舒适的奶牛舍环境优化的探讨 |
基于行为舒适的奶牛舍环境优化的探讨
—以以色列模式为例
顾招兵 李 清
云南农业大学 动物科学技术学院 昆明，650201
云南省反刍动物工程技术研究中心昆明，650201
摘 要：奶牛养殖业在我国国民经济中占有重要地位，从奶牛品种和营养等方面都受到了足够的重视，然而高产奶牛对环境有较高的要求。以奶业发达国家以色列为例，分析奶牛环境成功的管理措施，并基于我国国情，探索出适宜的奶牛环境管理模式，改善奶牛的环境舒适度，提高饲料转化效率，对于提高奶牛养殖的经济效益具有重要意义。
近年来，我国奶牛养殖业发展很快，已从数量扩张型向质量效益型转化。2012年全国牛奶产量从2000年的827.4万吨增加到3744.0万吨，云南省的牛奶产量也在同时期从13.0万吨增加到53.69万吨，增长十分迅速。以色列2011年奶牛年平均单产10.34吨，而我国同期的年平均单产仅为3.0吨，云南省奶牛年均单产（3.6吨）虽高于全国平均水平，但与以色列等奶业发展强国相比差距依然巨大[1]。以色列取得这样举世瞩目的成就除了与重视良种奶牛的育种工作，健全奶业发展的社会服务体系，科学的饲养管理，养殖管理自动化程度特别高以外，基于奶牛行为舒适，“以牛为本”的管理理念是分不开的。借鉴奶业发展强国的经验，结合国情和区域特点，采取有针对性的环境管理措施，对于改善奶牛的环境舒适度和提高泌乳量都具有重要意义。
1 以色列的奶牛舍建筑特点
以色列奶牛场设计理念应优先考虑奶牛的舒适度，其次才考虑牧场的建设投资。奶牛舍虽然比较简易，但非常适应当地的气候等环境条件，获得了良好的实用效果。为了应对夏季炎热的气候条件，奶牛舍多采用空间搭错方式，房舍较高，跨度较大，顶棚通常采用的可伸缩装置，可全封闭保温、遮挡风雨；也可按不同角敞开度，保证最大程度的采光和通风换气，提高了奶牛的环境舒适度。以色列干旱，北部降雨量约为500-1250 mm，南部地区更少，仅为0-25 mm。其南部地区奶牛舍屋脊处可以完全敞开，便于阳光照射和通风。采用典型的无颈枷的大通铺牛粪卧床，卧床面积约22 m2/头，比我国的卧床面积约超出10 m2/头。奶牛运动场的遮阳面也能在晴天翻转接受太阳光照射，增加粪尿等水汽的蒸发量。国内某公司最近研发了一种屋脊附近部分屋顶可以通过气动装置掀起和关闭。事实上这种类型牛舍屋顶属于滑动式，主要利用电机、滑动轨道及滑动轮的作用使牛舍屋顶开启或者闭合，增加牛床太阳辐射的接收量和舍内水汽的蒸发量。由于屋顶经常受到机械振动，对牛舍结构有较高的要求，需要增加牛舍的投资成本。
2 牛床及垫料类型
为了方便管理，舍内大部分地面是混泥土实心地面，由于质地较硬造成奶牛蹄部的磨损和损伤。为了改善奶牛的健康与福利化养殖水平，增加牛床的躺卧舒适度，提高奶牛在牛床上的躺卧和反刍时间，压迫更多的血液流入乳房部，对于提高奶牛养殖水平具有重要意义。用于改善奶牛躺卧行为舒适度的垫料有牛粪、细沙和橡胶垫等。
2.1采用牛粪垫料的大通铺散养模式
以色列牧场管理的目标提高奶牛的舒适度，在牧场实行“牛性化”管理。几乎所有的牧场都采用了“通铺”。基于气候干燥，资源短缺的国情，以色列采用粪便作为垫料是非常普遍的。牛舍内一般仅对采食通道进行清粪，很少清除大通铺牛床上的粪便，仅定期的用拖拉机疏松牛粪。基于奶牛传承了祖先在牧场上随意排泄的行为习性，以色列奶牛舍内通常设置的是单边饮水槽，奶牛饮水时排出粪便占排泄总量的70%，排泄在实心地面上的粪便以刮粪板或清粪拖拉机清运出牛舍。排泄在通铺上的粪便量相对较少，在一定程度上降低了大通铺被污染的可能，同时在开启大排量风机的情况下，奶牛舍大通铺得以保持干燥。采用牛粪作为垫料既与以色列炎热和干燥气候条件有关，增加水汽的蒸发量，便于保持大通铺牛粪及尿液的蒸发。此外高密度安装的大排量风机也加快了通铺垫料水分的蒸发。以干燥牛粪作为垫料，极大增加了奶牛的躺卧舒适度，增加反刍时间，保护肢蹄损伤和降低乳房炎的发病率。这在环境层面上确保了奶牛优良遗传潜能的发挥，同时提高了饲料转化效率。在其他气候湿润的国家，采用以色列模式能否取得成功暂未有定论，这是因为奶牛，尿液排泄量大，在缺乏足够数量大排量风机的情况下可能会污染通铺，引发乳房炎等疾病。在采用散沙作为垫料的大通铺可以允许有少量的牛粪，大部分牛粪仍需清除。部分屋顶可以通过机械装置掀起和关闭的滑动式屋顶，卧床在气候晴朗的时段能接受太阳辐射，增加粪尿水汽的蒸发量，为奶牛提供干燥、舒适的环境。
2.2 细沙垫料大通铺及卧床
沙子具有一定的吸湿能力，且沙床表面的水汽蒸发快，不宜滋生细菌；而稻草等作物秸秆或锯末虽然也具有吸湿能力，但都容易滋生细菌。沙子凉爽，可以增加奶牛体热的散失量，在炎热地区便于缓解奶牛的高温应激反应。基于沙子的特点，在奶牛生产中作为垫料是非常普遍的。生产中的牛床床面通常是混泥土地面，是以方便管理为标准进行设计的，忽视了奶牛的真实需求。在泥泞的水泥地面上，奶牛容易踩滑，且不利于蹄部的健康，而沙子通铺柔软，相比质地较硬的实心地面、橡胶垫都能更好地保护奶牛蹄部免于损伤，也更有利于奶牛的行走和躺卧[2]。沙子卧床厚度约15 cm-20 cm，卧床垫料厚度每降低1.0 cm，奶牛躺卧时间减少11 min [3]。由于细沙具有流动性，奶牛躺卧挤压易形成沙坑，需要将其抹平，否则粪尿堆积会造成通铺被污染。此外每12-14 d还需补充一次新鲜的沙子，将产生一定的维护费用。补充新鲜的沙子可以用牛床垫料抛洒车完成，降低劳动强度。
散栏卧床与大通铺类似，但卧床和隔栏尺寸需要合理设计。颈轨距沙床表面的高度随沙子数量的多少而变化，需要参照卧床沿以确定颈轨安装高度。过量补沙会造成卧床过高，使颈轨与卧床之间净高度降低，从而导致奶牛难以起立。经常整理沙床有助于持续保持其一定的高度和坡度。在管理措施到位的情况下，每个自由卧栏需要约4m3/年的沙子。
2.3 橡胶垫散栏卧床
集约化养殖条件下，为了便于管理，卧床通常是混泥土地面，但是奶牛并不喜欢硬度过高的床面。在硬质床面上添加垫草可以提高奶牛卧床的躺卧舒适度和利用率，但需要增加成本，且增加管理难度。为了解决这一问题，市场上卧床橡胶垫产品，有优点是便于清洗。但橡胶垫硬度也比较大，奶牛每天的躺卧时间平均仅为10.7 h，远低于沙子卧栏上的躺卧时间（12.4 h）。在混泥土实心地面上按每个卧栏铺撒7.5kg垫草，与橡胶垫卧床相比，奶牛躺卧时间多出了1.5 h，仅两前肢站立在卧床上的持续时间和频次都比较低。事实上，以橡胶垫作为卧床垫料，必然要求有一定的厚度，而厚度越厚，硬度也会越高，从改善奶牛舒适度的角度考虑，可以在橡胶垫内部掺入质地柔软的材料。总体看开，橡胶垫卧床相比混泥土实心地面有较好的躺卧舒适度，奶牛躺卧时间高出1.5 h [4]。鉴于沙子柔软和橡胶垫卧床易于管理，出现了一种细沙和橡胶垫组合卧床（5.0 cm细沙上铺橡胶垫），现场实验发现瘸腿奶牛在橡胶垫卧床上的躺卧和站立时间分别为12.0 h和4.0 h；而组合卧床上躺卧时间和站立时间分别为13 h和2 h。瘸腿奶牛在沙子卧床上的站立和躺卧都比较容易，不用担心滑倒，显然细沙和橡胶垫的组合式卧床相比单纯橡胶垫更能满足奶牛行为舒适的需求。
3 环境控制
3.1 注重牛舍和运动场的通风
高产奶牛在气温超过39℃时可能就受到了高温应激，表现为采食量下降20%，饲料转化率降低10%，泌乳量相对冬季降低10%-20%，相当于每年泌乳量降低500 kg-1500 kg。基于奶牛耐寒不耐热的特点，以色列非常重视为奶牛提供运行可靠的通风降温设施与设备。在奶牛卧床、采食通道、运动场、待挤厅和挤奶厅都布置有降温系统。通常采用的是风机-喷雾降温系统，降温用水在未降到地面之前就已蒸发，降低气温，增加了奶牛散热量，缓解了高温应激对奶牛产生的不利影响。由于挤奶厅湿度大，安装风机就能满足降温的需要。运动场上方也布置大排量风机，既能降温，也有助于加速运动场上牛粪垫料水分的蒸发量。高密度布置降温风机无疑增加了设备和动力运行成本，但奶牛每年的泌乳量从10000 kg大幅度增加到10800 kg的事实看来，降温成本的投入是值得的。
3.2 注重牛舍和运动场的遮阳降温
以色列气候炎热，无遮阳牛舍的气温达25~41℃时，气温每升高1℃，牛体温约升高0.2℃。高温应激不仅直接降低泌乳量，也对奶牛的受胎率有不良影响。以色列奶牛冬季的受胎率为50%，在无遮阳设施的牛舍，其受胎率在夏季大幅下降到20%以下。选择遮阳设施可以降低红外线辐射，是夏季防暑的主要措施之一（遮阳面积约5-8m2/头）。屋顶用白色材料或者采用低传导材料加尼龙塑膜覆盖的材质较好。遮阳网的降温效率取决于材料的导热性，导热性高的薄钢、薄铝的屋顶，假定屋顶温度为80℃，屋顶下的辐射量为760 kcal/m2/hr，此时低导热性材料如石棉瓦的屋顶温度为50℃，屋顶下的辐射量为535 kcal/m2/hr；若在石棉瓦上覆盖上一层尼龙薄膜，屋顶温度则仅为30℃，屋顶下的辐射量也仅为420 kcal/m2/hr。在温室中广为应用的遮阳网也被大量应用于奶牛场运动场以及屋顶遮阳。选择具有较高遮阳率的遮阳网，白天遮阳网下气温、辐照度低于室外，网下地面温度远低于室外的地面温度[5,6]。
4 小结
以色列非常重视奶牛舍环境的调控，基于气候炎热、资源短缺的国情，广泛采用了牛粪大通铺的开放式牛舍，配套使用大排量风机等环境调控设施，为奶牛创造了舒适的生活环境。以色列的经验值得借鉴，然而气候等条件存在差异，虽不可照搬，但是可以借鉴，探索适合我国国情及各地区域特色的奶牛养殖环境管理模式，为奶牛创造舒适的环境条件，增加泌乳量，提高奶牛的养殖经济效益。
参考文献
[1] 豆 明. 2013年中国奶业统计资料.
[2] Fulwider W K, Grandin T, Garrick D J, et al. Influence of free‐stall base on tarsal joint lesions and hygiene in dairy cows [J]. Journal of Dairy Science, 2006, 90, 3559‐3566.
[3] Drissler M, Gaworski M, Tucker C B, et al. Freestall maintenance: effects on lying behavior of dairy cattle [J]. Journal of Dairy Science, 2005,88, 2381‐2387.
[4] Haley D B, de Passille A M, Rushen J. Assessing cow comfort: Effect of two types and two tie stall designs on the behaviour of lactating dairy cows [J]. Applied Animal Behaviour Science，2001,71,105-117．
[6] 施政香，王朝元，许云丽，等. 奶牛夏季热环境控制技术研究与应用进展[J]. 中国畜牧杂志，2011, 47, 41-46. |