基于奶牛舒适度的牧场设计——饮水槽 料槽 胸档杆 卧床设计与管理

2019-01-12 15:07 荷斯坦奶农俱乐部网 访问量:207 [ 字号: ]
 
 
John T. Tyson, P.E. 美国宾夕法尼亚州立大学农业技术推广专家
John Tyson先生于1993年本科毕业于美国宾夕法尼亚州立大学的农业工程专业,2008年在该校获得农业工程硕士学位。1993-1995年间,John在宾夕法尼亚州立大学从事农业和生物工程技术推广工作。1995-至今,John先后在宾夕法尼亚州伊利郡和米夫林郡的大学合作推广机构从事农业工程推广教育工作。早在2003年,John就获得了注册工程师执照,目前是奶业基层实践委员会的会员。
John的工作内容囊括奶牛场布局、牛舍设计、通风系统设计、饲料库设计、粪污处理以及牛只舒适度等方面。在工作过程中,他积累了丰富的与牧场工作人员、建筑商、供应商、兽医、财务人员等协调沟通的经验。
2010年,John获得了宾夕法尼亚奶协颁发的“杰出技术推广奖”。
 
水起着举足轻重的作用!
奶牛每生产一公斤牛奶需要4~5公斤的水,大概80%~90%的水的需要量通过饮水来满足。所以,水其实是牧场最大的一种饲料原料。一头产量为35kg的奶牛采食53kg的TMR,饮水110kg。所以,大家一定要记住牛奶87%是由水组成的,奶牛本身可以合成蛋白质和脂肪,但是,它不能合成水。
 
图1 产量与饮水量的关系
从上图可以看出产量和饮水量之间是正相关的。所以,提供足量的饮水量才能保证奶牛的高产。
 
饮水的趋势
奶牛每天饮水时间小于1小时。一般情况下,在挤奶之后回到畜舍,它的饮水量会比较大。在大量采食的时候饮水最多。另外,它喜欢采食和饮水交替进行。
 
奶牛是如何饮水的?
 
图2
奶牛饮水时头浸入水中2.5~5cm,呈60度角,每分钟12~19升,需要605 cm2的饮水面积。因此,畜舍饮水槽的高度为60~80cm,容量至少要有190升。另外,要保证它的水流速度,最低为每分钟12升,因为奶牛每分钟可以喝3~5加仑的水。打个比方,一个1000~1500头牛的牛场,有时候整体用水量和一个小镇的用水量差不多。所以,牛场用水量是非常大的,要安装足够的供水系统。
 
图3
饮水槽数量和位置
在饮水槽长度方面,大概每头牛要有8厘米长的饮水槽空间,保证牛群中15%的奶牛可以饮水。水槽安装的位置,每个牛群至少有2个饮水槽,水槽间隔最大25米。另外,要保证饮水槽附近有足够的空间,因为奶牛喜欢一起饮水。一般情况下推荐在饮水槽周围有4~5米的空间可以让奶牛自由活动。
 
图4
料槽设计
料槽设计要围绕着一个目标,每多采食1公斤的干物质相当于可以多产2公斤的奶。现代牧场的目标是养一头快乐的奶牛。我们现在的牧场设计其实不光光是把奶牛喂饱而已,要让奶牛多吃,就是尽量的多采食。其实,最后一公斤的奶往往是利润最高的,因为维持成本已经被覆盖了。
在设计料槽的时候,我们要看一下奶牛自然的采食行为,一般情况下,奶牛肯定是低头吃草的站位。另外,它采食前蹄前方大概5~15厘米的牧草。
料槽地面一般要求光滑的硬地面,而且非常易于清理和推料。一般选用可以抗腐蚀的材料进行铺设。
 
图5
美国也一直在探讨每头牛所需要的采食空间是多大?我认为它与每个牧场的管理水平相关。首先,干奶牛和围产牛一定要提供充足的采食空间,大概每头牛需要70~75厘米。对于泌乳牛来讲,不是必须保证多宽的采食空间,更需要注意的是管理方面,比如上料和推料,让奶牛想采食的时候直接可以够到饲料,还有使用的颈夹及结构。
 
图6 颈夹式料槽
 
图7 开放式料槽
休息区目标
休息区目标为干净、干燥、舒适、安全,奶牛可以轻松的站立、再躺下,改善清洁度和乳房健康,使受伤降到最低。这说起来简单,但是我们需要真正从奶牛如何使用卧床开始讲解。
躺卧的重要性
为什么我们要强调躺卧呢?因为奶牛在躺卧的时候,它的乳房供血量大概能增加25%~50%,所以,供血量增加以后产量也会增加,增加1小时躺卧时间等于多产1公斤奶。
 
图8  典型的奶牛活动
这是美国Miner研究所进行的一个研究,主要是统计了奶牛每天的活动。我们可以看出,奶牛每天大概有一半的时间是用来躺卧的。另外,还花费25%的时间在采食和饮水上,6%的时间要进行社交活动,剩下的用来挤奶或进行其它处理。所以,如果卧床设计等方面影响到了奶牛躺卧的话,肯定会影响它的产奶量。
奶牛的躺卧参数
美国威斯康辛大学试验结果显示奶牛大概每天平均访问7.2次卧床,每天平均13.6次躺卧回合,每个回合平均1.2小时,范围在0.3~2.9小时。为什么我们要看这个数据呢?因为奶牛有个习惯,当它从卧床上站起来以后,一般不会立刻离开卧床,它会站在卧床上排便、排尿或者干其它事情,然后再躺卧。所以,我们设计卧床时候一定给它充足的时间,保证奶牛能够再次躺卧。
 
图9 奶牛每天的时间安排
上图是威斯康辛大学的一个试验,左边柱状图是10%最好的奶牛的行为统计,右图是平均水平奶牛的行为统计。大家可以看出来,不管好的奶牛还是平均水平的奶牛,它花在采食、饮水方面的时间都是差不多的。但是,产量高的奶牛会比平均水平奶牛多花2小时躺卧,站立的时间会减少。所以,在我们设计卧床的时候要给奶牛提供一些保护,让它在躺卧站立再躺卧过程中能够不受伤。
 
图10 奶牛的躺卧过程
上图是奶牛躺卧过程图,从左边1开始一直到右边的第7步。奶牛躺卧时前肢下跪,然后躺卧。
 
图11 奶牛躺卧体位
 
我们在设计卧床长度的时候就要考虑到奶牛各种躺卧的体位。左下角图中奶牛把头回过来,表明它非常舒适,而且是想要睡觉的图。基于这种现象,你可以观察牛舍的奶牛,一般情况下能观察到几头牛有这种体位,如果不常见的话,你就要问自己了,牛舍的舒适度是不是有问题?
 
图12 奶牛的站立过程
大家看奶牛站立图,首先后肢先站起来,然后才有一个向前俯冲的姿势,最后才彻底站起来。
卧床长度
 
图13 卧床长度
在设计卧床的时候,有三个需要注意的方面:躯干所占的空间、头部所占的空间和前冲空间。对于平均大小的荷斯坦奶牛来讲,奶牛由躺卧完全自由的站立,躯干所占的空间大概需要173厘米,头部空间46厘米,前冲的空间也是46厘米。
卧床宽度
一般情况下,奶牛在躺卧时宽度是它站立时候的2倍。荷斯坦奶牛的平均站立宽度是56~61厘米,我们设计卧床时最小宽度应该在122厘米。对于干奶牛和围产牛,因为它们怀孕,体型相对来讲比较大一些,应该再增加20厘米。总之,卧床的设计一定要保证奶牛的自由活动。
 
图14
 
图15
在设计卧床时,还要考虑奶牛前方的一些设计,比如在上图中过道旁边的栏杆,它会阻碍奶牛前冲的空间。所以,设计的时候要有一个比较开放式的空间,这样奶牛在卧倒的过程中不会触碰到任何一个阻碍物。
颈档杆的位置
颈档杆作用是帮助奶牛在躺卧前调整位置。颈档杆的位置是四个蹄子站立,并保持后背水平。
 
图16
图中显示的颈档杆的设计主要是为了保证奶牛在站立的时候能够是一个矩形,保持后背的水平。如果奶牛进入卧床的时候体位有一个曲体的动作,颈栏杆的位置肯定是不恰当的。如果在牧场奶牛两条前腿站立在卧床上、后腿站立在卧床下面这种现象比较多,说明卧床设计肯定是有问题的,一般情况下是颈档杆的位置问题。
 
图17
正确的颈档杆设计是要保证奶牛的头部在颈档杆的下面。我看到的一些牧场常见的卧床设计问题大部分都是颈栏杆设计不恰当问题。对于平均体格大小的荷斯坦奶牛,一般情况下颈栏杆的位置应该离地面122厘米高,离卧床的后缘大概是178厘米长。
所以,对于荷斯坦奶牛来讲,如果要想评价卧床设计是否合理,一个非常简单的办法就是用尺子量一下从颈栏杆到卧床后缘的距离,大概在216~220厘米的话是比较合理的。如果测量的距离不够,也就是卧床偏小的话,一个比较简单的修改方法是可以把颈栏杆向前移一定的距离,然后保证它的测量距离在刚才说的参考范围。
胸档杆作用
目的是保持躺卧时的前冲空间,防止奶牛在躺卧过程中向前爬行。胸栏杆一般不需要特别的大,也不需要特别高,一般推荐保持在10~15厘米就可以了。另外,在美国有些地区其实现在干脆不使用胸栏杆了,设计背后的理论主要是觉得如果奶牛比较温顺的话,没有胸栏杆也不会冲出去。但如果有非常暴躁的奶牛,有这个也不起作用。
 
图18
 
图19
卧床垫料的选择
卧床垫料要具有缓冲、提供舒适度、一定的摩擦力和干燥功能,一种是厚垫料,比如沙子、石灰等,它的参考高度大概是10~15厘米。另外一种垫料是垫子,如橡胶垫和水床等。在使用垫子时,我们要注意它只是提供了一部分缓冲的功能,在橡胶垫上面还要提供大概5~10厘米材料作为垫料。垫料一般包括有机的垫料和无机的垫料。有机的垫料如锯末、木屑、秸秆、干粪等。无机的垫料如沙子、石灰等。无机垫料有一个优势,它不利于微生物的生长。同时,有机垫料的弊端就是因为它本身是有机物质,所以可能会对微生物的生长提供一些条件,不利于乳房炎的防护。因此,使用垫料的目的就是为了保证它可以吸收或者有一定的渗水功能,来保证牛体的干燥。另外,提供一定的缓冲来保护牛。还有就是要提供一些摩擦力,因为在奶牛躺卧和站立的过程当中需要有适当的摩擦力。
 
图20 中情况可以通过好的垫料和卧床管理改变。
 
图21
卧床管理和维护
首先要对卧床的垫料进行维护,通过增加垫料频率来进行评估,如果不行的话再进行调整。比如卧床如果很脏,不管它的大小是多少,也不管垫料厚度和垫料种类,你现在需要做的就是马上把它清理掉。我们设计卧床时为了让奶牛不把粪便或者尿拉在床上,有时会给它做一些调整。这样的话,有时候反而起了反作用。所以,在卧床方面,畜舍的设计重要,但是维护、管理更重要。好的管理维护可以弥补差的设计和施工,但是差的管理维护也可以破坏优秀的设计施工。
总结
请牢记良好的奶牛舒适度可以将应激降到最低,使产量最大化,注意细节和系统的管理维护是关键。要关注奶牛的一些天性,依据奶牛的需求去设计,员工开展日常工作也要适应奶牛的正常活动。
另外,奶牛喜欢稳定,稳定的优质粗饲料、稳定的饲喂程序包括饲料的供应和饲喂时间、稳定的水质、稳定的挤奶程序和稳定的奶牛舒适度。
(本文根据John Tyson 在“安迪苏2018国际奶业研讨会”上的讲课内容整理,由张倩博士担任翻译并审阅
 
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