畜牧人
標(biāo)題:
炎熱氣候條件下高產(chǎn)奶牛最佳牛舍設(shè)計(jì)
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作者:
無照駕駛
時(shí)間:
2009-3-8 21:05
標(biāo)題:
炎熱氣候條件下高產(chǎn)奶牛最佳牛舍設(shè)計(jì)
牛舍應(yīng)為奶牛提供滿足潛在生產(chǎn)需要的最佳環(huán)境。對于產(chǎn)奶量且體型較大的高產(chǎn)奶牛而言，滿足其對環(huán)境的需要具有較大的難度。隨著全球氣候變暖，高產(chǎn)奶牛面臨的熱應(yīng)激問題日益嚴(yán)重（以色列氣象學(xué)院的未發(fā)表的資料表明在過去四十年間夏天氣溫升高了
4 ºC
）。
牛舍的設(shè)計(jì)顯著影響動(dòng)物在熱應(yīng)激條件下的行為狀況，但相關(guān)的研究報(bào)道相對較少。有課題研究通過噴水和風(fēng)扇來緩解動(dòng)物的熱應(yīng)激，過去的二十年中大量的文獻(xiàn)報(bào)道了降溫作用對奶牛生產(chǎn)和繁殖性能的直接作用
(Flamenbau
等，
1986
、
1995
；
Her 1988; Wolfenson 1988a, 1988b)
。還有若干文獻(xiàn)報(bào)道了自由散欄牛舍的幾個(gè)建筑指標(biāo)對于牛體水平的畜舍內(nèi)溫度的影響（獨(dú)立或聯(lián)合）
(Nangia
等，
2000; Stowell
等，
2001
；
Kadzere
等，
2002)
。
Stowell
等（
2001
）報(bào)道了牛舍中采取管道通風(fēng)與自然通風(fēng)的效果。
Stowell
（
1998
）報(bào)道了在較冷的氣候條件下（零度以下），采用頂棚保溫及其它保暖措施可以使牛舍溫度保持在
20
º
C
。而在炎熱氣候條件下，牛舍內(nèi)的溫度可能比室外溫度高
1-3
º
C
。采取屋頂隔熱措施的自由散欄牛舍可以降低屋頂下的溫度，但對牛體水平的溫度卻無影響。牛舍的邊墻的高度對舍內(nèi)溫度有明顯影響，高邊墻牛舍（
3.6-4.8
米）的降低溫度的效果優(yōu)于低邊墻牛舍（
3.2
米），而牛舍的朝向的影響并無報(bào)道
(Bray
等，
1990)
。采用
4
排自由散欄，
33
％的屋頂坡度牛舍的朝向?qū)τ谏醿?nèi)環(huán)境溫度無明顯作用。
大量文獻(xiàn)報(bào)道中均采用呼吸頻率作為熱應(yīng)激預(yù)測模型中的一個(gè)指標(biāo)
(Berman2005, Kadzere 2002)
。屋頂坡度為
30
％的牛舍減少了奶牛早晨和中午呼吸頻率之間的差異
(Armstrong
等，
1999)
，而邊墻高度為
3.6
米的牛舍比
3.2
米的牛舍更有利于降低這一指標(biāo)。開放式人字屋頂?shù)男Ч獌?yōu)于鐘樓式人字屋頂
(Armstrong
等，
1999)
。
呼吸頻率這一生理指標(biāo)可以用于評定環(huán)境的優(yōu)劣，但在商業(yè)牛場中卻不實(shí)用。溫濕度指數(shù)是另一個(gè)反應(yīng)應(yīng)激的指標(biāo)，但這一指標(biāo)沒有考慮風(fēng)速的影響。閾值溫度這一指標(biāo)目前逐漸被采用，其是指在熱應(yīng)激條件下奶牛開始增加呼吸頻率時(shí)的溫度，其考慮了環(huán)境溫度，相對濕度，風(fēng)速以，牛奶產(chǎn)量以及被毛厚度
(Berman 2005)
。
本試驗(yàn)引入了環(huán)境溫度，相對濕度和風(fēng)速等指標(biāo)，研究了影響奶牛應(yīng)激閾值溫度的最佳牛舍設(shè)計(jì)參數(shù)。
材料和方法
試驗(yàn)時(shí)間為
2004
和
2005
年夏天，共計(jì)測定了
39
個(gè)牛舍。每個(gè)牛舍均安裝了兩個(gè)氣象測定裝置，一個(gè)位于舍內(nèi)牛床上方
2.2
米處，另一個(gè)安裝在牛舍中部相同的高度，主要季風(fēng)的下風(fēng)口。第三個(gè)安裝在牛場開放場地上方
6
米高的位置，無障礙物阻擋。采用
坎貝爾科技公司
的
CR10 Micrologger®
連續(xù)測定每分鐘環(huán)境溫度、相對濕度、熱輻射、風(fēng)速、風(fēng)向、黑球溫度等指標(biāo)，計(jì)算每十分鐘的平均值。每個(gè)牛場在夏季中測定
3-5
天。奶牛開始通過加強(qiáng)呼吸頻率來增加散熱時(shí)被認(rèn)為出現(xiàn)熱應(yīng)激
(Berman 2005)
，這一熱應(yīng)激模型中的閾值溫度還考慮了風(fēng)速，相對濕度和環(huán)境溫度。高產(chǎn)奶牛的指標(biāo)為產(chǎn)奶量為
45kg/
天，乳脂率為
3.5
％，被毛厚度為
3
毫米。閾值溫度越高意味著對動(dòng)物的福利越好。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用
SAS
軟件的
GLM
程序分析，閾值溫度為因變量，并使用
Berman
（
2005
）的模型計(jì)算，牛舍設(shè)計(jì)參數(shù)作為自變量，主要包括以下：牛舍類型（自由散欄和開放式）、牛舍朝向、邊墻高度、屋頂坡度、屋頂類型（可移動(dòng)或封閉屋頂）、屋梁、牛舍寬度、時(shí)間段的差異（早晨、中午、傍晚和夜間）。連續(xù)值被分成組便于數(shù)據(jù)分析，并考慮自變量的交叉作用。測定的數(shù)據(jù)使用協(xié)方差分析，概率低于
0.05
的數(shù)據(jù)認(rèn)為差異顯著。
結(jié)果
本次試驗(yàn)采用以下類型的牛舍：
1．
牛欄式：躺臥面積狹?。?/font>
5-8
平米
/
頭），采用無遮擋的水泥走道，通常為東西走向。
2．
開放式：較大的躺臥空間（
15-17
平米
/
頭），有頂棚
3．
自由散欄：自由選擇的躺臥空間，有頂棚
牛欄式牛舍多用于年降雨量低于
20mm
的干旱地區(qū)，目前應(yīng)用最廣泛的為開放式牛舍。
牛舍類型
：
牛欄式牛舍的閾值溫度低于其它類型的牛舍，開放式牛舍閾值溫度最高，自由散欄式牛舍的閾值溫度位于二者之間，分別為
31.4
º
C, 32.1
º
C, 31.7
º
C
，彼此差異顯著。開放式牛舍全天大多數(shù)時(shí)間的閾值溫度要高于自由散欄式牛舍。
牛舍朝向
測定了每個(gè)農(nóng)場的風(fēng)向，大多數(shù)農(nóng)場的主要季風(fēng)為西風(fēng)，風(fēng)向位于
290
º
到
300
º之間。牛舍的朝向主要分為兩種類型：南北朝向和東西朝向，南北朝向的牛舍和主季風(fēng)的風(fēng)向垂直。
南北朝向牛舍的效果優(yōu)于東西朝向的牛舍，閾值溫度分別為
33
º
C
和
31.9
º
C
，除去中午的時(shí)間段外（上午
11:00
和下午
13:00
）閾值溫度均差異顯著。南北朝向的兩種類型牛舍均較好，而自由散欄式牛舍在兩種朝向中的閾值溫度溫差較大（
1.5
º
C
），而開放式牛舍僅有
0.6
º
C
。
屋梁類型
測定了三種屋梁類型的牛舍，開放式人字型屋頂，鐘樓式人字屋頂，單坡屋頂。三種牛舍閾值溫度分別為
32.6
º
C
、
32.3
º
C
和
31.4
º
C
。
屋頂坡度
按屋頂?shù)钠露确譃樗姆N類型的牛舍，小于
12
度、
12
和
19
度之間、
20
和
22
度之間和大于
22
度。
與其它三種類型牛舍相比，坡度小于
12
度的牛舍效果最差，閾值溫度低
2.5
度（差異顯著），其它三種類型牛舍的閾值溫度差異不顯著，但在一天最炎熱的時(shí)間段內(nèi)，坡度大于
20
度牛舍的效果優(yōu)于其它類型牛舍。坡度大于
22
度無益處。
開放式側(cè)墻
增加牛舍側(cè)墻開放的高度可以相應(yīng)顯著增加閾值溫度。結(jié)合側(cè)墻的高度以及建筑的朝向，南北朝向的牛舍側(cè)墻高度高于
4.8
米無任何好處，而東西朝向的牛舍側(cè)墻高于
5.2
米有顯著效果。
牛舍寬度
牛舍按建筑寬度分為以下幾個(gè)類型：
19-30
米、
30-41
米、
42-51
米和大于
52
米。
19-30
米寬的牛舍閾值溫度顯著高于寬度為
30
米以上的牛舍（閾值溫度分別為
33
º
C
和
31.5
º
C
），牛舍寬度與牛舍朝向的交叉作用表明位于東西朝向的牛舍
19-30
米寬的牛舍閾值溫度比
30
米以上的牛舍閾值溫度高。南北朝向的牛舍中，寬度
42-51
米寬的閾值溫度最大，高于
51
米或低于
42
米的牛舍效果較差。
屋頂類型
雨季（十月到次年四月）限制了奶牛無法在敞篷的牛舍內(nèi)進(jìn)行飼養(yǎng)，這也推動(dòng)了活動(dòng)屋頂?shù)漠a(chǎn)生。當(dāng)動(dòng)物體溫高于環(huán)境溫度時(shí)可以移動(dòng)屋頂，通過開放空間來散熱。以下是兩種活動(dòng)屋頂：
（
a
）活動(dòng)式屋頂－部分屋頂可以移動(dòng)并折疊起來。
（
b
）百葉式屋頂－屋頂以百葉的形式調(diào)節(jié)陽光的照射。
四種類型屋頂?shù)呐Ｉ徇M(jìn)行了比較：傳統(tǒng)的單坡屋頂和雙坡屋頂?shù)呐Ｉ幔约吧鲜鰞煞N活動(dòng)屋頂?shù)呐Ｉ帷?/font>
活動(dòng)屋頂牛舍的閾值溫度顯著高于其它類型屋頂?shù)呐Ｉ?，而百葉式和雙坡式的無顯著區(qū)別。屋頂類型和牛舍朝向的交叉作用表明，南北朝向的牛舍可得到上述相同的結(jié)論，而東西朝向牛舍中，百葉式和活動(dòng)式閾值溫度相似，但活動(dòng)式屋頂?shù)男Ч葌鹘y(tǒng)式屋頂要差。
討論
約六年前，以色列開始在牛養(yǎng)殖業(yè)上加強(qiáng)環(huán)境控制，以預(yù)防奶牛養(yǎng)殖廢棄物對水和土壤的污染。新的法規(guī)禁止在開放式的場地上進(jìn)行牛的養(yǎng)殖，因此推動(dòng)了多種類型牛舍、新的管理措施及技術(shù)的發(fā)展。
在炎熱的氣候條件及自然通風(fēng)狀況下，自由散欄牛舍中牛比開放式牛舍的牛更早的加強(qiáng)呼吸頻率，這可能是由于自由散欄牛舍中更易于聚集所致，也可能由于牛舍某些建筑特性所致，如牛欄等可能對穿堂風(fēng)行程阻礙的因素。南北朝向的自由散欄牛舍由于位于主季風(fēng)的垂直方向上，其閾值溫度通常高于開放式牛舍。
開放牛舍通風(fēng)主要由自然風(fēng)，而其顯著影響閾值溫度。這一假設(shè)也受到以下事實(shí)支持，南北走向的牛舍兩側(cè)溫度和相對濕度差別不大，但當(dāng)風(fēng)穿過牛舍后風(fēng)速顯著降低。如果忽略風(fēng)速，靠近牛體的溫度并不支持這一理論。牛是否聚集也受到風(fēng)速的影響。這一實(shí)際觀察相一致，南北方向牛舍與東西走向牛舍相比牛聚集的更少。
本研究發(fā)現(xiàn)牛舍的朝向和主季風(fēng)的方向?qū)τ谂釕?yīng)激的影響更明顯。這一結(jié)果與
Barrington
等（
1994
）的研究結(jié)果一致。
活動(dòng)式屋頂牛舍的效果主要取決于建筑的方位。與平行于季風(fēng)方向的牛舍相比，與主季風(fēng)方向垂直的牛舍活動(dòng)檔板的高度較低。平行于季風(fēng)方向的牛舍可以通過增加牛舍高度來加強(qiáng)通風(fēng)。我們的研究結(jié)果與
Bray (1990)
及
Stowel (1994)
的相似。
牛舍最佳寬度也與建筑的方位有關(guān)系，平行于季風(fēng)方位的牛舍應(yīng)該較窄。
Zappaviga
（
2002
）認(rèn)為通風(fēng)是環(huán)境控制的最主要因素。和理的畜舍朝向及邊墻高度決定著動(dòng)物的狀況，這與本研究的結(jié)果相一致。
提高屋脊的坡度可以環(huán)節(jié)動(dòng)物的應(yīng)激狀況，如提高到
22
度。除此之外，本試驗(yàn)未能發(fā)現(xiàn)與其它研究相一致的結(jié)果，如繼續(xù)增加坡度還可改善動(dòng)物的應(yīng)激狀況。
本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)開放式屋頂比鐘樓式屋頂?shù)男Ч?，這與
Armstrong (1999)
的研究一致。
綜上所述，開放屋頂技術(shù)在以色列得到應(yīng)用及發(fā)展，以控制環(huán)境污染?；顒?dòng)式和百頁式屋頂這兩種技術(shù)均得到推廣和發(fā)展。本研究表明活動(dòng)式可以最大的減少動(dòng)物的應(yīng)激。我們建議采用活動(dòng)式屋頂?shù)呐Ｉ?，并適當(dāng)減少牛舍寬度，這樣可改善牛舍內(nèi)的環(huán)境條件。
總結(jié)
本研究首次應(yīng)用了基于其它模型并考慮風(fēng)速的新熱應(yīng)激模型，研究結(jié)果表明：
(a)
作為以色列廣泛應(yīng)用的牛舍類型，開放式牛舍被證明優(yōu)于自由散欄和牛欄。
(b)
牛舍應(yīng)該位于經(jīng)度的方向上，與主要季風(fēng)的方向垂直。
(c)
側(cè)墻的開放高度應(yīng)高于
4.8
米。牛舍與主要季風(fēng)相平行的話，應(yīng)高于
5.2
米。
(d)
屋頂坡度超過
22
度無益處
(e)
牛舍的寬度和其朝向相關(guān)。牛舍朝向與主季風(fēng)垂直的牛舍應(yīng)比與主季風(fēng)平行的牛舍稍寬。
(f)
開放式人字型屋頂優(yōu)于鐘樓式人字型屋頂。
(g)
開放式屋頂可改善畜舍內(nèi)的環(huán)境條件。在現(xiàn)有條件下，活動(dòng)式屋頂?shù)呐Ｉ醿?yōu)于百葉式屋頂?shù)呐Ｉ帷?/font>
作者:
汗顏
時(shí)間:
2009-3-8 21:20
多謝提供資料，值得學(xué)習(xí)。
作者:
無照駕駛
時(shí)間:
2009-3-8 21:23
不客氣和大家一起分享(⊙_⊙)
2#
汗顏
作者:
tqch
時(shí)間:
2009-5-6 09:46
好東西，值得學(xué)習(xí)??！
歡迎光臨 畜牧人 (http://m.ffers.com.cn/)
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