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) [打印本頁(yè)]

作者: 逍客 時(shí)間: 2010-9-29 00:11
標(biāo)題: 炎熱氣候條件下高產(chǎn)奶牛最佳牛舍設(shè)計(jì)
　　舍應(yīng)為奶牛提供滿足潛在生產(chǎn)需要的最佳環(huán)境。對(duì)于產(chǎn)奶量且體型較大的高產(chǎn)奶牛而言，滿足其對(duì)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(wèn)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(guò)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(duì)較少。有課題研究通過(guò)噴水和風(fēng)扇來(lái)緩解動(dòng)物的熱應(yīng)激，過(guò)去的二十年中大量的文獻(xiàn)報(bào)道了降溫作用對(duì)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(duì)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20ºC。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 ºC。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(duì)牛體水平的溫度卻無(wú)影響。牛舍的邊墻的高度對(duì)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(wú)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(wú)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(cè)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(kāi)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(píng)定環(huán)境的優(yōu)劣，但在商業(yè)牛場(chǎng)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(méi)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(kāi)始增加呼吸頻率時(shí)的溫度，其考慮了環(huán)境溫度，相對(duì)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(duì)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(cè)定了39個(gè)牛舍。每個(gè)牛舍均安裝了兩個(gè)氣象測(cè)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(chǎng)開(kāi)放場(chǎng)地上方6米高的位置，無(wú)障礙物阻擋。采用坎貝爾科技公司的CR10 Micrologger®連續(xù)測(cè)定每分鐘環(huán)境溫度、相對(duì)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(chǎng)在夏季中測(cè)定3-5天。奶牛開(kāi)始通過(guò)加強(qiáng)呼吸頻率來(lái)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(duì)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(duì)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(kāi)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(cè)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：躺臥面積狹小(5-8平米/頭)，采用無(wú)遮擋的水泥走道，通常為東西走向。
　　2. 開(kāi)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(kāi)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(kāi)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31.4ºC, 32.1ºC, 31.7ºC，彼此差異顯著。開(kāi)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(cè)定了每個(gè)農(nóng)場(chǎng)的風(fēng)向，大多數(shù)農(nóng)場(chǎng)的主要季風(fēng)為西風(fēng)，風(fēng)向位于290º 到300º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 ºC 和31.9 ºC，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(1.5ºC)，而開(kāi)放式牛舍僅有0.6 ºC。
　　屋梁類型
　　測(cè)定了三種屋梁類型的牛舍，開(kāi)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32.6ºC、32.3ºC和31.4ºC。
　　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(wú)益處。
　　開(kāi)放式側(cè)墻
　　增加牛舍側(cè)墻開(kāi)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(wú)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33ºC和31.5ºC)，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(wú)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(guò)開(kāi)放空間來(lái)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(lái)。
　　(b)百葉式屋頂-屋頂以百葉的形式調(diào)節(jié)陽(yáng)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?，以及上述兩種活動(dòng)屋頂?shù)呐Ｉ帷?br /> 　　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幔偃~式和雙坡式的無(wú)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(kāi)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(duì)水和土壤的污染。新的法規(guī)禁止在開(kāi)放式的場(chǎng)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(kāi)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(duì)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(kāi)放式牛舍。
　　開(kāi)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(duì)濕度差別不大，但當(dāng)風(fēng)穿過(guò)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(guò)增加牛舍高度來(lái)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(kāi)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(kāi)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(yè)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(kāi)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(kāi)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(guò)22度無(wú)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(kāi)放式人字型屋頂優(yōu)于鐘樓式人字型屋頂。
　　(g) 開(kāi)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?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080"> 作者: kdnmk 時(shí)間: 2010-9-29 03:21
謝謝樓主分享，很好的帖子

作者: 趙沛 時(shí)間: 2010-9-29 04:15
謝謝樓主分享

作者: amypx 時(shí)間: 2010-9-29 08:19
很全面的材料，要拜讀一下

歡迎光臨畜牧人 (http://m.ffers.com.cn/)