熱應(yīng)激下牛舍環(huán)境變化及牛床噴霧應(yīng)用探討

曹斌斌，胡雙峰,2，毛晶晶，劉洋,2，王建宗，吳潔，蘇衍菁

（1.光明牧業(yè)有限公司，上海 200436；2.滑縣光明生態(tài)示范奶牛養(yǎng)殖有限公司，滑縣 456400；3.上海益諾思生物技術(shù)有限公司，上海 200436）

熱應(yīng)激對奶牛生產(chǎn)性能可造成極大的負(fù)面影響[1,2]。為緩解熱應(yīng)激對奶牛的影響，生產(chǎn)中一般采取營養(yǎng)配方調(diào)整、物理降溫等措施[3,4]。噴淋加風(fēng)扇是目前被認(rèn)為最有效的物理降溫防暑措施[1,5,6]，其可通過蒸發(fā)帶走牛體熱量而降低體溫，是目前主流的防暑降溫方法。而集中噴淋的效率高于采食道噴淋，但噴淋的缺點(diǎn)是水的利用率較低，會造成牧場污水量的增加。

目前，隨著奶牛生產(chǎn)性能的提升，需要建立全方位的防暑降溫體系，即盡一切可能緩解奶牛熱應(yīng)激。奶牛每日平均躺臥時間為12h[7]，在夏季熱應(yīng)激下躺臥時間會降低，但臥床仍然是奶牛最主要停留的區(qū)域，也是防暑降溫最主要的區(qū)域。目前針對臥床的防暑降溫多以風(fēng)扇增加對流為主，少數(shù)牧場增加了噴霧，但對于噴霧的使用效果仍具有爭議。本文主要探討了牛舍溫度的變化及在臥床區(qū)域使用噴霧對臥床小環(huán)境的影響，為進(jìn)一步完善臥床防暑降溫措施提供參考。

1 材料與方法

本試驗在某規(guī)模化奶牛場進(jìn)行。奶牛散欄飼養(yǎng)，每天飼喂3次TMR，3次擠奶。熱應(yīng)激期間，牛舍采食通道和臥床24h開啟風(fēng)扇，風(fēng)扇遠(yuǎn)端風(fēng)速3m/s以上；采食通道使用噴淋設(shè)施，噴淋出水量為3.5L/min，臥床安裝有噴霧設(shè)施，噴霧出水量為150mL/min。

試驗一：在牛舍的三個位置，即臥床、采食通道和牛舍中間位置安裝溫度記錄芯片（Ibutton 公司生產(chǎn)，溫度測量精度為0.1℃），安裝位置與牛體同高。采食通道頸夾部位有風(fēng)扇、噴淋設(shè)備，牛舍中間位置無電風(fēng)扇等設(shè)備，溫度接近室溫。同時隨機(jī)選擇5頭牛，將溫度芯片放入牛只陰道中，記錄牛只體溫。溫度設(shè)定為每分鐘記錄一次，24h后取出芯片，導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

試驗二：在臥床的三個區(qū)域，即臥床（牛只躺臥部位，噴霧無法打濕臥床、電風(fēng)扇可吹到）、臥床上方（電風(fēng)扇后部，風(fēng)扇的風(fēng)吹不到，也沒有噴霧）、噴霧設(shè)施下方（噴霧部位，風(fēng)扇可吹到）安裝溫濕度芯片（DS1923，Ibutton 公司生產(chǎn)，溫度測量精度0.1℃，濕度測量精度1個單位），每分鐘記錄一次溫度和濕度，24h后取出芯片，導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2．1 牛舍溫濕度變化趨勢

從牛舍溫度變化趨勢看，凌晨05:00氣溫達(dá)到最低，6:00～11:00溫度快速上升，平均每小時上升2℃，該變化與太陽輻射急劇增加有關(guān)。隨后溫度維持在30℃以上，17:00之后開始以每小時1℃的速度下降。溫度曲線顯示，太陽輻射對牛舍氣溫有決定性作用，而牛體輻射散熱對牛舍溫度的影響很小（牛只去奶廳擠奶后牛舍溫度沒有變化）。

牛舍濕度從16:30左右開始以每小時3個百分點(diǎn)的速度升高，一直到第二天早上06:30左右，達(dá)到最高的76%左右，隨后快速降低，11:30～16:00之間處在最低點(diǎn)并保持穩(wěn)定。濕度的變化與溫度呈相反的關(guān)系。記錄顯示，牛舍濕度同樣受環(huán)境濕度影響，同時溫度對濕度有決定性影響，即夜間溫度降低后，水蒸氣溫度降低并冷凝成水珠，導(dǎo)致地面附近濕度增加，隨著太陽輻射的增加，水蒸發(fā)及水蒸氣上升增加，同時水蒸氣開始向上流動，導(dǎo)致地面附近濕度下降。

牛舍溫濕度指數(shù)（THI）波動較小，從圖1可以看出，17:00左右溫濕度指數(shù)開始緩慢下降，平均每小時下降1個單位，06:00左右隨著溫度的升高而快速升高，09:00～17:00均保持在76以上，此時也是牛只熱應(yīng)激最嚴(yán)重的時間。

圖1 牛舍溫濕度指數(shù)變化趨勢

2．2 奶牛體溫的變化

從牛只體溫變化趨勢看（圖2），奶牛體溫可超過39℃，通過噴淋和風(fēng)扇的方式可以有效降低體溫，降幅可達(dá)0.7℃左右，因此牛只體溫呈現(xiàn)波動性。與之前研究相似[8]，熱應(yīng)激下，奶牛體溫在凌晨00:00左右可達(dá)到39℃，而此時牛舍的THI指數(shù)僅為67，處于低點(diǎn)，對牛只散熱沒有影響，因此牛只此時的體溫可能與奶牛飼料消化和機(jī)體代謝產(chǎn)熱有關(guān)，即與此時飼料在瘤胃中消化產(chǎn)熱較多有關(guān)，更有可能是此時瘤胃中快速降解的飼料已經(jīng)消化結(jié)束，而以纖維消化為主，而纖維消化產(chǎn)熱量更大。

圖2 牛只陰道溫度變化

2．3 臥床噴霧對牛舍不同位置溫度的影響

牛舍不同位置溫度主要受環(huán)境溫度的影響，但也有差異：00:00～05:00期間，舍溫低于頸夾部位溫度0.5℃左右；隨著太陽輻射增加，舍溫開始高于頸夾部位溫度，全天平均高出0.7℃左右；傍晚太陽輻射減少后頸夾部位溫度開始低于牛舍溫度。

23:00到次日05:00，頸夾區(qū)域溫度高出臥床區(qū)域0.13℃。06:00～08:00溫度基本一致，08:40噴霧開啟后，臥床溫度上升速度減緩，至18:00，平均低于頸夾部位0.5℃，表明水蒸氣霧化可以帶走局部小環(huán)境熱量，此時可使局部溫度降低0.4℃左右。18:00～22:00，環(huán)境溫度快速下降，而臥床溫度位于頸夾溫度和環(huán)境溫度之間，溫度下降速度快于采食道，此時臥床溫度低于頸夾溫度1.1℃。

圖3 牛舍不同位置溫度變化

2．4 臥床開啟噴霧后對局部濕度及THI指數(shù)的影響

在試驗二評估了噴霧開啟對臥床不同部位溫度、濕度的影響，并計算出溫濕度指數(shù)變化，詳見圖4～圖6。

圖4為臥床不同部位的溫度變化，可見噴霧下的溫度最低，這是因為水霧化后可帶走大量的熱量，因此噴霧中心位置溫度最低，從18:00到22:00，溫度比臥床上方低4℃，22:00到凌晨2:00，低于臥床溫度2.5℃。噴霧關(guān)掉后，三個區(qū)域溫度基本一致。上午噴霧開啟后，臥床區(qū)域溫度低于臥床上方，但隨著環(huán)境溫度的升高，臥床區(qū)域與臥床上方的溫差逐步縮小，同樣下午隨著環(huán)境溫度的下降，溫差逐步擴(kuò)大。

圖4 臥床不同部位溫度變化

圖5 臥床不同部位相對濕度變化

圖5為臥床不同部位相對溫度變化，可見噴霧下的相對濕度最大。18:00～22:00，噴霧下方濕度高于噴霧上方20.8個百分點(diǎn)，臥床區(qū)域高于臥床上方4個百分點(diǎn)；從22:00到噴霧關(guān)閉，臥床區(qū)域濕度高于臥床上方8個百分點(diǎn)，高于噴霧上方15個百分點(diǎn)，可能由于在該段時間牛只躺臥，呼吸導(dǎo)致的局部濕度較高。噴霧關(guān)閉后，臥床區(qū)域濕度高于臥床上方2.5個百分點(diǎn)。早上噴霧開啟后，噴霧下濕度隨著環(huán)境濕度的降低而降低，并且差距縮小。隨著環(huán)境濕度增加，差距增大。即如果環(huán)境濕度增加，噴霧小環(huán)境下濕度的散發(fā)速度減慢，伴隨著溫度的散發(fā)速度減緩，該部位溫度和濕度與環(huán)境的差距增加。

圖6 臥床不同部位THI值的變化

THI是衡量牛熱應(yīng)激最主要的指標(biāo)，從該指數(shù)看，牛只全天均處在熱應(yīng)激下（THI大于68），見圖6。18:00～02:00，噴霧下區(qū)域THI值低于臥床上方3個點(diǎn)。在噴霧開啟的情況下，臥床區(qū)域THI低于臥床上方0.4個點(diǎn)，噴霧關(guān)閉后臥床上方和臥床區(qū)域THI值基本相同。即噴霧開啟后降低了局部溫度，同時提高了局部濕度，但綜合看，可以降低局部溫濕度指數(shù)，即降低熱應(yīng)激。早上噴霧開啟后，噴霧下溫濕度指數(shù)低于其他部位，但有一定的波動性，可能與局部的空氣流動有關(guān)。

3 結(jié)論

太陽輻射對牛舍溫度起決定性作用，同時影響牛舍中濕度。牛只體溫與飼料發(fā)酵產(chǎn)熱、散熱等多種因素有關(guān)，牛舍環(huán)境的影響具有滯后性。噴霧對于小環(huán)境溫度和濕度有一定的影響，大環(huán)境濕度對于小環(huán)境中溫度和濕度的擴(kuò)散有一定影響，臥床上噴霧有助于降低局部溫濕度指數(shù)，并且在環(huán)境濕度相對較高的情況下更為明顯。在噴霧下溫濕度指數(shù)下降更明顯，因此需要進(jìn)一步研究和評估如何充分利用噴霧的這個特性，在不打濕臥床的情況下，盡可能多地使水珠霧化，降低局部溫度，在奶牛躺臥的區(qū)域創(chuàng)造舒適環(huán)境，降低牛只熱應(yīng)激。