木屑墊料和牛糞墊料對奶牛泌乳性能及健康的影響

鄒季福，毛家真，高 慧，魏筱詩，吳文旋，王 翀*，楊金勇*

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)動物科技學(xué)院·動物醫(yī)學(xué)院，集賢學(xué)院，浙江杭州 311300；2.浙江省畜牧技術(shù)推廣與種畜禽監(jiān)測總站，浙江杭州 310021；3.貴州大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，貴州貴陽 550025）

牛舍環(huán)境對奶牛的生長發(fā)育、泌乳以及機體健康有重大影響，其中，牛床墊料的管理可直接影響動物的舒適性，牛床墊料舒適性增加會提高奶牛的體重及生產(chǎn)性能。傳統(tǒng)牛舍墊料一般為沙子、稻草、鋸末、刨花、谷殼、谷類秸稈等。我國奶牛產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展帶來了大量有機廢物，尤其是奶牛場糞便廢棄物會對環(huán)境造成巨大負(fù)擔(dān)。在美國通過物理分離糞便廢物回收得到的糞便固體被用作奶牛的墊料已有較多報道。生產(chǎn)干燥牛糞墊料（Cow Dung Bedding）技術(shù)是一種有效的資源再利用手段，已逐漸被我國部分奶牛場采用。這種牛糞墊料的主要成分是有機物，且有機墊料的細(xì)菌數(shù)量高于沙子等無機墊料。不同于美國的干燥氣候，中國南方地區(qū)氣候多變，直接采用牛糞墊料牛糞墊料是否對奶牛乳房和肢蹄存在健康風(fēng)險值得探討。本研究擬分析木屑墊料（Wood Packing）和牛糞墊料對奶牛泌乳性能、奶牛乳房炎和肢蹄病的影響，為奶牛場牛床墊料的選擇提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計與飼糧 試驗采用單因素試驗設(shè)計，選用泌乳性能相近的健康荷斯坦奶牛480頭，隨機分成2組，即木屑墊料組和牛糞墊料組，每組240頭荷斯坦奶牛。2組奶牛胎次結(jié)構(gòu)相同（1胎:2胎:3胎=55:20:137），基礎(chǔ)日糧結(jié)構(gòu)相同（表1），分別在朝向相同、結(jié)構(gòu)相似的2棟牛舍飼養(yǎng)，奶牛飼養(yǎng)密度3.75頭/m，牛舍墊料鋪墊厚度3～5 cm。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.2 飼養(yǎng)管理 試驗于2020年2月—2020年6月在浙江杭州進行，采用散欄式養(yǎng)殖模式，使用全混合日糧（TMR）技術(shù)飼喂，分別在06:00、14:00、19:00飼喂日糧。一日擠奶3次，奶牛進食后在奶廳擠奶。采用長條式飲水槽，奶牛自由飲水。牛舍地面采用卡雷拉橡膠墊（德國克萊伯格公司）鋪墊，每天對臥床進行3次清潔維護，去除糞便污染的墊料，每隔3 d清理1次牛床，并在橡膠墊基礎(chǔ)上重新鋪墊3～5 cm厚的墊料，每日用鏈條式刮糞板自動清除污糞4次。

1.3 牛糞墊料的制備及替換 如圖1所示，奶牛的糞尿、廢棄墊料及生產(chǎn)污水等糞污經(jīng)過智能刮糞板（功率為1.5 kW，河北君光有限公司）收集和人工收集后，輸送到集污池，再通過牛糞提升機（型號TSJ-06/350，嘉善劍橋機械有限公司）和牛糞固液分離機（型號MJYS-780li，功率為5.5 kW，浙江明佳環(huán)?？萍加邢薰荆┨幚?，含水率高于70%的固體濕牛糞通過鏟車送至牛糞低溫密閉帶式干化機[型號CQD7200FL，功率為83 kW，暢慶環(huán)?？萍迹ㄌ珎}）有限公司]的濕牛糞倉，濕牛糞倉內(nèi)含水率高于70%的固體濕牛糞通過進料系統(tǒng)的螺旋輸送機輸送至牛糞低溫密閉帶式干化機內(nèi)部，利用除濕熱泵對牛糞采用熱風(fēng)循環(huán)冷凝除濕烘干，進行全封閉深度機械化脫水后形成含水率低至20%的干牛糞，再通過出料系統(tǒng)的螺旋輸送機輸送至噸袋中，然后放置于干糞儲存室，在機器中濕牛糞蒸發(fā)的水分通過冷凝水的形式直排到冷凝水儲存室備用。試驗中每隔3 d從干糞儲存室運輸出干牛糞用作牛舍中的墊料，并定期及時清理廢棄干糞墊料。

1.4 生鮮奶樣品采集檢測及牛舍有害氣體檢測 試驗期間每天記錄每組奶牛的采食量，每2周收集1次所有奶牛的奶樣并測定其產(chǎn)奶量。奶樣按4:3:3（早:中:晚）的比例收取2瓶每瓶50 mL并加入重鉻酸鉀防腐劑，用于乳成分及體細(xì)胞數(shù)檢查。采用乳成分及體細(xì)胞分析儀（型號CombiFoss FT+，包括1臺Milkoscan FT +型乳成份分析儀和1臺Fossomatic FC型體細(xì)胞分析儀，丹麥Foss公司）測定生鮮奶的乳蛋白率、乳脂率和體細(xì)胞數(shù)等。溫度和濕度數(shù)據(jù)采用L92-1溫濕度記錄儀采集并自動儲存記錄。牛舍氨氣（NH）濃度采用GT-2000多功能復(fù)合氣體分析儀（型號 GT-2000，北京海富達(dá)科技有限公司）采集并記錄數(shù)據(jù)，硫化氫（HS）濃度采用硫化氫氣體分析儀（型號 SK-600-HS，深圳市東日瀛能科技有限公司）采集并記錄數(shù)據(jù)。每天17:00在兩牛舍的試驗區(qū)分別均勻選擇3個剖面，在每個剖面上均勻選擇3點（如圖1），距離地面1.2 m作為NH和HS氣體的測定位點，共測定9個位點的NH和HS濃度。

圖1 牛舍剖面圖

1.5 奶牛健康狀況 試驗期間記錄牛群的健康狀況，定期（每月）用加州乳房炎試驗法（California Mastitis Test，CMT）進行乳房炎的檢查記錄并及時治療。檢測試劑盒（型號 JC1443）為福州佳宸生物有限公司產(chǎn)品。

1.6 統(tǒng)計分析 采用Excel 2019進行初步的數(shù)據(jù)整理，對每兩周480頭奶牛牛奶乳成分?jǐn)?shù)據(jù)和每周采食量數(shù)據(jù)、每組奶牛乳房炎數(shù)據(jù)和牛舍空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進行分析，再采用SPSS 23.0對乳房炎和肢體病發(fā)病率采用卡方檢驗而對其他數(shù)據(jù)采用獨立樣本檢驗顯著性分析。試驗結(jié)果用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差（SEM）來表示，＜0.05為差異顯著，＞0.05為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛采食量和牛乳成分的影響 如表2所示，木屑墊料組的乳脂率、乳菌落總數(shù)、產(chǎn)奶量顯著低于牛糞墊料組，其他指標(biāo)差異不顯著。

表2 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛采食量和牛奶乳成分的影響

由圖2可知，在試驗第1個月木屑墊料組的乳脂率高于牛糞墊料組（＜0.05）；在試驗第3、4、5個月牛糞墊料組乳脂率高于木屑墊料組（＜0.05）。

圖2 木屑墊料和牛糞墊料對乳脂率的影響

由圖3可知，第1、5個月木屑墊料組乳蛋白率高于牛糞墊料組（＜0.05），第3個月牛糞墊料組乳蛋白率高于木屑墊料組（＜0.05）。

圖3 木屑墊料和牛糞墊料對乳蛋白率的影響

由圖4可知，2組的乳體細(xì)胞數(shù)在第1、2個月無顯著差異，第3個月木屑墊料組體細(xì)胞數(shù)高于牛糞墊料組（＜0.05），第4、5個月牛糞墊料組乳體細(xì)胞數(shù)高于木屑墊料組（＜0.05）。

圖4 木屑墊料和牛糞墊料對乳體細(xì)胞數(shù)的影響

由圖5可知，整個試驗期間牛糞墊料組乳菌落總數(shù)高于木屑墊料木屑墊料組（＜0.05）。

圖5 木屑墊料和牛糞墊料對乳菌落總數(shù)的影響

2.2 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛乳房炎的影響 由圖6可知，牛糞墊料組整群奶牛乳房炎發(fā)病率5.15%，木屑墊料組為4.66%，牛糞墊料組比木屑墊料組乳房炎發(fā)病率高10.68%（＞0.05）。牛糞墊料組和木屑墊料組整群1、2、3胎奶牛乳房炎發(fā)病率差異都不顯著。

圖6 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛乳房炎的影響

由圖7可知，牛糞墊料組整群奶牛慢性乳房炎發(fā)病率2.08%，木屑墊料組整群奶牛慢性乳房炎發(fā)病率1.92%（＞0.05）。1胎奶牛牛糞墊料組慢性乳房炎發(fā)病率1.09%，木屑墊料組為0.91%；2胎奶牛牛糞墊料組慢性乳房炎發(fā)病率2.47%，木屑墊料組為2.36%；而在3胎奶牛牛糞墊料組慢性乳房炎發(fā)病率3.51%，木屑墊料組為3.05%。牛糞墊料組和木屑墊料組整群及1、2、3胎奶牛乳房炎發(fā)病率差異都不顯著。

圖7 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛慢性乳房炎的影響

2.3 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛肢蹄病的影響 由圖8可知，牛糞墊料組奶牛肢蹄病發(fā)病率9.72%，木屑墊料組為6.88%，牛糞墊料組比木屑墊料組奶牛肢蹄病發(fā)病率高41.3%（＞0.05）。

圖8 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛肢蹄病的影響

2.4 牛糞墊料和木屑墊料對牛舍空氣質(zhì)量的影響 由表3可知，牛糞墊料和木屑墊料對牛舍空氣中HS、NH和臭氣濃度無顯著影響。由表4可知，整個試驗期內(nèi)牛舍平均溫度平穩(wěn)上升，平均濕度先下降后上升。

表3 木屑墊料和牛糞墊料對牛舍空氣質(zhì)量的影響

表4 試驗期間牛舍平均溫度和平均濕度

3 討 論

3.1 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛泌乳性能的影響 牛糞墊料可以增加奶牛的臥趴時間，而奶牛躺臥時間與產(chǎn)奶量呈顯著正相關(guān)。金曉東等、王均良等研究發(fā)現(xiàn)，橡膠墊臥床和牛糞臥床均可提高奶牛產(chǎn)乳量，這與本研究結(jié)果一致。而乳中菌落總數(shù)和體細(xì)胞數(shù)可能與試驗時的溫度和濕度相關(guān)。牛舍溫度升高會導(dǎo)致空氣中的細(xì)菌和真菌濃度增高，并且牛舍空氣中細(xì)菌和真菌的濃度與相對濕度呈正相關(guān)。而牛糞中含有大量有機物，相對于木屑墊料更適合微生物繁殖。試驗期內(nèi)牛舍平均溫度不斷升高，可能造成牛糞墊料中的微生物繁殖更快，墊料微生物由臥床轉(zhuǎn)移到奶牛乳頭末端，最后導(dǎo)致牛糞墊料的乳菌落總數(shù)顯著高于木屑墊料組；并且在試驗后2個月濕度增高，牛糞墊料中的微生物繁殖速度加快，可能導(dǎo)致牛糞墊料組的乳體細(xì)胞數(shù)顯著高于木屑墊料組。

3.2 木屑墊料和牛糞墊料對奶牛乳房炎的影響 牛床墊料的細(xì)菌增多會導(dǎo)致奶牛乳房細(xì)菌增多，而沙子、石灰粉等無機墊料不適應(yīng)微生物生存。使用牛糞墊料奶牛乳房炎發(fā)病率顯著高于稻谷墊料。金曉東等研究發(fā)現(xiàn)，臨床型乳房炎發(fā)病率以牛糞臥床最高，沙土臥床次之，橡膠墊臥床最低；牛糞臥床與沙土臥床的隱性乳房炎發(fā)病率相近，且明顯高于橡膠墊臥床，這與本研究結(jié)果一致，說明牛糞墊料有增加奶牛乳房炎患病風(fēng)險。牛床墊料中病原體數(shù)量是奶牛乳房炎的發(fā)病因素之一，且牛床多種細(xì)菌和空氣中的塵埃微生物菌群均表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化。Zehner等研究發(fā)現(xiàn)，潮濕墊料可能會促進牛床中細(xì)菌生長。在濕度較高的情況下，牛糞墊料微生物繁殖速度會超過木屑墊料，這也是使用牛糞墊料導(dǎo)致奶牛乳房炎發(fā)病率增加的原因之一。Blaiotta等研究表明，牛糞中的大腸桿菌和腸球菌的平均數(shù)量始終高于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；Jordan等研究發(fā)現(xiàn)，牛糞是食物和環(huán)境中大腸桿菌O157：H7污染的主要來源，而大腸桿菌也是奶牛乳房炎發(fā)病傳染病源之一。牛糞墊料相對于木屑墊料的大腸桿菌數(shù)偏高，這可能導(dǎo)致牛糞墊料奶牛乳房炎發(fā)病率高于木屑墊料。

3.3 牛糞墊料和木屑墊料對奶牛肢蹄病的影響 在整個試驗期間，牛糞墊料組奶牛肢蹄病發(fā)病率高于木屑墊料組。Leach等研究也發(fā)現(xiàn)，在牛糞墊料躺臥奶牛比使用沙子、稻草和木屑墊料患嚴(yán)重肢蹄病患病率更高；金曉東等研究發(fā)現(xiàn)，肢蹄病細(xì)菌感染比率以牛糞臥床最高，奶牛淘汰率也以牛糞臥床最高。以上結(jié)果可能與牛糞墊料微生物更易滋生有關(guān)，導(dǎo)致病原菌增加，增大肢蹄病患病率的風(fēng)險。

3.4 牛糞墊料和木屑墊料對牛舍空氣質(zhì)量的影響 本試驗發(fā)現(xiàn)，牛糞墊料和木屑墊料對牛舍空氣中HS、NH、臭氣濃度無顯著影響，并且空氣質(zhì)量都在安全范圍內(nèi)，這與夏菁等報道結(jié)果一致。曾雅瓊等研究發(fā)現(xiàn)，墊料再生系統(tǒng)處理1.00 t鮮牛糞，CO氣體排放量為3.48 kg，CH排放量為4.22g，NO排放量為41.23 mg，總溫室氣體排放量CO當(dāng)量為3.60 kg，墊料再生系統(tǒng)綜合環(huán)境影響值較好，這與本研究試驗結(jié)果相符。糞中的蛋白質(zhì)、氨基酸經(jīng)微生物同化硝酸鹽的還原作用產(chǎn)生NH，而牛糞墊料微生物增殖速度微高于木屑墊料，這可能是牛糞墊料組空氣中的NH濃度微高于木屑墊料的原因之一，而采用2種墊料牛舍氨濃度均未超過農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)定的20 mg/m。

4 小 結(jié)

本試驗結(jié)果顯示，與木屑墊料相比，牛床采用牛糞墊料可使產(chǎn)奶量提高3.39 kg/d，生鮮奶乳脂率含量提高1.05%。但是，牛床采用牛糞墊料有增加奶牛乳房炎和肢蹄病患病率的風(fēng)險，牛糞墊料和木屑墊料對牛舍空氣質(zhì)量影響都在正常范圍以內(nèi)。