奶牛场建设与管理

奶牛场建设与管理奶牛场建筑设计和设施设备对奶牛生产和健康有着明显的影响。多年来，研究人员对奶 牛生产和奶牛场建设的研究成果已经得到广泛应用，奶牛场的设计和建设因而得到不断改 进。奶牛生产者总是希望以最少的牛场建设投资来换取最大的奶牛产奶量、繁殖率和奶牛健 康，通常的做法是尽可能延长挤奶厅工作时间以降低牛均固定投入。这种情况下，奶牛场需 要精心管理以保证建设投资的安全。奶牛场设计必须考虑的几点要素： 最大限度地方便奶牛接近饲料和饮水是设计的一个关键因素。 奶牛舍型式的选择很重要一一不能单纯考虑散栏式牛舍的原始投资成本。 限定奶牛离开饲料和饮水的时间一一使奶牛在挤奶过程中的应激降到最小。 奶牛舍设计时要避免不利于奶牛合理分群、转群和正常运动的建筑瓶颈。 奶牛场设计应将奶牛在待挤区和牛舍内的热应激降到最小。 硬化地面是奶牛生产管理的需要，软质地面对奶牛是必需的。挤奶中心(挤奶厅、待挤区和返回狭道)减小奶牛在挤奶过程中的应激非常重要，因而挤奶厅系统的设计和建造应考虑将奶牛 离开饲料和饮水的时间尽可能降到最低。合理设计挤奶通道和挤奶厅出口的尺寸可以减少奶 牛往返挤奶厅的通行时间。目前，鱼骨式、并列式和转盘式挤奶厅是挤奶厅建筑的主流型式。 转盘式挤奶厅要扩大容量比较困难，而并列式和鱼骨式挤奶厅扩大容量就容易的多。典型的挤奶厅容量设计为：每天2次挤奶，每次挤奶时间10小时；每天3次挤奶， 每次挤奶时间6.5小时；每天4次挤奶，每次挤奶时间5小时。以此为标准的挤奶厅设计容 量包括了清洁和设备维护的时间。设施及牛群规模的确定应基于每个泌乳牛群的挤奶时间: 60分钟/每天2次挤奶；40分钟/每天3次挤奶；30分钟/每天4次挤奶。在此挤奶时间框 架内确定的牛群规模大小可以最大限度地缩短奶牛离开饲料和饮水的时间。待挤区是奶牛面对的最大挑战。待挤区应考虑降温措施以降低奶牛在此区域的热应 激。待挤区容量设计基于每头奶牛1.35 m2 (一群奶牛需要的最小空间)。如果待挤区是非水 冲式设计，则应增加25%的设计面积，以便在赶牛门向前推进到第一群奶牛挤奶接近完成 时容许第二群奶牛进入待挤区(Smith et al., 1997)。返回狭道的宽度取决于挤奶厅一侧的牛位数量。如果牛位数量在15头以下，则狭道净 宽度0.92m就可以；如果在15头以上，那么返回狭道理想的净宽度应为1.5 1.8m(Smith et al., 1997)。牛舍到挤奶厅的通道宽度应根据牛群大小来确定。通常情况下，每个泌乳牛群小于 150头的情况下通道宽度应设计为4.3m；牛群在150250头时，通道宽度增加到5.5m； 251 400头时为6.1m；牛群大于400头时，通道宽度应达到7.3m (Armstrong 2001)。奶牛舍型式在美国西部，奶牛的主要饲养方式是围栏式舍饲和牛舍设置自由卧栏散栏饲养。采用 哪种饲养方式要考虑当地的气候、管理习惯以及奶牛基础设施的合理投入和有效利用。典型 情况下，围栏式舍饲适合于年度水份缺损(年度蒸发率一年度降水率)高于50.8cm的地区 (Sweeten et al.1993)。然而，持续大量的冬季降水以及暴风雪是一个非常重要的考虑因素。 在此条件下，奶牛场建筑依据蒸发率需要满足每头牛45-63 m2的基础设施面积和3.64.5 m2的遮荫面积。严寒地区防风林建设非常重要，对管理人员的要求也高。围栏式舍饲的优 点是相对于散栏饲养每头牛的原始投资较低。选择散栏式牛舍一般是为了将不良气候的影响降到最小，有利于改善牛舍清洁度和尽 可能让奶牛舒适。散栏式牛舍必须提供清洁干燥的卧床以降低牛群中乳房炎发病率。散栏式 牛舍的缺点是建筑投资大，卧床维护及粪污处理成本高。决定散栏牛舍的型式是很关键的。最常用的型式是4列式和6列式，多数情况下要考 虑平均每头牛的投资成本来决定采用哪种牛舍型式。表1提供了散栏牛舍相关的一些典型数据，表2表明牛舍过度拥挤时对奶牛采食和饮 水线性空间的影响。Grant (1998)提出，牛均占有饲槽低于20.3cm线性空间时奶牛进食量 下降，在20.3 50.8cm时有不同程度的影响。即使饲养率100%的情况下，6列式牛舍也只 能提供45.7cm/头的采食空间，过度拥挤时情况更加严重。而4列式牛舍即使饲养率达到卧 栏数的140%仍能提供45.7cm/头以上的采食空间。另外，如果只在过道联通处设置饮水池， 那么6列式牛舍的牛均饮水空间就比4列式牛舍减少40%。散栏式牛舍对奶牛进食量的影 响与管理因素相关，如在6列式牛舍管理中，减少奶牛接近饲料和饮水的限制因素可缓解饲 喂和饮水空间的不足。表1牛舍平均尺寸，卧栏数，奶牛数和牛均空间牛舍型式牛舍宽度*牛舍长度卧栏数/舍奶牛数/舍一一每头牛 面积采食空间饮水空间(m) (m) (m2) (cm) (cm)4 歹。式 11.9 73.2 100 100 8.5 73.7 9.16 歹。式 14.3 73.2 160 160 6.4 45.7 5.72 歹。式 11.9 73.2 100 100 8.5 73.7 9.13 歹。式 14.3 73.2 160 160 6.4 45.7 5.7*不包括饲喂通道。数据来自Smith,J.F.等1999年的报告。表2 散栏牛舍饲养率对牛均面积、饲喂和饮水空间的影响 饲养率牛均面积饲喂空间饮水空间(%) m2/头 cm/头 cm/头4列式6列式4列式6列式4列式6列式100 8.56.473.745.79.15.7110 7.75.866.040.68.35.2120 7.05.361.038.17.64.8130 6.54.955.935.67.04.4140 6.04.653.333.06.54.1关于奶牛对饮水空间的需求，报道的数据差异很大，目前建议的范围在每头牛3.0 一 9.1cm线性空间（Smith et al. 2000）。在美国中西部地区，典型的做法是每10 20头奶牛设置 一个饮水池或提供61cm线性饮水空间；在西南部地区，则建议舍内每头牛提供9.1cm的饮 水空间。典型情况下，4列式和6列式散栏牛舍中每个通道联通处都设置饮水点，并且两种 牛舍的数量相同。因此，6列式牛舍的奶牛饮水空间较4列式牛舍少37.5%（表1）。如果考 虑牛群拥挤的情况，则牛舍的饮水空间减少更多，6列式牛舍尤甚（表2）。牛奶中87%的 成份是水，在干物质进食高峰期饮水量非常关键的。建造6列式牛舍或牛舍饲养密度大的情 况下，提供足够的有效饮水空间非常重要。炎热季节里应满足每头牛9.1cm饮水空间。如果建筑成本作为决定选择4列式或6列式散栏牛舍的主要因素时，就不得不考虑牛 舍过载。通常情况下，4列式牛舍可以在卧栏数量基础上过载1015%。由于饲喂空间的限 制，6列式牛舍大多数时候的饲养率是自由卧栏数量的100%。对两种类型牛舍的比较以每 头牛为基础比以卧栏为基础更为准确，以每头牛为基础比较4列式牛舍成本高于6列式， 但4列式牛舍能保持较高的饲喂空间和饮水空间。分群方法奶牛分群的群数和每个牛群的大小是奶牛场设计时要考虑的关键因素。影响分群数和 牛群类型的因素与母牛舒适度、饲养工艺、繁殖管理以及提高劳动效率有很大关系。泌乳牛 一般可以分为7个类别：1、健康头胎泌乳牛2、健康成年泌乳牛3、乳汁不能作为商品奶出售的新产成母牛和青年牛4、乳汁可作为商品奶出售的新产成母牛5、乳汁可作为商品奶出售的新产青年牛6、乳汁不能作为商品奶出售的病牛7、高风险商品奶泌乳牛健康泌乳的青年牛和成母牛通常分为8 10个群。第3 7类奶牛一般与临产牛一起 饲养在设有专门处置设施的牛舍中。表3列出了建议的牛舍类型和饲养在有专门处置设施的 牛舍中各类奶牛的比例。青年牛与成母牛分群饲养比较好。青年牛相对于成母牛来讲，干物质进食量较低而生 长需要较高。另外，如果和成母牛混养，青年牛会增加自身压力而影响其生产性能的正常发 挥。临产的成母牛和临产的青年牛的营养需要也不同，临产成母牛比临产青年牛需要较高的 进食量且易发生乳热症，因而也应分开饲养。临产成母牛应在产前21天转入专门的牛舍（如产房）进行饲养，并提高其日粮蛋白 质和能量浓度。另外，日粮的钙、磷水平应降低，或添加适当数量的钙、磷阴离子盐以预防 产乳热。青年牛一般不会发生产乳热，但从产前5周就开始给青年牛提供不含阴离子盐的高 蛋白质高能量过渡日粮非常有益。临产牛产前需要转入产房中备有褥草的产栏待产。产后成 母牛和青年牛在其乳汁可出售前一般可以混养。产后成母牛和青年牛从非商品奶生产群转入 新产牛群后就应分开饲养，并在新产牛群滞留14天，每天进行常规体温测量、干物质进食 量测定和一般表观症状观察。在病牛舍饲养的其它泌乳牛一部分需要保定进行抗生素注射治 疗，而大部分是跛行或出奶慢的泌乳牛，生产的仍然是商品奶，管理上需要特别注意。表3特殊牛群分类与牛舍配置群 别滞留时间占泌乳牛牛舍配置平均（天）临产成母牛21 6%散栏或散放式牛舍临产青年牛21 3%散栏或散放式牛舍产后成母牛3 0.33%散放式牛舍产后青年牛3 0.33%散放式牛舍出产栏奶牛3 0.33%散放式牛舍非商品奶新产牛2 1%散栏或散放式牛舍新产成母牛14 3.50%散栏式牛舍新产青年牛14 1.50%散栏式牛舍乳房炎、跛行、非商品奶一2.00%散栏或散放式牛舍高风险商品奶一2-6%散栏或散放式牛舍淘汰牛和无奶牛一1.50%散放式牛舍犊牛24小时一单栏或小群重要的是要认识到，以上这些特定牛群的奶牛如果增多就意味着产犊母牛数量不稳 定；如果在很长时间都保持相对稳定的奶牛数量，有些奶牛就会过饲，产前产后过饲的奶牛 对其产奶量和健康都会有显著影响。自由卧栏卧床处理许多地区选择沙子作卧床填充，沙子对于牛体是很舒适的，其极低的有机物含量可以 大大降低乳房炎的发病率。多数情况下，沙子是来源广泛而且经济的材料，其缺点是容易流 失浪费，需要经常进行补充，卧床维护的费用较高。干旱季节里，牛粪也可以收集晒干用来 垫卧床。另外还可以选择商品材料作卧床表面处理。对牛群日常活动的观察发现，如果存在 几种不同材料填充或铺垫的卧床可供奶牛选择，则奶牛的选择具有倾向性，不同卧床的占用 率可以在50%以上或20%以下。专家认为，卧床占用率的提高可能受卧床覆盖材料压缩性 的影响，奶牛更倾向于占用压缩性较高材料覆盖的卧床。奶牛需要符合其体型轮廓的卧床表 面，沙子和压缩性材料可以使奶牛更加舒适。小汽车的旧轮胎用作卧床填充已被证明是可行的。其优点是投入少，维护方便，耐久 性好，轮胎特有的弹性就像床垫一样舒适。饲喂栏枷的设计自锁式颈枷作为奶牛饲喂栏枷使用是奶牛业当前讨论的一个主题。Shipka和Arave （1995）的报道指出，自锁颈枷锁定饲喂4小时的奶牛与非锁定饲喂的奶牛比较，产奶量和 干物质进食量无明显差异。Arave等人（1996）在另一个研究中也得出类似的结果，但在夏 季每天锁定饲喂4小时（9AM1PM）的奶牛产奶量下降2.9kg/头/日。夏季奶牛体内肾上 腺素水平的提高也表明奶牛在夏季的应激增加。Bolinger等人（1997）的研究发现，春季锁 定饲喂奶牛4小时不影响其产奶量和饲料进食量。这些研究都对锁定饲喂4小时的奶牛与非 锁定饲喂的奶牛作了比较，但没有比较颈轨栏枷与自锁颈枷饲喂的差别，也没有说明训练奶 牛使用自锁颈枷的影响。值得探讨的是，连续锁定饲喂4小时是否太长了，多数情况下最多 锁定1个小时就应该足够了。另一项研究（Batchelder，2000）对4列式牛舍正常饲养量和过载（卧床的130%） 情况下颈枷锁定饲喂和使用颈轨栏枷自由采食对奶牛的影响。短期研究的结果显示锁定饲喂 的奶牛干物质进食量下降3 5%，产奶量和体况评分没有差异。另外，与正常饲养量相比， 过载牛舍的奶牛挤奶后采食量下降。此项研究表明颈枷锁定饲喂的奶牛采食量下降但不影响 产奶量。Brouk等人在2000年夏季作了一项研究，测定锁定饲喂和使用颈轨栏枷自由采食对 产奶量和干物质进食量的影响。试验在一个存栏216头荷斯坦泌乳牛的商业奶牛场进行，结 果表明，只要管理良好，颈枷锁定饲喂对奶牛产奶量和干物质进食量没有不良影响。栏枷适当倾斜也很重要。Hansen和Pallesen （1994）报道，饲喂栏枷向饲喂通道侧倾 斜200可以使奶牛采食面延长14cm而提高采食效率。槽道上料保持连续均匀也可达到同样 效果。饲喂栏枷倾斜的一个缺点是饲喂车上料过程中可能会对设备造成损坏。饲槽表明应该平滑以免伤害奶牛舌头。在粗糙的饲槽中采食时牛的舌头侧面最容易被 伤害。饲槽表面可以用塑料、瓷砖等材料加以覆盖。但饲槽过度光滑容易造成饲槽中饲料堆 积，需要频繁整理槽道。影响奶牛生产的环境温度和光照成母牛的温度适宜区为5 250C，这个范围有个体差异，也随环境条件变化。在这个 温度范围内，一般假定对奶牛采食的影响为最小，温度高于或低于这个范围都会影响奶牛的 饲料进食量。相对于低温，高温对奶牛的应激更为严重。1、热应激的影响热应激降低奶牛饲料进食量和产奶量，影响奶牛健康和繁殖效率。Spain等（1998） 的研究表明，相对于适宜温度，泌乳牛在热应激情况下采食量降低6 16%0 Holter等（1996） 报告，热应激对成母牛的影响大于育成牛。其他研究也报告了类似的结果。热应激情况下， 在饲料进食量下降的同时，用于泌乳的能量利用率也下降下降30 50%。通过充足的通风 和降温措施可以缓解和降低热应激对奶牛的影响。1） 牛舍通风设计良好的牛舍利用自然通风就可以保持舍内充足的通风量，保证舍内良好的空气质 量。Armstrong等人（1999）报告，4:12的牛舍屋面坡度且屋脊设置通气带可以降低夏 季下午奶牛的呼吸率，而屋面坡度降低并覆盖屋脊的牛舍中奶牛呼吸率增加。研究还发现， 与较低的牛舍屋檐相比，4.3m高度屋檐的牛舍中奶牛呼吸率只是轻微增加。设计散栏式牛 舍时，应能够保证空气最大限度地自然流通以减少热应激对奶牛的影响。侧墙通风窗、屋脊 通风窗的通风量很重要，合理的侧墙高度设计并去除影响牛舍通风的建筑物或其他物体都可 以增加空气的自然流通。影响牛舍通风的另一个因素是牛舍的跨度。6列式牛舍跨度明显大于4列式牛舍，牛 舍跨度增大会降低牛舍的自然通风效果。Chastain（2000）的报告指出，6列式牛舍的夏季 通风率比4列式牛舍低37%。炎热和干旱季节，牛舍型式和设计选择不当可能会加剧奶牛 热应激，进而使奶牛饲料进食量减少，产奶量下降。2）牛体降温在炎热季节，必须增加通风和设置喷淋降温设备以防止和缓解奶牛热应激。需要加强 降温的重点区域是挤奶厅和待挤区。棚舍建筑首先必须具备遮荫功能，在夏季能够提供足够 的荫凉。南北向的牛舍，夏季上午和下午的阳光能够直射到舍内甚至采食区的奶牛。其次， 随着环境温度的升高，牛体更加依靠蒸发降温来维持体温，使用喷淋和风机系统能够有效地 降低牛体的温度，但并不降低牛舍的温度。2、奶牛冷应激奶牛的耐寒性能比其它动物强的多。影响奶牛抵御低温的因素包括牛舍建筑、舍内条 件、奶牛年龄、泌乳阶段、营养状况、气候变化、被毛和行为等（Armstrong和Hillman， 1998）。在环境温度下降到低于奶牛临界温度下限时，奶牛饲料进食量增加。防风和除湿可 以降低奶牛临界温度下限，避免冷应激对奶牛的影响。如果饲料进食量不能持续保证奶牛维 持体温和产奶的需要，则奶牛产奶量可能会下降。3、光照有几项研究已经证明，补充光照能够增加产奶量和饲料进食量。与秋冬季自然光周期 比较，奶牛在昼夜比16h: 8h的光周期下产奶量和饲料进食量提高6%（Peters，1981）。提 供正常通风和光照的情况下奶牛饲料进食量增加5%（Chastain等，1997）；而把光周期从 9.5 14h提高到18h时，添加bST （牛生长激素）的奶牛采食量增加3.5%，不添加bST的 奶牛增加8.9 % （Miller等1999）。与16h光照相比，24h提供光照的奶牛产奶量没有增加（Dahl 等，1998）。这类研究是在牛舍不同的区域布置不同光强的光照，测定增加采食量的合适光 强还需要做更多的试验。现代散栏牛舍中，不同区域的光强变化很大，因而以后的研究应对 舍内不同位点需要的光强进行测定。与散栏牛舍光照有关的另一个问题是泌乳牛挤奶次数。日挤奶3次的牛群不可能连续 8小时无光照，对于饲养几个泌乳牛群的大型散栏牛舍尤其如此。在这些牛舍中需要始终有 光照，以方便奶牛往返挤奶厅。泌乳牛需要连续黑暗的时间为6小时（Dahl，2000），建议 制定牛群挤奶次数和时间方案时加以考虑。另外，大型牛舍可以使用低光强的红光灯，既方 便挤奶牛群的活动，也不易引起其它牛群的躁动。干奶牛比泌乳牛更得益于不同的光照周期。最新研究（Dahl，2000）表明，干奶牛在 短昼（8h:16h）下饲养，其下个泌乳期产奶量高于长昼（16h:8h）饲养（P0.05）。Petitcler 等（1998）也报告过类似的观察结果。基于这些研究，建议在奶牛干奶期缩短光照时间，产 后延长光照时间。地面状况泥泞地面对奶牛干物质进食量的负面影响是明显的Fox和Tylutki （1998）报告，每 1英寸深的泥泞降低奶牛DMI2.5%。以此假定计算，在30.5cm深的泥泞中奶牛饲料进食量 要比在非泥泞地面的奶牛下降30%。奶牛随着饲料进食量的减少产奶量也会下降。在泥泞 环境中饲养的干奶牛也面临很大的健康风险。硬化地面主要是为适应集约化奶牛场管理的需要，奶牛自身并不喜欢硬地面。在奶牛 经常集中活动的区域（如采食区、通道、饮水点周围、挤奶厅和待挤区等）对地面进行硬化 处理可以长期有效地抵抗牛群践踏，防止地面泥泞，也便于排水和粪尿清理。在奶牛逍遥运 动和休息区应尽可能做成软质地面（如运动场、自由卧栏卧床等）。硬化地面必须进行防滑 处理，以防止奶牛滑倒造成损伤；但混凝土配方不合理、施工粗糙的地面可能对牛蹄是有害 的。所有地面都应有一定坡度，无遮雨棚的运动场软地面坡度应更大一点。一定的坡度也符 合奶牛卧倒时的趋坡特性。软地面需要定期维护。将空怀母牛集中在一个牛群便于它们互相之间的发情活动，进而提高发情检出率 （Helmer和Britt 1985）0 Vailes和Britt 1990年进行的一项试验表明，与在混凝土地面相比， 让母牛73%的时间在较脏的软质地面活动其爬跨率提高3-15倍。其他研究报告也显示， 在发情期间，饲养在脏地面环境的母牛爬跨活动比在混凝土地面的母牛增加（Britt等1986； Rodtain等1986）o因此，如果可能，养牛者应该将空怀母牛集中饲养在有一定面积土运动 场的牛舍，以提高母牛的发情检出率。