蘇 昊

（北京東石北美牧場(chǎng)科技有限公司，北京 100102）

1 引言

熱應(yīng)激是動(dòng)物對(duì)高溫環(huán)境所產(chǎn)生的非特異性應(yīng)答反應(yīng)的總和。一般認(rèn)為，恒溫動(dòng)物存在“熱中性區(qū)（thermal neutral zone，TNZ）”，動(dòng)物所處環(huán)境溫度在此范圍內(nèi)時(shí)，可通過自身調(diào)節(jié)機(jī)制維持正常體溫，當(dāng)外溫高出此范圍時(shí)，動(dòng)物就會(huì)處于熱應(yīng)激狀態(tài)。熱應(yīng)激嚴(yán)重影響奶牛健康和生產(chǎn)，引起人們高度重視。奶牛熱耐受性別、年齡、品種、飼料組成等多種因素的影響，其熱應(yīng)激狀態(tài)不僅影響能量平衡，還影響電解質(zhì)、礦物元素新陳代謝，使準(zhǔn)確衡量奶牛熱應(yīng)激狀態(tài)非常困難。及時(shí)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)奶牛熱應(yīng)激，對(duì)于保障奶牛健康，提高夏季奶產(chǎn)量和質(zhì)量非常有幫助。我國飼養(yǎng)的奶牛品種以荷斯坦奶牛為主，該品種的奶牛怕熱、耐寒，其體型大，單位體重的散熱面積小，若遇夏季高溫，其熱應(yīng)激發(fā)生非常嚴(yán)重。奶牛的理想環(huán)境溫度是-0.5℃～21℃，泌乳奶牛的最佳產(chǎn)奶環(huán)境溫度是5℃～25℃。當(dāng)熱應(yīng)激發(fā)生時(shí)，奶牛表現(xiàn)出一系列的生理反應(yīng)，即熱應(yīng)激綜合征，主要有熱喘息、心率加快、膜系統(tǒng)損傷、甲狀腺和腎上腺的功能加強(qiáng)，體內(nèi)氧化代謝減慢，過氧化物增多，物質(zhì)代謝減慢，免疫力降低、水和電解質(zhì)平衡紊亂，排尿增加，離子丟失增加等，最終造成奶牛采食量、產(chǎn)奶量、乳品質(zhì)、繁殖性能的下降以及誘發(fā)一系列疾病，使養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益下降。

炎熱夏季是奶牛熱應(yīng)激的高發(fā)期，應(yīng)對(duì)奶牛熱應(yīng)激須采取多方面技術(shù)手段進(jìn)行綜合調(diào)控，以免造成經(jīng)濟(jì)損失。牧場(chǎng)除了應(yīng)用奶牛飼養(yǎng)管理管理技術(shù)、營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)外，物理環(huán)境調(diào)控技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。風(fēng)機(jī)加噴淋的物理降溫方式作為非常有效的熱應(yīng)激緩解手段，其應(yīng)用效果一直被廣大的牧場(chǎng)用戶認(rèn)可。然而，在養(yǎng)殖業(yè)環(huán)保問題還沒有得到有效解決的背景下，我國傳統(tǒng)降溫方式的使用由于其粗狂的運(yùn)作方式，存在著浪費(fèi)水電資源、極大增加糞污處理量、以及人為因素影響大等問題。

物聯(lián)網(wǎng)智慧牧場(chǎng)新技術(shù)的出現(xiàn)，讓物理降溫方式的精準(zhǔn)執(zhí)行成為可能。將極大的提升牧場(chǎng)對(duì)于牛舍環(huán)境綜合控制的能力，為牧場(chǎng)在養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化、精準(zhǔn)化方面提供有力的工具。

近期在牧場(chǎng)管理中，“精準(zhǔn)”是主要話題。風(fēng)機(jī)噴淋作為用電、用水大戶，精準(zhǔn)化要求也越來越得到牧場(chǎng)的重視。

目前市場(chǎng)上我們分別觀測(cè)了兩種典型常見的控制模式來作對(duì)比，以其選擇出更適合牧場(chǎng)需求的精準(zhǔn)控制模式。

（1）使用東石智能環(huán)控模式下的物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)機(jī)噴淋控制。

（2）僅使用了感知元件對(duì)奶牛存在與否做簡(jiǎn)單判斷的感應(yīng)噴淋控制。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)是在位于北方的首農(nóng)畜牧金銀島牧場(chǎng)中進(jìn)行。

試驗(yàn)組：使用東石智能環(huán)控模式下的物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)機(jī)噴淋控制（金銀島牧場(chǎng)5-8群安裝有東石溫濕度感應(yīng)自動(dòng)風(fēng)扇噴淋降溫系統(tǒng)）。

對(duì)照組：僅使用了感知元件對(duì)奶牛存在與否做簡(jiǎn)單判斷的感應(yīng)噴淋控制（金銀島牧場(chǎng)1-4群為自動(dòng)感應(yīng)噴淋人工開啟風(fēng)扇）。

5-8群與1-4群選取胎次相近，泌乳天數(shù)的相近的牛只，對(duì)比其在2020年7月17日至2020年8月7日期間的產(chǎn)奶量差異。此外我們還從群體的反芻時(shí)間、喘氣時(shí)間以及重喘息率方面評(píng)估智能環(huán)控系統(tǒng)相較于簡(jiǎn)單的感應(yīng)噴淋之間對(duì)于緩解熱應(yīng)激以及促進(jìn)泌乳產(chǎn)能的影響。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 THI變化趨勢(shì)

我們采集了試驗(yàn)期間的溫度和THI數(shù)據(jù)，用于分析熱應(yīng)激程度。

經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)2020年7月17日至2020年8月7日期間，THI最高85.62，最低67.21，平均77.37。溫度最高37.5℃，最低20℃，平均27.39℃（如圖1）。

圖1

3.2 對(duì)奶牛奶產(chǎn)量的改善

5-8群設(shè)置為試驗(yàn)組，1-4群設(shè)置為對(duì)照組，分別篩選胎次為2.11胎（組間P=0.98），平均泌乳天數(shù)為118d（組間P=0.99）的牛群，對(duì)比其產(chǎn)量差異。試驗(yàn)組平均牛頭數(shù)63頭，對(duì)照組平均牛頭數(shù)為65頭。

分析結(jié)果顯示，從7月17日至8月7日期間，試驗(yàn)組平均產(chǎn)量為47.91kg，對(duì)照組平均產(chǎn)量為43.93kg，試驗(yàn)組與對(duì)照組每天平均產(chǎn)量增加3.98kg，且試驗(yàn)期間產(chǎn)量差異極顯著（P＜0.01）。智能環(huán)控系統(tǒng)效果顯著。

3.3 反芻時(shí)間和重喘息時(shí)間

我們采集了對(duì)照組和試驗(yàn)組牛舍的泌乳牛的每日反芻時(shí)間和每日喘氣頻率，將二者進(jìn)行了比對(duì)分析。

通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組泌乳牛的平均反芻時(shí)間總體上要高于對(duì)照組的泌乳牛；還有一點(diǎn)需要關(guān)注的是，試驗(yàn)組群屬于高產(chǎn)牛，對(duì)照組屬于混合牛群（有新產(chǎn)/混牛/泌乳晚期牛群），所以對(duì)照組牛的反芻時(shí)間本應(yīng)該高于試驗(yàn)組牛，但事實(shí)并非如此，由此我們不難得出這樣一個(gè)結(jié)論：智能環(huán)控系統(tǒng)有利于提高泌乳牛的反芻時(shí)間。

從時(shí)間上還可以看出，對(duì)照組奶牛的平均每日喘氣時(shí)間要明顯的高于試驗(yàn)組的奶牛，這一數(shù)據(jù)直觀的反應(yīng)出來東石智能環(huán)控系統(tǒng)有效地緩解了試驗(yàn)組奶牛的熱應(yīng)激。

通過反芻時(shí)間和每日喘氣時(shí)間的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，智能環(huán)控模式下的物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)機(jī)噴淋控制比僅使用了感知元件對(duì)奶牛存在與否做簡(jiǎn)單判斷的感應(yīng)噴淋控制更能降低熱應(yīng)激，提高反芻時(shí)間。

3.4 重喘息百分比

我們還是采集了對(duì)照組泌乳牛和試驗(yàn)組群體泌乳牛的重喘息百分比數(shù)據(jù)，因?yàn)閿?shù)據(jù)比較多，特地選出了比較有代表性的7月17號(hào)兩個(gè)牛舍的牛重喘息頻率方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

重喘息百分比代表了特定群體中表現(xiàn)出熱應(yīng)激行為的奶牛的百分比。結(jié)果表明，出現(xiàn)重喘息體征的奶牛的比例與奶牛陰道溫度（熱應(yīng)激程度主要指證）呈明顯的晝夜循跡關(guān)系。通過監(jiān)測(cè)重喘息，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛熱應(yīng)激程度。

7.17日數(shù)據(jù)顯示，對(duì)照組在2：00、6：00和12：00-14：00左右群體喘氣比率高于10%，最高比例為21.9%。試驗(yàn)組在4：00和12：00-14：00左右群體喘氣比率高于10%，最高比例為14.9%。

通過對(duì)照組和試驗(yàn)組有代表性的重喘息比率對(duì)比發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組的重喘息比率較低，遭受的熱應(yīng)激小些。

4 結(jié)論

首農(nóng)畜牧金銀島牧場(chǎng)的試驗(yàn)結(jié)果是比較符合預(yù)期的，在試驗(yàn)的過程中，我們通過收集數(shù)據(jù)和整理分析得出了以下結(jié)論：

1）使用東石智能環(huán)控模式下的物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)機(jī)噴淋控制可以有效的提高奶牛的產(chǎn)奶量，從7.17日截止到8月7日，試驗(yàn)組與對(duì)照組每天平均產(chǎn)量增加3.98kg，且試驗(yàn)期間產(chǎn)量差異極顯著（P＜0.01）。

2）使用東石智能環(huán)控的試驗(yàn)組泌乳牛的反芻時(shí)間明顯高于對(duì)照組的泌乳牛。

3）使用東石智能環(huán)控可以有效地為奶牛降溫，降低奶牛的重喘息百分比。

牛喘息時(shí)間的長(zhǎng)短最能夠說明她的應(yīng)激程度。于是我們便對(duì)不同控制的噴淋模式（東石智能環(huán)控組、工控感應(yīng)噴淋控制組）下，奶牛的喘氣變化做了詳細(xì)的記錄和統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)了非常有意思的現(xiàn)象。

以THI比較高的7月17日舉例，東石智能環(huán)控模式群的牛群喘氣時(shí)間為103分鐘，與之對(duì)應(yīng)的工控感應(yīng)噴淋群為146分鐘，牛群重喘息時(shí)間比智能環(huán)控模式牛群喘息時(shí)間長(zhǎng)43分鐘。經(jīng)過分析，這和東石智能環(huán)控模式噴淋的4個(gè)主要特點(diǎn)有很大關(guān)系：

即時(shí)性（奶牛到來馬上啟動(dòng)，縮減了了奶牛等待時(shí)間）。

實(shí)時(shí)性（控制依據(jù)使用THI和奶牛數(shù)量變化，以分鐘為單位更新）。

及時(shí)性（針對(duì)每刻的變化，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)隨時(shí)調(diào)整運(yùn)行策略）。

數(shù)據(jù)性（數(shù)據(jù)化反饋強(qiáng)大而清晰，為使用者改善提供堅(jiān)實(shí)依據(jù)）。

可見，省水只是“精準(zhǔn)”噴淋的第一步，如何能夠利用好水才是關(guān)鍵。而利用好水，系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)能力又是關(guān)鍵。收集數(shù)據(jù)、產(chǎn)生數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)是精準(zhǔn)噴淋的基本要求，一定不能輕易放過任何能夠?qū)?shù)據(jù)嵌入管理的機(jī)會(huì)。