Стратегические решения по выбору времени, использованию датчиков, расположению системы смачивания и дизайну оросителей могут сократить расход воды и одновременно повысить общую стабильность и комфорт коров в теплые месяцы.

Согласно подсчетам, тепловой стресс обходится молочной промышленности в 897 миллионов долларов, и одним из наиболее эффективных методов борьбы с тепловым стрессом является непосредственное охлаждение коровы с помощью оросителей низкого давления. Молочные коровы, термонейтральная зона которых составляет от 4,5 до 21°С, очень чувствительны к жаре. В этой статье речь пойдет об орошении кормовых аллей, но также будут затронуты и другие области, где используется орошение.

Характеристики орошения

Как правило, на кормовых аллеях система смачивания состоит из магистральной трубы, подающей воду к форсункам, которые обычно выпускают около 0,5-1,5 галлонов (2,3-6,8 л) в минуту (GPM) при давлении 15-25 паскалей (Па).

За пределами кормовой аллеи могут использоваться форсунки, аналогичные тем, что применяются при орошении (или других методах подачи воды на большую площадь в зоне содержания), душевые насадки в стойлах и, в некоторых случаях, на возвратных дорожках.

В очень жарких условиях производители также внедрили зоны смачивания, специально спроектированные для высокой скорости воздуха и большого количества воды, которые коровы посещают несколько раз в день.

Орошение охлаждает коров сначала за счет контакта воды с кожей. Затем оно охлаждает корову, поскольку вода испаряется близко к коже. Важно, чтобы капли были достаточно крупными и проникали через шерсть, чтобы обеспечить максимальный эффект охлаждения для коровы.

Эта стратегия наиболее эффективна в сочетании с высокой скоростью воздушного потока, когда над стойлами устанавливаются вентиляторы, а при сильной жаре - вентиляторы над кормовыми площадками. Рекомендуемая скорость охлаждающего воздушного потока колеблется в пределах 60-180 м в минуту в зависимости от климата. Другие источники утверждают, что более низкие скорости, например, скорость воздуха менее 60 м в минуту, способствуют большей теплоотдаче, так как охлаждающий эффект происходит более равномерно.

Физиологическое воздействие на коров

Существует множество исследований, посвященных положительному влиянию опрыскивания оросителями низкого давления в качестве средства снижения воздействия жары. Вместо того чтобы приводить конкретные исследования, можно ознакомиться с кратким обзором в статье Дженнифер М.К. Ван Ос, в которой говорится о таких преимуществах прямого орошения, как:

• снижение температуры тела, частоты дыхания и кожной температуры
• Увеличение времени кормления и потребления сухого вещества (DMI)
• Увеличение удоев
• Снижение стремления избегать насекомых

Когда и сколько орошать?

Как правило, большинство систем начинают опрыскивание при температуре 18-21°С. В настоящее время золотым стандартом температуры для охлаждения считается индекс температуры и влажности (THI) 68 - часто используются как 68°F (20°С), потому что при этой температуре THI достигает максимума в 68 при влажности 100%.

Исследования теплового стресса позволили снизить рекомендуемые температуры охлаждения и уровни THI, при которых следует начинать применять технологии снижения воздействия жары. В публикации «Количественная оценка теплового стресса и его влияния на метаболизм и производительность» Роберт Дж. Коллиер и др. оспорили данную цифру, заявив, что «... наши данные показывают, что молочные коровы, производящие более 35 килограммов (77 фунтов) в день, нуждаются в дополнительном охлаждении, при минимальном THI 65 или выше или при среднем THI 68 в течение более 17 часов в день».

Новые исследования поведенческих моделей, выходящих за рамки физиологических реакций - таких как использование щетки и другие ненужные действия, часто называемые «роскошным поведением», - показывают, что коровы могут показывать признаки стресса при THI намного ниже 68.

Расход воды

Хотя мы хотим добиться максимального комфорта для коров, мы также должны учесть, сколько воды будет добавляться из различных систем орошения в систему накопления навоза.

Даже несмотря на относительно низкую стоимость воды, потребление воды для систем смачивания зависит от температуры активации, и почти вся вода от смачивания попадает в навозный поток. В зависимости от системы навозоудаления это может быть неприятным или чрезвычайно дорогостоящим вопросом.

Давайте приведем быстрый пример на трехрядном комплексе с 85 стойлами и предположим, что плотность поголовья составляет 1,18, то есть в комплексе содержится 100 коров. Длина кормовой аллеи составляет примерно 40 метров, что означает, что здесь будет 22 форсунки для орошения (с шагом 1,8 м). По приблизительным оценкам, производительность форсунок составит около 0,7 GPM, а график обработки будет следующим: одноминутное орошение:

• Время простоя 15 минут (четыре цикла орошения в час) при температуре 20-22°С
• Время простоя 10 минут (шесть циклов орошения в час) при температуре 22-27°С
• Время простоя 6 минут (10 циклов орошения в час) при температуре более 27°С.

В Мэдисоне, штат Висконсин, общее количество воды, добавляемое для смачивания, исходя из погодных данных на 2023 год и такого графика орошения, составило бы около 42 280 литров на форсунку. Согласно модулю содержания взрослых коров, разработанному организацией Dairyland Initiative, предлагаемый минимальный объем хранения навоза на 100 коров составляет 4,5 миллиона литров в год, то есть система орошения добавляет примерно 20 % от минимального объема хранения навоза.

Это упрощенный и условный пример, но он должен подчеркнуть, насколько сильно орошение влияет на общую схему удаления навоза на ферме, даже если оно не учитывается. Каждый раз орошение значительно увеличивает количество воды, добавляемой в навозохранилище.

Для экономии воды и повышения эффективности рекомендуется использовать сенсорную конструкцию, в которой устройство для орошения работает в зависимости от присутствия коровы, а не от времени.

Сенсорное орошение

Сенсорное орошение (активация оросителей в зависимости от присутствия коровы, а не от времени) способно значительно сократить потребление воды.

Согласно исследованию 2010 года, проведенному А. Гомесом и Н.Б. Куком, коровы проводят 83 % своего дня - или 19 часов - вне кормовых площадок и аллей.

Предположим, что система смачивания активируется только в присутствии коровы. В этом случае можно сэкономить до 83 % используемой воды, если бы устройство работало в течение 24 часов, так как именно это время коровы находятся вне зон, где установлены устройства для орошения (не включая зону содержания).

Однако система не работает в течение всего дня, и по результатам первоначальных исследований, проведенных с использованием нашего сенсорного устройства, мы наблюдаем экономию воды в среднем на 50 %, а в некоторые дни - до 70 %.

В промышленности уже есть примеры использования сенсорного устройства системы орошения с применением различных технологий, таких как RFID, обнаружение по изображению и ультразвуковое обнаружение. Существуют также академические исследования, например, статья Густаво Мазона и др., в которой тестировалась автономная система орошения с использованием RFID и был сделан вывод, что ее внедрение может позволить сократить потери воды.

Метод добровольного намокания положительно коррелирует с удоями, так как более продуктивные коровы чаще используют оросители, что имитирует сенсорное орошение.

Поскольку технологии становятся все более доступными и надежными, я считаю, что сенсорное орошение станет нормой. Особенно если в будущем использование воды станет более регламентированным.

Итоги

Наиболее распространенные системы орошения охлаждают корову, смачивая кожу, а затем испаряя воду на коже, чему способствует поток воздуха, создаваемый вентиляторами.

Обычно рекомендуется начинать орошение при температуре 18-20°С, но следует также оценить среднее время обработки и расход воды, чтобы составить график, который может выдержать ваше хозяйство. Убедитесь, что давление в водозаборной трубе достаточно для такого режима орошения и что ваша система может справиться с потребностью в воде, а также рассмотрите возможность использования сенсорного оборудования для снижения потребления воды.

Орошение - один из самых мощных инструментов борьбы с жарой, а новые разработки как в промышленности, так и в научных кругах делают его более надежным.

https://www.agproud.com/articles/59632-reduce-heat-stress-with-soaking