【百年奶业】自由卧栏牛舍奶牛舒适度的13个要点(系列之二)

 自由卧栏设计——奶牛空间需要

图1显示了一头牛起身和躺卧时的动作。它显示卧栏必须提供三部分空间：身体空间（躯干空间，BodySpace）、头部空间（HeadSpace）和前冲空间（头部摆动空间，LungeSpace）。不同的学者基于他们的工作给予了适当的长度建议。显然，这些值随着奶牛的体型大小而变化。

图1奶牛躺卧和起身时所需要的空间

表2和表3显示了当前建议的一些变化。两者都显示随着奶牛体型增加卧栏长度也应增加（假设奶牛的重量不同）。人们普遍认为，美国的荷斯坦牛平均体型比十年前大，并且确信需要增加卧床尺寸。遗传、营养以及小母牛专业化饲养导致了奶牛体型的增加。在决定卧栏大小的时候，你应该知道自己牛群体型的相对大小以及打算如何分群。对于新建的牛场所有牛舍的卧栏大小都相同，可以使生产者灵活地使用牛舍，但使得制定卧栏大小的决定复杂化了。建造所有的卧栏以满足最大的母牛的需要，会导致小型奶牛卧栏使用不当。但是对于大型奶牛来说如果卧床太小会使他们不舒服，并有可能减少卧床的使用。淘汰牛收据的快速总结，可用于确定牛群中牛体型大小的正常范围。

表2不同大小牛的自由卧栏尺寸建议（McFarland,2003）

注：前部开放的卧栏奶牛前冲时可以借助前部的空间，前部封闭的卧栏奶牛在前冲时不能借助前部的空间。

表3不同大小牛的自由卧栏尺寸建议（Cook和Nordlund,2004b）

胸部定位器，以前称为挡胸板，用于控制奶牛躺卧位置。胸部定位器的底部通常放置在距离路沿66-72英寸处，并且限定了对于奶牛的身体空间的空间量。实践证明，66英寸的卧栏长度和高挡胸板不能给大牛提供足够的空间，它们的臀部越过路沿，有时甚至是它们的乳房会跨过路沿。起初这些定位器是用木头做的，以适应奶牛体型的角度放置，因为她会把身体靠在上面。通常挡胸板前面的空间用混凝土浇筑，以防止垫料的堆积。目前已在使用刚性较小的材料取代木板，这种材料在奶牛移动时具有一定的灵活性，并导致使用了新的术语，即胸部定位器（胸栏）。

安德森观察了奶牛的行为，并建议设计卧栏时应允许奶牛躺下时向前伸展两前蹄，并在起身时前蹄可以伸展到胸部定位器前方的空间。他观察到，一头奶牛的蹄通常可以抬的非常高，足以清除4英寸的障碍物，因此建议这是床垫或沙床上面的胸部定位器的最大高度。他不鼓励使用支架来支撑下隔栏管上的胸部定位器，因为这阻碍了牛蹄的伸展。此外，他建议在胸部定位器的顶部与卧栏分隔栏的下栏之间应留有5英寸的空间，以防止动物的腿被夹住。由于胸部定位器可以连接到床垫卧床的表面，所以这个建议很容易实施，但是对于通常没有底部连接的沙床来说，这是一个挑战。这些建议导致了与卧栏设计有关的新的建议，即胸部定位器前部的表面不应该升高到超过卧床表面，以允许牛蹄进入这部分空间。

自由卧栏设计——卧栏总长

如前所述，卧栏总长度应提供身体空间、头部空间和前冲空间。表2和表3显示了不同作者对这种需求的不同看法，这是基于他们所参考的牛的大小差异。前部开放的卧栏允许奶牛在起身时可以超过卧栏界限，奶牛头部可以伸到头对头式双列卧栏的邻近卧栏或单排卧栏前部额外的空间。前部封闭的卧栏会有一些障碍阻挡奶牛在前冲时身体超出卧栏界限。如果卧栏太短而不能让奶牛向前冲，则应选择使用允许奶牛可以侧冲的分隔栏。奶牛通常喜欢向前冲，如果经常这样做的话，在卧床上他们会躺卧的更直。

被迫或倾向于侧冲的奶牛往往以一定的角度躺卧在卧床上，导致卧床上更多的粪便，与之相关的问题也会增多。安德森（2003）报道说，在一个16英尺宽、前部开放、头对头式的自由卧栏的农场里，对面的卧栏空着的时候斜冲的几率为34%，而对面卧栏被占用时则为81%。在另一个农场，奶牛在原来的8英尺长、前部封闭的卧栏中侧冲的次数占到了68%，而在改造后的具有前部开放、环形分隔栏卧床的38英尺宽侧面开放牛舍只占44%。这些信息支持建设超过8英尺长的前部封闭卧栏的决定，并且选择一种合适的分隔栏，以便在邻近卧栏被占用的情况下允许母牛可以对角冲。然而Wagner-Storch等（2003）以及Fulwider和Palmer（2004）的研究与此观点相反。他们的研究是在一个4列、尾对尾的、卧栏长度均为8英尺的自由卧栏牛舍内进行的。卧栏的外部是封闭的，但每排卧栏的前部开放。前部开放卧栏上躺卧或占用的牛头数均比前部封闭的卧栏少，在大多数观察时间内，前部封闭的卧栏使用量明显高于前部开放卧栏。

 自由卧栏设计——颈轨的安置

自由卧栏设计——卧栏宽度

卧栏应该宽到足以让动物容易躺卧和起身。如果卧栏太宽，奶牛会斜躺在卧床上；较小的奶牛往往反向躺卧在卧床上，导致粪便堆积在卧床的前部。这两种情况都可能导致奶牛卫生较差，并增加了额外的劳动力来清理卧床，因为奶牛会在卧床上排粪。对于成年荷斯坦奶牛，46-48英寸宽的卧栏已满足要求；48-50英寸宽的较大卧栏，可考虑用于体型非常大的牛或怀孕的干奶牛。为了便利，建造者经常建造48英寸的卧栏，而46英寸的卧栏除具备上述的优点，还可以增加每个牛舍的卧栏数量。Tucker等（2004）报道了牛躺卧和站立行为对牛奶生产的影响（表5）。在这项研究中，对42英寸、46英寸和50英寸的卧栏进行了比较。比较了24h内躺卧的次数、每次躺卧的持续时间、总躺卧时间和牛奶产量。对于奶牛躺卧的因素来说，46英寸宽的卧栏比42英寸有明显的优势，50英寸宽相比46英寸宽则无优势。卧栏宽度的增加减少了奶牛一半站在卧床内一半站在卧床外的时间，并增加了他们四只蹄站在卧床上的时间。

表5三种卧栏宽度下躺卧和站立的行为和牛奶生产情况（n=27）

 自由卧栏分隔栏设计

目前市场上有许多不同设计的卧栏隔栏类型，它们通常被称为侧摆、宽环、直环等。无论选择哪种类型，在安装分隔栏时在分隔栏的后端和路沿之间应该留有14英寸的距离（Bickert等，2000）。这部分额外的空间使得母牛可以沿着卧栏后面行走和/或进入另一头牛的空间。减少这部分空间可能会导致奶牛在进入卧栏时撞击分隔栏而伤害到自己。在实践中，12-14英寸似乎很好地解决了这些问题。请记住，卧床长度不同，分隔栏长度也应不同。

另一个重要的尺寸是从卧栏分隔栏的下轨（分隔栏的下栏杆）顶部到卧床基部表面的距离。如果分隔栏为奶牛提供足够的空间用于侧冲，那么下轨必须足够高以防止奶牛在躺下时爬过它。现场观察表明，这个下轨应该在卧床表面上方11-12英寸。过去，生产者报道对宽环设计极为不满，因为奶牛挤在牛舍里，往往使得奶牛斜躺在卧床上。这可能是由于分隔栏安装得太低而造成的，这可以让奶牛爬过下轨。当前卧栏设计建议更高的颈轨安装位置并提升下轨似乎已经解决了这个问题。卧栏分隔栏设计的第二个考虑因素是在卧栏后面提供的空间量。在躺下时需要足够的空间来容纳奶牛，但在分隔栏底部以下的空间过大会导致奶牛斜躺在卧床上。选择带有下轨的分隔栏，该下轨在上升之前直接延伸穿过胸部定位器12-24英尺以为奶牛钩骨提供空间，将使这个问题最小化。支撑较高颈轨安装位置的新分隔栏设计应该使上轨的后部锥向下几英寸，以允许牛的头部在从卧栏中退出时很容易离开分隔栏。

有一排排头对头卧栏的牛舍，奶牛们可以冲入前面的卧栏。这个特点可以节省空间，但也可能导致奶牛从对侧卧栏离开，或者在他们站立并试图穿过的时候被卡在颈轨之间。更高的颈轨安装位置的新设计尤其如此。为了防止这种情况发生，可以在卧床之间放置一种威慑物（皮带、电缆或管道）。威慑物必须足够高，使母牛能够畅通无阻地向前冲刺，但又足够低，以防止她通过邻近的卧栏。目前的建议规定，这种威慑物要放置在8英尺卧栏表面上方40英寸以上，9英尺卧栏表面上方34英寸处。

基于床垫的自由卧栏设计

图2是一个平均大小荷斯坦奶牛的铺设床垫的自由卧栏尺寸类型，图3是一个平均大小荷斯坦奶牛的沙床尺寸类型。请注意尺寸因动物类型而异（初产牛、泌乳牛（胎次>1）和干奶牛）。这些只是指导方针，卧栏设计应该根据牛的大小决定，你应考虑这样一个事实，即卧栏太大会造成额外的金钱投入，导致奶牛卫生较差，和/或额外的劳动力以保持卧床清洁。过小的卧栏导致伤害增加，淘汰率提高，以及牛奶的潜在损失，因为奶牛不会尽可能地使用卧栏。图2显示床垫在卧床基部水平面上的适当位置，床垫的后部安装在卧床的路沿之前2-3英寸，这样即使发生一些踩塌之后，它也不会悬挂在路沿上。

图2平均大小荷斯坦奶牛的铺设床垫的卧栏尺寸

图3 平均大小荷斯坦奶牛的沙床的卧栏尺寸

图2和图3中A、B、C以及宽度的尺寸

图2是一个平均大小荷斯坦奶牛的铺设床垫的自由卧栏尺寸类型，图3是一个平均大小荷斯坦奶牛的沙床尺寸类型。请注意尺寸因动物类型而异（初产牛、泌乳牛（胎次>1）和干奶牛）。这些只是指导方针，卧栏设计应该根据牛的大小决定，你应考虑这样一个事实，即卧栏太大会造成额外的金钱投入，导致奶牛卫生较差，和/或额外的劳动力以保持卧床清洁。过小的卧栏导致伤害增加，淘汰率提高，以及牛奶的潜在损失，因为奶牛不会尽可能地使用卧栏。图2显示床垫在卧床基部水平面上的适当位置，床垫的后部安装在卧床的路沿之前2-3英寸，这样即使发生一些踩塌之后，它也不会悬挂在路沿上。

图2平均大小荷斯坦奶牛的铺设床垫的卧栏尺寸

图3 平均大小荷斯坦奶牛的沙床的卧栏尺寸

图2和图3中A、B、C以及宽度的尺寸

垫料的选择

自由卧床往往被认为有两个组成部分，由泥土、混凝土、木材或其他材料组成的基部以及由垫料组成的表面。深沙卧床的沙子支持这两项功能。无论选择什么样的材料，自由卧床都应该满足牛休息时的需要，在躺卧时提供缓冲作用，而在起身时具有牵引力。

多年来，已经尝试了许多不同成本和使用效果的自由卧栏组合。奶牛不喜欢混凝土卧床，除非在卧床之上维持较厚的垫料。秸秆、木屑、固体牛粪和其他有机垫料已被成功地用于混凝土卧床，但其成本有时过高。有机垫料也被证明可以促进细菌的生长，并且伴随着更高的乳腺炎发生率。由于木材腐烂，潮湿时变得湿滑，因此木质的卧床并不成功。土质的卧床可以提供奶牛的舒适度，但是由于奶牛会在卧床上刨洞，维护工作量较大。牧场主也尝试在卧床上使用橡胶轮胎。奶牛似乎喜欢轮胎在卧床上，并且垫料的用量减少，但正确安装轮胎是非常重要的。轮胎应该是相同的大小，紧紧地放在一起，并用材料仔细包装好，以保持不动。轮胎增加了污染垫料的清理难度。多年来，已经尝试过不同类型的橡胶垫，但结果不一。一部分橡胶垫较滑，并且造成了奶牛关节受伤，而另一部分则会在短时间内损坏。

现在铺设床垫的卧床非常受欢迎，而且对于大多数牧场主来说，自由卧床基础的选择是在沙子和床垫之间。床垫内通常有一些橡胶颗粒、水或其他类型的填充材料，接触奶牛身体比较舒服，并可能在寒冷的天气中提供隔冷效果。他们表面有一层保护垫，可以防水，足够耐用。床垫的初始成本通常为每个卧床75-125美元，其预期使用年限为4至7年。以床垫为基础的卧床需要应用一些类型的吸水层，但数量少于深坑混凝土卧床。沙床的初期投资费用较低，但是填补和维护人员的劳动力，使用的沙子的成本以及沙子对粪肥处理和储存的不利影响常常导致后续的维护成本较高。

沙子与床垫的比较—生产表现及场长满意度

一项调查显示，从1994年到1998年，威斯康星州生产者牛群规模至少增加了40％（表6），结果显示，使用沙子和使用床垫牧场之间的DHI牛奶产量或体细胞计数没有显著差异（Palmer和Bewley，2000）。使用沙子的牧场主似乎对奶牛的舒适感更满意，但对粪肥管理和垫料问题不满意。沙床用户报道了牛清洁度和运动损伤的满意度得分较高，而床垫用户对垫料的使用和成本以及粪便管理的满意度更高。牛只淘汰率虽然没有明显的差异，但对于沙子用户来说却显示出一些微小的数值优势。

表6使用床垫和沙床的牧场产量及满意值

注：“*”表示牧场主满意值，评分为1（非常不满意）至5分（非常满意）。

一项旨在评估六种不同的卧床表面的爱荷华州的研究发现，试验期间，奶牛在沙床和床垫之间的选择上具有变动性（Thoreson，2000）。沙床在夏季选择性排名最高，但从夏季到冬季，沙床的选择排序有所下降。Wagner-Storch等在2003年报道，温度似乎影响了牛对卧床的选择，在较热温度下床垫的躺卧率较高，而在中等温度下沙床的躺卧率更高。

Cook等（2004a）研究了威斯康星州6个沙床牛舍与6个床垫牛舍的非跛行奶牛、轻度跛行奶牛和中度跛行奶牛的行为差异。观察了12个牛群的所有泌乳牛，并参照4分标准给予运动评分：1=非跛足，2=轻度跛，3=中度跛行，4=重度跛脚。这些牧场在访问日畜群规模、饲养密度、奶牛平均产奶量变化、年更新率和平均环境温度没有统计学差异（表7）。淘汰率虽然没有统计学差异，但沙床具有数值优势（36.5:28.8），这与Bewley等（2003）报道的结果一致。主要的发现是，床垫牛群临床跛行的平均群体流行率显着高于沙床牛群（24.0:11.1），其中临床跛足被定义为运动评分为3或4的奶牛。

表7六个使用床垫和六个使用沙床的群体水平数据的平均值和标准误差

通过摄像机观察24h内每个群体中运动评分为1至3的10头奶牛（表8）。床垫牛舍和沙床牛舍之间的躺卧时间没有差异（11.66:12.01），床垫牛群每天在卧床上花费的时间比在沙床牛群多（3.44:1.83），这与Fulwider和Palmer（2003）的发现一致。沙床牛群也被发现比床垫牛群采食时间更多（4.65:4.08），卧床使用次数更多（7.57:6.92）。每次躺卧时间大于60分钟的牛群比例，沙床牛群高于床垫牛群（0.61:0.49）。

表8六个床垫牛群中60头奶牛及六个沙床牛群中60头奶牛平均行为行为活动模式

Cook还基于运动评分记录了床垫牛群和沙床牛群之间的日常行为模式。沙床牛群中所有运动评分的奶牛行为模式是一致的，几乎没有变化。床垫牛群中的非跛行奶牛表现与沙床牛群相似，除少量奶牛在卧床上时间显著增加。相比之下，床垫牛群中轻度跛行和中度跛行奶牛表现出行为上的改变。与运动评分相同的沙床牛群相比站立时间不同，床垫牛群非跛行奶牛为0.73h/d，轻度跛行母牛为2.32h/d，中度跛行的母牛为4.31h/d。在床垫牛群中，中等跛行母牛站立的时间增加，但每天的卧床使用次数减少了，这影响了每天的躺卧时间。如果在卧床站立时间的增加，其他行为活动的时间就减少了。挤奶时间基本保持不变，但在通道内的时间明显缩短（P<0.05）。床垫牛群中中度跛行的牛卧床的使用次数在为4.62，而在沙床牛群中则为8.50（P= 0.003）。这个结果被解释为当奶牛中度跛行时，相比于床垫他们更容易在沙床上起卧。

 床垫和橡胶垫卧床的偏好测定

威斯康星大学Arlington农场在三年的时间里开展了奶牛对不同卧床表面材料的偏好研究。Palmer（2003）、Wagner-Storch等（2003）以及Fulwiderand Palmer （2003）等报道了结果。测试了以下16种材料类型：

• SAND—冲洗的泥沙，8-9英寸厚（试验一）

• CONC—混凝土（试验一）

• WATR—AlantaWaterbeds水床垫，上下2层硫化橡胶，中间填充3加仑氯化钠和13加仑水。（试验一和试验二）

•橡胶填充垫（织物和橡胶的复合物）

PMFoam—泡沫碎橡胶垫（试验一和试验二）

PMFelt—碎橡胶垫（试验一和试验二）

UltiMat—厚橡胶块（试验二）

•泡沫填充垫（织物和泡沫的复合物）

ComfyC1–聚乙烯和柔软盖（试验一和试验二）

Foxworthy–厚泡沫（试验二）

DelavalM100–泡沫填充的绿色垫（试验二）

ComfyC2–聚乙烯和优质盖（试验二）

•软木填充垫（织物和橡胶的复合物）

CCCork– Cow Comfort Corkmat by Amorim（试验二）

•橡胶垫

DelavalCZ- DeLaval’s comfort zone milk mat（试验一）

Humane- Humane’s Supreme Comfort Pad，填充泡沫的橡胶垫（试验二）

Kraiburg- Kraiburg’s Softbed II，里面是泡沫，外面是橡胶（试验二）

J+DCuch- J+D’s Heavy Cush，具有底部排气功能的橡胶垫（试验二）

BergSDP- Berg’s Simplex Dairy Pad（试验二）

开展了两个奶牛偏好试验，称之为试验一和试验二。一些在试验一期间被证实为奶牛选择的材料被保留用于试验二，并且这些在上面被称为在两个试验中（试验一和试验二）。Palmer（2003）的研究表明卧床材料类型影响奶牛的偏好。这项研究报告了一个4排自由卧栏牛舍、饲养密度为100%的卧床使用情况。在九个月的时间内记录了躺卧或占用卧床（站立或躺着）的奶牛的情况。沙子和橡胶填充的卧床一贯有较大的卧床使用率；混凝土和软橡胶垫始终是最低的使用率；泡沫填充垫和水床的使用率是中等的。沙床整体躺卧率最高，而床垫卧床的卧床占用率最高。

奶牛似乎更喜欢站在放置在沙床或混凝土通道上的床垫或软橡胶垫的软质表面上。卧床躺卧率沙子比I型床垫占优势（68.7%> 65.2%），而卧床占有率I型床垫比沙子占优势（88.3%>79.0%）。这表明奶牛喜欢躺在这两种卧床材料表面，但非躺卧时间更愿站在I型床垫的卧床上，而不是站在混凝土通道。有一些床垫类型一直劣于其他。混凝土和软橡胶面的躺卧率总是低于平均躺卧率。有一种床垫类型的卧床躺卧率和占用率一直高于另一种床垫类型，这表明并非所有的床垫对奶牛都是同样可取的，并且对“床垫”的统称可能会引起误解。奶牛接触不同卧床的时间长短影响躺卧率和占用率。水床垫的卧床需要较长的适应时间，而在此试验中使用软橡胶垫的卧床随着时间的推移而减少。

Palmer（2003）发表了初步结果后发现，有一种床垫类型里面具有两种不同的成分。因此数据被重新分析，这两种床垫类型（PMFoam和PMFelt）分别由Fulwider和Palmer（2003）分析。表9显示了更新的数值。

表92001年5月9日开始的9个月期间，床垫类型重新分析后的4排卧栏、饲养密度为100%的牛舍的实验一的不同卧床表面材料类型的奶牛偏好值（PMFoam和PMFelt分开分析）。

注：卧床占用率是指牛只躺卧在卧床上、两蹄在卧床另外两蹄不在卧床上以及站立在卧床上的牛只的比例。同列数值不同上标小写字母表示差异显著（P＜0.05）。

当试验一这种床垫类型被重新分析为PMFoam和PMFelt时，结果显示包含1英寸泡沫层与1英寸毡层的PM版本床垫之间奶牛偏好存在显着差异。这两个床垫都有材料填充到橡胶垫里。沙子和PMFoam床垫之间躺卧率没有显著区别（69%:68%），但站立时间床垫与沙子相比差异非常大（89%:79%）。

表10显示了牛舍饲养密度为101%一侧的试验二的结果。试验一中的三个卧床材料类型被保留，并安装了五种新的类型。结果表明三种床垫类型（Foxworthy，PMFoam和UltiMat）是牛首选的，其他三种被认为是中等（PMFelt，ComfyC1和Humane），另外两种被认为较差（Kraiburg和J+DCush）。

表102002年6月19日开始的为期六个月的三个现有及五个新型床垫及橡胶垫卧床饲养密度为101%牛舍一侧的试验二的测试结果

注：1卧床占用率是指牛只躺卧在卧床上、两蹄在卧床另外两蹄不在卧床上以及站立在卧床上的牛只的比例。同列数值不同上标小写字母表示差异显著（P＜0.05）。“*”表示该类型床垫是试验一中试验过。

表11显示了牛舍饲养密度为66%一侧的试验二的结果。来自试验一的三个卧床材料类型被保留，并安装了四种新的类型。两种卧床材料类型似乎是奶牛首选（DelavalM100和PMFoam），水床垫和ComfyC2床垫居中，BergSDP和CCCork床垫被认为较差。

表112002年6月19日开始的六个月期间，三个现有及四个新型床垫和橡胶垫卧栏饲养密度为66％牛舍一侧的测试结果

注：1卧床占用率是指牛只躺卧在卧床上、两蹄在卧床另外两蹄不在卧床上以及站立在卧床上的牛只的比例。同列数值不同上标小写字母表示差异显著（P＜0.05）。“*”表示该类型床垫是试验一中试验过。

表10和表11显示了不同床垫类型的奶牛偏好的相对顺序。牛舍两侧的牛只躺卧率和占用率趋势类似，填充泡沫或橡胶的床垫始终优于橡胶垫。和试验一相同，被测试的床垫类型的卧床使用情况差异很大，再一次证明了对床垫和橡胶垫卧床进行一概而论是不公平的。

表12显示了使用克莱格锤测试不同卧床表面材料类型的相对硬度以及这些值与来自试验二的牛偏好值的相关性的结果。CIV/H值与牛群躺卧率的相关性为-0.90，与卧床占用率的相关性为-0.84。较高的克莱格值与较硬的卧床相关，并与不同卧床表面材料类型的牛偏好相关。这些结果被解释为暗示卧床表面越软，克莱格值越低，越适合奶牛。从这些结果看来，克莱格锤可能是一个有用的工具，用于评估不同卧床表面的柔软度和牛接受度。

表12饲养密度为101%的牛舍克莱格冲击测试结果，结果以躺卧率高低进行排序显示

注：1克莱格值=20 kg的克莱格锤在30cm的高度冲击卧床表面的平均峰值减速，以CIV/H衡量。

2从2002年6月19日开始的6个月期间，奶牛对牛舍饲养密度为101%的一侧不同档位类型卧床表面材料的偏好。

 通道使用橡胶垫