文/Francisco Rodriguez　译/赵新茂

﹝利拉伐（北美）﹞

提高奶牛舒适度：选择适用于自动化挤奶系统的牛床垫料

文/Francisco Rodriguez译/赵新茂

﹝利拉伐（北美）﹞

为了提高奶牛在自动化挤奶系统中的舒适度，牛床是一个非常关键的要素，而验证牛床系统的要素通常有：奶牛舒适度、运动、奶牛质量和奶牛乳房健康、对设备的影响、奶牛流向、总成本、环境。从这几个要素出发，分析沙床、有机材料床、固体粪肥床、堆肥床、牛床垫等几种牛床的使用注意事项，以更好地适应自动化挤奶系统，提高奶牛的舒适度。

自动化挤奶系统；奶牛；舒适度；牛床垫料

自动化系挤奶系统（AMS）的运行，基本遵循传统牧场牛群管理和牛奶生产的原则，而其它关键因素，如生活方式、日常活动和牛舍设施，与传统牧场有所不同。牛舍设施中AMS的一个关键要素就是牛床垫料。在AMS中，合格的牛床垫料应能够满足以可持续的方式为奶牛挤奶，并兼顾到动物福利、农场收益率、社会责任和环境4 个核心指标。

1　验证牛床垫料的7 个要素

2013年，美国明尼苏达州大学调查了美国中西部地区52 个使用自动化挤奶系统牧场应用牛床垫料的情况。调查人员发现，42%牧场用的是牛床垫，27%用的是沙床，13%用的是水床，6%用的是垫料，其余12%用的是其它材料。而牛床垫料的选择可以从以下7 个要素考虑。

1.2奶牛的运动

1.1奶牛舒适度

牛床垫料的缓冲力、抗拉力和支撑力会影响奶牛的生活舒适度，进而影响整个AMS的奶牛流向和奶牛前往挤奶站的主动性。

患跛足病的奶牛不会主动到挤奶机器人挤奶，健康的奶牛则能充分有效地使用机器人挤奶。

1.3牛奶质量和奶牛乳房健康

确保牛奶质量和奶牛乳房健康是确保牧场收益和高质量牛奶的唯一办法。

1.4对设备的影响

设备磨损和维护成本是评估经济和规划目标的重要变量。

1.5奶牛流向

目标是使奶牛前往挤奶站的主动性最大化，改善奶牛的行为习惯。

1.6总成本

各类业务中最关键的变量。

1.7环境

自动化挤奶系统的操作必须符合当地法规的要求。

2　各种牛床垫料的使用分析

2.1沙床

2.1.1沙床的优势

就奶牛舒适度、牛奶质量和奶牛乳房健康而言，无论是传统的挤奶系统还是机器人挤奶系统，沙床都是最好的牛床垫料。

（1）产奶量和肢蹄病

（2）体细胞数

通过全自动机器人挤奶系统（VMSTM）调查牧场奶牛乳房健康记录，发现沙床垫料牛群的大罐体细胞数可以控制在4 万～15 万个/mL之间。

2.1.2沙床的使用注意事项

（1）正常情况下，沙床垫料会使机器维护成本增加50%～80%，而设备磨损将会严重影响设备的维护和运行成本。

（2）因沙子本身也是一项昂贵的投资，且属损耗品，必须持续不断的投入。所以沙床本身也会严重影响牧场的投资回报率。

2.1.3沙床的使用建议

在使用沙床作为牧场垫料后，需要向挤奶设备供应商索要最佳的挤奶机器人配置方案，便于铺设沙床。另外，也可以向挤奶设备供应商了解设备维护和运行成本，以便计算投资回报率。

数字信号处理的大多知识点都是相互联系的，教材1.4节[1]讨论完“线性常系数差分方程求解”时，讨论了采用filter()函数求解差分方程输出的方法。在讲解这个知识点时，可以指出差分方程的输出与系统输出是相同的。因此，如果知道一个差分方程的单位脉冲响应，我们可以采用filter()函数利用递推法原理求系统输出，也可以采用conv()函数求卷积运算的方法求系统输出，且两者的输出应该是相同的。教学设计可分为以下几个步骤。

2.2稻草、锯末和其它有机垫料

2.2.1有机垫料的优势

与沙床相比较，稻草、锯末和其它有机垫料在保证奶牛舒适度、运动和奶牛流向上的功效大致相同，而明显优势在于对设备影响小，便于处理粪便。

2.2.2有机垫料的使用注意事项

（1）使用有机垫料时，应密切注意保持奶牛清洁，以防细菌迅速滋生，导致奶牛乳房炎。

（2）为了维持有机垫料卧床的舒适性，势必要投入大量的劳动力和垫料开销。另外，日常过于频繁的人工维护卧床还可能会破坏奶牛流向，这些都是牧场主应该考虑的问题。

2.2.3有机垫料的使用建议

（1）编制各种详细的标准操作流程（SOPs），以实现合理化管理。

（2）始终保持奶牛乳房干净、干燥无毛发，否则毛发上粘带的有机物料垫料会影响挤奶机器人的性能。

2.3回收固体粪肥

2.3.1回收固体粪肥的方式

除了方便生产、加工和管理之外，回收固体粪肥（RMS）垫料在保证奶牛舒适度、适度运动量、奶牛流向、总成本控制和设备损耗方面也有着明显的优势。目前普遍采用的有3 种生产回收固体粪肥的方式：（1）厌氧消解粪肥；（2）干湿分离未经处理的粪便；（3）机械挤压堆肥。

2.3.2RMS的使用注意事项

牧场使用未经处理的RMS在遇到炎热潮湿的天气时，出现由克雷伯氏菌引发的大肠杆菌乳房炎的可能性会随之增大。

2.3.3RMS的使用建议

（1）向自动化挤奶系统供应商咨询以往使用RMS的经验，以及有助于避免环境风险的系统设置和挤奶流程。

（2）精心设定一份大肠杆菌性乳房炎疫苗接种计划。

（3）每天监控垫料干物质情况和环境气温。

（4）编制各种详细的标准操作规程（SOPs），以实现合理化管理。

2.4堆肥床

2.4.1堆肥床的优势

堆肥床（CBP）的明显好处体现在：能为奶牛提供舒适的生活环境和运动环境，对设备影响小，初始投资成本低。同时，由于堆肥床易于观察高温特征、有助于保证奶牛的整体健康，它还能为奶牛繁殖后代提供一个理想的环境。

美国肯塔基州大学曾做过1 项相关研究，通过对比启用该CBP垫料系统前一年和第二年的繁殖数据，发现牛群的平均产犊间隔从14.3 个月缩短到13.7 个月。

2.4.2CBP的使用注意事项

（1）与其它牛床垫料相比，使用CBP时，奶牛体表卫生状况堪忧，大大影响了牛奶质量和奶牛的乳房健康。此外，和其它有机牛床垫料一样，CBP对牧场的管理能力要求甚高。正常情况下，管理良好的CBP自动化挤奶牧场，其大罐体细胞数量在20 万～40 万个/mL之间。当然，也有一些牧场例外，能保持良好的大罐体细胞数。

（2）CBP垫料的成本取决于当地的环境条件。由于发酵垫料成本极高，美国中西部地区一些自动化挤奶牧场已经改为使用其它类型的垫料。

2.4.3CBP的使用建议

（1）奶牛的卫生状况是CBP本身是否合理的一个重要的反映。使用CBP的重点在于掌握如何生产堆肥，监控温度、湿度和每头奶牛的生活区域等变量也十分重要。

（2）避免使用潮湿锯末做垫料，因为克雷伯氏菌数量激增会致使奶牛患大肠杆菌性乳房炎的风险升高。

（3）精心设定一份大肠杆菌性乳房炎疫苗接种计划。

（4）编制各种详细的标准操作流程（SOPs），以实现合理化管理。

（5）向自动化挤奶系统供应商咨询以往使用CBP的经验，以及有助于避免环境风险的系统设置和挤奶流程。

（6）设计一个便于处理奶牛和驱赶奶牛的牛舍布局。

2.5牛床垫

2.5.1牛床垫的优势

牛床垫是世界各地机器人挤奶系统最常用的垫料。牛床垫的功效高低取决于管理合理程度、牛床垫质量以及顶层有机垫料的数量。无论用哪种材料做垫料，都应在其上部铺设一层有机垫料。成功的牧场管理者通过制定正确的管理策略，自动化更换垫料，最大程度地保障奶牛的舒适度、运动量、牛奶质量和乳房健康、不影响设备运转和实现奶牛流向零干扰。

2.5.2牛床垫的使用注意事项

（1）奶牛生活的舒适度和合理的运动量是需要关注的问题。由于选材的不同，牛床垫在抗拉力、缓冲力和支撑力方面会有很大的差异。如果牛床垫不合适，可能导致奶牛在牛床上站立更长时间，缩短躺卧时间，同时奶牛通道也会更加拥挤。拥挤的通道对奶牛流向、正常挤奶、奶牛产奶量都会有负面的影响。

（2）奶牛乳房健康。调查了美国国内使用全自动机器人挤奶系统的牧场，发现牛床垫上部铺设一层有机垫料的牧场，所生产出来的大罐牛奶体细胞数量可以控制在15 万～30 万个/mL之间。

2.5.3牛床垫的使用建议

（1）从市场上选择具备最佳缓冲力、抗拉力和支撑力的牛床垫方案。

（2）始终记得在牛床垫上放置有机垫料，可以提高牛床垫的舒适度和降低牛床垫的水分，同时保持表面干净。增加2～8 cm厚的有机垫料，有助于保证奶牛乳房健康。

（3）编制各种详细的标准操作流程（SOPs），以实现合理化管理。

3　小结

至繁归于至简。牛床垫料的选择取决于牧场是否优先考虑了奶牛的生活状况，以及最好的确保自动化挤奶系统（AMS）的持续性运转。

［1］ Salfer J A，Endres M I，Kammel D W. Housing management and animal welfare characteristics of farms using automatic milking systems. Proceedings of the Precission Dairy Conference and Expo，2013：35-36.

［2］ Wenz J R，Jensen S M，Lombard J E，et al. Herd Management practices and their association with bulk tank somatic cell count on united states dairy operations. Journal of Dairy Science，2007，90（8）：3652-3659.

［3］ Zdanowicz M，Shelford J A，Tucker C B，et al. Bacterial populations on teat ends of dairy cows housed in free stalls and bedded with either sand or sawdust. Journal of Dairy Science，2004，87（6）：1694-1701.

［4］ Husfeldt A W，Endres M I，Salfer J A，et al. Management and characteristics of recycled manure solids used for bedding in Midwest freestalls dairy herds. Journal of Dairy Science，2012，95（4）：2195-2203.

［5］ Lombard J E，Tucker C B，Von Keyserlingk M G，et al. Associations between cow hygine，hock injuries，and free stalls usage on US dairy farms. Journal of Dairy Science，2010，93（10）：4668-4676.

［6］ Cook N B，Bennett T B，Nordlund K V，Effect of free stall surface on daily activity patterns in dairy cows with relevance to lameness prevalence. Journal of Dairy Science，2004，87（9）：2912-2922.

［7］ Van Gastelen S，Westerlaan B，Houwers D J，et al. A study on cow comfort and risk for lameness and mastitis in relation to different types of bedding materials. Journal of Dairy Science，2011，94（10）：4878-4888.

［8］ Black R A，Taraba J L，Day G B，et al. Comspost bedded pack dairy barn management， performance and producer satisfaction. Journal of Dairy Science，2013，96（12）：8060-8074.

［9］ Barberg A E，Endres M I，Salfer J A. Performance and welfare of dairy cows in an alternative housing system in Minnesota. Journal of Dairy Science，2007，90 （3）：1575-1583.

［10］ Norring M，Manninen E，de Pasille A M，et al. Effects of sand and straw bedding on the lying behavior，cleanliness and hoof and hock injuries of dairy cows. Journal of Dairy Science，2008，91（2）：570-576.

［11］ Lobeck K M，Endres M I，Shane E M，et al，Animal welfare in cross-ventilated，compost-bedded pack，and naturally ventilated dairy barns in the upper Midwest. Journal of Dairy Science，2011，94 （11）：5469-5479.

［12］ Endres M I，Barberg A E. Behavior of dairy cows in an alternative bedded-pack housing system. Journal of Dairy Science，2007，90（9）：4192-4200.

Francisco，资深自动化挤奶系统牧场管理顾问，为利拉伐（北美）提供咨询服务。

全球最大机器人牧场：64 台机器人管6 500 头的规模牛场

【本刊辑】近日，Agrícola Ancali公司的智利奶牛场Fundo El Risquillo刚与利拉伐签署了一份购置64 台挤奶机器人VMSTM的协议，将成为全球最大的机器人牧场。Fundo El Risquillo牧场存栏量为6 500 头，其第一批安装的16 台挤奶机器人VMSTM已见成效；目前，共有920 头泌乳牛接受机器人挤奶，且平均产奶量达45.2 公升；相比以前，产奶量提高了10%，同时还降低了人工成本，其降本增效成果显著。最终，牧场最好的4 500 头泌乳牛将被64 台利拉伐挤奶机器人VMSTM接管。

目前，Fundo El Risquillo牧场牛舍还引入了一系列其它的利拉伐奶牛舒适解决方案，如通风系统、奶牛降温系统、橡胶地板、牛体刷、饮水槽和照明设施等。新设备安装完毕后，该牧场4 500 头泌乳牛将全部接受机器人挤奶。同时，牧场也会保留1 个转台挤奶系统，用于新产牛和有特殊需求的奶牛。

尽管许多牧场主认为利拉伐VMSTM机器人系统更适合小型牧场运营，但Ancali Agrícola公司首席执行官Pedro Heller在第一批系统运行后，经过计算发现：加上其它的奶牛舒适解决方案，挤奶机器人VMSTM的投资回报是显而易见的。2014年10月，Fundo El Risquillo牧场安装了第一批利拉伐挤奶机器人VMSTM；2017年初，64 台挤奶机器人VMSTM将安装完毕，该牧场将成为全球最大的机器人牧场，也是生产效率最高的牧场之一。

2016-06-15）