自滲牛床表層墊料對夏季奶水牛站立與躺臥行為的影響

普金徽 覃李坤 顧招兵 毛華明 郭露露 張富蘭 劉 平 李 林

(云南農業大學 動物科學技術學院，昆明 650201)

奶水牛是全球第二大奶源供應體，水牛奶占世界奶總產量的13%，且具有營養價值高的特點[1]。云南奶水牛存欄量僅次于廣西，位居全國第二。但泌乳量低一直困擾著產業的健康發展。奶水牛每天50%～60%以上的時間用于躺臥[2-5]，反芻行為才更充分，才能提高粗飼料消化利用率。在躺臥狀態下，流經乳腺的血流量比站立時增加25%以上[6]，為牛奶的生物合成提供充足前體物，提高泌乳量與乳品質。然而，奶水牛普遍栓系飼養在硬質混凝土牛床上，躺臥時間短，肢蹄磨損嚴重[7-8]，且乳房衛生清潔度差。舍飼臥欄散養能避免糞尿排泄在牛床上，但增加臥欄投資，還限制了行為的充分表達。舍飼散放飼養投資少，但奶水牛排泄隨意，無自滲能力牛床上的墊料被糞尿浸泡，對奶水牛乳房衛生與蹄部健康都不利。

在漏縫地板上，奶畜體表衛生清潔度高，但肢蹄損傷嚴重。直接飼養在實心地面上，糞尿堆積，蹄部浸泡在有腐蝕性的糞尿混合物里容易患腐蹄病。在實心地面上鋪稻草等秸稈墊料對此問題有一定緩解。然而，實心地面上的秸稈墊料受制于奶水牛尿液量大與供應存在季節性短缺等問題，不便在規模化牧場中使用[9-10]。橡膠墊在牧場生產中作為秸稈墊料替代品，也因熱阻大，不宜在炎熱氣候區作為臥床使用；還因缺乏滲濾能力，被糞污浸泡后易滑，也不便在舍飼散放飼養模式中使用[11]。牛糞再生墊料在臥欄散養模式中使用效果與管理水平關系很大[12]，管理不當存在引發乳房炎的隱患[13]，也不便在舍飼散放模式中使用。

維護牛床墊料的清潔與干燥，在舍飼散放飼養模式中困難較大。以往的研究關注墊料類型與厚度對奶畜行為舒適度的影響。然而，墊料之下的牛床基礎對維持墊料清潔與干燥也起重要作用，但此部分的研究卻鮮有報道。受“人工生態濕地”與“海綿城市”理念的啟發[14]，云南省現代農業奶牛產業技術體系設施設備與環境控制團隊設計一種自滲牛床，包括底部的防滲層，中部的自滲層與表層的墊料(圖1(b))，已經在奶水牛養殖場順利投產2年。自滲牛床可實現糞尿徹底分離，尿液滲濾到底部有1.5% 斜坡的防滲混凝土層流入污水收集溝內，糞便截留在墊料上。

圖1 海綿城市理念[14](a)與奶水牛自滲牛床(自繪)(b)示意圖Fig.1 Sponge city concept[14] (a) and diagram of self-draining bed system for dairy buffaloes (self-drawn) (b)

沙子滲水能力強，不含營養物質，不易滋生細菌；沙子導熱能力強，散熱快，在炎熱地區作為墊料可極大緩解奶畜熱應激反應；沙子柔軟，奶畜躺臥舒適度好[15]。木屑保水性能好，是一種理想的墊料[16]。云南奶水牛主產區木材資源豐富，木材加工廠廢棄木屑可以作為奶畜墊料使用[17]。為此，本研究旨在選用河沙與木屑作為墊料鋪設在自滲牛床上，分析對奶水牛站立與躺臥行為的影響，并探索奶水牛糞便的分布情況，研究成果可望為自滲牛床墊料的合理使用提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與時間

2019年7—8月，在云南省德宏傣族景頗族自治州芒市民誠奶水牛場新建牛舍內開展現場試驗。

1.2 自滲牛床構建

自滲牛床底部有1.5%坡度的混凝土防滲層，其上依次鋪狗頭石墊層、鵝卵石、瓜子石，構建尿液、污水自滲層，厚度分別是40、20和10 cm。牛床長12.5 m，寬12 m，以固定的結實圓木將自滲牛床等分為三部分，即12.5 m×4 m(圖2(a))，分別在自滲層上鋪設10、15和20 cm厚的河沙，作為河沙牛床(簡稱沙床)，分別簡記為S10a、S15和S20。另一組是河沙/木屑牛床，同樣等分為三部分。一部分牛床鋪設10 cm厚河沙(S10b)，另兩部分則分別鋪15 cm 與20 cm厚的木屑，作為木屑牛床(簡稱木屑床)，分別簡記為WS15和WS20，木屑約5 cm長(圖2(b))。分隔牛床的圓木低矮，不影響奶水牛通行，可自由選擇在3個區域活動。墊料厚度適時人工維護，維持厚度基本恒定。

圖2 自滲牛床覆蓋河沙(a)與河沙/木屑墊料(b)Fig.2 Self-draining beds covered with sand (a) and sand/wood shaving (b) at different depths

1.3 奶水牛行為觀察

選擇體況、體重與胎次(4.2±0.4)基本一致的雜交奶水牛30頭，隨機平均分配在2個自滲牛床上(圖2)。奶水牛在正式試驗前均具有11個月以上的墊料散放飼養經歷。自滲牛床奶水牛奶水牛飼養密度10 m2/頭，能同時滿足15頭奶水牛的行為空間需求，且對同圈欄自滲牛床上的3個不同區域可自由選擇利用。安裝高清攝像頭，全覆蓋連續96 h記錄奶水牛行為。試驗結束后，從視頻資料中提取奶水牛在各區域的躺臥與站立行為。躺臥定義為奶水牛軀干主體部分與地面接觸；站立是其體重由四肢支撐。通道非采食站立用OS(Stand only)表示；通道采食站立用FS(Feeding with standing)表示；通道總站立用AS(All standing)表示。

1.4 環境參數與奶水牛體溫采集

在自滲牛床上方1.6 m高度的位置相距4 m懸掛3個德圖溫濕度傳感器(Testo 175H1，±0.4 ℃)，以30 min間隔記錄奶水牛舍的溫濕度，參照Tucker等[18]的方法并將其轉化為溫濕指數(Temperature-humidity index, THI)。將紐扣式溫度計封閉防水固定在空的陰道栓內，置于5頭奶水牛陰道內，以30 min間隔連續記錄體溫。

1.5 奶水牛糞便排泄量分布測試

每天08:00 h與18:00 h對不同墊料牛床與采食通道上的牛糞實施人工收集、稱重，分析奶水牛糞便分布規律。

1.6 數據分析

從視頻文件里依次提取每頭奶水牛的站立與躺臥行為數據。用Excel 2010軟件，將各類行為進行整合與處理，然后再采用IBM SPSS 21.0(IBM Corporation, New York, N.Y., USA)軟件對數據做單因素方差分析(One-Way ANOVA)處理，數據用“平均數±標準誤”表示。

2 結果與分析

2.1 舍內溫濕度與奶水牛直腸溫度

試驗期間，舍內空氣溫度為21.8～30.5 ℃(平均24.9 ℃)，相對濕度為58.8%～98.3%(平均85.1%)，平均THI 75.2。夏季河沙牛床與河沙/木屑牛床奶水牛的平均陰道溫度分別為38.54±0.14 ℃和38.46±0.16 ℃，差異不顯著(P>0.05)。

2.2 沙床對奶水牛站立行為的影響

奶水牛在不同厚度沙床上的站立行為見表1。沙床3個不同區域的第1、第3天奶水牛站立時間無顯著差異(P>0.05)。在第2天，S15與S20沙床上的站立時間無顯著差異(P>0.05)，但都高于S10a上的站立時間；在第4天，三類沙床上的站立時間都有顯著差異(P<0.05)。總體來看，S20上的站立時間最長，顯著高于S10a的站立時間(P<0.05)，但與S15相比無顯著差異(P>0.05)。通道上非采食站立(OS)、采食站立(FS)與總站立(TS)都分別顯著高于各牛床區域上的站立時間(P<0.05)。在采食通道上，FS時間最長，表明奶水牛一天中的站立時間主要用于采食。

表1 奶水牛在沙床上的站立時間(n=15)Table 1 Standing time of dairy buffaloes in the feed alley and self-draining beds covered with sand h

奶水牛在S10a、S15沙床上的站立時間在1～4 d均無顯著差異(P>0.05)。在S20沙床上，1～3 d的站立時間也無顯著差異(P>0.05)，但都顯著低于第4天的站立時間(P<0.05)。在采食通道上的非采食站立時間以第2天最短，第3天最高。奶水牛在厚墊料沙床(S20)上的站立時間在觀測期內逐漸增多，可能是厚河沙墊料有較高的站立舒適度。采食通道上的采食站立時間均遠高于非采食站立時間，原因是采食必須在采食通道上進行。奶水牛在非采食時段避免長時間站立在硬質混凝土地面上，表明硬質地面不利于蹄部健康。

2.3 沙床對奶水牛躺臥行為的影響

奶水牛在沙床上的躺臥行為見表2。在4 d的觀測期內，奶水牛幾乎未選擇在混凝土實心地面的采食通道上躺臥。在第2 天，未見奶水牛在S10a上躺臥，S15與S20上的躺臥時間無顯著差異(P>0.05)。在第1、3與4天，S10a、S15與S20上的躺臥時間均有顯著差異(P<0.05)，其中以S15的躺臥時間最長，S10a上的躺臥時間最短。總體看來，S15上的躺臥時間最長，S10a上的躺臥時間則最短(P<0.05)。

表2 奶水牛(n=15)在沙床上的躺臥時間Table 2 Lying time (h) of dairy buffaloes (n=15) in the feed alley and self-draining beds covered with sand h

如前所述，觀測期的第2 天，無奶水牛選擇在S10a沙床上躺臥；其他3 d的躺臥時間相互間均無顯著差異(P>0.05)。S15與S20沙床上的躺臥時間在觀測期內也無顯著差異(P>0.05)，表明在相同的兩類沙床上，躺臥時間在觀測期內均比較穩定。

2.4 河沙/木屑牛床對奶水牛站立行為的影響

奶水牛在河沙/木屑牛床上的站立行為見表3。在4 d的測試期內，奶水牛在S10b沙床上有高于其他兩類木屑牛床(WS15與WS20)上的站立時間(P<0.05)。采食通道上的OS、FS與TS，均顯著高于牛床上的站立時間(P<0.05)。柔軟墊料牛床與硬質采食通道的舒適度差異明顯，有利于奶水牛對躺臥與采食功能區的識別與合理利用。在有木屑(WS)墊料的情況下，奶水牛在S10b沙床上的站立時間在4 d的觀測期內均無顯著差異(P>0.05)。WS15與WS20上的站立時間隨墊料使用時間的延長逐漸縮短。

表3 奶水牛(n=15)在河沙/木屑牛床上的站立時間Table 3 Standing time of dairy buffaloes (n=15) in the feed alley and self-draining beds covered with sand or wood shavings h

2.5 河沙/木屑牛床對奶水牛躺臥行為的影響

奶水牛在河沙/木屑牛床上的躺臥行為見表4。在觀測期內，15頭奶水牛中僅發現有1頭在通道上短暫躺臥，更多時間是選擇在舒適度高的牛床上躺臥。在整個觀測期內，奶水牛偏好選擇在S10b牛床上躺臥。相比WS20，S10b與WS15在炎熱夏季均具有較高的躺臥舒適度(P<0.05)。奶水牛選擇在S10b沙床上躺臥的時間在觀測期內逐日顯著增加(P<0.05)；WS15上的躺臥時間先增加，后又急劇降低；奶水牛在WS20上的躺臥時間在觀測期內逐日顯著降低(P<0.05)。在15頭奶水牛中，也僅發現1頭在通道上有過短暫躺臥。

表4 奶水牛(n=15)在河沙/木屑牛床上的躺臥時間Table 4 Lying time of dairy buffaloes (n=15) in the feed alley and self-draining beds with sand or wood shavings h

2.6 奶水牛糞便分布

奶水牛在采食通道上的站立行為有采食站立與非采食站立。由于粗飼料體積大，咀嚼吞咽耗時，奶水牛采食時間約6～8 h，而非采食站立時間較短。由表5可知，15頭奶水牛在自滲牛床不同區域及通道上收集的日鮮糞量，采食通道上有極顯著高于不同厚度墊料牛床上的糞便量(P<0.01)。表明設置專門的采食通道(兼清糞通道)對維護墊料衛生與干燥都是有必要的。

表5 奶水牛不同排泄點的糞便分布Table 5 Amount of feces of dairy buffaloes at different defecation locations kg

3 討 論

3.1 沙床對奶水牛站立與躺臥行為的影響

躺臥在奶畜的各類行為中居于優先地位[19]，健康奶畜每天至少需要12 h以上的躺臥時間[20]。牛床墊料對奶畜躺臥行為有很大影響，混凝土地面磨損牛蹄，瘸腿率高。在有選擇的條件下，奶畜在混凝土地面上站立與躺臥時間較低[21]。作物秸稈是奶畜的傳統墊料，但受制于價格高與季節性供應短缺的影響，規模化牧場應用不多。云南奶水牛主產區德宏的河沙與木屑資源多，價格低，選擇二者作為墊料，按不同厚度鋪設在自滲牛床上，分析對奶水牛站立與躺臥行為的影響。研究發現奶水牛在S20沙床上站立時間最長，其后依次是S15與S10a。與之匹配，奶水牛在S15沙床上逐日(第2天例外)與觀測期內均有顯著高于其他兩類沙床上的躺臥時間(P<0.05)。奶水牛在S10a沙床上的躺臥時間最短，其舒適度比厚墊料S15與S20差。然而，奶水牛在S20上的躺臥時間較S15短，這與薄墊料降低奶牛躺臥時間的前期研究不一致[22]，可能是在中等厚度河沙墊料自滲牛床上的躺臥-站立行為轉換要更便捷所致。奶水牛在S15上的躺臥時間基本呈逐日增加趨勢。在S10a與S15沙床上，奶水牛逐日站立時間均不顯著(P>0.05)，但S20上的站立時間在第4 天顯著增加(P<0.05)。

3.2 河沙/木屑牛床對奶水牛站立與躺臥行為的影響

在可自由選擇沙床或木屑牛床的情況下，奶水牛逐日與整體上均優先站立在S10b沙床上，都有顯著高于WS15與WS20木屑床上的站立時間(P<0.05)。奶水牛逐日與整體上優先在S10b沙床上躺臥，且均有顯著高于WS15與WS20木屑床上的躺臥時間(P<0.05)。正常情況下，奶水牛應優先選擇在WS15與WS20木屑床上躺臥。然而，奶水牛皮膚黑色、被毛稀疏、汗腺密度低，不耐熱[23]，且試驗期間平均THI為75.2，超過了熱應激標準的72，奶水牛為此更多選擇在S10b沙床上躺臥可能是為了增加散熱。

奶水牛在S10b沙床上的躺臥時間呈大幅增加趨勢，后3 d均有顯著高于首日的躺臥時間(P<0.05)，但后3 d的躺臥時間相互間無顯著差異(P>0.05)，可能是河沙相比木屑更有利于炎熱夏季奶水牛散熱。奶水牛在WS15上的逐日躺臥時間先增加后又急劇降低，而WS20上的躺臥時間則一直呈大幅降低趨勢，同樣表明在炎熱夏季，奶水牛躺臥在木屑墊料上不利于散熱；此外，木屑墊料被奶水牛反復躺臥、踩壓后，舒適度變差，也可能導致躺臥時間縮短[24]。試驗期間，僅發現1頭奶水牛在通道上短暫躺臥，表明奶水牛舍不同功能區舒適度差異較大，有利于按需求選擇適宜的功能區活動或躺臥。

3.3 奶水牛糞便分布規律

奶水牛糞尿日排泄量分別約30 kg與15 L[19]。采食相同量的干物質，水牛甚至有高于普通牛的糞尿排泄量[20]。牛床糞尿堆積造成奶畜腐蹄病、瘸腿與乳房炎[21]。本研究采食通道面積42 m2，牛床總面積150 m2，采食通道上卻有顯著高于牛床上的糞便量。云南家庭農場、養殖小區或小規模養殖場盡管采用了舍飼散放飼養，但多數未設置專門的采食通道，導致奶水牛體表衛生清潔度差，對乳房、乳頭健康都不利。不同牛床上的糞便量差異不顯著(P>0.05)，但均顯著低于采食通道上的糞便量(P<0.05)，表明設置專門采食通道對維護自滲牛床表層墊料衛生是非常有必要的。

4 結 論

本研究構建一種能維持表層墊料干燥與清潔的自滲牛床，以增加奶水牛躺臥時間。研究發現，夏季僅提供河沙墊料的情況下，奶水牛在厚度適中S15沙床上的躺臥時間最長。同時提供河沙與木屑墊料，奶水牛仍更多選擇在導熱能力強的河沙自滲牛床上躺臥。奶水牛將大部分糞便排泄在采食通道上，對維護自滲牛床表層墊料的干燥與清潔起重要作用。綜合奶水牛在兩類牛床上的躺臥行為來看，在自滲牛床上鋪15 cm厚河沙墊料能滿足夏季奶水牛的舒適躺臥行為需求，對充分表達反芻行為與提高粗飼料消化利用率有重要意義。