北京市規模化奶牛場運動場防雨現狀及建議

陳春琳，徐永洞，魯 琳，孫欽平，顧憲紅，陶秀萍，馬 慧，趙海明，龍 燕，溫富勇，劉志丹＊

1 中國農業大學水利與土木工程學院環境增值能源實驗室，北京 100083

2 農業農村部設施農業工程重點實驗室，北京 100083

3 北京農學院，北京 102206

4 北京市農林科學院，北京 102206

5 中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，北京 100193

6 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所，北京 100083

7 北京首農畜牧發展有限公司，北京 100083

8 北京市密云區農業農村局畜牧技術推廣站，北京，101500

9 北京市延慶區農業技術推廣站，北京，102199

0 引言

運動場是奶牛運動、反芻、飲水、接受自然光照和休息的場所[1]，對降低牛舍內養殖密度，促進奶牛采食、反芻和消化有積極影響，運動場開放的環境還可以滿足奶牛對良好空氣質量的要求。運動場建設標準的高低決定運動場管理的難易，直接影響動物福利評價和奶牛生產性能（配有運動場的奶牛場，泌乳牛年平均產奶量相比沒有配運動場的牛場高13.60%[2]），進而影響奶牛場經濟效益。因此，運動場是奶牛養殖業可持續發展所必須考慮的重要課題。

降水對奶牛運動場影響重大。據調研，連續陰雨和極端暴雨情況下（尤其夏季多雨），容易引發奶牛運動場積水、潮濕及糞污淤積等問題，對奶牛場生產力、生產性疾病防控、原料乳質量以及糞污處理等產生消極影響；此外，我國奶牛養殖業規模化、集約化和標準化的程度不斷提升，“利益最大化”目標驅動下的經營方式，也不同程度的體現在運動場的建設和維護管理方面。例如，個體頭均面積不足、運動場地面建設不合理及運動場配套設施不全等問題，制約了奶牛養殖業的可持續發展。

北京是都市奶牛養殖業發展的典型代表，引領各大都市的奶牛養殖業發展，保障著2 000萬北京居民的乳制品的穩定供應。據《中國統計年鑒2020》及《北京市奶業協會年度工作報告》，2019年北京市奶牛存欄5.68 萬頭，原料乳年產量26.4 萬噸。2021年6—9月，北京地區頻繁遭遇暴雨天氣，多區域單日降雨量60～150 mm/天，部分區域超過200 mm/天。為充分了解降雨對規模化奶牛場運動場的影響，奶牛產業技術體系北京市創新團隊調研了北京五區二縣地區27 家奶牛場的運動場配置和防雨現狀，針對運動場建設、運動場防雨、運動場舒適性展開討論，以期為優化和改造奶牛運動場防雨提供參考。

1 調研設計

1.1 調研設計

據統計，北京地區共有49 家規模化奶牛場，分布在通州、順義、密云、大興、房山、平谷、延慶和昌平地區（圖1）。2021年7—8月，北京市奶牛創新團隊選取北京大興、延慶、昌平、通州、密云、順義、房山地區27 家存欄400 頭以上的奶牛場的存欄規模、運動場配置情況、運動場防雨及排水設施配備情況進行調研（圖1）。

圖1 北京地區規模化奶牛場分布及調研牛場分布情況

1.2 調研方法及指標

通過線上發放調查問卷與實地走訪考察相結合的方式，對北京五區二縣27 家存欄量400 頭及以上的規模化奶牛場進行調研，調研指標包括奶牛場基本信息、運動場配置及防雨排水情況、運動場墊料及糞污處理情況。

1.3 數據統計

使用Excel 2019對數據統計和繪圖處理。

2 調研結果

2.1 調研奶牛場的規模及運動場配置信息

作為典型的都市奶牛養殖地區，北京市奶牛養殖場規模化程度高。如圖2所示，本次調研的27 家奶牛場中，存欄量400～500 頭占比16.67%，501～1 000 頭的奶牛場占比25.00%，1 001～1 500頭的奶牛場占比最高達33.33%，1 501～2 000 頭的奶牛場占比8.33%，2 001～2 500 頭奶牛場比12.50%，大于2 500 頭的占比4.17%。

圖2 北京地區27 家規模化奶牛場存欄量

運動場是集約化奶牛養殖場的重要設施，本次調研結果表明，88.90%奶牛場配備運動場，7.41%的奶牛場因環保問題、奶牛場建設問題未配備運動場，以及3.70%奶牛場的運動場處于廢置狀態。

2.2 運動場防雨措施

農業氣候變化引起的環境溫度和濕度改變對奶牛生產力和原料乳品質有重要影響[3]。除牛舍外，運動場是奶牛最主要的活動場所之一，保證運動場干燥舒適的環境意義重大。據調研結果，如圖3，83.33%的調研奶牛場配備了運動場防雨設施，主要包括擋雨棚（25.00%）、排水管道（溝渠）（41.66%）或擋雨棚與排水管道（溝渠）結合的方式（12.50%）。此外，4.17%的奶牛場采用了擋雨棚與雨污分離槽結合的方式，雨水從擋雨棚頂部流入雨污分離槽，隨后沿污水管道進入污水池，既有效避免雨水流入運動場也降低了運動場排水難度。

圖3 北京24 家規模化奶牛場運動場防雨設施調研情況

實際上，運動場架設擋雨棚不僅可以有效防雨，維持良好的運動場環境，也能為夏季高溫時段為牛群遮擋強烈的陽光輻射，減輕奶牛熱應激[3～5]。

2.3 運動場排水措施

調研結果表明，91.67%的調研奶牛場會對運動場進行雨后排水處理，主要通過水泵（58.34%）、排水溝渠（20.83%）及兩者結合（12.50%）的方式進行雨水疏導，如圖4。奶牛運動場排水是解決運動場積水的重要手段，及時排水能夠避免雨水與糞尿向周圍溢漏以及奶牛長時間接觸雨水與糞尿混合物。為使運動場排水效果良好，推薦在其三面設排水管道（溝），排水管道（溝）分設污水池和雨水池，以便常規滲水、場地沖洗污水及少量雨水進入污水池，以及大量雨水進入雨水池，實現有效雨污分離，降低污水處理量[6]。

圖4 北京24 家規模化奶牛場運動場的雨后排水措施

據調研，積極采取防雨和排水措施的奶牛場基本能夠有效應對降雨，保證運動場良好環境。然而，進入雨季后，強對流天氣時有發生，不采取防雨（排水）措施或防雨（排水）不當的奶牛場雨后出現了不同程度的運動場積水問題（圖5）。輕則造成奶牛運動場形成坑洼、泥濘不堪、雨水與糞尿混合造成難聞氣味（圖5a），嚴重則導致積水深致運動場無法正常使用（圖5b）。

圖5 北京地區雨后奶牛運動場情況

雨后運動場環境的劣化，造成奶牛摔跤高發，奶牛應激升高；以及奶牛在運動場活動或躺臥時乳房容易受到病原微生物感染引發乳房炎[7]。此外，奶牛肢蹄浸泡在混合糞尿及雨污中，損傷奶牛的呼吸道，并且糞尿中的氨和病原微生物還會引起肢蹄病[8]，不僅會造成短期內奶牛生產力降低和額外增加的治療費用，長期考慮還會降低奶牛繁殖性能，加快奶牛淘汰速率[9]。因此，運動場防雨和排水是一項值得關注的重要課題。

2.4 運動場地面形態

調研結果表明，調研牛場的52.00%在運動場建設時設置了5.00‰～30.00‰的坡度，以便排水。據報道，為保證良好的牛舍環境和運動場排水效果，運動場應略低于牛舍，建議近牛舍一側略高向另一側傾斜，坡度1.00%～1.50%[6]。

2.5 運動場墊料

墊料是保證運動場舒適性的重要影響因素，常用運動場墊料有牛糞再生墊料、沙土、稻殼、稻草等。調研結果表明，調研奶牛場中以單一墊料稻草、稻殼、沙子的墊料模式分別占比4.17%、8.33%、8.33%；以牛糞再生墊料為基礎的墊料模式占比58.33%，其中單一牛糞再生墊料占比37.50%，混合稻殼模式占比16.66%，混合沙子模式占比4.17%；此外有20.84%運動場不鋪設墊料（圖6）。可見，牛糞再生墊料已被奶牛養殖場廣泛認可。據文獻報道，牛糞再生墊料在成本、舒適性等優勢明顯[1，10]：（1）干牛糞鋪墊運動場，奶牛舒適性提高，躺臥時間延長，有利于提高產奶量；（2）牛蹄不易損傷，利于奶牛肢蹄健康；（3）牛糞再生墊料可實現奶牛場內糞污的回用，經濟環保[11]。

圖6 24 家運動場墊料使用情況

3 建議

防雨得當、干凈舒適的運動場環境可以滿足奶牛運動、休息的需求，提高奶牛生產力和動物福利[12]。因此，下文將對運動場建設和管理提出建議。

3.1 運動場基礎建設

3.1.1 合理規劃用地

考慮運動場建設所需土地面積，應該保證充足的空間和發展余地，以便于長期發展，符合《NYT 2662—2014 標準化養殖場 奶牛》規定[13]，如表1。

表1 各階段奶牛運動場面積和涼棚面積

據《關于進一步支持設施農業健康發展的通知》（自然資規〔2019〕4號），明確將規模化養殖中畜禽舍、畜禽有機物處理等生產設施及綠化隔離帶用地納入設施農用地范疇，這為上述奶牛場發展用地問題提供了基礎保障。

3.1.2 運動場選址注意事項

運動場地勢應干燥，避開低凹、沼澤地勢，且滿足背風向陽。運動場面積較大時設置分區，以便于管理和應對不同氣候。

3.2 運動場防雨及排水建設

3.2.1 地勢

據農業行業標準《NY-T 2079-2011 標準化奶牛養殖小區項目建設標準》，標準化奶牛養殖小區場地宜平坦，自然坡度1.00%～3.00%，以利于運動場排水[14]。運動場應低于牛舍地面15～20 cm以防雨污倒流入牛舍。

3.2.2 排水設施

運動場架設擋雨棚，并設置雨污分離槽；運動場三面布設排水管道（溝渠），以便雨后排水。

3.3 運動場其他設施

3.3.1 飲水池

配置飲水池，按頭均20 cm計算水槽長度，槽深60 cm，水深＞40 cm，保證水源充足，水質衛生[15]。

3.3.2 遮陽棚

在運動場搭建遮陽棚以阻擋太陽輻射（高度以3～4 m為宜）[15]。

3.3.3 綠化

適度在運動場周圍種植樹和草，改善奶牛場小氣候。

3.3.4 風扇

擋雨棚下可安裝風扇，既可在環境濕度高的時期加強奶牛運動場通風換氣，也可以在高溫天氣降暑[5]。

綜合考慮運動場功能、防雨及環保問題，設計運動場示意圖如圖7。

圖7 奶牛運動場示意圖

3.4 奶牛場管理

3.4.1 科學布局運動場防雨及排水建設

根據存欄規模和牛場長期發展對運動場面積、地面坡度設計、擋雨及排水設施設計合理規劃，嚴格完善擋雨棚、排水管道（溝渠）等防雨及排水設施的建設，并充分考慮運動場雨污分離和糞污管理[6]。

3.4.2 加強雨后管理

及時檢查和疏通運動場周圍排水管道（溝渠），保證排水暢通；清理運動場糞污，鋪設新墊料，保證運動場干燥舒適環境；及時通風，改善運動場雨后潮濕。

3.4.3 加強疾病防控

降雨導致環境濕度升高，病原微生物容易滋生和擴散，易誘發奶牛乳房炎、肢蹄病。建議加強牛群管理，及時修蹄和浴蹄，加強管理擠奶廳清潔、藥浴等規程，并加強牛奶體細胞數檢測和酒精陽性乳檢測。此外，加強奶牛場各環節消毒。

3.5 政策建議

3.5.1 加大運動場改造和優化支持力度

運動場問題在長期生產中已多方面暴露，但由于資金、政策等問題奶牛場實施改造的積極性不高。同時，對于運動場防雨問題也鮮為各部門關注。為強化奶源基地建設，全力推進奶牛標準化規模養殖，建設高水平現代化示范奶牛場。政府部門可考慮在運動場防雨方面給予政策和資金扶持，制定本階段的相應補貼政策，完善支持政策和監管措施，堅持政策激勵與執法監管并重。

3.5.2 提供科學系統的運動場改造和優化指導

由于奶牛場經營者和管理者對運動場防雨認識不高，改造積極性不強以及受環保限制等問題，目前部分奶牛場不配備或已棄用運動場，現存運動場也存在著防雨、排水設施不到位等問題。盡管有部分奶牛場有意優化運動場，但也由于缺乏專業指導，導致改造效果不達預期、成本高等問題。故需要專業團隊深入調研，根據各奶牛場實際情況因地制宜出謀劃策。

3.5.3 促進“政用產學研”一體化

發揮獎補資金的引導作用，創新投入機制，通過政府與高校及科研機構、社會資本合作，集中力量參與和解決面向用戶的奶牛運動場設計與管理產業痛點、難點，加快建立有效的可持續運營長效機制。本著“政府引導，奶牛場主導”的原則，全面推進奶牛運動場防雨治理，改善養殖環境，逐步降低和解決奶牛運動場防雨問題，為北京乃至京津冀奶業高質量發展提供強有力的技術支撐。

4 結論

本次調研得知，88.90%調研的奶牛場配有運動場，7.41%奶牛場未配運動場，3.70%奶牛場運動場廢棄。

83.33%調研的奶牛場運動場配置防雨設施，如擋雨棚、雨污分離槽等，91.67%奶牛場通過水泵或排水管道/溝渠進行排水。

52.00%調研的奶牛場運動場為防雨設置了5‰～30‰的坡度。此外，為保證運動場舒適性，調研的奶牛場運動場采用稻殼、稻草、沙子、牛糞再生墊料或混合墊料進行鋪設，其中58.33%調研的奶牛場運動場采用牛糞再生墊料。