Воздух и свет для коровников с компостной подстилкой

Отличие коровника с компостной подстилкой от традиционного коровника состоит в том, что подстилку часто ворошат или перемешивают для усиления микробной активности, которая приводит к компостированию и высыханию подстилки. Для оптимального компостирования рекомендуется перемешивать подстилку два-три раза в день.

В Соединенных Штатах в большинстве коровников с компостной подстилкой в качестве источника углерода используются опилки или древесные стружки, которые смешиваются с навозом для достижения соотношения углерода и азота (C-N), необходимого для компостирования. Коровники с компостной подстилкой обеспечивают прекрасный комфорт для коров, позволяя им легко ложиться и подниматься в отличие от стойлового содержания. Однако, чтобы достичь желаемых результатов, коровники с компостной подстилкой должны быть построены и управляться правильно. (фото 1)

За последнее десятилетие мы, как отрасль, многое узнали о том, что делает эти коровники как успешными, так и неудачными, поскольку многие из наблюдаемых проблем и провалов связаны с неоптимальным освещением и воздушным потоком.

Фото 1: Когда воздух и свет равномерно распределены, коровы тоже распределяются равномерно по площади подстилки

Группирование: Проблемы со светом или воздухом часто приводят к образованию групп животных на всех молочных фермах, но в коровниках с компостной подстилкой эта проблема усугубляется. Поведение группирования можно наблюдать, когда коровы собираются в определенной части коровника и избегают остальные зоны. В экстремальных ситуациях коровы могут использовать только 10-20% предоставленного пространства (фото 2).

Фото 2: Сбивание в группы при неадекватном распределении воздуха

Считается, что такое поведение, возникающее почти исключительно в условиях, которые могут привести к тепловому стрессу, является эволюционно закрепленной реакцией на стресс в целом. В дикой природе коровы - добыча, и сбивание в кучу защищает их от хищников. В случае теплового стресса эта реакция ошибочна, поскольку она часто усугубляет тепловой стресс из-за повышенного нагрева тела, возникающего при такой близости коров друг от друга. В коровниках с компостной подстилкой группирование более экстремально и заметно, поскольку там меньше физических ограничений, отделяющих коров друг от друга. Общий тепловой стресс, мухи, свет и воздух часто приводят к сбиванию в группы. Еще одним потенциальным фактором, способствующим возникновению группирования в коровниках с компостной подстилкой, является влияние нагрева подстилки на поведение при отдыхе.

Хотя поверхностная температура в компостном коровнике колеблется в пределах нескольких градусов от температуры окружающей среды, неизвестно, как нагрев компоста влияет на поведение лежачих животных в жаркой и влажной среде. Все то, что мы можем сделать для снижения теплового стресса или уменьшения популяции мух, может также уменьшить случаи группирования.

Ориентация коровника и свет: Ориентация коровника оказывает существенное влияние на естественное освещение внутри фермы. Ориентация на восток-запад обеспечивает наименьшее проникновение солнечного света в коровник и поэтому настоятельно рекомендуется для коровников с компостной подстилкой. При ориентации с востока на запад солнце в течение дня движется над крышей коровника, тогда как при ориентации на север-юг солнце движется над более широкими сторонами коровника, создавая большую интенсивность освещения в зонах отдыха и кормления.

В условиях теплового стресса коровы будут удаляться от мест с большим количеством света, и перемещаться в более темные части коровника (фото 3).

Коровы гораздо более чувствительны к небольшим различиям в интенсивности света, чем люди, и ассоциируют темноту с тенью. Конечно, в любое время суток есть время, когда свет может быть проблематичным при любой ориентации, однако ориентация восток-запад дает гораздо меньший процент времени суток, в течение которого интенсивность освещения может повлиять на распределение коров.

Фото 3: Во время теплового стресса коровы будут отодвигаться от света в тень

В компостных коровниках, ориентированных на север-юг, гораздо чаще и сильнее проявляется группирование, чем в коровниках, ориентированных на восток-запад. Таким образом, при строительстве нового коровника с компостной подстилкой рекомендуется ориентироваться на восток-запад. Этой проблемы можно избежать в коровниках ориентированных на север-юг, если кормушки расположить на внешних сторонах коровника, а не в проходах.

Дополнительные аспекты освещения: Проблемы, связанные с интенсивностью света, также могут быть частично решены с помощью карнизных навесов. Карнизные навесы, высота которых должна составлять одну треть высоты боковой стены, могут обеспечить некоторую тень и защиту от осадков. Затенение может помочь, но его следует использовать с большой осторожностью, так как даже пористая ткань для затенения препятствует движению воздуха. Будьте осторожны и следите за тем, чтобы решение проблемы с освещением не привело к возникновению проблемы с воздухообменом. Дополнительное, искусственное освещение также может быть использовано для уменьшения перепадов освещения и лучшего распределения коров. Рекомендуемый уровень освещенности для молочных коров - 200 люксов.

Для измерения интенсивности света в коровнике можно использовать цифровой светомер. Для наглядности вы также можете загрузить бесплатные приложения для измерения освещенности на свой смартфон, но имейте в виду, что эти приложения, скорее всего, не настолько точны, как светомеры. С помощью светомера вы можете определить, в каких областях помещения интенсивность света ниже. Затем вы можете добавить искусственное освещение (в идеале - светодиодное), чтобы лучше распределить свет внутри коровника в дневное время. Подключение светильников таким образом, чтобы разные участки можно было включать и выключать в разное время, обеспечивает гибкость в использовании света в более темных участках коровника для выравнивания интенсивности освещения. Создание постоянной интенсивности света по всему коровнику использовалось для уменьшения случаев сбивания в группы.

Вентиляция и конструкция коровника: В большинстве коровников с компостной подстилкой используется естественная вентиляция, дополняемая механической вентиляцией. Чтобы максимально использовать естественную вентиляцию, коровник должен быть правильно спроектирован. Вентиляция удаляет тепло и влагу, создаваемые коровами и процессом компостирования. В компостных коровниках вентиляция имеет решающее значение не только для охлаждения коров, но и для сушки подстилки.

Боковые стены должны быть как минимум на 3,7 м выше подпорной стенки или внешнего бортика. Для коровников шириной более 12,2 м рекомендуется высота 4,3 м. Например, если коровник шириной 30,5 м имеет бетонную стену высотой 0,6 м, общая высота боковых стен должна составлять 4,9 м. В первых коровниках с компостной подстилкой использовались 1,2 м подпорные стенки для хранения навоза и удержания подстилки внутри конструкции.

Однако практический опыт и компьютерное моделирование показали, что 1,2 м подпорные стены препятствуют прохождению воздуха к лежащим коровам. В настоящее время рекомендуется использовать 0,6-0,75 м подпорные стенки для улучшения воздухообмена на уровне коров (фото 4).

Рекомендуемый угол наклона крыши составляет 4/12, для максимального увеличения естественной вентиляции на одну корову. Слишком плоская крыша для широкого коровника ограничивает скорость естественной вентиляции и может легко создать карманы теплого влажного воздуха. Рекомендуется иметь в коньке постоянное вентиляционное отверстие размером не менее 0,9м на каждые 3 м ширины крыши, а для коровников шириной менее 12 м минимальное отверстие должно составлять 3,7 м. Воздух поступает в коровник через наветренные боковые стены и выводится через коньковую вентиляцию и подветренные стены. Коньковые вентиляции обычно более эффективны, если преобладающие ветры направлены перпендикулярно линии конька.

Фото 4: Телята сбиваются в группы из-за проблем с потоком воздуха, созданных 1,2 м подпорными стенками. Сейчас рекомендуют подпорные стенки высотой 0,6-0,75 м.

Вентиляторы: Рекомендуется использовать циркуляционные вентиляторы, потолочные или панельные, чтобы сохранить сухость подстилки и обеспечить достаточную скорость воздуха по всему коровнику. Многие фермы установили в своих компостных коровниках потолочные высокообъемные низкоскоростные вентиляторы (HVLS), и они работают эффективно. При установке вентиляторов, важно обеспечить достаточное пространство под ними для работы почвообрабатывающей техники с максимальной глубиной слоя и чтобы лопасти вентилятора не повредили стропила коровника. К вентиляторам над подстилкой в большинстве компостных коровников добавляются дождевальные установки с панельными вентиляторами над кормушками для испарительного охлаждения.

Несоответствующие или неправильно расположенные вентиляторы являются одной из самых больших проблем, наблюдаемых в коровниках с компостной подстилкой. Поскольку площадь на одну корову в коровнике с компостной подстилкой намного больше, чем в коровнике со свободным стойлом, затраты на установку и обслуживание вентиляторов можно считать самым большим недостатком коровника с компостной подстилкой. Кроме того, в компостном коровнике необходимо учитывать все пространство, тогда как в коровнике со свободным стойлом мы, как правило, не задумываемся о вентиляторах в проходах. К сожалению, решения о вентиляторах в компостных коровниках часто принимаются после строительства коровника. Вместо этого, они должны быть учтены в первоначальном решении о том, строить ли коровник с компостной подстилкой или коровник со свободным стойлом, а также должны быть рассмотрены при проектировании нового коровника. Слишком часто мы сталкиваемся с коровниками, в которых воздух мог бы распределяться гораздо эффективнее, если бы только размеры коровника соответствовали требованиям вентиляторов.

Независимо от типа выбранных вентиляторов, очень важно учитывать расстояние между ними, чтобы исключить мертвые зоны. Мертвые зоны создают неравномерное распределение коров в коровнике с компостной подстилкой и способствуют группированию. Коровы в конечном итоге сами скажут нам, где должны были находиться вентиляторы; они будут лежать рядами перед панельными вентиляторами и кругами под вентиляторами HVLS. При использовании вентиляторов целью является достижение воздушных потоков со скоростью 7,5-11 км/ч на уровне коров. Вентиляторы HVLS выгодны тем, что они покрывают большую площадь на один вентилятор, являются более энергоэффективными и могут легко работать на более низкой скорости в зимний период. Однако даже при максимальной скорости они могут достигать только нижнего порога желаемой скорости воздуха для охлаждения коров. Панельные вентиляторы, с другой стороны, легко достигают рекомендуемой скорости воздуха, но расстояние между сторонами, необходимое для равномерного распределения воздуха, требует большого количества панельных вентиляторов.

Подвесить вентиляторы в центре коровника может оказаться сложной задачей. Расстояние между вентиляторами HVLS должно быть в 2-2,5 раза больше диаметра вентилятора. Другими словами, 6 метровый вентилятор HVLS будет покрывать 12-15 м по горизонтали и вертикали. Производители могут рекомендовать расстояние между вентиляторами в 3-4 раза больше диаметра, но эти рекомендации разработаны для больших зданий заводского типа, а не для создания оптимального комфорта коров, и являются недостаточными. При таком расположении наблюдаются явные мертвые зоны, неравномерный поток воздуха и сбивание коров в группы.

Панельные вентиляторы должны располагаться в направлении продольной оси коровника на расстоянии не более чем в 10 раз превышающем ширину диаметра их лопастей. Например, 1,2 метровые вентиляторы не должны располагаться на расстоянии более 12 метров друг от друга. Расстояние между вентиляторами по бокам должно составлять 1,8-3 метра, и именно с этим большинство коровников с компостной подстилкой не справляется. Важно помнить, что это общие рекомендации, так как в каждом конкретном случае расстояние между вентиляторами зависит от рекомендаций производителя и особенностей конструкции.

Давайте сравним рекомендуемое расстояние между вентиляторами для помещения длиной 14,5 на 60 метров. Для этого коровника потребуется пять 7,3 метровых вентиляторов HVLS по центру. Для сравнения, в том же коровнике потребуется четыре 1,22м вентилятора поперек, по пять вентиляторов в каждом ряду, всего двадцать 1,22м вентиляторов. Обе схемы должны эффективно покрывать территорию коровника. Закупочные расходы, стоимость электроэнергии и личные предпочтения могут привести к тому, что разные предприятия примут разные решения.

В конечном итоге, какой бы тип вентилятора ни был выбран, важно с самого начала знать, сколько вентиляторов необходимо, и понимать, что затраты на покупку вентиляторов и электроэнергию являются потенциально одними из самых важных аспектов, которые необходимо учитывать при принятии решения о строительстве коровника с компостной подстилкой.