乳牛的飲水品質
畜試所新竹分所 李春芳
一、水質
牛隻較喜歡的水溫範圍在15.5到26.7℃。牛隻對於低溫的冷水似乎並不喜好,當提供10或30℃的飲用水讓牛隻自由選擇時,發現70%的牛只願意飲用30℃的溫水,而且被飲用的水量的97%也為30℃的溫水,熱季提供特別降溫的冷水 (如10℃) 的效果並不明顯,其可能有降低呼吸速率及直腸溫度的效果,也可能增加採食量與泌乳量,但與降溫所需增加的成本扣抵後的效益不大。除了供水處的設計與衛生程度會影響牛隻飲水量外,水的品質也會影響水的攝取,由於本省酪農多以地下水提供牛隻飲用,因此建議將地下水定期送檢,以瞭解您的水質。
水的品質可由五方面評估,有機特性如氣味和味道、物化特性如酸鹼值 (pH)、總溶解固形物 (total dissolved solids,TDS) 與硬度等、過量物質如硝酸根、鐵、鈉、氯與硫酸根等、有毒物質如砷、氰化物、鉛與汞等、微生物如細菌等。飲用水的TDS含量會影響牛體的滲透壓平衡,TDS定義為水中氯化鈉、碳酸根、硫酸根、硝酸根、鉀、鈣與鎂的總濃度,其中硫酸根與氯較為重要,當二者濃度增加時會影響牛隻體內的酸鹼平衡、牛隻的建康與生產力。氯有殺菌作用,可以減少水管內及水槽內的細菌而使飲水量增加,建議每週以每100公升水量添加家庭用漂白水40公撮 (c.c) 方式達到殺菌效果。表3中列出水中TDS與飲水品質的對照,水中TDS的濃度低才好,當TDS含量超過5,000 ppm (毫克/公升) 濃度時,其使用上即開始有顧慮。1987年研究顯示,在熱季時將泌乳牛飲水中的TDS自4,400 ppm 減少到441 ppm時,可以增加28%的泌乳量、20%的飲水量及32%的精料採食量,若將低TDS組再改成高TDS飲水,在一週內牛隻馬上反應,每頭每天降低六公斤乳量,因此必需提供泌乳牛低TDS的飲用水,以免影響牛隻的泌乳性能。
水中硝酸根及亞硝酸根濃度是另一日受重視的成分,主要因為田間作物重度施用化學肥料的結果,使其在地下水中的濃度增加,硝酸根及亞硝酸根濃度增加會明顯影響血紅素運送氧氣的功能,導致窒息死亡,建議水中硝酸根濃度在44 ppm以下。水的硬度主要與鈣和鎂的濃度有關,但試驗顯示水的硬度不會影響牛隻的性能,牛隻飲用鈣鎂濃度0或290 ppm的飲水後的性能表現相近。水的酸鹼值在6到9都可以被牛隻接受。
當乳牛的泌乳與採食量突然下降或未達到預期時,酪農首先要檢查的應是飲水供應狀況,可見飲水對乳牛的重要性,水是最重要的營養分,但也最容易被忽視。牛體組成含水量高達55到65%,當體內含水量損失達1/5時就會致命。牛乳中含87%的水分,乳牛每日生產多量的牛乳,因此對水的需要量相當高,這個需要量的80到90%由飲用水提供。水不僅是牛體與牛乳的主要組成,同時水在生物體內也負擔重要的功能,包括了養分與廢棄物的運送、協助消化代謝反應的進行、維持體溫、維持體內離子平衡及保護臟器與胎兒等等。
二、飲水量
牛隻飼養管理的第一要務為供水,但乳牛每日的需水量大而且受多種因素的影響,牛隻生理階段、泌乳量、乾物採食量、飼糧內容、牛隻運動狀況及環境氣候都會明顯影響牛隻的需水量。當牛隻處於熱緊迫下,其需水量增加為牛隻在涼爽舒適環境下的1.2到2.0倍。當環境溫度0到5℃時,牛隻每攝取一公斤乾物質需要攝取三公斤水;當環境溫度達32℃時,每公斤乾物質攝取則需要攝取七公斤的水。在牛乳生產方面,估計牛隻每生產一公升牛乳,需要攝取4.5到五公升的水。水的需要量難於估計,尤其是在熱季時,表1與2中列出三份美國地區的研究報告結果,也顯示飲水需要量的估計上有相當大的差異,因此牛隻飲水供應的原則為隨時充分提供牛隻容易攝取到的乾淨與新鮮的飲用水,而且供水的水準要達到酪農自己也願意喝的程度。
牛隻飲水行為特殊,時間短但集中,熱季時也喜歡群聚在水槽邊。乳牛平均一天約花六小時的時間在採食 (約12次採食,每次30分鐘),但僅花五到十分鐘飲水,每分鐘平均飲水量達到11到19公升。研究觀察結果顯示,新鮮飼糧餵飼時是飲水高峰期,牛隻採食與飲水行為交互進行,亦即牛隻一面採食一面喝水;另一飲水高峰發生在擠乳後,因此水的供應除了全日源源不絕外,也要注意到飲水密集高峰期的快速補充。一個180公分長的水槽 (三頭牛一齊飲水) 的水量供應,需要達到每分鐘33到57公升 (11到19公升 * 3),而牛舍供水系統若有三個如此大的水槽,則總供水量速度需要達到每分鐘100到170公升 (33到57公升 * 3)。又以牛頭數計算,若同時間要供應100頭牛中15%的牛群喝水,則總供水量速度需要達到每分鐘165到285公升 (100*15%*11到19公升),酪農在設計供水系統時需要符合供水速度的要求。
對年幼哺乳期仔牛而言,試驗研究得知若能提供充分的乾淨飲水,可以增加37%的乾物採食量及日增重,並且自由飲水並不會增加仔牛下痢情形,相反的,在熱緊迫環境下水的提供非常重要,可以協助仔牛調節體溫。仔牛供水管理上要十分注意供水容器的清潔衛生,供水桶或水碗要每日清洗。
三、飲水槽
水槽總長度的計算,以供應某一個牛群數比例可同時間飲水的需要量來估算,然後再分為數個水槽,安置在牛舍各部份,供水處增加可以讓牛隻容易接近,同時避免強勢牛隻罷佔而減少其他牛隻的飲水機會。
在氣候較涼爽區域,建議每15到20頭牛至少有一個供水處,或者60公分長的水槽長度,因此若100頭牛的牛群,即需要有三到四公尺總長的水槽 (100/(15到20)*60),這樣的設計可以供應約5到7%的牛群頭數在同時間內喝水。在比較乾熱地區,牛隻受熱緊迫時間較長,所需的水槽長度就明顯增加,研究報告推薦一群牛的頭數在200頭以下時,供水處要有能讓15%的牛隻同時飲水的空間,而每頭牛需要60公分水槽長度,因此若100頭牛的一個牛群,即需要九公尺總長的水槽 (100*15%*60),當牛群頭數在200頭以上時,供水處空間要能提供20%牛群同時喝水,因此所需要的水槽長度就更長了。
水槽的長度也可以自每批次擠乳頭數和牛群泌乳能力來計算,如一批次擠乳頭數為16頭,則需要約十公尺總長的水槽 (16*60),這種方法認為在提供充足的飲水空間下,每12到15分鐘一批牛隻完成擠乳工作的時間,應已足夠上一批牛隻所需的飲水時間了。
供水設施以水槽較自動水碗為佳。水槽應放置在近牛群處的陰涼處 (有遮蔭),遮蔭設施可以保持較低的水溫及減少藻類的產生。在開放牛舍裡面,牛床並不連續,在約18到24公尺的牛床間的間隔走道,是很合適放置供水處的地點。供水處四週需要有三公尺的水泥地面,地面堅固並自基座向外傾斜,約每公尺降低四到六公分,以助排去泥濘。為提供方便的飲水,有些酪農場在餵飼走道設置供水處,牛隻可以一面吃一面喝水,但這種安排方式並不合適,因為不但減少牛隻採食空間、供水容易受飼料污染、餵飼走道濕濘,同時每日剩料的清除也不容易做好。某場在餵飼頸項夾處設置自動水碗,結果熱季時發現水泥柱旁死角有蛆產生,十分不衛生;另在擠乳間設置供水處也不適當。
以水泥水槽為例,其建議設計如圖所示。成熟荷蘭母牛的水槽的最高邊緣距離地面60到80公分。槽內水面較頂邊降低五到十公分以減少水的濺出。水槽內水的深度也十分重要,水較淺時可以提高水的新鮮度與較低的水溫,水較深時的供水量較安全,但水槽不容易清理,建議在供水速度夠快的情況下,水的深度為八到20公分,若供水速度不夠快則要增加水的深度。有時水槽會被牛隻的糞尿汙染,在水槽基座做一層臺階可以有效避免此類污染,如圖水泥基座四週凸出水槽底部五公分以保護水槽,如果要防止糞尿污染,可以加寬凸出長度為一個臺階,臺階平面並保持適當斜度以利排水,但不論保護措施如何,工作人員每天都應巡視水槽,若受到污染即應立刻加以清理,因為會引起疾病的微生物如大腸桿菌會由被污染的水傳播。水槽每週或有需要時即應排放掉水與沉澱物,並刷洗槽壁以維持乾淨的飲水,若為水泥建築的水槽,其內壁可以鋪上白色磁磚以容易觀察水質。
水的供應要充足且維持一個流動方向 (自蓄水池至水槽),以避免污染整個水源,因此防止倒流與控制水面高度的瓣膜或類似的設計 (如浮球) 是供水管道中所必備的裝置,這個裝置必須加以妥善保護,避免牛隻接觸到而弄壞。牛隻飲水多抽取地下水來供應,為穩定供應飲水高峰的需要量,建議在地下設立足夠大的水泥製儲水槽,同時供應飲用與其它需水量,儲水槽設於地下可以維持較低水溫,並減少抽水馬達的經常啟動與關閉,儲水槽口可略高於地面,以避免下雨時地面沖刷物進入。要將水自儲水槽送往牛隻飲水槽,需要第二臺抽水馬達,送水管多採PVC 或聚乙烯塑膠,較為經濟也耐腐蝕,而且多埋設在地面下,其管壁耐壓至少可以達到每平方英吋80 磅的壓力。
參考文獻
1. | Dan F. McFarland. 2001. Feed Area and Water Space Design. p. 297-314, In: Proceedings of “Dairy Housing and |
Equipment Systems: Managing and Planning for Profitability”, NRAES-129, Ithaca, NY. | |
2. | Beede, D. K. 1992. Water for Dairy Cattle. p. 260-271, In: Large Dairy Herd Management. Ed. Van Horn, H. H., and |
C. J. Wilcox. ADSA, Champaign, IL. | |
3. | Midwest Plan Service. 1985. 4th ed. Dairy Housing and Equipment Handbook. MWPS-7, Ames, IA. |
表1. 飲用水鹽分對乳牛的影響
水中總溶解固形物濃度 (TDS, ppm或mg/L) 影響建 議及注意事項 |
<1,000 (淡水) 可正常飲用 |
1,000-2,999 (略含鹽分) 應不會影響健康或性能,但可能引起暫時性的下痢 |
3,000-4,999 (中等程度的鹽分) 一般還可以飲用,但飲用初期可能引起下痢 |
5,000-6,999 (鹹水) 成年牛可以飲用,但懷孕牛及仔牛宜避免 |
7,000-10,000 (鹽分很高的水) 應避免飲用,對孕牛、泌乳牛、受緊迫牛及仔牛都有不良影響 |
>10,000 (接近海水的鹽分) 不安全,任何狀況下都不應使用 |
資料來源:NRC (1974)
表2.不同年齡 乳牛每日每頭飲水量
每日需要的飲水量,公升 |
|||
生理階段 |
年齡或泌乳量 |
推薦 一 1, 2 |
推薦 二 1 |
仔牛 |
一月齡 |
5-8 |
23-38 (每50公斤體重需 4-6.5公升) |
二月齡 |
6-9 |
||
三月齡 |
8-11 |
||
四月齡 |
11-13 |
||
生長女牛 |
五月齡 |
14-17 |
|
15到18月齡 |
22-27 |
38-57 |
|
18到24月齡 |
28-36 |
||
乾乳牛 |
懷孕六到九個月 |
27-49 |
76-113 |
泌乳牛 |
每日泌乳14公斤 |
68-83 3 |
132-170 |
每日泌乳23公斤 |
87-102 3 |
||
每日泌乳36公斤 |
113-136 3 |
||
每日泌乳45公斤 |
132-155 3 |
1. 推薦一資料來源:Adams, et al. (1995);推薦 二資料來源:MWPS-7, 1985, Dairy Housing and Equipment Handbook.
2. 當飼糧乾物質高時,飲水量增加。
3. 當熱緊迫時,飲水量增加1.2到2.0倍。
表3.涼熱季乳牛每日每頭飲水量
涼 季 (十二月) |
熱 季 (八月) |
||||||
泌乳量 公斤 |
乾物採食量 |
鈉採食量 |
飲水量 |
泌乳量 |
乾物採食量 公斤 |
鈉採食量 |
飲水量 |
0 |
11.4 |
20 |
48 |
0 |
11.4 |
20 |
61 |
9 |
17.3 |
86 |
68 |
9 |
17.3 |
86 |
82 |
18 |
18.2 |
91 |
78 |
18 |
18.2 |
91 |
92 |
27 |
20.5 |
102 |
90 |
27 |
20.0 |
100 |
103 |
36 |
22.7 |
114 |
103 |
36 |
20.9 |
104 |
113 |
45 |
25.0 |
125 |
115 |
45 |
21.8 |
109 |
123 |
Murphy et al. (1983) 預估公式:飲水量 (磅/天)=0.90*泌乳量 (磅/天)+1.58*乾物採食量 (磅/天)+0.11*鈉採食量 (公克/天)+2.64* (當月最低均溫 (℉)/1.8-17.778)+35.25。