畜牧專刊電子書
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學術園地

 

■何謂乳牛場精準化(Precision Dairy Farming)管理概念

王思涵 編譯

一、前言

  近年來,各項原物料的價格高漲導致牛乳生產的獲利空間遭到壓縮,同時酪農生產過程中仍必須考慮諸多要點包含食品安全品質、動物福利、減少使用藥物治療及使牲畜適應環境氣候變遷( Berckmans , 2003; 2004)。因此,酪農管理者必須面臨管理上的重大變革,以因應畜牧生產過程中的劇烈變化。乳牛場精準化管理(Precision Dairy Farming)被定義為利用電子化的資料收集技術,將牧場相關的資料進行統計分析提供給管理者參考應用,以獲得牛群穩定且最佳之性能表現及收益。

二、乳牛場精準化管理概念

  以早期的畜牧生產者而言,通常是利用現場實際的觀察、過往處理的經驗及管理的直覺來決定牧場的經營策略(Frost et al., 2003)。但是,隨著牧場規模及動物飼養數量的增加,牧場管理者漸漸無法僅倚靠自己本身來監控管理牧場所有的事物。乳牛場精準化管理即是將所有管理的人為監控,利用電子化的資料收集及統計分析,將資料轉化為資訊提供給牧場管理者,作為牧場管理決策的依據。牧場的管理概念也因此由外而內的管理途徑(Outside-Inside Approach)轉變成由內而外的管理途徑(Inside- Outside Approach),讓牧場管理者可以預先發現牧場的異常變化盡早作改善,以減少損失。以下介紹幾項可以被應用作為精準化管理的參考指標。

(一)乳產量與乳電導度

  擠乳系統提供之數據包含產乳量和牛乳的導電度等,每天兩次擠乳時段,系統會同步更新相關數據且詳細的記錄其變化。牛隻之產乳量和牛乳導電度是一項敏感的指數可以直接反應動物之健康動態。Lukas et al., (2009)表示,當牛隻的健康出現異常時,其實在表現臨床症狀前10天左右,就已經可以從牛隻之產乳量和牛乳導電度數據中,找出顯著的異常變化。Edwards and Tozer(2004)也指出,牛隻發生臨床疾病前10天左右就可以觀察到產乳量出現異常。Bareille et al., (2003)更指出牛隻疾病發生對產乳量的影響期,可從臨床疾病發生前5天至治療後的140天左右。這再次說明,雖然在疾病發生的早期階段,牛隻外觀反應並不會有具體的症狀出現,但牛隻體內的相關異常信號是已經先期出現了。這些訊號並沒有指出可能是會產生哪種疾病,但是已經可以提供給管理者一項預警,可以盡早作相關的處理。因此,建立一套乳牛場的監控系統,是可以即時監控牛群產乳量、乳導電度等相關數據,在疾病尚未轉變為臨床症狀前,盡早處理以減少損失,對於乳牛飼養管理者而言是相當有益處的。

(二)牛隻步伐數的變化

  另一種自動監控的系統,是利用牛隻的產乳量及步伐數兩者作為依據,判定牛隻可能出現哪些健康問題,並進行早期的治療避免疾病惡化至臨床症狀。當牛隻的日常步伐數下降通常也會伴隨著產乳量的減少,這可以使管理者預先發現異常牛隻。Edwards and Tozer(2004)觀察泌乳早期的牛群,發現泌乳早期的正常牛群與有代謝或消化疾病的牛群,在步伐數的表現有顯著的差異。當有代謝或消化疾病的牛群發生臨床症狀前的2天左右,其步伐數相較於正常牛群而言,會有顯著較低的現象。另外,以酮症、第四胃易位及代謝異常症候群等而言,可以很明顯在臨床疾病症狀發生前7-8天左右觀察到牛隻步伐數下降;5-6天左右觀察到產乳量減少(Edwards and Tozer, 2004)。因此,牛隻步伐數監控可能是一項有用的工具可以觀察到早期的代謝異常之疾病問題,並預防牛隻產乳量的損失。Edwards and Tozer(2004)指出,比較於血液中非酯化脂肪酸(NEFA)濃度較低的牛群與NEFA濃度較高的牛群,可以發現血液中NEFA較高的牛群其步伐數會較血液中NEFA較低的牛群顯著較少。Adewuyi等人(2006)也觀察到牛隻步伐數與血漿中游離脂肪酸濃度之間呈現負相關。牛隻的步伐數更被廣泛應用作為牛隻發情偵測等。

(三)牛隻採食行為

  Cameron et al.(1998)觀察到牛隻生產前的能量負平衡,會導致血液中NEFA的濃度升高且增加第四位異位的機率。LeBlanc et al.(2005)指出,牛隻生產前血液中游離脂肪酸濃度的改變與第四胃異位產生的機率有很大的相關。在牛群生長過程中若動物行為模式改變就可能是發生了某些疾病,特別是牛隻的採食行為會有很顯著的改變。動物行為的變化是可以直接反映出動物可能發生某些疾病(Weary et al., 2009; Sowell et al., 1998; 1999)。Proudfoot et al.(2009)觀察到,順產牛隻與難產牛隻間的乾物質採食量,以產犢前24小時內為基準計算下會有顯著的差異。在分娩前48小時內,難產牛隻的乾物質採食量會較順產牛隻之乾物質採食量減少約1.9公斤左右;而分娩前24小時內則會增加至2.6公斤。Huzzey et al.(2007)指出牛隻產前的採食時間每減少10分鐘就會增加2倍以上得到急性乳房炎的機率。這結果也說明牛隻在產犢前的那週其採食行為和乾物質採食量,與產後的急性乳房炎有極高的相關性。可以利用監控個別牛隻乾物質採食量、採食行為及牛隻步伐數等,以早期發現可能在牛群管理上出現之問題(Urton et al., 2005)。

(四)生奶中的脂肪/蛋白質比

  利用生乳中的脂肪/蛋白質比(F/P Ratio)數值評估牛隻對於能量利用的狀況已經有一段時間了。利用每月檢測之牛奶樣品,檢測之乳脂肪/蛋白質比作為牛隻是否能量利用負平衡的指標(Heuer et al., 2000; 2001)。Duffield(2003)利用脂肪/蛋白質比(F/P Ratio)數值預測非臨床性酮症結果顯示,當脂肪/蛋白質比(F/P Ratio)比值大於1.25時,產生非臨床性酮症的敏感度為58%,專一性為69%。雖然,脂肪/蛋白質比會受到許多因素的影響,以脂肪/蛋白質比作為非臨床性酮症的依據,可能不是一個非常可靠的指標,但可以藉此提供給管理者參考,提早預防酮症的產生。

(五)瘤胃pH值

  當正常生理狀況下的牛隻其瘤胃 pH值突然發生急遽的下降,通常是亞急性瘤胃過酸症(SARA)之臨床反應,這也是一般牛群常會發生的代謝問題(Gasteiner et al., 2009)。調查結果指出,瘤胃pH值下降與牛隻飼糧中的精料濃度有明顯的相關性。Steingass and Zebeli(2008)指出瘤胃的pH值應為6.32,以維持牛群正常生理及最佳的瘤胃發酵狀況。 當瘤胃的pH值小於5.5、5.8及6.2時,皆會導致相關生理反應受到限制(Gasteiner et al., 2009)。瘤胃液的pH值對於診斷是否為瘤胃性酸中毒是一項可靠的數值(Penner et al., 2006)。牛群即使給予相同的餵飼及管理,個別牛隻對於瘤胃酸中毒的風險是不一樣的且差異很大(Beauchemin and Penner, 2009)。但瘤胃pH值的變化可被用作為一種工具,以評估牛隻瘤胃發酵狀況以求獲得最佳的生產效能與維持牛隻健康。牛隻瘤胃酸中毒的風險變化可能與

  牛隻飼料攝取量多寡有關,包含採食的速度、採食原料的順序、流涎率、瘤胃微生物種類別、原料通過瘤胃的速率及相關生理與及動物行為方面的影響(Beauchemin and Penner, 2009)。

(六)反芻行為

  牛隻增加反芻的時間已經被證實可增加唾液的分泌量並藉此促進瘤胃的健康(Beauchemin, 1991)。已經有很多研究指出,乳牛的反芻行為與其瘤胃的健康有很大的關係,其中瘤胃pH值更是受到牛隻反芻時間的長短而有差異(Owens et al., 1998)。許多乳牛營養專家認為,牛隻每日的反芻時間需佔40%左右才能維持瘤胃健康穩定的狀態(Eastridge, 2000; Maekawa et al., 2002; DeVries et al., 2009)。牛隻日糧中芻料的比例較低,會導致牛隻之反芻行為減少並導致較低的唾液分泌量(DeVries et al., 2007),這甚至會降低瘤胃的緩衝能力(Maekawa et al., 2002; Beauchemin et al., 2008)。自動化的反芻測量設備似乎是一個有用的工具,可以更便利的收集到牛群的反芻時間供作參考依據(Lindgren, 2009)。Schirman et al.(2009)指出,利用電子系統監控牛隻日常反芻時間,並以每2小時的作為間隔,統計分析牛隻的反芻行為是可以滿足商業需求的,可以即時提供早期異常牛群之觀察。然而,Yang and Beauchemin(2006)研究指出,增加反芻的咀嚼時間對於可以改善瘤胃pH狀態間並非是絕對值,反芻咀嚼時間增加,從而增加的唾液分泌量可能無法直接改善,因為牛群飼糧消化或瘤胃發酵產生的瘤胃pH下降(Yang and Beauchemin, 2006)。

(七)瘤胃溫度

  Alzahal et al.(2008)研究報告指出,亞急性瘤胃酸中毒的牛隻其瘤胃pH值在5.6(分鐘/天)較正常牛群久,其瘤胃溫度39.2°C也高於正常牛群。牛隻瘤胃pH值與瘤胃溫度呈現負相關(R2= 0.77)。因此,瘤胃溫度可作為預測牛隻瘤胃pH值指標且可以預測亞急性瘤胃過酸症(SARS) (Alzahal et al., 2008)。利用瘤胃溫度診斷SARA,未來有潛力發展成商業化瘤胃內的無線遙測溫度傳感裝置(Bewley et al., 2008;2009)

圖1.由內而外的管理途徑 (Inside- Outside Approach) 範例圖 (Brand and Peeters, 2008)

三、結 論

  乳牛場的管理是一個極端依賴現場瑣碎決策的工作。它必須依賴於一個全面性的系統管理方法來維持穩定的獲益。乳牛場的決策支援系統,廣泛的定義是利用決策輔助工具,或管理策略包含書面資料或電腦,收集所有可能的資料以找到最好的乳牛場管理辦法,以預期能產生更多的利潤且減少動物對環境造成的汙染。管理者可以藉由牧場的優劣來決定牧場的收益多寡,因此好的牧場管理對於酪農而言是相當重要的 (after Bewley and Schultz, 2009)。

文章出處: The Use of Precision Dairy Farming in Feeding and Nutrition Robert Meijer, Nutreco, the Netherlands Kees Peeters, Veterinary Practice Bornerbroek/Wierden, the Netherlands.



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