По материалам исследования Wageningen University & Research, опубликованного в Journal of Dairy Research

Тепловой стресс у молочных коров начинается не обязательно тогда, когда предприятие уже видит снижение удоя или выраженное учащённое дыхание. Животные могут значительно раньше менять привычное поведение: меньше лежать в определённые часы, изменять двигательную активность и чаще вставать или ложиться.

Новое исследование показывает, что для выявления таких изменений важно смотреть не только на средние показатели за сутки. Поведение коровы в конкретные часы дня может быть более чувствительным индикатором тепловой нагрузки, чем среднесуточная активность.

Для молочного предприятия это важный практический вывод. Если система мониторинга уже собирает данные об активности и времени лежания, часть необходимой информации для более раннего контроля теплового стресса может быть уже доступна — вопрос заключается в том, как её анализировать.

Почему одного THI недостаточно для оценки состояния коров

Для оценки риска теплового стресса широко применяется температурно-влажностный индекс THI, который учитывает одновременно температуру воздуха и относительную влажность.

Однако THI характеризует прежде всего условия окружающей среды. Он не показывает напрямую, насколько конкретное стадо или группа животных уже испытывает физиологическую нагрузку.

При одном и том же THI реакция коров может различаться из-за уровня молочной продуктивности, вентиляции, наличия тени, работы систем охлаждения, плотности содержания, времени доения, доступа к выгульной площадке или пастбищу и других факторов.

Поэтому поведенческие показатели могут стать дополнительным уровнем контроля: THI отвечает на вопрос «насколько неблагоприятна среда», а изменение поведения помогает понять «как на неё реагируют коровы».

Что именно изучали исследователи

Исследователи проанализировали данные восьми коммерческих молочных предприятий — семи в Нидерландах и одного в Великобритании. Основную часть животных составляли голштинские коровы.

На одной из ног коровы были установлены акселерометры. Датчики регистрировали показатели поведения с интервалом 15 минут.

В анализ вошли три особенно понятных для практического применения параметра:

• продолжительность лежания;

• количество шагов;

• количество смен положения тела — переходов из положения лёжа в положение стоя и обратно.

Исследователи сравнивали эти показатели с температурой и относительной влажностью, на основании которых рассчитывался среднесуточный THI.

При этом поведение анализировали двумя способами. Первый — привычные среднесуточные значения. Второй — показатели за отдельные временные интервалы, то есть фактический 24-часовой профиль поведения стада.

Главный вывод: среднее за сутки может скрывать проблему

Если корова изменила поведение только в наиболее жаркую часть дня или, наоборот, не смогла компенсировать тепловую нагрузку нормальным ночным отдыхом, средний показатель за 24 часа способен частично сгладить это изменение.

Исследование показало, что ряд показателей, рассчитанных для конкретных часов суток, реагировал на увеличение THI более последовательно между предприятиями, чем соответствующие среднесуточные значения.

Именно поэтому при использовании датчиков имеет смысл анализировать не только вопрос «сколько часов корова лежала за сутки», но и «когда именно она лежала и как этот суточный профиль изменился относительно её нормального режима».

Ночное время лежания — один из наиболее перспективных показателей

Одним из наиболее устойчивых результатов стало изменение ночного отдыха коров.

Среднее время лежания в период примерно с 18:00 до 06:00 уменьшалось по мере повышения среднесуточного THI. Такая связь наблюдалась на разных предприятиях как в дни с доступом на пастбище, так и без него.

Особенно информативными оказались отдельные ночные интервалы, в том числе период с 20:00 до 24:00.

Это имеет понятное физиологическое и производственное объяснение. Ночью коровы обычно имеют больше возможностей для продолжительного отдыха, поскольку кормление, доение и другие технологические операции в большей степени сосредоточены в дневные часы.

Если после жаркого дня животные не возвращаются к своему нормальному ночному режиму лежания, это может свидетельствовать о сохраняющейся тепловой нагрузке.

Почему сокращение времени лежания важно для хозяйства

При жаре коровы нередко предпочитают больше стоять. В таком положении увеличивается площадь поверхности тела, доступная для отдачи тепла воздушному потоку.

Для терморегуляции это может быть полезной краткосрочной реакцией. Но для молочного предприятия продолжительное сокращение отдыха нежелательно.

Достаточное время лежания связано с нормальным отдыхом животных, нагрузкой на конечности, поведением жвачки и общим благополучием коров.

Поэтому устойчивое уменьшение ночного времени лежания необходимо рассматривать не просто как изменение активности, а как сигнал о том, что условия среды начинают изменять нормальный суточный распорядок стада.

Активность в середине дня также меняется

Исследование выявило ещё одну интересную закономерность. В дни, когда коровы имели доступ на пастбище, среднее количество шагов в период примерно с 12:00 до 15:00 уменьшалось по мере увеличения THI.

Одновременно менялась вариабельность двигательной активности.

Это показывает, что жара влияет не только на суммарное количество движения за сутки, но и на распределение активности по времени.

При этом среднесуточное количество шагов не демонстрировало столь же стабильной связи с THI на всех предприятиях.

Для систем мониторинга это важный принцип: активность в критические часы может нести больше информации, чем общее количество шагов за день.

Коровы начинают чаще менять положение тела

Ещё один показатель, который изменялся при повышении THI, — количество переходов между положениями стоя и лёжа.

В частности, чувствительным оказался показатель смен положения тела в период примерно с 08:00 до 16:00.

При повышении температурно-влажностной нагрузки количество таких переходов увеличивалось в определённых диапазонах THI.

На практике более частые попытки лечь, встать и снова изменить положение могут отражать изменение комфорта животного и его попытки адаптироваться к окружающим условиям.

Этот показатель не следует интерпретировать изолированно. Однако вместе с сокращением времени лежания и изменением активности он способен повысить чувствительность системы раннего предупреждения.

Тепловой стресс не начинается при одном универсальном значении THI

Один из принципиальных выводов исследования заключается в том, что разные виды поведения начинают изменяться при разных уровнях THI.

Для показателей, связанных с продолжительностью лежания, существенные изменения в исследуемых данных начинались примерно в диапазоне THI 60–65.

Для некоторых показателей активности и смены положения тела статистические изменения наблюдались и при более низких значениях.

Это не означает, что THI 31, 40 или 50 следует автоматически считать порогом теплового стресса для молочной коровы. Полученные значения отражают статистическую связь конкретного поведенческого показателя с окружающими условиями, а не универсальную биологическую границу заболевания или неблагополучия.

Практический вывод другой: нельзя рассчитывать, что один порог THI одинаково хорошо опишет все стадии реакции коровы на жару.

Почему лучше использовать несколько показателей одновременно

Коровы адаптируют поведение к повышению температуры постепенно. Сначала может измениться один параметр, позже — другой, а при дальнейшем усилении тепловой нагрузки появляются более очевидные физиологические признаки.

Поэтому система раннего обнаружения теплового стресса становится надёжнее, если одновременно учитывать несколько источников информации.

• THI — показывает изменение температурно-влажностной нагрузки.

• Время лежания — помогает увидеть сокращение отдыха.

• Ночной отдых — показывает, способны ли коровы компенсировать дневную тепловую нагрузку.

• Активность в отдельные часы — позволяет обнаружить изменения, которые теряются в среднесуточном показателе.

• Смена положения тела — может отражать изменение комфорта и поведенческой адаптации.

• Дополнительные производственные показатели — жвачка, потребление корма, удой, температура тела и частота дыхания могут использоваться для подтверждения проблемы.

Вместе эти данные создают более полную картину, чем любое отдельное значение.

Доступ к пастбищу или выгулу меняет реакцию коров на жару

Исследование также показало, что связь THI с поведением значительно зависела от того, имели ли животные в этот день доступ на пастбище.

В дни с пастбищным содержанием исследователи выявили больше поведенческих изменений при повышении THI.

Причин может быть несколько. На открытой территории коровы получают больше свободы для изменения поведения и выбора места. В то же время доступность тени и активного охлаждения может быть ниже, чем в помещении, а движение во время выпаса дополнительно увеличивает теплопродукцию.

Для практики это означает, что алгоритм контроля теплового стресса должен учитывать систему содержания. Один и тот же порог изменения активности нельзя автоматически переносить между круглогодичным стойловым содержанием, выгульными площадками и пастбищной системой.

Что исследование означает для зоотехника

Для зоотехника главный практический вывод состоит в необходимости оценивать не только суточные итоги, но и структуру поведения в течение суток.

Если система управления стадом позволяет получать почасовые данные, имеет смысл отдельно контролировать:

• время лежания вечером и ночью;

• восстановление нормального отдыха после жаркого дня;

• двигательную активность в середине дня;

• частоту вставаний и укладываний;

• различия между секциями и технологическими группами;

• изменения поведения относительно собственной нормы стада.

Особое внимание стоит уделять не единичному необычному дню, а устойчивому изменению привычного профиля группы одновременно с повышением температуры и влажности.

Что исследование означает для ветеринарного врача

Поведенческие данные следует использовать прежде всего как инструмент скрининга, а не как диагноз.

Если система показывает сокращение ночного отдыха, изменение активности и увеличение смен положения тела, ветврач получает основание внимательнее проверить конкретную группу животных.

Далее полезно оценить частоту дыхания, температуру тела при необходимости, потребление корма и воды, жвачку, продуктивность и состояние животных.

Важно также исключать другие причины изменения поведения. Например, снижение времени лежания может быть связано не только с жарой, но и с хромотой, неудовлетворительным состоянием мест отдыха, высокой плотностью содержания, длительным временем ожидания перед доением или нарушениями технологического распорядка.

Поэтому ценность датчика заключается не в постановке диагноза «тепловой стресс», а в более раннем выделении группы, требующей внимания.

Что исследование означает для директора молочного предприятия

Для руководителя основной вывод связан с эффективностью уже имеющейся цифровой инфраструктуры.

Если предприятие использует ножные или шейные датчики активности, часть данных, необходимых для контроля теплового стресса, возможно, уже собирается. Дополнительная ценность может заключаться не в покупке нового датчика, а в изменении аналитики.

Вместо одного среднесуточного отчёта система может формировать несколько понятных управленческих показателей:

• ночное время лежания по секциям;

• изменение ночного отдыха относительно обычного уровня;

• активность в критические дневные часы;

• частоту смен положения тела;

• THI внутри производственных помещений;

• рейтинг секций с наибольшим отклонением от нормального поведения.

Такой подход позволяет использовать систему не просто для накопления данных, а для принятия решений: проверить вентиляторы, работу системы охлаждения, водоснабжение, плотность группы или продолжительность нахождения коров в зоне ожидания.

Как использовать эти результаты на молочном предприятии

1. Измеряйте THI непосредственно в местах содержания животных. Температура ближайшей метеостанции не всегда точно отражает микроклимат конкретной секции.

2. Сохраняйте данные с высокой временной детализацией. Желательно не ограничиваться одним итоговым значением за сутки.

3. Сформируйте нормальный 24-часовой профиль поведения. Сравнивать следует не только коров между собой, но и текущее поведение группы с её собственной базовой линией.

4. Отдельно контролируйте вечерний и ночной отдых. Снижение лежания после жаркого дня может стать ранним сигналом недостаточного восстановления.

5. Сопоставляйте несколько показателей. THI, лежание, шаги и смены положения дают более устойчивую картину вместе, чем по отдельности.

6. Разделяйте группы по условиям содержания. Алгоритмы для коров в помещении и животных с доступом на выгул или пастбище могут потребовать разных настроек.

7. Привяжите сигнал к конкретному действию. После предупреждения сотрудник должен знать, какую секцию проверить и какие элементы системы охлаждения оценить.

8. Проверяйте результат после вмешательства. Если охлаждение улучшено, поведенческий профиль животных должен постепенно возвращаться к нормальному уровню.

Почему локальные датчики микроклимата особенно важны

В исследовании использовались данные ближайших метеостанций, расположенных примерно в 5–12 км от предприятий.

Для научного анализа такой подход позволяет сопоставлять большие массивы данных, но для практического управления хозяйством лучше измерять температуру и влажность непосредственно там, где находятся коровы.

Микроклимат внутри двора способен значительно отличаться от показаний внешней метеостанции. На него влияют вентиляция, солнечная радиация, плотность животных, высота и конструкция здания, работа систем увлажнения и направление воздушного потока.

Поэтому производственная система раннего предупреждения будет более полезной, если поведение коров сопоставляется с THI конкретной секции, а не только с погодой в регионе.

Не ищите один «магический» порог теплового стресса

Одна из главных идей исследования заключается в том, что реакция коровы на жару развивается постепенно.

Разные виды поведения меняются при разных уровнях температурно-влажностной нагрузки, а на результат дополнительно влияют предприятие, распорядок дня и система содержания.

Поэтому более перспективным подходом является не вопрос «при каком THI начинается тепловой стресс?», а сочетание трёх вопросов:

1. Насколько увеличилась тепловая нагрузка окружающей среды?

2. Изменился ли привычный 24-часовой профиль поведения коров?

3. Подтверждают ли другие показатели, что животным становится трудно отдавать тепло?

Такой подход лучше соответствует биологии животного и позволяет перейти от общего погодного предупреждения к управлению фактической реакцией стада.

Ограничения исследования, которые важно учитывать

Исследование было наблюдательным и основывалось на данных восьми коммерческих предприятий. Условия содержания, рационы, системы доения и распорядок дня между ними различались.

Кроме того, температурные данные поступали с ближайших метеостанций, а не от датчиков внутри каждой секции.

Поэтому выявленные диапазоны THI не следует механически использовать как готовые универсальные настройки сигнализации на любом молочном предприятии.

Ценность работы прежде всего в другом: она показывает, какие элементы 24-часового поведения коров потенциально содержат больше информации о тепловой нагрузке, чем средние значения за целые сутки.

Краткие выводы

• Среднесуточные показатели могут скрывать ранние изменения поведения. Для выявления теплового стресса полезно анализировать конкретные периоды суток.

• Ночное время лежания оказалось одним из наиболее устойчивых индикаторов. По мере увеличения THI коровы меньше отдыхали ночью на разных предприятиях и при разных системах содержания.

• Информативными могут быть дневная активность и частота смен положения тела. Эти показатели позволяют дополнить контроль времени лежания.

• Нет одного универсального порога THI для всех поведенческих реакций. Разные изменения возникают при разных уровнях тепловой нагрузки.

• Лучше сочетать несколько показателей. THI, лежание, шаги, смены положения тела, жвачка, потребление корма и физиологические признаки вместе дают более надёжную картину.

• Система содержания имеет значение. Поведение коров с доступом на пастбище менялось при повышении THI иначе, чем в дни без пастбищного доступа.

• Для предприятия важнее анализировать собственную базовую линию. Данные конкретного стада и секции полезнее механического применения единого порогового значения.

• Поведенческие датчики могут стать частью системы раннего предупреждения о жаре. Но сигнал должен приводить к осмотру животных и проверке условий содержания, а не автоматически считаться диагнозом.

FAQ: поведение молочных коров и тепловой стресс

Что такое THI у молочных коров?

THI — температурно-влажностный индекс, который объединяет температуру воздуха и относительную влажность и используется для оценки потенциальной тепловой нагрузки.

Можно ли определить тепловой стресс только по THI?

THI хорошо характеризует окружающие условия, но не показывает полностью индивидуальную реакцию животных. Поэтому его полезно дополнять поведенческими и физиологическими показателями.

Как меняется время лежания коров при жаре?

При повышении тепловой нагрузки коровы могут проводить меньше времени лёжа и больше стоять. В исследовании особенно устойчиво уменьшалось ночное время лежания.

Почему важно смотреть именно на ночной отдых?

Ночью технологических вмешательств обычно меньше, поэтому изменение отдыха может ярче отражать попытку животных адаптироваться к жаре и способность восстановиться после дневной тепловой нагрузки.

Как активность коров меняется при повышении THI?

Реакция зависит от времени суток и системы содержания. Например, в исследовании на днях с пастбищным доступом количество шагов в период с 12:00 до 15:00 снижалось по мере роста THI.

Что означает увеличение количества вставаний и укладываний?

Частые смены положения тела могут быть одним из признаков изменения комфорта. Однако этот показатель необходимо оценивать вместе с временем лежания, активностью и состоянием животных.

При каком THI начинается тепловой стресс?

Единого порога для всех животных и всех показателей нет. В рассматриваемом исследовании показатели лежания начинали существенно меняться примерно в диапазоне THI 60–65, однако другие поведенческие параметры реагировали в иных диапазонах.

Можно ли использовать данные обычных датчиков активности для контроля жары?

Да, если система сохраняет достаточно детальные данные о лежании, шагах и изменении положения тела. Основной резерв может заключаться не в новом оборудовании, а в более точном анализе уже собираемой информации.

Какие показатели лучше объединить в системе раннего предупреждения?

Практически целесообразно сочетать THI, время лежания — особенно ночного, дневную двигательную активность, смены положения тела и, если доступны, жвачку, потребление корма, удой и частоту дыхания.

Что делать после сигнала системы?

Необходимо проверить животных и условия конкретной секции: вентиляцию, охлаждение, доступ к воде, плотность содержания и продолжительность технологических операций. Датчик должен направлять внимание персонала, а не заменять производственную и ветеринарную оценку.

Источник: https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-dairy-research/article/quantifying-the-24h-patter...