utrzymanie Dorota Godyń Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy Dział Technologii, Ekologii i Ekonomiki Produkcji Zwierzęcej, Balice k. Krakowa Sposoby minimalizacji stresu cieplnego u bydła Wysokie temperatury powietrza, występujące w Polsce w okresie lata, pogarszają warunki bytowe zwierząt gospodarskich. Największą bolączką producentów i hodowców bydła są obniżone w tym okresie wskaźniki produkcyjne, zwłaszcza dotyczące spadku wydajności mlecznej. W krajach o klimacie tropikalnym i subtropikalnym, stosowane są różnego rodzaju rozwiązania technologiczne poprawiające warunki mikroklimatyczne w pomieszczeniach dla bydła. Niektóre technologie z powodzeniem stosowane są także w naszym kraju. Głównymi elementami tworzącymi mikroklimat w budynku dla zwierząt są; temperatura powietrza, wilgotność względna, prędkość ruchu powietrza, a także stężenie szkodliwych domieszek gazowych i innych zanieczyszczeń. W okresie lata najważniejszym czynnikiem wpływającym na obniżenie poziomu dobrostanu zwierząt jest temperatura powietrza. Niemniej jednak uczucie gorąca i duszności w okresie upałów jest mocniej odczuwalne jeżeli w budynku panuje wysoka wilgotność powietrza. Istotnym czynnikiem pogłębiającym uczucie gorąca jest także wysoki stopień nasłonecznienia miejsca, w którym przebywają zwierzęta. Niewielka prędkość ruchu powietrza w okresie działania wysokich temperatur również sprzyja akumulacji ciepła w budynku i tym samym przyczynia się do pogorszenia komfortu termicznego zwierząt. Co to jest termoregulacja? Aby możliwe było utrzymanie temperatury wewnętrznej na stałym poziomie, niezależnie od czynników środowiska, zwierzęta stałocieplne wykształciły szereg procesów termoregulacyjnych. Centrum termoregulacji termostat znajduje się w mózgu (dokładnie w podwzgórzu). Docierają do niego impulsy nerwowe zarówno z powierzchni, jak z głębszych warstw ciała. W zależności od rodzaju impulsów uruchamiane są procesy zachowania ciepła lub mechanizmy związane z jego oddawaniem. Procesy te związane są z aktywacją, głównie układu nerwowego, krwionośnego i hormonalnego. Utrzymywanie względnie stałej temperatury wewnętrznej jest najważniejszym czynnikiem gwarantującym prawidłową pracę komórek a tym samym odpowiednie funkcjonowanie całego organizmu. Aby zachować zrównoważony bilans termiczny ciepło metaboliczne (uzyskane z pokarmu) musi być oddane do otoczenia. Istnieją cztery sposoby oddawania ciepła; emitowanie promieniowania podczerwonego, konwekcja (unoszenie ciepła znad powierzchni skóry wywołane ruchem cząsteczek powietrza), przewodzenie czyli oddawanie ciepła przedmiotom znajdującym się w najbliższym sąsiedztwie (np. kontakt z chłodną betonową podłogą) oraz parowanie wody (ewaporacja- zmiana stanu wody z płynnej na gazowy). Ten ostatni sposób uruchamiany jest w sytuacji kiedy zwierzęta narażone są na działanie wysokich temperatur powietrza. Utrata ciepła poprzez parowanie wody jest najbardziej efektywnym sposobem zachowania homeostazy organizmu podczas upałów, niemniej jednak skuteczność tej metody w ogromnym 45
stopniu uzależniona jest od wysycenia parą wodną powietrza. Zbyt duża wilgotność powietrza uniemożliwia parowanie wody ze skóry, z błon śluzowych układu oddechowego oraz utrudnia ochładzanie poprzez pocenie się. Niektórzy autorzy prac poświęconych występowaniu stresu cieplnego u bydła przyjmują, że strefa komfortu termicznego dla tej grupy zwierząt przebiega pomiędzy temperaturą -10 C (dolna temperatura krytyczna) a temperaturą o wartości 25 C stanowiącą górną temperaturę krytyczną. Organizm zwierząt przebywających w tym przedziale temperatur charakteryzuje się minimalnym wysiłkiem w utrzymywaniu stałej ciepłoty ciała a oddawanie ciepła przez parowanie zachowane jest na najniższym poziomie. ZaChowanie ZwierZąt podczas wysokich temperatur 46 W sytuacji oddziaływania wysokich temperatur powietrza obserwuje się szereg zmian zarówno w fizjologii zwierząt jak i zachowaniu. Warto dodać, że oprócz reakcji autonomicznych związanych z pracą układu nerwowego, zwierzęta w sposób świadomy odczuwają wzrost lub spadek temperatury. Uruchamia to różne formy zachowań, które pomagają zwierzęciu zabezpieczyć się przed szkodliwym działaniem środowiska. Podczas oddziaływania wysokich temperatur powietrza obserwuje się takie zachowania jak: poszukiwanie cienia, leżenie na chłodnym podłożu, unikanie kontaktu z innymi osobnikami w stadzie, częstsze przebywanie w miejscach charakteryzujących się lepszym przepływem powietrza, niska aktywność. Zwierzęta przeżywające stres cieplny charakteryzują się wyższą temperaturą skóry, podnosi się wartość temperatury rektalnej oraz temperatury żwacza, zwiększa się częstość oddechu (mierzona na podstawie ruchów klatki piersiowej przez 1 minutę) zwierzęta pocą się, występuje obfitsze ślinienie, obserwuje się także częstsze pobranie wody. Jedną z kluczowych reakcji organizmu zwierzęcia zabezpieczających przed przegrzaniem jest mniejsze pobranie paszy. W warunkach utrudnionego oddawania ciepła organizm nie potrzebuje dodatkowych dawek energii uzyskanych z pokarmu, tymczasem niższe pobranie paszy ma decydujący wpływ na obniżenie produkcji mleka. Negatywne skutki oddziaływania wysokich temperatur u bydła dotyczą także rozrodu. Podczas trwania upałów obserwuje się u krów zakłócenie cyklu rujowego, opóźnioną owulację, obniża się jakość oocytów, wzrasta zamieralność zarodków. U buhajów, poddawanych działaniu ponadnormatywnych temperatur powietrza, stwierdza się pogorszenie jakości nasienia. Żywienie krów Walka ze skutkami stresu ciepłego u bydła przebiega na wielu płaszczyznach, dotyczy to zarówno sposobów żywienia zwierząt, organizacji stada, ale także poprawy warunków bytowania krów poprzez zastosowanie różnego typu rozwiązań technologicznych. W aspekcie minimalizacji skutków stresu cieplnego u bydła poprzez strategie żywieniowe, autorzy prac poświęconych tej tematyce sugerują, że jednym z kluczowych rozwiązań jest przeniesienie pory karmienia na godziny wieczorne. Niektóre źródła podają, że około 60-70% dziennej dawki pokarmowej powinno być zadawane krowom w okresie chłodniejszej części doby (np. od godziny 20:00). Z uwagi na mniejsze pobranie paszy w okresie upałów, czy też jej sortowanie przez zwierzęta przy stole paszowym, zaleca się dostarczenie większej ilość koniecznych składników pokarmowych, ale w mniejszych dawkach (tzw. gęstość energetyczna dawki). W ten sposób można podawać zwierzętom mniejsze ilości lecz lepszej jakości paszy, można także stosować tłuszcze chronione lub zwiększyć udział pasz treściwych w dawce. Ten ostatni zabieg związany jest z pewnym ryzykiem. Zwiększenie udziału zbóż w dawce, z jednej strony może skutecznie zapobiec stratom energetycznym obniżającym poziom mleczności, lecz z drugiej strony może przyczynić się do częstszego występowania kwasicy w stadach. Pasze zawierające znaczne ilości skrobi łatwo ulegają fermentacji w żwaczu. Ten proces skutkuje większym nagromadzeniem się endotoksyn bakteryjnych, które upośledzają motorykę żwacza. Efektem czego jest wysoka koncentracja lotnych kwasów tłuszczowych i obniżenie ph treści żwacza. Jednym z rozwiązań zapobiegających temu procesowi jest stosowanie, tak zwanych buforów fermentacji. Takim dodatkiem może być kwaśny węglan wapnia lub węglan sodu. Do innych istotnych preparatów stosowanych, między innymi w okresie upałów, należą dodatki zawierające żywe kultury drożdżowe oraz ich metabolity. Preparaty te mają korzystny wpływ na rozwój bakterii celulolitycznych, przy-
czyniają się do stabilizacji ph płynu żwacza, ale także w istotny sposób polepszają smakowitość pokarmu. W walce z ujemnym bilansem energetycznym dobre efekty daje, wspomniany wcześniej, dodatek tłuszczu chronionego. Zastosowana suplementacja jest korzystna z uwagi na dużą zawartość energii oraz wysoka strawność. jakość pasz W czasie upałów szczególnie ważna jest dbałość o jakość pasz, zalecane jest skarmianie świeżych pokarmów, zabezpieczanie ich przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych, istotne jest także dokładne sprzątanie wszelkich niedojadów. woda W okresie gdy zwierzęta intensywnie tracą wodę z organizmu (pocenie się, przyspieszony oddech) szczególnie istotne jest jej stałe uzupełnianie. Krowy w okresie działania wysokich temperatur powietrza powinny mieć zapewniony nieograniczony dostęp do czystej wody. Warto pamiętać także, że im niższa jest jej temperatura,tym lepszy uzyskuje się efekt chłodzący. Wraz z wydzielaniem potu zwierzęta tracą cenne elektrolity takie jak sód czy potas. Dobrym rozwiązaniem jest stosowanie mieszanek mineralno-witaminowych jako dodatków do paszy. Nie bez znaczenia jest także dostęp krów do lizawek solnych, będących źródłem sodu. poprawa warunków mikroklimatycznych Oprócz strategii związanych z żywieniem ogromne znaczenie mają działania zmierzające do poprawy warunków mikroklimatycznych w oborach. Zwiększona prędkość ruchu powietrza w istotny sposób przyczynia się do skuteczniejszego oddawania ciepła przez organizm zwierzęcia na drodze konwekcji. Uważa się, że w przypadku wysokich temperatur panujących w otoczeniu (powyżej 25 C), prędkość ruchu powietrza może wynosić około 2,5 m/s. Intensywniejszy ruch powietrza wzmaga uczucie komfortu przy wysokich temperaturach powietrza, lecz także pozwala pozbyć się szkodliwych domieszek gazowych z pomieszczeń dla zwierząt oraz stanowi zabezpieczenie przed nadmiernym zawilgoceniem. Częstszym rozwiązaniem stosowanym na fermach bydła jest montaż wentylatorów mieszaczy powietrza. Duże wentylatory (średnica około 60-100 cm) zawiesza się, pod kątem około 30 C nad głowami zwierząt. Intensywniejszy ruch powietrza spowodowany pracą mieszaczy, może w znacznym stopniu przyczynić się do lepszego pobrania paszy, stąd też urządzenia te często montuje się nad stołem paszowym. Z kolei montaż wentylatorów nad boksami (legowiskami) wydłuża czas odpoczynku krów, co również ma pozytywny wpływ na proces wytwarzania mleka. Mieszacze powietrza mogą także przyczynić się do zwiększenia komfortu termicznego zwierząt w poczekalniach. Innym typem wentylatorów są mieszacze wolnoobrotowe o średnicy przekraczającej nawet 7 metrów, montowane przy suficie. Urządzenia te oprócz zapewnienia chłodzenia poprzez wzmożony ruch powietrza, są korzystne także z uwagi na niskie pobranie energii. Obecnie coraz częściej spotyka się rozwiązania chłodzące pomieszczenia dla zwierząt oparte na efekcie parowania wody (chłodzenie ewaporacyjne). Poprzez kontakt cząsteczek powietrza z cząsteczkami wody następuje wymiana energii, gdzie ciepło jawne przekazywane od powietrza do wody pokrywa jedynie zapotrzebowanie na energię konieczną do przebiegu procesu parowania. Migracja energii cieplnej związanej z przechodzeniem wody w stan gazowy przyczynia się do obniżenia temperatury powietrza (temperatura termometru suchego). Obecnie do tego typu chłodzenia zalicza się zamgławiacze, zraszacze oraz panele ewaporacyjne. Rolą systemu zraszaczy jest bezpośrednie chłodzenie zwierząt poprzez zwilżanie powierzchni ich skóry. Zwierzę, w ten sposób wykorzystuje ciepło parowania wody do zwiększenia strat cieplnych z własnego organizmu. Należy dodać, że zwiększone parowanie z powierzchni skóry przyczynia się do wymiany mas powietrza (bezpośrednio kontaktujących się ze skórą), co dodatkowo wzmacnia uczucie komfortu termicznego. Systemy zamgławiania lub zraszania należą do jednych z najtańszych i łatwych w montażu rozwiązań wykorzystujących parowanie wody. W języku angielski istnieją dwa określenia zamgławiania: fogging system lub misting system. W pierwszym przypadku krople uwalniane są pod większym ciśnieniem > 5 MPa, a średnica kro- 47
48 pli wynosi mniej niż 40 µm. Misting system powoduje tworzenie większych kropel pod mniejszym ciśnieniem ( 5 MPa). Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku bydła najlepsze efekty chłodzenia daje bezpośrednie nawilżenie skóry. Dlatego często stosuje się zraszacze (zamgławiacze) niskociśnieniowe. Dysze, omawianego systemu, montuje się w poczekalniach lub specjalnie wydzielonych miejscach, często na zewnątrz budynku. Ma to związek z negatywnym skutkiem pracy działania zraszaczy jakim jest zawilgocenie podłoża lub paszy. Większe krople wody uwalniane podczas pracy tego systemu nie wysychają w powietrzu. Efekt taki uzyskuje się w przypadku działania zamgławiaczy wysokociśnieniowych. Dlatego to właśnie rozwiązanie może być z powodzeniem stosowane w okolicach stołu paszowego. Ochładzanie powietrza poprzez mgiełkę sprzyja większej aktywności zwierząt i tym samym jest czynnikiem zachęcającym do większonego pobierania paszy. Chłodzenie jest intensywniejsze, kiedy wraz z działaniem technologii opartej na parowaniu wody zwiększana jest prędkość ruchu powietrza poprzez użycie wentylatorów. Taka kombinacja zyskuje coraz większą popularność na fermach. Wymuszona prędkość ruchu powietrza nie tylko pozwala odebrać większą ilość ciepła z ciała zwierzęcia, ale także zapobiega nadmiernemu zawilgoceniu powietrza. Obecnie, na rynku dostępne są wentylatory wraz z zamontowanymi dyszami. Jedną z kluczowych zalet, jakie zapewnia to rozwiązanie, jest precyzyjne skierowanie (poprzez strumień powietrza) kropel wody na ciało zwierzęcia bez zbędnego zawilgocenia paszy czy ściółki. Zraszanie skóry krów czy też zamgławianie powietrza powinno odbywać się w cyklach z interwałem czasowym. Przy bezpośrednim zwilżaniu ciała zwierząt często stosuje się cykl zraszania trwający od 30 sekund do 2 minut po czym zachowuje się 5 minutową przerwę (praca wentylatora). Tą procedurę ochładzania można kontynuować przez 30 do 60 minut kilka razy dziennie. W przypadku działania bardzo wysokich temperatur powietrza, ochładzanie krów poprzez zraszanie powierzchni ich skóry należy rozpocząć już w godzinach rannych. W przypadku nasilonego stresu cieplnego, chłodzenie można stosować także nocą. Takie działanie sprzyja regeneracji i ma duże znaczenie w przygotowaniu organizmu zwierzęcia na kolejne fale gorąca. Rezultaty badań dotyczące tej tematyki wskazały, że nie tylko bezpośrednie zwilżanie skóry daje efekt chłodzenia. U krów utrzymywanych na zewnątrz już samo zraszanie powierzchni okólnika, na którym przebywały zwierzęta, istotnie wpłynęło na obniżenie ich temperatury wewnętrznej. Dobre efekty w minimalizacji skutków stresu cieplnego na fermach może przynieść także zastosowanie paneli ewaporacyjnych. Jest to pośredni sposób chłodzenia zwierząt, polega na obniżaniu temperatury powietrza, zanim dostanie się ono do budynku. Działanie tego systemu opiera się na pracy wentylatora, który wymusza przepływ ciepłego powietrza z zewnątrz przez panele nasączone wodą. Najczęściej montuje się je w otworach wlotowych powietrza. Panele te mogą także stanowić ściany boczne (kurtyny) w budynkach dla zwierząt (rozwiązane spotykane w ciepłych krajach). Materiał, z którego zbudowany jest panel, stanowi impregnowany papier celulozowy. Specyficzna faktura papieru umożliwia mieszanie się cząsteczek wody i powietrza. Cały system wspomaga praca pompy, która w sposób kontrolowany dostarcza wodę do paneli. Taki rodzaj chłodzenia zyskuje w Polsce coraz większą popularność w przypadku utrzymywania drobiu i trzody chlewnej. Chłodzenie bydła tą metoda jest bardziej znane w krajach o cieplejszym klimacie. Tam też spotyka się utrzymywanie krów w pomieszczeniach z wentylacją tunelową. W takiej oborze praca kilku lub kilkunastu wentylatorów o dużej średnicy, montowanych w ścianie na jednym końcu budynku, powoduje zwiększony napływ powietrza z drugiego końca pomieszczenia. W konsekwencji dochodzi do uzyskania optymalnego efektu chłodzenia na drodze konwekcji, który dodatkowo może być wzmocniony poprzez zastosowanie zraszaczy, zamgławiaczy czy właśnie paneli ewaporacyjnych. ZaCienienia na wybiegach Poza tak zaawansowanymi technologiami należy pamiętać, że w okresie lata, ogromnie ważną kwestią pozostaje ochrona zwierzęcia przed nadmiernym działaniem promieni słonecznych. Konieczne jest zapewnienie zacienienia krowom przebywającym na zewnątrz. Przy braku drzew i innych elementów środowiska, stanowiących schronienie przed słońcem, należy budować wiaty. Dobrym pomysłem jest izolacja termiczna
dachu takiej konstrukcji, jak również pomalowanie jego zewnętrznej powierzchni na biały kolor. W nowoczesnych oborach otwartych zacienienie zwierząt wewnątrz pomieszczenia zapewnione jest poprzez wydłużenie okapu dachu, montowanie świetlików blisko kalenicy, podniesienie ścianki podłużnej oraz poprzez stosowanie osłaniających siatek. Minimalizacja skutków stresu cieplnego u bydła wymaga wielu starań i dużego zaangażowania. Stosowanie różnego typu technologii poprawiających komfort bytowania zwierząt wiążę się z większymi nakładami finansowymi. Jednakże skutki stresu cieplnego powodują straty, które uwidaczniają się w dłuższej perspektywie i wpływają na opłacalność całej produkcji. Dotyczy to przede wszystkim pogorszenia zdrowotności zwierząt. Wydaje się zatem, że sytuacja globalnego ocieplania się klimatu w naturalny sposób, również w naszym kraju, wymusi adaptowanie nowych technologii poprawiających warunki na fermie. Dobre rezultaty przynoszą często proste i tanie rozwiązania. Badania pokazują, że już sama dbałość o odpowiednie zacienienie stanowisk dla krów zasuszonych ma korzystny wpływ na ich późniejsze wyniki zacieleń. Także, jak wynika z badań, chłodzenie krów poprzez zastosowanie prostego w montażu systemu zraszania ma bardzo duże znaczenie dla zwiększenia pobrania paszy, wzrostu aktywności zwierząt, zmniejszenia częstości oddechu, obniżenia temperatury skóry oraz temperatury wewnętrznej. Konsekwencją czego jest wzrost produkcji mleka. Literatura dostępna u autorki 49