北京市规模化奶牛场运动场防雨现状及建议

陈春琳，徐永洞，鲁 琳，孙钦平，顾宪红，陶秀萍，马 慧，赵海明，龙 燕，温富勇，刘志丹＊

1 中国农业大学水利与土木工程学院环境增值能源实验室，北京 100083

2 农业农村部设施农业工程重点实验室，北京 100083

3 北京农学院，北京 102206

4 北京市农林科学院，北京 102206

5 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193

6 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京 100083

7 北京首农畜牧发展有限公司，北京 100083

8 北京市密云区农业农村局畜牧技术推广站，北京，101500

9 北京市延庆区农业技术推广站，北京，102199

0 引言

运动场是奶牛运动、反刍、饮水、接受自然光照和休息的场所[1]，对降低牛舍内养殖密度，促进奶牛采食、反刍和消化有积极影响，运动场开放的环境还可以满足奶牛对良好空气质量的要求。运动场建设标准的高低决定运动场管理的难易，直接影响动物福利评价和奶牛生产性能（配有运动场的奶牛场，泌乳牛年平均产奶量相比没有配运动场的牛场高13.60%[2]），进而影响奶牛场经济效益。因此，运动场是奶牛养殖业可持续发展所必须考虑的重要课题。

降水对奶牛运动场影响重大。据调研，连续阴雨和极端暴雨情况下（尤其夏季多雨），容易引发奶牛运动场积水、潮湿及粪污淤积等问题，对奶牛场生产力、生产性疾病防控、原料乳质量以及粪污处理等产生消极影响；此外，我国奶牛养殖业规模化、集约化和标准化的程度不断提升，“利益最大化”目标驱动下的经营方式，也不同程度的体现在运动场的建设和维护管理方面。例如，个体头均面积不足、运动场地面建设不合理及运动场配套设施不全等问题，制约了奶牛养殖业的可持续发展。

北京是都市奶牛养殖业发展的典型代表，引领各大都市的奶牛养殖业发展，保障着2 000万北京居民的乳制品的稳定供应。据《中国统计年鉴2020》及《北京市奶业协会年度工作报告》，2019年北京市奶牛存栏5.68 万头，原料乳年产量26.4 万吨。2021年6—9月，北京地区频繁遭遇暴雨天气，多区域单日降雨量60～150 mm/天，部分区域超过200 mm/天。为充分了解降雨对规模化奶牛场运动场的影响，奶牛产业技术体系北京市创新团队调研了北京五区二县地区27 家奶牛场的运动场配置和防雨现状，针对运动场建设、运动场防雨、运动场舒适性展开讨论，以期为优化和改造奶牛运动场防雨提供参考。

1 调研设计

1.1 调研设计

据统计，北京地区共有49 家规模化奶牛场，分布在通州、顺义、密云、大兴、房山、平谷、延庆和昌平地区（图1）。2021年7—8月，北京市奶牛创新团队选取北京大兴、延庆、昌平、通州、密云、顺义、房山地区27 家存栏400 头以上的奶牛场的存栏规模、运动场配置情况、运动场防雨及排水设施配备情况进行调研（图1）。

图1 北京地区规模化奶牛场分布及调研牛场分布情况

1.2 调研方法及指标

通过线上发放调查问卷与实地走访考察相结合的方式，对北京五区二县27 家存栏量400 头及以上的规模化奶牛场进行调研，调研指标包括奶牛场基本信息、运动场配置及防雨排水情况、运动场垫料及粪污处理情况。

1.3 数据统计

使用Excel 2019对数据统计和绘图处理。

2 调研结果

2.1 调研奶牛场的规模及运动场配置信息

作为典型的都市奶牛养殖地区，北京市奶牛养殖场规模化程度高。如图2所示，本次调研的27 家奶牛场中，存栏量400～500 头占比16.67%，501～1 000 头的奶牛场占比25.00%，1 001～1 500头的奶牛场占比最高达33.33%，1 501～2 000 头的奶牛场占比8.33%，2 001～2 500 头奶牛场比12.50%，大于2 500 头的占比4.17%。

图2 北京地区27 家规模化奶牛场存栏量

运动场是集约化奶牛养殖场的重要设施，本次调研结果表明，88.90%奶牛场配备运动场，7.41%的奶牛场因环保问题、奶牛场建设问题未配备运动场，以及3.70%奶牛场的运动场处于废置状态。

2.2 运动场防雨措施

农业气候变化引起的环境温度和湿度改变对奶牛生产力和原料乳品质有重要影响[3]。除牛舍外，运动场是奶牛最主要的活动场所之一，保证运动场干燥舒适的环境意义重大。据调研结果，如图3，83.33%的调研奶牛场配备了运动场防雨设施，主要包括挡雨棚（25.00%）、排水管道（沟渠）（41.66%）或挡雨棚与排水管道（沟渠）结合的方式（12.50%）。此外，4.17%的奶牛场采用了挡雨棚与雨污分离槽结合的方式，雨水从挡雨棚顶部流入雨污分离槽，随后沿污水管道进入污水池，既有效避免雨水流入运动场也降低了运动场排水难度。

图3 北京24 家规模化奶牛场运动场防雨设施调研情况

实际上，运动场架设挡雨棚不仅可以有效防雨，维持良好的运动场环境，也能为夏季高温时段为牛群遮挡强烈的阳光辐射，减轻奶牛热应激[3～5]。

2.3 运动场排水措施

调研结果表明，91.67%的调研奶牛场会对运动场进行雨后排水处理，主要通过水泵（58.34%）、排水沟渠（20.83%）及两者结合（12.50%）的方式进行雨水疏导，如图4。奶牛运动场排水是解决运动场积水的重要手段，及时排水能够避免雨水与粪尿向周围溢漏以及奶牛长时间接触雨水与粪尿混合物。为使运动场排水效果良好，推荐在其三面设排水管道（沟），排水管道（沟）分设污水池和雨水池，以便常规渗水、场地冲洗污水及少量雨水进入污水池，以及大量雨水进入雨水池，实现有效雨污分离，降低污水处理量[6]。

图4 北京24 家规模化奶牛场运动场的雨后排水措施

据调研，积极采取防雨和排水措施的奶牛场基本能够有效应对降雨，保证运动场良好环境。然而，进入雨季后，强对流天气时有发生，不采取防雨（排水）措施或防雨（排水）不当的奶牛场雨后出现了不同程度的运动场积水问题（图5）。轻则造成奶牛运动场形成坑洼、泥泞不堪、雨水与粪尿混合造成难闻气味（图5a），严重则导致积水深致运动场无法正常使用（图5b）。

图5 北京地区雨后奶牛运动场情况

雨后运动场环境的劣化，造成奶牛摔跤高发，奶牛应激升高；以及奶牛在运动场活动或躺卧时乳房容易受到病原微生物感染引发乳房炎[7]。此外，奶牛肢蹄浸泡在混合粪尿及雨污中，损伤奶牛的呼吸道，并且粪尿中的氨和病原微生物还会引起肢蹄病[8]，不仅会造成短期内奶牛生产力降低和额外增加的治疗费用，长期考虑还会降低奶牛繁殖性能，加快奶牛淘汰速率[9]。因此，运动场防雨和排水是一项值得关注的重要课题。

2.4 运动场地面形态

调研结果表明，调研牛场的52.00%在运动场建设时设置了5.00‰～30.00‰的坡度，以便排水。据报道，为保证良好的牛舍环境和运动场排水效果，运动场应略低于牛舍，建议近牛舍一侧略高向另一侧倾斜，坡度1.00%～1.50%[6]。

2.5 运动场垫料

垫料是保证运动场舒适性的重要影响因素，常用运动场垫料有牛粪再生垫料、沙土、稻壳、稻草等。调研结果表明，调研奶牛场中以单一垫料稻草、稻壳、沙子的垫料模式分别占比4.17%、8.33%、8.33%；以牛粪再生垫料为基础的垫料模式占比58.33%，其中单一牛粪再生垫料占比37.50%，混合稻壳模式占比16.66%，混合沙子模式占比4.17%；此外有20.84%运动场不铺设垫料（图6）。可见，牛粪再生垫料已被奶牛养殖场广泛认可。据文献报道，牛粪再生垫料在成本、舒适性等优势明显[1，10]：（1）干牛粪铺垫运动场，奶牛舒适性提高，躺卧时间延长，有利于提高产奶量；（2）牛蹄不易损伤，利于奶牛肢蹄健康；（3）牛粪再生垫料可实现奶牛场内粪污的回用，经济环保[11]。

图6 24 家运动场垫料使用情况

3 建议

防雨得当、干净舒适的运动场环境可以满足奶牛运动、休息的需求，提高奶牛生产力和动物福利[12]。因此，下文将对运动场建设和管理提出建议。

3.1 运动场基础建设

3.1.1 合理规划用地

考虑运动场建设所需土地面积，应该保证充足的空间和发展余地，以便于长期发展，符合《NYT 2662—2014 标准化养殖场 奶牛》规定[13]，如表1。

表1 各阶段奶牛运动场面积和凉棚面积

据《关于进一步支持设施农业健康发展的通知》（自然资规〔2019〕4号），明确将规模化养殖中畜禽舍、畜禽有机物处理等生产设施及绿化隔离带用地纳入设施农用地范畴，这为上述奶牛场发展用地问题提供了基础保障。

3.1.2 运动场选址注意事项

运动场地势应干燥，避开低凹、沼泽地势，且满足背风向阳。运动场面积较大时设置分区，以便于管理和应对不同气候。

3.2 运动场防雨及排水建设

3.2.1 地势

据农业行业标准《NY-T 2079-2011 标准化奶牛养殖小区项目建设标准》，标准化奶牛养殖小区场地宜平坦，自然坡度1.00%～3.00%，以利于运动场排水[14]。运动场应低于牛舍地面15～20 cm以防雨污倒流入牛舍。

3.2.2 排水设施

运动场架设挡雨棚，并设置雨污分离槽；运动场三面布设排水管道（沟渠），以便雨后排水。

3.3 运动场其他设施

3.3.1 饮水池

配置饮水池，按头均20 cm计算水槽长度，槽深60 cm，水深＞40 cm，保证水源充足，水质卫生[15]。

3.3.2 遮阳棚

在运动场搭建遮阳棚以阻挡太阳辐射（高度以3～4 m为宜）[15]。

3.3.3 绿化

适度在运动场周围种植树和草，改善奶牛场小气候。

3.3.4 风扇

挡雨棚下可安装风扇，既可在环境湿度高的时期加强奶牛运动场通风换气，也可以在高温天气降暑[5]。

综合考虑运动场功能、防雨及环保问题，设计运动场示意图如图7。

图7 奶牛运动场示意图

3.4 奶牛场管理

3.4.1 科学布局运动场防雨及排水建设

根据存栏规模和牛场长期发展对运动场面积、地面坡度设计、挡雨及排水设施设计合理规划，严格完善挡雨棚、排水管道（沟渠）等防雨及排水设施的建设，并充分考虑运动场雨污分离和粪污管理[6]。

3.4.2 加强雨后管理

及时检查和疏通运动场周围排水管道（沟渠），保证排水畅通；清理运动场粪污，铺设新垫料，保证运动场干燥舒适环境；及时通风，改善运动场雨后潮湿。

3.4.3 加强疾病防控

降雨导致环境湿度升高，病原微生物容易滋生和扩散，易诱发奶牛乳房炎、肢蹄病。建议加强牛群管理，及时修蹄和浴蹄，加强管理挤奶厅清洁、药浴等规程，并加强牛奶体细胞数检测和酒精阳性乳检测。此外，加强奶牛场各环节消毒。

3.5 政策建议

3.5.1 加大运动场改造和优化支持力度

运动场问题在长期生产中已多方面暴露，但由于资金、政策等问题奶牛场实施改造的积极性不高。同时，对于运动场防雨问题也鲜为各部门关注。为强化奶源基地建设，全力推进奶牛标准化规模养殖，建设高水平现代化示范奶牛场。政府部门可考虑在运动场防雨方面给予政策和资金扶持，制定本阶段的相应补贴政策，完善支持政策和监管措施，坚持政策激励与执法监管并重。

3.5.2 提供科学系统的运动场改造和优化指导

由于奶牛场经营者和管理者对运动场防雨认识不高，改造积极性不强以及受环保限制等问题，目前部分奶牛场不配备或已弃用运动场，现存运动场也存在着防雨、排水设施不到位等问题。尽管有部分奶牛场有意优化运动场，但也由于缺乏专业指导，导致改造效果不达预期、成本高等问题。故需要专业团队深入调研，根据各奶牛场实际情况因地制宜出谋划策。

3.5.3 促进“政用产学研”一体化

发挥奖补资金的引导作用，创新投入机制，通过政府与高校及科研机构、社会资本合作，集中力量参与和解决面向用户的奶牛运动场设计与管理产业痛点、难点，加快建立有效的可持续运营长效机制。本着“政府引导，奶牛场主导”的原则，全面推进奶牛运动场防雨治理，改善养殖环境，逐步降低和解决奶牛运动场防雨问题，为北京乃至京津冀奶业高质量发展提供强有力的技术支撑。

4 结论

本次调研得知，88.90%调研的奶牛场配有运动场，7.41%奶牛场未配运动场，3.70%奶牛场运动场废弃。

83.33%调研的奶牛场运动场配置防雨设施，如挡雨棚、雨污分离槽等，91.67%奶牛场通过水泵或排水管道/沟渠进行排水。

52.00%调研的奶牛场运动场为防雨设置了5‰～30‰的坡度。此外，为保证运动场舒适性，调研的奶牛场运动场采用稻壳、稻草、沙子、牛粪再生垫料或混合垫料进行铺设，其中58.33%调研的奶牛场运动场采用牛粪再生垫料。