, .
clearsky_day 1.9℃
Vārda dienu svin: Austra, Aurora

Tehnoloģijas karstuma stresa samazināšanai

Ansis Kuplis , 10-02-2022
Tehnoloģijas karstuma stresa samazināšanai

Saimnieks LV / 2021.gads (Novembris.)

Karstuma stress negatīvi ietekmē slaucamo govju veselību un sniegumu, radot nozarei ievērojamus ekonomiskus zaudējumus. Turpmākajos gados, klimatam kļūstot siltākam un karstā klimata zonām paplašinoties, varam sagaidīt vēl lielākus zaudējumus. Fiziska vides pārveidošana tiek uzskatīta par galveno līdzekli karsto laika apstākļu nelabvēlīgās ietekmes mazināšanai.

Pašlaik, lai samazinātu karstuma iedarbību un atdzesētu govis, piena fermas paļaujas uz ēnu aizsegiem un dažādiem piespiedu ventilācijas un iztvaikošanas dzesēšanas veidiem, kas var ietvert ventilatorus un smidzinātājus, barošanas galda zonās smidzinātājus un tuneļu ventilācijas sistēmas vai šķērsvēdināmas sistēmas kūtīs. Tomēr šīs sistēmas galvenokārt ir pārbaudītas subtropu apgabalos, līdz ar to efektivitāte mitrā kontinentālā klimatā, arī Latvijā, ir neskaidra. Tāpēc šajā rakstā tiks pārskatīti pieejamie dzesēšanas/ventilācijas risinājumi un novērtēts to potenciāls ziemeļu reģionos.

Slaucamo govju fizioloģiskā (piemēram, elpošanas ātruma) un uzvedības (piemēram, atpūtas režīma) kontrole palīdz uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru, regulējot to siltumenerģijas līdzsvaru, lai siltuma padeve caur vielmaiņu un barošanu būtu vienāda ar siltuma zudumiem videi. Ja vides apstākļi pārsniedz sliekšņa robežu, kas paaugstina ķermeņa iekšējo temperatūru, iestājas karstuma stress un var tikt apdraudēta dzīvnieku labturība. Turklāt govju veselība, ražošanas līmenis un reproduktīvā darbība karstuma ietekmē pasliktinās.

Barības uzņemšana govīm sāk samazināties, kad gaisa temperatūra ir 25–26 °C, jo sausnas uzņemšanas samazināšana ir veids, kā dzīvnieks samazina siltuma ražošanu siltā vidē. Konkrētāk, sausnas uzņemšanas samazināšanās govīm, kas pakļautas karstumam, ir aptuveni par 10–15 % mazāka kā atdzesētām govīm. Karstuma stresa iedarbībā govīm ir arī paaugstināts elpošanas un svīšanas ātrums, kā rezultātā palielinās ķermeņa šķidruma zudums, kas palielina uzturēšanas prasības, lai kontrolētu dehidratāciju un asins homeostāzi. Pētījumos atklāts, ka govīm ar augstu produktivitāti apkārtējās vides temperatūrā, kas augstāka par 25 °C, elpošanas biežums sāk pieaugt virs 50–60 elpošanas reizēm minūtē. Citi pētījumi parāda karstuma izraisītu izslaukuma samazināšanos, kas var sasniegt 14 % laktācijas sākumā un 35 % laktācijas vidū. Reprodukciju ietekmē augsta temperatūra, jo tā maina folikulu augšanu un kavē embriju attīstību. Karstuma stresa ietekmes rezultātā piena nozare katru gadu piedzīvo ievērojamus finansiālus zaudējumus. Kā liecina regulāri veiktie aprēķini, ASV tie ir no 900 milj. līdz pat 1.5 mljrd. USD.

Lai mazinātu karstā klimata ietekmi uz lopkopību un piena rentabilitāti, var izmantot plašu stratēģiju klāstu, taču galvenais līdzeklis ir fiziska vides uzlabošana vai pārveide. Tipiskās metodes var iedalīt divās grupās:
1. metode, kas maina vidi, lai novērstu vai ierobežotu govju karstuma stresa pakāpi;
2. metode, kas uzlabo siltuma apmaiņu starp govīm un vidi.

Praktiski tas nozīmē palielināt iztvaikošanas dzesēšanas ātrumu, samitrinot govis vai gaisu ap tām (piemēram, izmantojot miglotājus un smidzinātājus), un palielināt konvekcijas siltuma pārneses ātrumu, palielinot gaisa plūsmas ātrumu virs govīm (piemēram, ar ventilatoriem).

Liela daļa pētījumu par dzesēšanas/ventilācijas sistēmām ir veikti subtropu reģionos (piemēram, ASV dienvidos, Izraēlā un Saūda Arābijā), kur vidēja līdz smaga karstuma apstākļi (parasti gaisa temperatūra virs 30 °C un 40 % relatīvais mitrums) ir vairākus mēnešus gadā. Lai gan epizodisks viegls vai mērens karstuma stress (parasti 25 °C un 75 % relatīvais mitrums), kas rodas mitrā kontinentālā klimatā (mūsu reģionā), arī ir atzīts par problemātisku.

Turklāt, ņemot vērā klimata pārmaiņas, kur paredzams, ka līdz 2050. gadam gada vidējā temperatūra paaugstināsies par 2–4 °C mitrās kontinentālās teritorijās, t.sk. Latvijā, karstuma mazināšanas sistēmām vajadzētu kļūt arvien nozīmīgākām un pat obligātām katrā fermā. Tāpēc ir svarīgi labāk izprast dzesēšanas iespēju potenciālu, lai samazinātu karstuma stresu mūsu reģiona piena fermās, ņemot vērā globālās sasilšanas perspektīvas.

Pirmajā sadaļā apskatīsim vides izmaiņas, kas samazina karstuma stresa iespēju, samazinot saules starojumu vai temperatūru ap dzīvnieku vai ēkā, kur tie uzturas. Tieši vides faktoriem jāpievērš liela uzmanība, plānojot fermas, jo tie ir kapitālieguldījumi, ko jūs veicat uz daudziem gadiem, un tos nebūs tik viegli mainīt.

Cyclon tipa ventilatori liellopu novietnē, Latvijā.

Ēnojuma sistēmas
Pirmais solis, kas jāveic, lai mazinātu karstā klimata stresa ietekmi, ir govju aizsardzība pret tiešu saules starojumu. Dabiska vai mākslīga ēnošana ir viena no visvieglāk īstenojamajām un ekonomiskākajām metodēm, lai samazinātu saules starojuma radīto siltumu, bet nemaina gaisa temperatūru un relatīvo mitrumu ap govīm. Šeit varam izdalīt divas sadaļas.

1. Ēna ēkām.
Ir aprēķināts, ka kopējo siltuma slodzi ārpus telpām var samazināt par 30 % vai vairāk, izmantojot labi izstrādātu krāsojumu, novietojumu un ēkas konfigurāciju. Arī koki var būt ļoti efektīvi, lai sniegtu ēnu dzīvnieku novietnei.

2. Ēnojums fermas iekšpusē.
Novēršot liekā saules siltuma iekļūšanu ēkā, var palīdzēt samazināt dzīvnieka siltuma slodzi. Vispirms jāņem vērā ēkas novietojums. Piemēram, dabiski vēdināmām kūtīm ar novietojumu no ziemeļiem uz dienvidiem ir lielāka saules starojuma iedarbība nekā kūtīm ar austrumu – rietumu novietojumu, jo saules gaisma var tieši iekļūt telpā gan no rīta, gan pēcpusdienā. Izmēģinājums Kalifornijā parādīja govju elpošanas biežuma palielināšanos no rīta (+4 elpas) un pēcpusdienā (+9 elpas), kad fermas bija novietotas no ziemeļiem uz dienvidiem, salīdzinot ar austrumu – rietumu virzienu. Lai izvairītos no dzesēšanas vai samazinātu to nepieciešamību, var izmantot atbilstošu sienu aizklājumu (aizkarus vai citus tehnoloģiskus risinājumus) un fiksētas vai sezonālas ēnojuma iespējas, tostarp pārkares, nojumes un kokus.

Jumta izolācija
Laba fermas jumta siltumizolācija ir vēl viens paņēmiens, kas maina klimatu fermā un var ierobežot augstās apkārtējās temperatūras nelabvēlīgo ietekmi. Siltā laikā izolācija samazina siltuma plūsmu kūtī un saglabā to vēsāku. Pētījumos tika konstatēts, ka izolācijas pievienošana zem vaļējās kūts jumta samazināja temperatūru par 1.2–2.0 °C . Līdz ar to dzīvnieki izolētajā zonā patērēja vairāk barības (0.2 kg) un ražoja vairāk piena (0.6 kg). Tomēr ķermeņa temperatūras un elpošanas ātruma atšķirības nebija nozīmīgas.

Priekšroka jādod risinājumiem, kas ierobežo siltuma plūsmu fermā vai nodrošina lielāku konvekciju vai vadītspēju.

Gaisa kondicionēšana un konkrētu zonu dzesēšana
Konkrētu zonu dzesēšana nodrošina atdzesēta gaisa novadīšanu konkrētām zonām fermā, piemēram, uz dzīvnieku kaklu vai galvu pie barības galda.

Gaisa kondicionēšanas sistēmas sevi ir labi pierādījušas karstos un sausos apstākļos, valstīs, kur ilgstoši ir karsts laiks. Šādu sistēmu lielākais mīnuss ir relatīvi augstas izmaksas.

Miglošanas sistēmasmas
Iztvaikošanas dzesēšanas sistēmas izmanto gaisa enerģiju, lai iztvaicētu ūdeni. Ūdens iztvaikošana siltā gaisā samazina gaisa temperatūru, vienlaikus palielinot relatīvo mitrumu. Vairākos pētījumos tika secināts, ka miglošanas sistēmas pozitīvi ietekmē izslaukumu (+1.7 kg/dienā), bet ir būtiski rēķināt ekonomisko pamatojumu un piemērotību katriem klimatiskajiem apstākļiem.

Otrā risinājumu grupā mēs vairāk apskatām risinājumus, kā mazināt nelietderīgus govju siltuma zudumus, kas nepieciešami piena ražošanai.

Gaisa kustība
Gaisa kustība ir svarīgs faktors karstuma stresa mazināšanai, jo ietekmē gan konvekcijas, gan iztvaikošanas siltuma zudumus. Kūtīs var uzstādīt papildu cirkulācijas ventilatorus, ja nepietiek ar dabiskās vai mehāniskās ventilācijas nodrošināto gaisa plūsmu. Ventilatoru veidi ir dažādi, bet kopumā tos var iedalīt trīs lielās grupās.

1. Nelieli ventilatori.
Dzesēšanai parasti tiek izvēlēti paneļu vai grozu tipa ventilatori. Parasti šie zema tilpuma (235–470 L/s) un liela ātruma (1.0–2.5 m/s) ventilatori ir ar diametru 0.6–1.2 m. Tie viens no otra jānovieto attālumā, kas ir 10 reizes lielāks par to diametru, jānovieto tā, lai tie pūš gaisu valdošā vēja virzienā, ir noliekti uz leju, lai vērstu gaisa plūsmu uz vietu, kas atrodas tieši zem nākamā ventilatora. Salīdzinājumam – govīm, kas uzturējās šādā ventilējamā vidē, salīdzinot ar kontroles govīm, bija zemāka taisnās zarnas temperatūra (–0.4 °C) un mazāks elpošanas ātrums (–11 ieelpas min.). Šīs grupas govis ēda vairāk barības (+0.6 kg dienā) un ražoja par 1 kg dienā vairāk piena.

Attīstoties ventilācijas sistēmām, arī ventilatoru sortimentā parādās jauni risinājumi. Būtisks faktors ir ventilatoru konstrukcija, automatizācijas līmenis un iespēja to pielāgot katras fermas konkrētajai situācijai. Tā piemēram, viens Cyclone Plus var aizstāt līdz pat astoņiem tradicionālajiem 91 cm ventilatoriem, vienlaikus patērējot divreiz mazāk enerģijas. Pateicoties inovatīvajai regulēšanas sistēmai, ziemā ir saprātīgi izmantot ventilatoru ar nelielu ātrumu, lai samazinātu gaisa mitrumu un ļautu cirkulēt siltajam gaisam, kas atrodas tuvāk griestiem.

2. Lielie griestu ventilatori
Alternatīva paneļu vai grozu ventilatoriem karstā laikā ir lielu spārnu un zema ātruma ventilatori. Parasti 2.4–7.5 m diametra griestu ventilatori tiek uzstādīti 12–18 m attālumā viens no otra visā kūts garumā. Ventilatori darbojas ar 50 apgriezieniem minūtē un pārvieto 50 000–200 000 L gaisa.

3. Tuneļa ventilācija
Tuneļa ventilācija ir vēl viena iespēja, kas palielina gaisa plūsmu, lai samazinātu karstuma stresu. Izmantojot tuneļa ventilācijas sistēmu, tiek izmantoti lieli ventilatori (1.2–1.8 m diametrā), lai gaisu pārvietotu pa kūti ar gaisa ātrumu (1–3 m/s) pietiekami ātri, lai nodrošinātu labvēlīgu vēja aukstuma efektu, kas atdzesē govis konvekcijas ceļā. Visa gaisa ieplūde atrodas kūts vienā gala sienā, un visi izplūdes ventilatori atrodas pretējā galā.

Zemo griestu vai šķērsvēdināmas kūtis
Atsevišķos gadījumos ir lietderīgi izmantot arī gaisa plūsmas regulēšanu ar griestu konstrukciju, novirzot gaisu vēlamajā virzienā – pārvietot gaisu paralēli govju ķermenim, kad tās guļ guļvietās. Tradicionālā tuneļa ventilācija pārvieto gaisu paralēli ēkas kores daļai. Tomēr visbiežāk, lai paātrinātu gaisu govju līmenī līdz vajadzīgajam ātrumam, tiek izmantoti vertikāli deflektori vai vārsti gaisa novirzīšanai. Deflektors var palielināt gaisa ātrumu no 0.9–1.3 m/s līdz 2.7–3.6 m/s. Šie piemēri apliecina, ka vairāku sistēmu kombinēšana dod vislabāko rezultātu.

Iztvaikošanas dzesēšanas sistēmu, piemēram, miglotāju un smidzinātāju, uzstādīšana nav ieteicama vidē, kur relatīvais mitrums var sasniegt vairāk nekā 75 %.

Smidzināšanas sistēma
Smidzinātāji ir viena no visizplatītākajām un efektīvākajām metodēm siltuma zudumu veicināšanai. Tie rada pilienus, kas samitrina govs spalvu un ādu. Smidzinātāju lietošana kopā ar ventilatoriem visefektīvāk novirza samitrināto gaisu virs govs ķermeņa, izraisot iztvaikošanas dzesēšanu uz tās virsmas. Smidzinātāji izmanto zema spiediena sprauslas (10–40 psi) ar plūsmas ātrumu aptuveni 0.75–2 L/min., darbojoties, piemēram, 3 minūtes ik pēc 5–15 minūtēm 21–27 °C temperatūras diapazonā. Ūdens padošanas ilgums jāpieskaņo gaisa temperatūrai un govs samitrinājuma pakāpei, lai lieki netērētu ūdeni.

Smidzināšanas sistēmas ir pētītas daudzus gadu desmitus, lai noteiktu to ietekmi uz govju labturību un ražošanas rādītājiem. Smidzināšanas ietekme bez ventilatoriem tika novērtēta uz slaucamām govīm, kuras tika turētas brīvās turēšanas apstākļos. Uzstādot tikai smidzināšanas sistēmas, tika novēroti pretēji rezultāti ikdienas izslaukumā, jo tās ne vienmēr ļāva palielināt ražošanu. Smidzinātāju un ventilatoru kombināciju piena ražošanas fermās novērtēja dažādās valstīs. Kopumā klimats fermā tika mainīts un uzlabojās visos pētījumos. Tika pazemināta temperatūra (par 0.2–4.9 °C) un palielināts relatīvais mitrums (par 0.6–24.4 %). Lai gan izsmidzināšanas laiks pētījumos atšķīrās (no 20 s līdz 30 min.), smidzināšanas un ventilatora dzesēšanas rezultātā tika pazemināta dzīvnieku ķermeņa temperatūra (0.3–1.1 °C) un elpošanas ātrums (7–55 elpas min. – 1), un uzlabojās sausnas uzņemšana (0.9 –3.0 kg/dienā) un izslaukums (1.0–4.1 kg/dienā).

Tehnoloģiski pilnveidoti dzesēšanas risinājumi
Kā sastāvdaļas govju dzesēšanas sistēmā eksperimentāli tiek vērtēta arī zem 25 cm pakaišu kārtas (smiltis vai žāvēti kūtsmēsli) apraktu siltummaiņu izmantošana, tāpat ūdens matrači, kas savienoti ar siltummaiņiem. Šāda sistēma nodrošina siltuma pārnesi no tieša kontakta starp guļošu govi un atdzesētu virsmu. Izmantojot govs ķermeņa siltuma atdevi, iespējams iegūt siltuma enerģiju, ko var izmantot dažādos citos fermas vai ražošanas tehnoloģiskajos procesos. Tomēr šie risinājumi ir salīdzinoši maz pētīti, un to ekonomiskais pamatojums nav viennozīmīgs.

Guļvietas un pakaišu materiāls
Nedrīkst aizmirst arī par citiem svarīgiem faktoriem govju labturības prasību uzlabošanā. Komerciālajās piena fermās pakaišu materiāls tiek izvēlēts, pamatojoties uz ekonomiskajām iespējām, govju komfortu, tīrību un tesmeņa veselību. Tomēr daži pamatoti uzskata, ka guļvietas materiāls un kvalitāte nodrošina siltuma komfortu. Līdz ar to arī pakaišu materiālam piena fermā vajadzētu būt daļai no siltuma samazināšanas stratēģijām. Piemēram, pētījumos atklāts, ka kaļķakmenim (25.9 °C) un smiltīm (26.9 °C) ir zemāka temperatūra salīdzinājumā ar koksnes skaidām (28.6 °C). Cits eksperimentālais pētījums parādīja, ka smilšu pakaišiem bija labāka siltuma ietekme uz govīm nekā salmiem un ar gumijas granulām pildītiem matračiem.

Secinājumi un kopsavilkums
Dzesēšanas sistēmu izvēle, lai uzlabotu govju veselību un sniegumu, nepasliktinot apkārtējos apstākļus mitrā kontinentālā klimatā, var atšķirties no apgabaliem, kas ir sausāki. Priekšroka jādod iespējām, kas ierobežo siltuma plūsmu fermā vai nodrošina lielāku konvekciju vai vadītspēju. Šajā ziņā ēna, jumta izolācija, cirkulācijas ventilatori, tuneļa ventilācija un ar ūdeni dzesēti matrači ir praktiskas dzesēšanas stratēģijas, kas jāņem vērā mitrā kontinentālā klimatā. Visas šīs tehnoloģijas iespējams ieviest jaunās vai modernizētās piena fermās. Iztvaikošanas dzesēšanas sistēmu, piemēram, miglotāju un smidzinātāju, uzstādīšana nav ieteicama vidē, kur relatīvais mitrums var sasniegt vairāk nekā 75 %, jo šīs sistēmas mitruma līmeni vēl palielina. Problēma varētu būt arī milzīgā vajadzība pēc iztvaikošanas dzesēšanas ūdens resursiem. Lai gan valstis ar progresīvām piena ražošanas fermām pieliek daudz pūļu, lai uzlabotu dzīvnieku labturību, nodrošinot vislabāko iespējamo vidi novietnēs, karstuma stress bieži tiek atstāts novārtā, jo tas netiek uzskatīts par svarīgāko.

No dzīvnieku labturības viedokļa karstuma stresa kontroles stratēģiju īstenošanai, kas var uzlabot govju labsajūtu, samazinot ķermeņa temperatūru un elpošanas ātrumu, jābūt tikpat svarīgai, kā slaukšanas iekārtas izvēlei vai pakaišu pievienošanai, lai nodrošinātu govju komfortu. Tādējādi turpmākajās iniciatīvās, programmās vai standartos, kas izstrādāti, lai apmierinātu sabiedrības prasības, kas saistītas ar dzīvnieku aprūpi, veselību, labturību, kā svarīgs punkts būtu jāiekļauj iespējamā karstuma stresa mazināšana. Pareizai tehnoloģiju izvēlei ieteicams piesaistīt profesionālu speciālistu palīdzību jau ēkas projektēšanas un plānošanas procesā.

 

 

 

 

 

 

 

Iesakām izlasīt Skatīt vairāk
IIN nomaksa, pārdodot personīgo mantu
IIN nomaksa, pārdodot personīgo mantu

Jautājums: Vai fiziskai personai ir jāmaksā iedzīvotāju ienākuma nodoklis (...

Kuri ES reģioni ir lielā mērā atkarīgi no lauksaimniecības
Kuri ES reģioni ir lielā mērā atkarīgi no lauksaimniecības

2020. gadā aptuveni 4.5 % no kopējā Eiropas Savienībā nodarbināto skaita, a...

ZS Birzmaļi-2 kopā ar vecākiem saimnieko jaunā paaudze
ZS Birzmaļi-2 kopā ar vecākiem saimnieko jaunā paaudze

Devāmies uz Dienvidkurzemes novada Nīcas pagasta zemnieku saimniecību Birzm...