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酪農現場における暑熱対策

1.現場で暑熱を評価する
乳牛の暑熱を評価する指標には、①乾湿球温度による体感温度、②風速による体感温度、③温湿度指数(THI:Temperature Humidity Index)、④風速、放射を考慮した修正THI(adTHI)があります。このうち、放射以外は比較的容易に計測できるので、現場での利用が可能です。
暑熱を計測するためには、温湿度計、風速計が必要となります。風車型の風速計と温湿度計が一体となった計測器が市販されているので、現場でぜひ1台用意していただきたいと思います。

暑熱の指標の詳細は以下の通りです。

1)乾湿球温度による体感温度

棒状温度計が2本並び、一方の感熱部にガーゼを巻き水つぼに浸して湿球(WB)とし、もう一方を乾球(DB)として、それぞれの温度から湿度を計測する乾湿計の表示値から体感温度を計算する方法です。

乾湿球温度による体感温度(℃)=0.35×DB(℃)+0.65×WB(℃)

で表されます。最近ではこの乾湿球型の温湿度計はほとんど用いられなくなり、デジタル式の温湿度計が広く利用されています。このため、気温(℃)と相対湿度(%)による体感温度の関係を求め表1に示しました。

この体感温度による暑熱の評価は、愛媛県、徳島県、農水省の各畜産試験場(研究当時)の研究結果から、①体感温度19.4℃から呼吸数が上昇し、②体感温度21.6℃から直腸温が上昇するとされています。また、③日平均体感温度が21.7℃以上になると乾物摂取量が低下し、④日平均体感温度が22.2℃以上で乳量が低下するとしています。この研究から、日平均体感温度が19℃を越えると「注意」が必要となり、25℃を超えると「危険」とされる領域になります。この温度を踏まえて乳牛の暑熱対策をします。

2)風速による体感温度
乳量の減少率を基にした送風効果を体感温度で表したものです。

牛舎内に風を起こして暑熱対策をするトンネル換気の原理を示す式です。

3)温湿度指数(THI)
人間の不快指数と同じ式で計算されます。

温湿度指数(THI)=0.8×DB(℃)+0.01×RH(%)×(DB(℃)-14.4)+46.4

で表されます。
THIによる評価は、ストレスなし:72未満、軽度のストレス:72~78、強いストレス:79~88、非常に強いストレス:89~98とされています。しかし、これは乳量が15.5kg台の牛により作成されたものであるため、Maderら(2006)は新基準として、ストレスなし:65未満、軽度のストレス:65~71、強いストレス:72~81、非常に強いストレス:82~92を提案しています。

これらのTHI評価基準と体感温度での評価を比較すると、体感温度の「注意」と旧基準の軽度のストレスがほぼ同じですが、新基準では気温が19℃とより低い段階から注意喚起がされていることがわかります。また、THIのほうが湿度が低くとも高く表示されることがわかります。

4)修正THI
温湿度指数を求めるときに風速と放射を考慮したものです。

修正THI=4.51+THI-1.992×風速(m/秒)+0.0068×放射

で表されます。放射は主に屋根面の温度により影響を受けます。酪農現場での放射計測は測定器が高価なため簡単には計測できないので、放射を0とし風速を計測して風速による効果が含まれたTHIとして検討します。評価指標はTHIの旧基準を用います。

2.現場での暑熱対策
現場で実施可能な暑熱対策としては、日射による影響を防ぐもの(日除け、屋根散水、屋根断熱など)と牛体から熱を奪う方法(送風、ミスト、散水、冷房など)があります。

1)日除け
東西方向の牛舎では、南側に牛床スペースがあると日射が牛舎内に入り暑熱環境を作り出すことになります(写真2)。また、寒冷地では冬期間日射を取り入れるため屋根に透明板を使っている例が多くあります。夏期はこの透明板から強い日射が差し込み牛舎内が暑熱となっていることが多くあります。
このため、日射を防ぐために庇ひさしを長くしたり、遮光ネットを庇から延ばして牛舎内に日射が入らないようにします。また、屋根の透明板の裏側に寒冷紗やアルミ蒸着シートなどの遮光資材を広げて日射をさえぎるとともに、換気を良好にして遮光資材で暖まった空気を排除します。
牛舎にパドックが併設されている場合には、パドックにも寒冷紗やアルミ蒸着シートなどを掛けて日除けすることで、舗装面温度の上昇を防ぎ、熱風が牛舎に入らないようにすることができます。

2)屋根散水、断熱、塗装
大型の牛舎では天井を張らないので、多くの場合屋根裏面が直接見えます。屋根面が日射で高温になると、放射熱で乳牛は暑熱を感じます。このため、屋根面を冷やすために散水したり、断熱をして屋根裏が高温になるのを防いだり、反射率の高い塗装することで屋根の温度上昇を抑えるようにします。

3)送風機
風による体感温度のところで示したように、1m/秒の風速で体感温度は6℃低下することから、乳牛に風を当てることは暑熱対策として極めて有効な手段です。牛舎周囲の風向に逆らわないようにして牛舎内に効果的に風をながします。トンネル換気も有効な手段ですが、縦断方向よりも横断方向に風をながした方が極めて効果が高くなります。特につなぎ飼い牛舎では、横断換気の方が乳牛に直接風を当てることが容易になるため効果が高くなります。

4)ミスト
送風機とセットでミストを噴霧すると気化冷却で乳牛の体温を低下させることができます。湿度が低いときには極めて高い効果がありますが、湿度が高いと気化冷却の効果が薄れるため、牛床を濡らす原因にもなるので注意が必要です。

5)牛体への散水
牛体に直接散水して冷却するとともに、送風をして牛体からの熱を奪うことができます。フリーストール牛舎の飼槽部分に散水ホースを設置して採食時に散水する「ソーカーシステム」が広く利用されています。乳牛が混み合う待機室でも、乳房まで濡れないように注意して散水します。
つなぎ飼い牛舎では、牛床まで濡れてしまう場合があるので注意が必要です。

6)冷房・除湿
気温が35℃以上の猛暑日などは、風を当てても効果が薄れるため、冷房や除湿も検討されていますが、コスト的に見合うかどうか十分な検討が必要です。
地中熱交換等の冷房では除湿されない場合が多く、空気温が下がっただけでは逆に相対湿度が高くなり、現在の体感温度やTHIから右上に移動するだけで、ほとんど効果がない場合があるので注意が必要です。

7)牛舎周囲の緑化
牛舎周囲を緑化することでも、牛舎内の温度低下が期待できます。作業動線や敷地の広さにも影響を受けますが、舗装面はできるだけ抑えて、緑地を増やすことで景観も良くなります。

3.現場での注意点
1)温湿度計を設置して現状を知る
牛舎内がどれだけの暑熱環境にあるかを正確に知るためにデジタル温湿度計を設置します。
まずは現状を知らないと対策をとることができません。安価な温湿度計が多く出回っているので、できるだけ表示が大きなものを直射日光が当たらない場所に設置し、日々点検します。
乳牛が暑熱を感ずるのは湿度70%では気温22℃くらいからなので、人間にとっては快適であっても牛舎内は暑熱環境にあることになります。乳牛からは大量の熱と水蒸気が発生しているので、気温が20℃くらいでも牛舎内は気温・湿度ともに高くなって暑熱になっている場合があります。特に、搾乳時の待機室は乳牛が密集するため暑熱になりやすいので注意が必要です。

2)インバータの作動温度をチェックする
牛舎内の気温は日中高く夜間は低くなり、湿度は夜間から明け方高く日中は低くなります。このため、インバータの強弱の作動温度が高い場合、気温が低くなっても湿度の高い夜間に、送風が必要なのに送風が弱く乳牛を十分に冷却できない場合があります。体感温度をチェックしながら、夜間であっても風量が落ちないようにしたり、散水をするなどしてしっかりと暑熱対策をする必要があります。

3)暑熱期以外の暑熱対策
人間でも身体が馴れていないときの暑さは非常にこたえるし、暑熱期が終了した秋でも残暑が続くとこれまたこたえるものです。乳牛も同じであることから、こうした期間でも細心の注意を払って乳牛の健康管理に心掛けて欲しいと思います。

引用文献:酪農ジャーナル電子版酪農PLUS

2021-6-24 Category コラム, 牛コラム | コメントは受け付けていません。

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2021-6-15 Category rimu, 風景フォト | コメントは受け付けていません。

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