奶牛每天的时间分配

       从本质上说，24小时的时间分配代表了奶牛对其所处环境的净反应。任何牛群偏离了这些基准的行为惯例，都代表着偏离了自然行为，这些行为偏离可以作为一个基础来评估因管理不当而造成的生产和经济损失。表1是泌乳牛的一个简单的每日时间分配，这个表改编自Grant和Albright(2000)的数据，牛群是散栏饲养的。

表1. 泌乳牛每日时间分配表

       Albright(1993) 测量了Beecher Arlinda Ellen 这头牛在泌乳期的每日行为时间分配。这头单栏饲养的牛，她的产奶量创造了世界纪录。数据显示她每天花6.3小时采食，13.9小时休息(躺卧)以及8小时反刍(7.5小时躺卧和30分钟站立时进行反刍)。Matzke(2003) 对一组产量前10%的奶牛的时间分配和整个牛群平均的时间分配进行了对比。表2比较了产量最高的牛群和平均产量牛群的每日行为时间分配。有趣的是，这些精英牛群，以及Beecher Arlinda Ellen 这头牛(在一个泌乳期的产量首次超过50,000磅的牛)，她们的休息时间都是14小时/天。可以推测，对于产量最高的牛群来说，实际的休息时间需求接近14小时/天，而不是我们通常所建议的10-12小时/天。一个恰当的类比可能是在做一个日粮配方的时候，配方满足群体中产量超过平均产量的这群牛的营养需求。也许我们需要考虑在设计牛场和制定管理日常的时候，要满足所有的牛每天能有14小时的卧床使用时间；卧床使用时间低于14小时/天的牛会把时间花在其他行为活动上，但最高产量的那些牛群将有足够的卧床使用时间。

表2. 产量在前10%的牛群和平均产量牛群每日的行为时间分配 (小时/天)

       很明显，奶牛每天都需要完成某些活动，我们不应该让我们的管理日常来干扰它们的活动。如果我们把每天奶牛所需要的时间都加起来，来满足它们的行为需要的话，这些时间接近20-21小时/天:

5到5.5小时/天的采食时间 + 12到14小时/天的躺卧/休息时间(包括6小时的反刍时间) + 4小时/天的站立反刍时间 + 30分钟/天的饮水时间

       如果我们只加上30分钟/天的其他行为活动时间，比如整理毛发和其他互动时间，总的时间分配就是20.5到21.5小时/天 (Grant, 1999). 考虑到这种绝对的时间分配需求，很容易能够看出我们的管理实践能够非常容易的干扰奶牛的正常时间分配。实际上，如果我们把奶牛养在栏外，让它们无法获得卧床、饲料和饮水等资源超过3.5小时/天，那么它们将会被迫放弃一些其他行为活动，因为一天只有24小时。通常，如果休息或采食时间减少，那么就会对奶牛的生产和健康带来负面影响。不恰当的分群策略会导致拥挤并且牛只在等待区停留时间过长，这两种情况会扰乱奶牛的时间分配且降低牛群的生产力。另一种常见的干扰牛只时间分配的情况是，奶牛上颈夹时间过长(>1小时/天)，特别是对于新产牛来说。

奶牛的正常行为需求

奶牛有很强的休息需求

       最近，Jensen等人(2004)的研究表明奶牛有很强的休息动机，并且被剥夺的休息时间越长，休息动机越强。实际上，奶牛在相对较短的时间内缺乏躺卧时，躺卧行为奶牛来说优先权更高。奶牛对它们想要获得的休息时间(躺卧)有明确的需求，即使这意味着要放弃一些采食时间。一个关键的概念是，奶牛的采食和休息行为是相关的。大量的研究表明，影响奶牛休息的一些管理因素将不可避免地减少奶牛的采食行为。Metz（1985）发表的一篇经典论文评估了奶牛在无法休息(卧床)或采食(料槽)时会做什么。奶牛试图保持一个相对固定的躺卧时间，当躺卧时间被限制的时候，它们的福利就会收到损害（Metz，1985）。大多数情况下，在10小时内，奶牛损失的大概50%的休息行为，之后会被补偿回来。如果躺卧和采食同时受限，奶牛会选择休息而不是采食，采食时间会减少45分钟，增加额外的1.5小时/天的站立时间(Metz，1985)。Batchelder(2000)也观察到了类似的关系，当饲养密度是130%时，与饲养密度为100%的牛群相比，前者更倾向于使用散栏而不是挤奶后采食，花费更多时间站在走道等待躺卧而不是采食。在Miner Institute最近的一项研究中，我们观察到奶牛在130%和145%的饲养密度下也有类似的反应（Hill等人，2006）。

       在围产期，奶牛的休息和采食行为也是相关的。在产前2天和6天，躺卧和反刍行为较多的头胎牛和成母牛，它们在产后的采食量和产奶量也更高(Daniels et al., 2003)。这一相关关系提出了一个重要的问题: 在围产前期如何促使奶牛进行休息和反刍？

        奶牛每天需要休息12-14小时(躺卧)。休息的好处包括:流经乳房的血流量增加而带来的更高的产奶潜能，泌乳后期流经妊娠子宫的血流量增加，有效反刍增加，蹄部的压力减少，蹄病减少，疲劳压力减少，采食量增加。Grant(2004)提出奶牛每天的休息时间每多1小时，每头牛每天的奶量就会增加2-3.5磅。图1总结了1998年至2004年在Miner Institute进行的实验的数据，并说明了休息时间与产奶量之间的关系。

图1. 奶牛休息时间和产奶量的关系(来自Grant, 2004)

奶牛有一个天生很激进地采食动力

       Dado和Allen(1994)对泌乳牛天生的很激进地采食动力做出了最好的描述，他们得出的结论是高产奶牛(通常是较老的奶牛)比低产牛(通常是较年轻的牛)吃的更多，吃的更快，反刍效率更高，喝水也更快。奶牛群中对饲料的竞争是不可避免的。即使采食不受到限制，奶牛之间也存在一些牛比另一些牛更有优先权的情况。

       1998年进行的一项研究很好地说明了奶牛天生的采食激进性。在这项研究（Hansen和Pallesen，1998）中，研究人员测量了进食过程中施加在采食栏上的压力。他们观察到，奶牛为了获得尽可能多的饲料，会对采食栏施加超过500磅的压力。超过225磅的压力就足够造成急性组织损伤，因此奶牛在采食时所施加的压力足以造成损伤。这也许是对奶牛天生激进地采食动力的最好例证。我们需要对饲养区和饲料发放系统进行管理，使奶牛在采食时不需要对采食栏施加这些水平的压力。

分群策略和自然行为反应

       近来，Boe和Faerevik（2003）发表了一篇关于犊牛、青年牛和成母牛分群和社会反应的非常好的综述。此前，Grant和Albright（2001）发表了一篇关于分群策略对奶牛采食量影响的综述。与分群策略相关的一个基本考虑因素是有关支配等级和分群的传统概念与更接近现实的情况之间的差异。传统上讲，我们认为1)奶牛通过争斗来建立社会等级，2)一旦建立了等级，争斗就会停止，3) 占有优势地位的奶牛控制了资源的获取，4)群体的大小不能超过个体能够识别的牛只数量，5)优势等级迅速建立—50%是在一个小时内，6) 等级结构是稳定的 (只有4%会出现颠倒)。将这一相对静态的群体互动描述与以下更具动态性且更贴近现实的场景进行对比: 1) 持续且波动的争斗/攻击水平，2)在大圈内形成小群体，3)当群体规模超过大约100头牛时，无法识别所有的同伴，4)一些个体茁壮成长，不是通过赢得争斗，而是通过不参与，5)对于有过社会经验的奶牛，可在2天内形成稳定的等级，而对没有过社会经验的奶牛，稳定的等级在4天内形成。

       牛群社会稳定的实现被定义为，当群体成员间的非物理竞争性交互占主导地位，并且物理与非物理交互的比率保持相对稳定 (Kondo和Hurnik, 1990)。在分群发生变化，如重新分群或群体合并，奶牛的各种社会行为和运动活动将在5到15天内恢复到基准水平(Boe和Faerevik, 2003)。基本上，这些代表了奶牛分群时固有的主要挑战。我们需要通过管理来实现奶牛在分群时物理交互的下降速度尽可能快，并使社交稳定期最大化。实际上，在很多牧场，奶牛都会持续地转入或转出牛舍，因此我们面临的挑战就变成了如何管理伴随重新分群和新动物进入牛舍而增加的物理交互的幅度。对于这种持续变动的群体状态，一个非常好的例子就是新产牛舍。一个合理的类比是瘤胃内持续稳定的状态—但它们从未真正实现，只是假设。

       帮助制定分群决策的早期的决策-支持工具可能会假设社交稳定已经实现，并得以维持，但这显然是对现实的简化。对奶业生产者和顾问来说，监测并设计一些方法来控制物体:非物理交互的比率是一个有价值的工具。传统数据，如Krohn和Konggard（1980年; Grant和Albright，2001年; 表4）所报告的数据，为构建奶牛重新分群后休息、采食和其他活动的变化提供了有用的信息。我们需要类似的来自于更大奶牛群体规模的数据。

       一个有助于制定正确分群策略的有用的工具需要考虑到以下几个方面，包括资源竞争，饲养密度，群体大小(是否会变得太大？)，群体组成（特别是头胎和经产牛混群时），以及牛群之间混群和转移的程度，特别是在围产期这一采食行为自然下降的时期。一个能够准确预测这些因素对时间分配净影响的工具，假设偏离自然时间分配与牛群的健康和生产性能的变化有关，这一工具将是一个合乎逻辑的研究目标。

饲养密度和奶牛行为反应

       饲养密度将会影响奶牛的时间分配。到目前为止，评估饲养密度的实验很少，而且大多数实验中每个牛舍的牛头数都比较少。因此，饲养密度对较大规模牛群的真实影响还不清楚。小群体和大群体(更现实)之间的一个关键区别是奶牛花在牛舍外进行挤奶和其他管理流程的时间。当奶牛在牛舍外花费较多时间的时候(基本上多于3.5小时/天)，休息时间将减少(Matzke et al., 2002)。此外，当头胎和经产牛混群的时候，头胎牛休息时间比成母牛的休息时间会缩短得多(经产牛减少2.6小时/天的休息时间，头胎牛减少4.2小时/天的休息时间；Matzke, 2003)。

        表3总结了少数文献中报道的饲养密度对奶牛行为的影响。尽管不同的研究之间存在明显差异，但迄今为止的数据惊人地一致。只有Wierenga和Hopster（1990）的研究和其他关于饲养密度对休息的影响的研究有一点不同。他们发现过度拥挤对休息的影响相对很小，这与其他研究的报道有很大不同。从这些研究中得出的一些初步结论包括：1）当饲养密度在120%及以上时，休息时间减少了12-27%（可能是与牛舍规模有关，对于较大的牛舍，休息时间减少的幅度更大），2）采食时间受饲养密度的影响较小（尽管采食方式和采食量会受到影响），3）饲养密度在130%时，反刍可减少25%，4)饲养密度在120%及以上时，站立时间会增加15%至25%。一般来说，饲养密度超过120%会对休息和站立带来负面影响，且负面影响会随着饲养密度的增加而变得更加明显，但是没有足够的大群体数据来精确地模拟这一点。

表3. 饲养密度(相对于卧床)和相对行为学反应，与100%饲养密度相比(设置到1.00)

成母牛和青年牛的分群

       我们大多数人都知道要将头胎青年牛和成母牛分开饲养这一建议。各种研究表明，分开饲养的青年牛比混群饲养的青年牛有更高的干物质采食量和产奶量，但为什么会这样呢？上世纪70年代的研究表明，当头胎青年牛与成母牛分群饲养时，头胎青年牛的采食量和产奶量提高了10%到15%。当青年牛单群饲养时，休息活动增加了近20%。

       人们通常认为青年牛的体型较小，所以在采食方面由于竞争力弱而存在困难。虽然这常常是真的，但最近的研究表明，青年牛和成母牛之间的差异比我们想象的还要多。

       例如，相对于成母牛来说，青年牛每次的采食量较少，在采食方面花费的时间更多。因为成母牛通常占据主导地位，它们会把青年牛从采食槽那里挤走，因此将青年牛和成母牛分开饲养能够保证青年牛在一天中有足够的时间进行采食。西班牙最近的研究发现，和成母牛分开饲养的青年牛的反刍和饮水活动更多。发表在《乳业科学杂志》1月刊上的（Bach等，2006）一篇文章表明，将青年牛和成母牛分开饲养，会增加青年牛在泌乳期第一个月的乳脂校正乳产量并减少体重损失。单独饲养的青年牛，其乳脂产量的提升可能与反刍增加以及每天采食次数的增加有关。

       青年牛和成母牛混群饲养时，青年牛的休息行为也会受到影响。奶牛并不是平等地看待每一个卧床。研究表明，占主导地位的成母牛会躺卧在距离采食槽最近的卧床上，而青年牛则趋向于躺卧在挨着后墙的卧床上。那些躺卧在距离采食槽最近的卧床上的青年牛也会比躺卧在外墙边上的青年牛反刍次数少，这也许表明，这些躺卧在采食槽附近卧床上的青年牛可能会担心成母牛会把它们赶走而处在应激状态中。英国的研究人员还发现混群饲养的青年牛会表现出应激，比如将更多的时间花在争斗和整理毛发上面。

       当牛群过挤时，将青年牛单群饲养是非常重要的。当饲养密度超过100%时，首先受到影响的是处于劣势地位的动物。尽管我们需要进一步研究，但在Miner Institute，我们最近发现，增加饲养密度会减少奶牛的躺卧时间，并且青年牛减少的时间比成母牛更多。此外，随着饲养密度的增加，反刍行为减少，并且青年牛减少的时间比成母牛更多，这为前面的研究提供了补充。如果我们的结果被证明是真的，反刍行为减少加上饲喂率的增加可能会导致酸中毒。再加上站立时间的增加，这可能会形成一个完美的风暴，并增加青年牛的蹄病。

       当饲养密度增加到131%和142%时，与成母牛相比，青年牛的产奶量可能会减少18磅/天。以这种程度的产量下降来说，青年牛可能需要很长的时间才能弥补它的饲养成本。

围产期的饲养密度，奶牛行为及生产性能

       过去数年发表的研究已经表明为围产期奶牛创造合适的环境，以提高它们生产力和健康的重要性。要考虑的主要因素是围产期奶牛的自然行为模式、饲养密度以及围产前期和新产期奶牛的分群策略。在产犊期间，牛只的采食、休息和反刍活动都减少，站立时间增加。

       此外，我们需要注意花在管理围产期奶牛上的时间。这一时间通常从零增加到产犊后长达几个小时。我们需要记住，奶牛不能离开牛舍或远离它们所需的资源超过3.5小时/天，否则他们将被迫从所需的活动中抽出时间，如休息或采食。

       威斯康辛大学兽医学院的研究人员评估了过度拥挤对围产前期奶牛的影响。在他们的研究中，牛舍里头胎青年牛还有年龄更大的母牛。当围产前期混养牛群的饲养密度大于80%的卧床数的时候，青年牛产犊后83天的产奶量下降。事实上，当围产前期奶牛的饲养密度超过80%时，每增加10%的饲养密度，头胎青年牛的产奶量就会减少1.6磅/天。这些数据需要与以往的研究进行比较，后者评估了围产前期颈夹的饲养密度对采食量的影响。在这项研究中，无论是针对卧床还是颈夹，当饲养密度大于90%时，采食量明显减少。

       此外，爱达荷州的农场观察显示，围产前期牛舍的颈夹饲养密度与产犊后真胃移位的发病率之间存在强烈的负相关（Kluth，2005，个人交流）。当颈夹饲养密度大于90%时，DA的发病率急剧上升。显然，这项研究的重要信息是，产前或围产前期牛舍的饲养密度超过80%到90%，会导致产奶量下降和更严重的新产牛健康问题。

       对于新产牛舍，尽管研究很少，但是仍有迹象表明，当卧床和颈夹饲养密度都低于100%时，牛只的采食量和产奶量会更高，健康问题更少。此外，在产前和产后，将新产头胎牛和其他年龄更大的牛群分开饲养将有助于保证头胎牛在第一个泌乳期有更好的健康状况和生产力。

       对于新产牛以外的奶牛来说，信息量比较少，但数据明确显示，当卧床饲养密度超过120%时，奶牛的休息行为通常会大幅下降。毫无疑问，不同牧场之间存在着相当大的差异，但当饲养密度超过120%时，就需要发出危险信号，说明出现问题的可能性很大。

       对于围产期，监控产奶量可以成为衡量管理系统整体有效性的一个有用指标。头胎青年牛和成母牛产奶量的有用目标是:

一胎牛: 目标是泌乳期前18天产奶量每天增加8%。如果产奶量不增加或在泌乳天数30天时的产量低于65磅/天，这说明存在问题。

二胎及以上: 泌乳期前14天产奶量每天增加10%。如果产奶量不增加或在泌乳天数30天时的产量低于85磅/天，这说明存在问题。

       围产期的饲养密度是管理策略中的一个关键部分。我们对此已经怀疑了很长一段时间，现在我们有很好的证据表明，当围产前期和新产期的饲养密度过大，我们会损失奶量，奶牛会出现更多的健康问题。事实上，即使饲养密度是100%，也已经很高了。

近期在Miner Institute进行的有关饲养密度的研究

       最近，我们总结了将饲养密度与休息活动相关联的所有研究（Grant，2004）。正如你所看到的，奶牛对饲养密度的反应有相当大的变异性，但当饲养密度超过120%时，事情变得有趣起来。这些研究表明采食时间不受饲养密度的影响（尽管采食速率肯定会受到影响）。此外，与100%的饲养密度相比，当饲养密度为130%时，反刍减少了25%。重要的是要记住，我们的目标不是实现零竞争。事实上，一些竞争是不可避免的。例如，即使采食不受限制，奶牛之间的互动方式也会是一部分牛比另外一部分更享有优先权(Oloffson，1999）。

       我们刚在Miner Institute完成了一项研究，该研究评估了100%、115%、130%或145%的卧床和料槽饲养密度对生产和行为的影响。不同的饲养密度是通过将卧床用锁链拦住或关闭颈夹获得的。因此，走道空间保持不变，这可能缓和了我们所观察到的过度拥挤现象。

       总的来说，当饲养密度从100%增加到145%时，我们观察到奶牛的躺卧时间减少了1.1小时/天。与此同时，产奶量从94.6磅/天下降到91.3磅/天。有趣的是，这3.3磅/天的产奶量差异与我们从在Miner进行的奶牛行为研究中收集的一组大数据吻合得很好。我们发现休息时间每变化1小时，产奶量会变化3.5磅/天。当然，这可能是巧合，但我真的相信休息和产奶量之间的关系是真实的。

随着饲养密度的增加，奶牛在走道的站立时间增加，在躺卧时的反刍时间减少。有趣的是，总的采食时间没有受到影响，平均每天大约5小时。在我们的研究中，我们无法测量的是采食速率，我猜想采食速率会随着饲养密度的增加而增加。

       当我们观察头胎牛与成母牛以及蹄病牛与健康牛的差异反应时，事情变得更加有趣。随着饲养密度的增加，青年牛和年龄较大的奶牛之间的产奶量差异从100%饲养密度下的6磅/天增加到更高饲养密度下的近15磅/天。

       随着饲养密度的提高，有蹄病牛的产奶量与健康牛相比，出现明显下降。从100%到130%的饲养密度，健康奶牛和蹄病牛在产奶量上的差异增加了26磅/天。在145%的饲养密度下，健康牛和蹄病牛在产奶量上的差异会缩小，因为健康的奶牛在这种更高程度的饲养密度下也会受到负面影响。当饲养密度提高到145%，蹄病牛的躺卧时间缩短了1小时，反刍时间也缩短了近1小时。

       根据对我们研究所牛群的一些假设和测量，我根据在本研究中观察到的结果粗略计算了每头牛的利润。尽管这是初步的结果，但该计算指出了一个有趣的趋势，我相信这将很好地跟踪现实世界的情况。饲养密度在100%和115%之间时，每头奶牛的毛利率是相似的（实际上它在115%时稍微大一点），在130%饲养密度时大幅下降，而在145%时则暴跌。显然，这一反应因农场和所采用的管理实践而异。但是，这些数据确实与一些研究报告一致。

时间分配评估器

   我们在Miner Institute开发了一个“时间分配评估器”，作为预测日常管理和饲养密度对奶牛时间分配影响的初步尝试。休息和采食活动的目标是基于大群体的研究和约束条件挑选更为仔细的小群体的研究的数据。虽然测定的采食时间（3至6 小时/天）存在一个范围，但我们为这一版本选择了5.5 小时/天，用户可以在任何给定情况下更改该值。也可以输入奶牛在牛舍外花费的时间，包括挤奶和其他活动。与采食时间类似，电子表格中也包含了通常观察到的饮水和站立时间，但用户如果需要的话也可以调整这些值。这些输入允许计算特定情况下的休息时间。这种方法很简单，因为它强迫用户测定、估计或接受采食、饮水和其他活动的标准值。随着更多的研究进行，希望我们能够更好地预测或更容易地测定这些输入值。

       电子表格还根据表3中的饲养密度数据来调整躺卧和站立时间。由于数据很少，特别是对于较大的群体规模，当前版本的电子表格只调整了120%饲养密度时的躺卧和站立时间。这是对现实的过分简化，但没有足够的数据来支撑一个更详细的方案。然后，电子表格从群体内平均奶牛和最高产量奶牛的休息要求中减去群体可用的休息时间（基于Matzke，2003年的数据）。如果差异为负（即休息时间不足），那么预测产奶量损失就可以根据超过7小时/天的休息时间时 ，每额外躺卧1小时，奶牛增加2磅/头/天的产奶量来进行预测。如前所述，这种方法将可能对牛群健康造成的非常复杂的影响简化为对产奶损失的单一估计。在过去的几年里，电子表格已经被证明在预测牧场产奶损失方面非常准确。电子表格的最终计算只是将损失的产奶量中包含的能量转换为同等的体重损失或者

体况评分损失。值得注意的是，这只是一个等效的能量计算，并没有关于休息时间与体况评分变化直接相关的已发表的研究。在电子表格的底部，根据我们先前讨论的过度拥挤研究的结果，计算了混群组中头胎青年牛和蹄病牛的产奶潜在损失。

总结

     我们需要更多的研究来开发准确的工具对管理策略进行评估，以尽量减少对自然行为和时间分配的负面影响。关键信息将包括对处于竞争环境中的奶牛的采食量和采食行为的测定。休息和站立时间在奶牛健康和生产中起着重要作用，我们必须了解管理措施对这两个变量的影响。一个简单的电子表格可用于评估奶牛在牧场的时间分配，既可作为谨慎使用的工具，也用于确定需要进一步研究的领域。