_thumb.jpg)
Освещение коровника: влияние освещения коровника на надои молока
Освещение коровника: влияние освещения коровника на надои молока
Молочная продуктивность служит ключевым показателем лактационной эффективности молочных коров. Адекватные условия освещения могут повысить продуктивность молочных коров, значительно способствуя увеличению надоев. Будучи жвачными млекопитающими, молочным коровам обычно требуется более 12 часов светового дня для эффективного участия в таких видах деятельности, как кормление, физические нагрузки, пережевывание жвачки и производство молока. Кроме того, правильное управление освещением может стимулировать секрецию пролактина у молочных коров, тем самым улучшая как количество, так и качество молока, производимого дойными коровами. Следовательно, молочные фермы на плато должны внедрять системы освещения для удовлетворения потребностей молочных коров в активности и продуктивности. Исследования показали, что искусственное увеличение суточной продолжительности светового дня для дойных молочных коров может привести к заметному увеличению потребления грубых кормов и производства молока, что может повысить экономическую жизнеспособность молочного животноводства.
1. Материалы и методы
1.1 Экспериментальный дизайн и группировка
Данное исследование проводилось на молочной ферме, расположенной в горном плато, с 16 по 30 июля. В общей сложности 50 здоровых коров голштинской породы в возрасте от 3 до 4 опороса и от 2 до 3 месяцев лактации были отобраны и разделены на 10 групп: одна группа была контрольной, а остальные девять – экспериментальными. Факторы, влияющие на молочную продуктивность в коровнике, включают: A) продолжительность освещения, B) цветовую температуру освещения и C) интенсивность освещения. Каждый фактор тестировался на трёх различных уровнях для оценки влияния различных параметров освещения на молочную продуктивность дойных коров. Схема экспериментальных уровней факторов подробно представлена в таблице 1.
Таблица 1. Таблица уровней экспериментальных факторов
Используя экспериментальные факторы и уровни, указанные в Таблице 1, с помощью программы SPSS 27.0 была создана ортогональная экспериментальная таблица L9(34) (см. Таблицу 2). В результате было получено 9 экспериментальных групп, каждая из которых состояла из 5 коров.
Таблица 2. Таблица ортогонального плана эксперимента
1.2 Управление кормлением во время эксперимента
Молочная продуктивность опытной группы коров оценивалась 14 и 15 июля, чтобы подтвердить нормальный уровень молочной продуктивности. Официально эксперимент продолжался с 16 по 30 июля. С 14 июля и до завершения эксперимента состав концентратов, грубых и грубых кормов для всех коров как в контрольной, так и в опытной группах оставался неизменным.
1.3 Показатели и методы измерения
1.3.1 Настройка освещения коровника и мониторинг параметров
Различные уровни факторов были установлены на основе экспериментальных групп, представленных в таблице 2. В этом эксперименте для мониторинга был установлен набор светочувствительных датчиков на высоте 60–80 см над землей под каждым светильником в коровнике для дойных коров. Освещение было спроектировано с использованием специальных ламп тёплого цвета (3000 К), ртутных ламп (4000 К) и светодиодных ламп (5000 К) для соответствия экспериментальным критериям.
Содержание пяти коров в контрольной группе осуществлялось в соответствии с первоначальной практикой освещения, принятой на ферме.
1.3.2 Измерение надоев молока
Суточный удой каждой группы подопытных коров учитывался с помощью системы управления производством молочной фермы.
1.4 Анализ данных
Экспериментальные данные были проанализированы с помощью программы SPSS 27.0 для оценки влияния продолжительности освещения, цветовой температуры и интенсивности света на молочную продуктивность дойных коров. Уровень значимости был установлен на уровне P < 0,05. Кроме того, результаты ортогональных тестов были исследованы на предмет интерактивных эффектов, которые будут использованы при разработке стратегий управления освещением , выборе ламп и настройке параметров управления для коровника.
2. Результаты и обсуждение
2.1 Статистика надоев молока во время эксперимента
С 16 по 30 июля 2023 г. ежедневно проводился учет молочной продуктивности каждой группы подопытных коров, статистические результаты представлены в таблице 3.
2.2 Анализ результатов испытаний
2.2.1 Анализ основных эффектов
Основной анализ эффектов данных испытаний суточной молочной продуктивности, представленных в Таблице 3, был выполнен с использованием статистического программного обеспечения SPSS 27.0 для оценки влияния продолжительности светового воздействия, цветовой температуры света и интенсивности света на молочную продуктивность. Результаты обобщены в Таблице 4: Значение значимости P для фактора A составляет 0,002, что ниже порогового значения 0,05. Значение значимости P для фактора B составляет 0,004, также ниже 0,05. Напротив, значение значимости P для фактора C составляет 0,066, что превышает 0,05. Следовательно, основные эффекты фактора A (продолжительность светового воздействия) и фактора B (цветовая температура света) считаются значимыми (P < 0,05), что указывает на их влияние на молочную продуктивность.
Таблица 3 Молочная продуктивность молочных коров в каждой группе
Таблица 4. Тест межсубъектных эффектов
2.2.2 Детальное сравнение и интуитивный анализ
Используя статистические данные, представленные в Таблице 3, мы рассчитали вариацию среднесуточного надоя молока для каждой подопытной группы, сравнив контрольный и опытный периоды. Эти изменения в надоях были задокументированы в таблице интуитивного анализа, представленной в Таблице 5.
Таблица 5. Таблица расчета интуитивного анализа
В столбце для фактора A в таблице 5 показано, что три его уровня были протестированы в трёх различных экспериментах. Например, уровень A1 (10 ч) использовался в тестах S-4, S-7 и S-9. Сумма результатов A1 обозначена как K11, а среднее значение этих результатов также записано как K11. В частности:
K11 = 5,79 + 10,86 + 13,82 = 30,47. Таким образом, K11 = K11/3 = 10,16. Подход к вычислению суммы и среднего значения результатов теста для других факторов следует тому же методу, что и для A1. Различия между K11, K12 и K13 отражают различия между тремя уровнями фактора A. Качество этих уровней можно оценить по их средним значениям. Например, в таблице 5. K12 > K13 > K11 указывает на то, что уровень A2 (15 ч) является наиболее эффективным.
Следовательно, оптимальная комбинация, указанная в Таблице 5, — это A2-B1-C3. Это означает, что при следующих условиях освещения в коровнике для дойных коров: 15 часов света, цветовая температура 3000 К и уровень освещённости 200 люкс, увеличение молочной продуктивности будет максимальным.
2.2.3 Анализ спектра факторов освещения, влияющих на продуктивность молока
Согласно таблице 5, диапазон для параметра A (продолжительность освещения) составляет 11,42, для параметра B (цветовая температура освещения) — 6,61, а для параметра C (интенсивность освещения) — 6,4. Это указывает на то, что параметр A (продолжительность освещения) имеет самый широкий диапазон и оказывает самое значительное влияние, являясь основным влияющим фактором. Чтобы подчеркнуть средние различия на каждом уровне влияющих факторов, на рисунке 1 показано, что оптимальной комбинацией освещения является A2-B1-C3, что согласуется с результатами общего сравнения и визуального анализа.
Рисунок 1: Средние значения каждого фактора
2.2.4 Анализ одного статистического фактора
Таблица 6 Производство молока при одном факторе А
Таблица 7. Множественные сравнения надоев молока на каждом уровне при одном факторе А
Используя однофакторный анализ в рамках общей линейной модели в SPSS 27.0, мы обнаружили, что у коровы A2 самый высокий средний прирост молочной продуктивности – 21,580 кг. Средний прирост молочной продуктивности для трёх уровней фактора A ранжируется от наименьшего к наибольшему: A1, A3 и A2. В таблице 7 показано, что различия в средних значениях между A2 и A1 и A3 статистически значимы, что подтверждает, что A2 представляет собой оптимальный уровень для фактора A.
Таблица 8 показывает, что у коровы B1 самый высокий средний прирост молочной продуктивности – 20,657 кг, при этом средние значения для трёх уровней фактора B расположены в порядке от наименьшего к наибольшему: B3, B2 и B1. Согласно таблице 9, разница в средних значениях между B1, B2 и B3 значительна, что указывает на то, что B1 является наилучшим уровнем для фактора B.
В таблице 10 показано, что у коровы C3 самый высокий средний прирост молочной продуктивности – 20,663 кг. Средние значения для трёх уровней фактора C расположены от наименьшего к наибольшему как C1, C2 и C3. В таблице 11 показано, что разница в средних значениях между C3, C1 и C2 значительна, что делает C3 оптимальным уровнем для фактора C.
Таблица 8 Производство молока при одном факторе B
Таблица 9. Множественные сравнения надоев молока на каждом уровне при одном факторе B
Таблица 10 Производство молока при однофакторном кормлении C
Таблица 11. Множественные сравнения надоев молока на каждом уровне при одном факторе C
Комбинированный режим управления освещением A2-B1-C3 значительно повышает продуктивность молока, что согласуется с результатами комплексного сравнительного анализа и анализа диапазона. Это свидетельствует о том, что оптимальная схема освещения для коровника для дойных коров на этой молочной ферме — A2-B1-C3.
В данном исследовании были выявлены три ключевых фактора освещения, влияющих на молочную продуктивность и продуктивность дойных коров на плато-молочных фермах: продолжительность светового дня, цветовая температура и освещённость. С помощью программы SPSS 27.0 был проведён ортогональный тест с тремя факторами на трёх уровнях. Анализ экспериментальных данных показал, что продолжительность светового дня и цветовая температура являются основными факторами, влияющими на молочную продуктивность. Данные были дополнительно проанализированы с использованием комплексного сравнительного интуитивного анализа, факторного анализа экстремальных разностей и однофакторной статистики. В конечном итоге было установлено, что дойные коровы давали наибольшее количество молока при 15-часовом световом дне, цветовой температуре 3000 К и уровне освещённости 200 люкс.
В современном крупномасштабном молочном животноводстве среда размножения играет решающую роль в продуктивности дойных коров. Однако в настоящее время не существует стандартизированного подхода или конкретных показателей для эффективного управления и контроля. Помимо условий освещения, обсуждаемых в данном исследовании, к другим факторам окружающей среды, существенно влияющим на продуктивность молока, относятся качество воздуха, температура и влажность, а также уровень шума в коровнике. Учитывая, что интеллектуальное молочное животноводство в плоскогорных регионах все еще развивается, данное исследование направлено на получение информации о том, как освещение влияет на продуктивность молока у дойных коров, и на использование расширенных ортогональных экспериментов и анализа данных для установления оптимальных параметров освещения. Это может помочь улучшить среду размножения на аналогичных молочных фермах и, в конечном итоге, повысить продуктивность и качество молока у дойных коров в крупномасштабных производствах.
3. Сопутствующий продукт
4. Сопутствующий блог
Освещение коровника: лучшие светодиодные светильники для коровника