ทำไมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจึงคุกคามสุขภาพและความปลอดภัยของวัวในรัฐแคลิฟอร์เนีย

แคลิฟอร์เนียเป็นรัฐผู้ผลิตนมอันดับต้น ๆ ของประเทศและเป็นที่ตั้งของโคนมเกือบ 1.8 ล้านตัว แคลิฟอร์เนียยังร้อนโดยเฉพาะวัวที่มีปัญหาในการรักษาความเย็นเมื่ออากาศอบอุ่น และเมื่อวัวร้อนเกินไปการผลิตน้ำนมจะลดลง ความร้อนสูงเกินไปอย่างรุนแรงสามารถคุกคามสุขภาพของวัวและความสามารถในการตั้งครรภ์และการคลอดลูกวัว

เกษตรกรผู้เลี้ยงโคนมใช้พัดลมและสเปรย์เพื่อระบายความร้อนให้กับวัวในโรงนา แต่มีความต้องการอย่างมากสำหรับตัวเลือกที่ดีกว่า ระบบที่มีอยู่ใช้พลังงานและน้ำจำนวนมากซึ่งเป็นค่าใช้จ่ายสำหรับเกษตรกร และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังเพิ่มอุณหภูมิและกดดันแหล่งน้ำของรัฐแคลิฟอร์เนีย

ดูเพิ่มเติม: แนวโน้มสัตว์ที่ลดขนาดลงอย่างมากจะทำให้วัวเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ใหญ่ที่สุดในโลก

ด้วยการระดมทุนจาก California Energy Commission เราเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์สัตว์และวิศวกรที่ร่วมมือกันที่ UC Davis เพื่อทดสอบนวัตกรรมใหม่และวัดว่ามีผลกระทบต่อไฟฟ้าและการใช้น้ำรวมถึงสุขภาพและพฤติกรรมของวัว นอกจากนี้เรายังประเมินค่าใช้จ่ายของเทคโนโลยีเหล่านี้และศักยภาพของพวกเขาสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ในโรงรีดนมเชิงพาณิชย์ในแคลิฟอร์เนีย

ภัยคุกคามจากความร้อน

อุณหภูมิกลางวันเป็นประจำมากกว่า 72 องศาฟาเรนไฮต์มานานกว่าห้าเดือนของปีใน Central Valley ของรัฐแคลิฟอร์เนียซึ่งเป็นภูมิภาคโคนมที่สำคัญของรัฐ สูงกว่าเกณฑ์นี้วัวเริ่มรู้สึกถึงความร้อน วัวมีความไวต่อสภาพอากาศร้อนเป็นพิเศษ: อุณหภูมิร่างกายของพวกเขาอยู่ที่ 101.5 องศาฟาเรนไฮต์สูงกว่ามนุษย์สามองศาและพวกมันสร้างความร้อนจำนวนมากเมื่อพวกมันสลายอาหารในกระเพาะอาหารและผลิตนม

เมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงขึ้นมันจะกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นสำหรับวัวที่จะกระจายความร้อนในร่างกายไปสู่สภาพแวดล้อมภายนอก ขณะที่พวกเขาพยายามควบคุมอุณหภูมิร่างกายอัตราการหายใจเริ่มสูงขึ้น จากนั้นพวกเขาก็เริ่มที่จะให้น้ำลายไหลและหายใจโดยที่ปากของพวกเขาเปิดเหมือนสุนัขหอบ หากไม่สามารถทำให้ร่างกายเย็นลงอุณหภูมิของร่างกายจะเพิ่มขึ้น สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นสัญญาณของความเครียดจากความร้อน เมื่อมันเข้าไปในวัวจะผลิตนมน้อยลง พวกเขาอาจมีปัญหาในการรับและตั้งครรภ์และในกรณีที่รุนแรงอาจเสียชีวิต

เมื่อความร้อนของท้องฟ้าพุ่งสูงขึ้นมนุษย์สามารถกระโดดลงไปในสระว่ายน้ำหรือหนีเข้าไปในบ้านภายใต้เครื่องปรับอากาศและรู้สึกโล่งอกอย่างน้อยก็จนกว่าเราจะเห็นค่าไฟฟ้าของเรา โคนมไม่มีฟุ่มเฟือยเหล่านี้ ในการทำให้วัวเย็นลงเกษตรกรผู้เลี้ยงโคนมใช้ร่มเงาพัดลมและน้ำโดยปกติเมื่อวัวอยู่ในโรงนา วัวถูกฉีดพ่นเบา ๆ ในขณะที่พวกเขากินมักจะสี่ถึงห้าชั่วโมงต่อวันและในขณะที่พวกเขารอที่จะรีดนม

กลยุทธ์เหล่านี้ช่วยให้วัวควบคุมอุณหภูมิร่างกายของพวกเขา แต่ใช้น้ำและไฟฟ้าในปริมาณมาก ฟาร์มโคนมแห่งแคลิฟอร์เนียโดยเฉลี่ยใช้เงินปีละ $ 140,000 สำหรับค่าสาธารณูปโภค

นอกจากนี้ระบบเหล่านี้อาจไม่เพียงพอในช่วงคลื่นความร้อนสูง ในช่วงหนึ่งของปี 2017 อุณหภูมิในหุบเขากลางของรัฐแคลิฟอร์เนียสูงถึง 90 องศาฟาเรนไฮต์เป็นเวลา 53 วันติดต่อกัน คาถาที่ร้อนจัดเช่นนี้จะเพิ่มความเครียดความร้อนในโคนม

วิธีอื่น ๆ ให้เย็นด้วยน้ำ

การศึกษาของเรากำลังเปรียบเทียบสี่ระบบที่แตกต่างกันสำหรับวัวเย็น สองคนใช้กระบวนการทำความเย็นแบบระเหยซึ่งใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าเมื่อน้ำเปลี่ยนจากของเหลวเป็นก๊าซจะดูดซับความร้อนจำนวนมาก กระบวนการนี้ผลิตอากาศที่เย็นกว่าและชื้นกว่า แต่ยังสามารถใช้ในการทำน้ำเย็นได้

เทคโนโลยีระบายความร้อนครั้งแรกของเราใช้เสื่อที่ฝังอยู่ประมาณ 4 นิ้วใต้เตียงทรายที่วัวนอนลง น้ำไหลผ่านเสื่อและดูดซับความร้อนจากวัวผ่านการนำ จากนั้นน้ำอุ่นจะไหลไปยังอุปกรณ์ที่เรียกว่า Sub-Wet Bulb Evaporative Chiller ซึ่งจะถูกทำให้เย็นลงโดยใช้กระบวนการทำความเย็นแบบระเหยที่มีประสิทธิภาพสูงและกลับสู่เสื่อเพื่อดูดซับความร้อนจากวัว เนื่องจากเครื่องทำความเย็นผลิตน้ำเย็นโดยใช้การระเหยจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพอากาศร้อนและแห้งแล้งเช่นแคลิฟอร์เนีย

เทคโนโลยีที่สองใช้การทำความเย็นแบบระเหยโดยตรงซึ่งบางครั้งเรียกว่า "เครื่องทำความเย็นล้น" และท่อผ้าเพื่อเป่าลมเย็นลงบนวัวในพื้นที่ที่วัวกินและพักผ่อน ตัวทำความเย็นแบบ Swamp เป็นระบบง่าย ๆ ที่ทำงานโดยส่งผ่านอากาศร้อนและแห้งเหนือน้ำเพื่อทำให้เย็นลง

สำหรับการเปรียบเทียบเรายังทำการทดสอบระบบทำความเย็นสองระบบที่ใช้น้ำฉีดแบบดั้งเดิมและพัดลมคล้ายกับเทคโนโลยีปัจจุบันในฟาร์มโคนมแคลิฟอร์เนียส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามด้วยระบบเดียวเรากำลังทำงานเพื่อลดการใช้น้ำและปรับปรุงการระบายความร้อนโดยการขยับพัดลมให้ใกล้กับน้ำสเปรย์เพื่อส่งเสริมการระเหยจากร่างกายของวัว เมื่อน้ำระเหยออกจากวัวมันจะร้อนด้วย เพื่อเป็นการอนุรักษ์น้ำเรายังทำการทดสอบการพ่นน้ำเป็นระยะเวลาสั้น ๆ

ในระหว่างขั้นตอนการทดสอบครั้งแรกของเราเราทำการทดสอบทั้งสี่วิธีในการทดลองกับวัว 32 ตัวที่ UC Davis และรวบรวมข้อมูลอัตราการหายใจอุณหภูมิร่างกายผลผลิตน้ำนมและพฤติกรรมรวมถึงสภาพอากาศการใช้น้ำและการใช้พลังงาน กำลังวิเคราะห์ข้อมูล เราคาดหวังว่าเราจะระบุตัวเลือกอย่างน้อยหนึ่งตัวที่จะทำให้วัวเย็นลงได้อย่างมีประสิทธิภาพเหมือนกับตัวเลือกปัจจุบัน แต่จะประหยัดน้ำพลังงานหรือทั้งสองอย่าง ฤดูร้อนต่อไปเราจะทดสอบเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพมากที่สุดกับวิธีการพ่นและพัดลมแบบดั้งเดิมในฟาร์มโคนม Central Valley

การหาวิธีที่ดีกว่าในการรักษาโคนมให้เย็นเป็นสิ่งที่มีความสำคัญเป็นอันดับแรกสำหรับอุตสาหกรรมนี้รวมถึงสวัสดิการของวัว เราหวังว่าการค้นพบของเราจะช่วยให้โรงรีดนมในรัฐแคลิฟอร์เนียปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและรักษาวัวให้ปลอดภัยและดีเยี่ยมในขณะที่ช่วยให้แคลิฟอร์เนียบรรลุเป้าหมายด้านพลังงานและสภาพอากาศ

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกในการสนทนาโดย Alycia Drwencke; คาสซานดราทัคเกอร์; และเทเรซ่า Pistochini อ่านบทความต้นฉบับที่นี่