Waarom klimaatverandering de gezondheid en veiligheid van Californische koeien bedreigt

Californië is de belangrijkste melkproducerende staat en de thuisbasis van bijna 1,8 miljoen melkkoeien. Californië is ook warm, vooral voor koeien, die problemen hebben om koel te blijven als het weer warmer wordt. En wanneer koeien te heet worden, neemt hun melkproductie af. Ernstige oververhitting kan de gezondheid van koeien bedreigen en hun vermogen om zwanger te raken en kalveren op termijn te dragen.

Melkveehouders gebruiken fans en sproeiers om koeien in hun stallen te koelen, maar er is een substantiële behoefte aan betere opties. Bestaande systemen gebruiken veel energie en water, wat kostbaar is voor boeren. En de klimaatverandering zorgt voor hogere temperaturen en benadrukt de watervoorziening van Californië.

Zie ook: dramatische krimpende trends van dieren zullen koeien tot de grootste zoogdieren op aarde maken

Met financiering van de California Energy Commission zijn we een van de dierenwetenschappers en ingenieurs die samenwerken bij UC Davis om nieuwe innovaties te testen en te meten hoe deze van invloed zijn op elektriciteits- en waterverbruik, evenals de gezondheid en het gedrag van koeien. We evalueren ook de kosten van deze technologieën en hun potentieel voor grootschalige toepassing in commerciële zuivelbedrijven in Californië.

The Threat of Heat

Overdag temperaturen zijn regelmatig meer dan 72 graden Fahrenheit gedurende meer dan vijf maanden van het jaar in Central Valley van Californië, de belangrijkste zuivel regio van de staat. Boven deze drempel beginnen koeien de hitte te voelen. Koeien zijn bijzonder gevoelig voor warm weer: hun lichaamstemperatuur is 101,5 graden Fahrenheit, drie graden hoger dan mensen, en ze creëren een grote hoeveelheid warmte wanneer ze het voer in hun magen afbreken en melk produceren.

Wanneer de buitentemperatuur stijgt, wordt het voor koeien steeds moeilijker om lichaamswarmte af te voeren naar de buitenomgeving. Terwijl ze hun lichaamstemperatuur proberen te regelen, beginnen hun ademhalingsfrequenties te stijgen. Dan gaan ze kwijlen en ademen met hun mond open, net als honden hijgen. Als ze zichzelf niet kunnen koelen, zal hun lichaamstemperatuur toenemen. Dit zijn allemaal beschouwd als tekenen van hittestress. Als het eenmaal binnen is, produceren koeien minder melk. Ze kunnen moeite hebben met zwanger worden en blijven en in ernstige gevallen overlijden.

Wanneer de zomerhitte omhoog schiet, kunnen mensen in een zwembad springen of zich terugtrekken onder de airconditioning en zich opgelucht voelen, in ieder geval totdat we onze elektriciteitsrekening zien. Melkkoeien hebben deze luxe niet. Om koeien te koelen, gebruiken melkveehouders een combinatie van schaduw, ventilatoren en water, meestal wanneer koeien in hun schuren zijn. De koeien worden zachtjes besproeid terwijl ze eten, meestal vier tot vijf uur per dag, en terwijl ze wachten om gemolken te worden.

Deze strategieën helpen koeien hun lichaamstemperatuur te reguleren, maar gebruiken grote hoeveelheden water en elektriciteit. De gemiddelde melkveehouderij in Californië besteedt jaarlijks $ 140.000 aan nutsbedrijven.

Bovendien kunnen deze systemen onvoldoende zijn tijdens extreme hittegolven. Tijdens één stuk in 2017 bereikten de temperaturen in de Central Valley van Californië 53 dagen achter elkaar een hoogte van meer dan 90 graden Fahrenheit. Verlengde hete spreuken als deze verhogen de gevallen van hittestress bij melkvee.

Andere manieren om af te koelen met water

Ons onderzoek vergelijkt vier verschillende systemen voor koeling van koeien. Twee daarvan maken gebruik van verdampingskoelprocessen, die voordeel halen uit het feit dat wanneer water van een vloeistof in een gas verandert, het veel warmte absorbeert. Dit proces produceert koelere, meer vochtige lucht, maar kan ook worden gebruikt om vloeibaar water af te koelen.

Onze eerste koeltechnologie maakt gebruik van matten die ongeveer 4 inch onder het zandbedding begraven liggen waar koeien liggen. Water stroomt door de matten en absorbeert de warmte van de koeien door geleiding. Het verwarmde water stroomt vervolgens naar een apparaat dat een Sub-natte lampverdampingskoelmachine wordt genoemd, waar het wordt afgekoeld met behulp van een zeer efficiënt verdampingskoelingproces en teruggestuurd naar de matten om meer warmte van de koeien te absorberen. Omdat de koelmachine door verdamping koel water produceert, is deze ideaal voor warme en droge klimaten zoals Californië.

De tweede technologie maakt gebruik van gerichte directe verdampingskoeling, soms ook wel een "moeraskoeler" genoemd, en weefselkanalen om koele lucht op de koeien te blazen in de gebieden waar koeien eten en rusten. Swamp-koelers zijn eenvoudige systemen die werken door warme, droge lucht over water te laten om deze af te koelen.

Ter vergelijking, we testen ook twee koelsystemen die gebruik maken van traditioneel sproeiwater en ventilatoren, vergelijkbaar met de huidige technologie op de meeste melkveebedrijven in Californië. Met één systeem werken we echter aan het verminderen van het watergebruik en het verbeteren van de koeling door de ventilator dichter bij het sproeiwater te brengen om de verdamping van de lichamen van koeien te bevorderen. Terwijl water van de koeien verdampt, neemt het warmte mee. Om water te besparen, testen we ook het bespuiten van het water voor een kortere periode.

Tijdens onze eerste testfase hebben we alle vier de behandelingen op 32 koeien bij UC Davis getest en gegevens verzameld over hun ademhalingsfrequentie, lichaamstemperatuur, melkgift en gedrag, evenals het weer, watergebruik en energieverbruik. Gegevensanalyse is aan de gang. We verwachten dat we ten minste één optie zullen identificeren die koeien net zo effectief zal koelen als de huidige opties, maar ook water, energie of beide zal besparen. Volgende zomer testen we de meest effectieve en efficiënte technologie tegen de traditionele spray- en waaierbenadering op een melkveebedrijf in Central Valley.

Het vinden van betere manieren om melkkoeien koel te houden, is een hoge prioriteit voor deze industrie, evenals voor het welzijn van koeien. We hopen dat onze bevindingen Californische melkbedrijven kunnen helpen hun productiviteit te verbeteren en koeien veilig en koel te houden, terwijl ze Californië helpen zijn energie- en klimaatdoelen te halen.

Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation door Alycia Drwencke; Cassandra Tucker; en Theresa Pistochini. Lees hier het originele artikel.