乳用牛の生産性を高めるカウコンフォートに配慮した牛舎構造

掲載日：2020.02.12

酪農学園大学
名誉教授　髙橋 圭二

はじめに

安定的な酪農経営のために家畜の生産性向上を図っていくことが重要な課題とされています。生産性向上のためには乳牛の長命性や乳牛が健康であることなど、乳牛の快適性に配慮した飼養管理が求められています。
本稿では乳牛の快適性－カウコンフォート－に配慮した牛舎構造について、考慮すべき点について考えます。

１．乳牛にとって快適な牛舎とは

乳牛の快適性を考えたとき、乳牛にとって有効なだけでなく作業者側の管理にとっても有効であることが求められます。乳牛にとって快適な牛舎構造には次の項目が挙げられます。
（１）休息しやすい牛床：乳牛の休息横臥おうが時間は１日あたり10～15時間必要とされていることから、起立・横臥しやすく乾いた柔らかい牛床であること。
（２）歩きやすい通路：牛床から飼槽や水槽への移動が滑らずに出来ること。表面がでこぼこしていないこと。
（３）食べやすい飼槽：牛舎内では、放牧地で前肢を前後させて採食する自然な姿勢を取ることが困難なため、前肢をそろえた採食姿勢でも前肢に体重がかかりすぎないで食べられるように、飼槽の高さ、柵の位置を適切に保つこと。
（４）飲みやすい水槽：十分な吐出量を確保し、適切な飲水姿勢が保てること。
（５）きれいな空気：夏冬の環境に対応した適切な換気ができること。
（６）恐怖がない：作業者にたたかれたり、大声で追われない、他の動物に襲われないこと。
（７）音、色、明るさが適切で、不安なものがない：乳牛の視覚、聴覚を理解し、明暗の対比が少ない飼養環境を確保すること。
これらは言い換えると、①飢餓と乾きからの自由②苦痛、傷害又は疾病からの自由③恐怖および苦悩からの自由④物理的、熱の不快さからの自由⑤正常な行動ができる自由―という、アニマルウェルフェアの「５つの自由」につながるものです。アニマルウェルフェアは「快適性に配慮した家畜の飼養管理」と定義されていることから、乳牛の快適性－カウコンフォート－に配慮した牛舎構造は、アニマルウェルフェアにも対応することができます。
こうした牛舎構造は寸法や形状も重要ですが、同時にこれらを適切な状態に維持管理することが作業者に求められます。

２．快適な牛舎が乳牛に与える影響

それでは、牛舎構造や適切な管理によって快適な牛舎とすることで、どのような効果が期待できるのでしょうか。
（１）乳量増加：牛床での横臥休息が増加し、乳房への血流量が増加する。
（２）病気、けがをしない：横臥時間が増加することで肢蹄への負担が減る。清潔な牛床環境で乳房炎対策が図られる。歩きやすい通路で転倒などが減る。
（３）長命性：けがをしない、病気をしないことで乳牛の更新間隔が延びる。
（４）コストの削減：食べやすい飼槽で残食量が減る。病気・けがが減り治療費が低下する。施設の破損が減り修理費が減る。

３．牛舎各部の構造とカウコンフォート

次に、飼養管理方法別の具体的な牛舎構造について検討します。
（１）つなぎ飼い牛舎の牛床構造
つなぎ飼い牛舎では、乳牛は１日のほとんどの時間を牛床で過ごすので、牛床の構造が乳牛の快適性に直接影響します。
１）牛床の寸法
牛床の大きさについては、さまざまな資料でさまざまな寸法が推奨されています（表１、図１）。しかし、成牛のつなぎ飼い牛舎の中で乳牛の大きさに合わせた牛床を設置することは多くの場合困難で、長さ、幅は一定の値で建設されます。この場合、小さな牛に合わせるのではなく、牛群の上位の牛に寸法を合わせて設計・建設し、小さな牛については管理作業で乳牛を清潔に保たなくてはなりません。
牛床寸法としては幅125～130cm、長さ175～180cmを目安に設計します。表１の寸法は少し小さいので注意が必要です。長さは乳牛が横臥したときの前肘から尻までの長さに５cm程度追加となります（写真１）。
幅は仕切り柵の中心寸法としますが、長さは飼槽側の縁石内側からバーンクリーナ側の端までとします。建築図面では中心寸法で表されるので、実際に牛が横臥できる空間の長さとします。同じように、牛床列両端の牛床はコンクリートの縁石が設置されるため幅が狭くなることがあるので、縁石を横断通路側に設置するなどして乳牛の横臥空間を確保します。

２）つなぎ方
乳牛の係留は、スタンチョン方式からチェーンを用いたタイ方式にすることで、乳牛の快適性は向上します。チェーンの長さは飲水・採食姿勢、横臥姿勢などを制約しないような長さとします。チェーンが短いと後肢をなめる身づくろい動作ができなくなるので注意します。

３）飼槽柵の構造
牛床前面の飼槽柵は、採食姿勢を妨げないため牛の頸くびにパイプが当たらないようにします。牛の頸が腫れていたり、毛が逆立っているような場合には、パイプの位置が低過ぎたり手前過ぎるので、前方上方に移動し、採食時や佇立ちょりつ時に頸にあたらないようにします。

４）飼槽の構造
飼槽は残飼料の回収や掃除が容易にできるように平らな飼槽面とします。採食範囲から出た飼料は、適宜、餌寄せをして採食範囲に戻すようにします。牛床と飼槽面の間の飼槽壁は、休息時の横臥姿勢を妨げないように、高さを低く設置します。飼槽面の高さは牛床の床面から５～15cm高くします。

５）牛床の構造と敷料
つなぎ飼いでは１日のほとんどを牛床で過ごすため、牛床は柔らかく乾燥していることが求められます。そのため、牛床資材は耐久性があり衝撃力の小さい資材を選択します。砂の牛床が乳房炎対策として米国などで勧められていますが、ふん尿処理に難点があり尿だめが砂で埋まったりするため、堆肥処理には向きません。敷料は麦稈ばっかんやおがくずなどを利用し、横臥休息時の乳牛の快適性を高めるようにします。

６）カウトレーナ
つなぎ飼い方式でふん尿による牛床の汚染を防ぐために、カウトレーナを用います。カウトレーナは排せつ時に牛が後ろに下がるようにするためのものです。採食時や搾乳時には牛と接触しないように、常に設置位置を確認・調整します。長さ170～180cmの牛床では牛床後端から120cmの位置で、少なくとも乳牛の背中から５cm上げて設置します。乳牛の入れ替えがあったときには必ず調整します。

７）飲水器
つなぎ飼い方式の場合にはウオーターカップや連続式水槽が用いられます。十分な吐出量が確保できるように、水道の配管径を太くします。飲水器の上部には飲水を妨げるようなパイプや障害物を設置しないようにし、少なくとも60cmの空間を確保します。牛床がぬれて乳房炎などの原因とならないように、飲水器は牛床側に設置しないようにします。

８）パドック
牛床の構造ではありませんが、つなぎ飼いの場合には排水の良好な土でできたパドックを用意し、１日数時間でも放し飼いにすると、発情行動が発現しやすくなり乳牛のストレス解消が図られます。

（２）放し飼い牛舎
放し飼い牛舎では、乳牛が自発的に動くことで効率的な飼養管理が可能になるとともに、採食、飲水、横臥休息、搾乳などがスムーズに進められ乳牛の健康維持が図られます。

１）フリーストールの構造
①牛床の寸法
フリーストールの寸法についても、つなぎ飼い牛舎の牛床と同じように、乳牛の大きさによって推奨寸法が示されています（表２）。注意点についてはつなぎ飼い牛舎の牛床構造の項を参照してください。
年次によって牛床の推奨値は長くなる傾向にあり、牛床前面が開放されている場合は250cm、前面が閉鎖されている場合は270～280cmを目安に設計します。牛床の幅については乳牛の大きさによって５cmごとの寸法が示されていますが、建築資材寸法から120cmが長く用いられていました。最近では125cm牛床幅となっています。牛床寸法に影響を与えているのは、牛床前面の開放度合いで、横方向のパイプや柵があると乳牛の横臥・起立動作がしにくくなり、斜め横臥の原因となる場合が多いです。前面を開放することによって乳牛が真っすぐに横臥するようになります。
②牛床前面の開放とブリスケットボード
向かい合わせの牛床前面は完全に開放します（写真２）。図面では横パイプがあるかどうかは確認しにくいので、横パイプを設置しないことを必ず確認します。牛床前面の開放が必要な理由は、乳牛の横臥・起立時の突き出し動作をスムーズにするためです。突き出し時には鼻先を床面ぎりぎりの高さで動かすので、牛床の前面には敷料を置いて高くしないようにします。
乳牛は横臥休息しているときや起立動作後に、前肢を前方に踏み出します。そのためブリスケットボードはこの前肢をけがをすることなく出せるような資材とします。最近はプラスチック製のブリスケットパイプなどが用いられています。
③仕切り柵の構造
仕切り柵の形状も年次によって大きく変わってきています。1990年代に広く導入された“ミシガン型”は牛床長さが210cmと短い牛床でも、前方横に頭を突き出すことで起立・横臥を無理なくできるようにした仕切り柵です。牛床の長さが長くなり前面が開放された牛床では、前方横に頭を突き出す必要がないことから、形状の変更は必然的でした。基本的には、乳牛の左右の横臥位置を明確に示し、横臥したときの腰部分が柵に当たらない形状が望まれます（図２）。また、牛床から退出するときには、後肢が通路に出たら頭を容易に旋回できるように、柵の上部が傾斜していることが重要です。
④ネックレール
排ふん時や排尿時に、乳牛の後肢が牛床後端まで下がるように設置するのがネックレールです。仕切り柵の上に設置される場合が多いです。ネックレールの設置高さが低く過ぎたり手前過ぎると、牛床に入る時間が長くなり、牛床上に立ったままでいることが多くなります。
ネックレールの高さは125cm、牛床後端から175cmを目安にして設置します。乳牛が牛床で立った状態で頸が当たらないように調整します。
⑤床資材と敷料
横臥休息しやすい牛床を提供するためには、牛床の寸法や仕切り柵の形状、ネックレール、ブリスケットボードも重要ですが、直接的に横臥・起立を左右するのが牛床資材です。牛床自体はコンクリートで造られるので、この上にさまざまな資材を敷いて衝撃力が小さく横臥しやすい牛床に仕上げます。
主な資材としては、細切したゴムチップを詰めたゴムチップマットレスや、中詰めをした複合ゴムマット、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）マット、裏面加工のゴムマットなどが用いられています。
敷料については、ふん尿処理方式を考慮して使用する資材の種類、量を決めます。牛床の床資材が衝撃が少ないからといって敷料を使わないと、ふんにまみれた蹄のまま牛床に上がるので牛が汚れ、乳房炎の原因となります。スコップ１杯程度でも敷料を入れることで、牛床を乾燥させふん尿を絡め取り、牛体の汚染を抑えることができます。もどし堆肥の利用や、メタン発酵消化液の分離固分の利用も増えてきました。
牛床の快適性は、牛床にいる牛のうち何割が横臥しているかを表す「牛床横臥率」で示すことができます。乳牛は牛床で横臥することで乳房に流れる血流量が増加するとされています。そのため、できるだけ牛床で横臥する時間を確保することが生産性向上のために必要となります。快適な牛床の場合には、１日平均牛床横臥率は80％以上となります。牛床で横臥する牛が少ない場合にはおがくずなどの敷料を多めにすることで改善することができます。

２）通路の構造、段差
通路はコンクリートに溝を付けて滑らないようにします。溝は縦溝とし、溝幅は10mm、溝間隔は40～75mmで造ります。
古いダイヤモンド目地や滑りやすくなった通路の改修方法としてゴムマットを通路に敷く方法があります。滑りやすくなった通路の改修では、ダイヤモンドカッターを使って10mm程度の溝を追加する方法もあります。
ゴムマットを通路全面に敷いた牛舎が近年多く見られます。通路の快適性は確実に高まりますが、牛床の快適性との差が小さくなり通路で横臥する乳牛が増える原因ともなるので、牛床をより快適にする必要があります。乳牛の滞在時間を考えると、採食時の負荷を軽減するため採食通路の飼槽側（前肢がのる部分）や、飲水器周辺にゴムマットを敷き、そのほかの通路は移動コンクリート縦溝とすることで牛舎の快適性にめりはりを付けると良いでしょう。
横断通路の段差は、乳牛の移動をスムーズにするため、除ふん時に横断通路に溢あふれない範囲で、できるだけ低くします。

３）飼槽の構造
牛舎内の飼槽では、乳牛は前肢をそろえて食べます。これは放牧地での前肢を前後させて食べる採食姿勢とは異なります。飼槽壁が厚い場合や飼槽柵が頸に当たる場合、飼料が飼槽の前方へ移動した場合は、採食時に頸を伸ばしたり、飼槽柵に体重をかける姿勢を取ることになり、前肢の蹄に大きな負荷がかかります。このため、飼槽壁は15cm以下で採食姿勢が取りやすいように上部に傾斜を付けます。傾斜は、育成牛は肢が長く胸垂位置が高いので飼槽側を傾斜させ、成牛では胸垂が大きいので牛側を傾斜させます。飼槽柵は頸が当たらないように調整します。セルフロックスタンチョンの場合には前方に傾斜させます。

４）飲水器、飲水施設
フリーストール牛舎の飲水器は、水槽型を横断通路に設置する場合が多くみられます。壁面側に通路がある場合には屋外に水槽やウオーターカップを設置することができます。パーラーの出口に設置することも有効とされています。水槽の設置適正高さは60～80cmで、水深は牛の口が2.5～5cm水の中に入るよう最低7.5cmとします。水槽の数は15～20頭ごとに少なくとも１台設置するか、20頭当たり最低約60cmの水槽スペースを設置します。１群に少なくとも２カ所の飲水場所が必要です。

４．乳牛にとっての音、色、明るさなど

動物科学者のテンプル・グランディンによれば、牛が一番ストレスを感じるのは人間の怒声とされ、金属がカチャカチャ鳴る音もストレスとなります。人間が怒鳴り声を上げない搾乳ロボット牛舎の牛が人懐っこいことはよく知られています。セルロックスタンチョンやゲート開閉の金属のぶつかる音は、プラスチックやゴムを有効に活用することで防いでほしい音です。
色や明るさは、明暗や明度の対比をなくすることが大切で、白黒写真で黒い部分は深い溝に見え、白い部分は浮き上がって壁のように見えるとしています。影ができないような照明を使うことや通路に明暗を作るグレーチングの使用中止、水たまりの反射などを防ぐことを求めています。彼女には牛の目線で牛舎構造を考える必要があることを教えられます。

おわりに

家畜の生産性向上のためのカウコンフォートに配慮した施設構造を見てきました。乳牛の行動を妨げない構造が最も大切であり、それが作業者の管理も妨げないことで積極的に導入・利用されることになります。そして「管理する作業者が乳牛の行動を理解し、忍耐強く作業することでカウコンフォートが更に増し生産性向上にもつながる」との理解が大切であると考えられます。

＜参考資料＞
Dairy Cow Comfort Tie-stall Dimensions．http://www.omafra.gov.on.ca/english/livestock/dairy/facts/tiestalldim.htm
Rick Grant（2007）タイストール―新しいアイディア、チャレンジ、そして運動，Dairy Science Update，Housing/Facilities 67.
Neil Anderson （2009）Tie-stall Dimensions，Penn State Dairy Cattle Nutrition Workshop，45-52.
Dairy Cow Comfort－free-stall Dimensions．http://www.omafra.gov.on.ca/english/livestock/dairy/facts/freestaldim.htm
Neil Anderson（2007）Free Stall Dimensions，INFOSheet，Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs．
テンプル・グランディン，キャサリン・ジョンソン（2006）動物感覚―アニマルマインドを読み解く，ＮＨＫ出版，43-76.