法式產(chǎn)仔豬舍內(nèi)環(huán)境參數(shù)規(guī)律研究

龔建軍,何志平,雷云峰,楊 禮,曾 凱,陶 旋,李學(xué)杰,楊 洋,萬昭軍*

（1.四川省畜牧科學(xué)研究院，成都 610066 2.四川川嬌生態(tài)豬業(yè)股份有限公司，成都 611332）

現(xiàn)代畜牧業(yè)在全國(guó)蓬勃興起，規(guī)?；⒊笠?guī)?；i場(chǎng)在國(guó)內(nèi)不斷推陳出新，為了進(jìn)一步追求利益最大化，豬舍內(nèi)圈養(yǎng)密度愈來愈大[1]，盡管在較好的營(yíng)養(yǎng)、疫苗防治、飼養(yǎng)管理方面給予了較好條件，但母豬年提供商品豬頭數(shù)僅12～15頭之間[2]，究其原因，主要是現(xiàn)今生豬品種滿足高效與高瘦肉率要求之后，對(duì)疫病抵抗力愈來愈差，環(huán)境已成為影響動(dòng)物生產(chǎn)成績(jī)的關(guān)鍵因素之一[3]，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的設(shè)施養(yǎng)殖業(yè)，特別是畜牧工程領(lǐng)域還有較大差距[4]，生豬生存的環(huán)境難以調(diào)控，障礙了其生產(chǎn)潛力的發(fā)揮。豬是恒溫動(dòng)物, 其平均溫度為38.0 ℃[5], 據(jù)NRC( 1988)[6]測(cè)定 , 氣溫升高 1 ℃ , 豬采食量減少40 g；在持續(xù)高溫環(huán)境下( 28～35 ℃) , 30～60 kg 的豬日采食量較常溫環(huán)境下降低了14% ,日增重下降了21% , 料重比增加了0.23（艾地云，1996)[7]。汪開英（2002）[8]研究結(jié)果表明：高溫將導(dǎo)致豬的體溫升高、心率加快、生產(chǎn)性能降低等熱應(yīng)激反應(yīng)，高溫時(shí)環(huán)境濕度增大10%, 相當(dāng)于環(huán)境溫度升高1 ℃對(duì)豬的影響。由此可見，豬舍過熱、過冷、潮濕、有毒有害氣體濃度偏高等不良環(huán)境條件，可導(dǎo)致豬體不適、生產(chǎn)成績(jī)下降、成活率降低，并可能誘發(fā)引起豬只感冒、腹瀉或呼吸道等疾??；2012年，四川川姣集團(tuán)從法國(guó)引進(jìn)全套生豬生產(chǎn)設(shè)備，舍內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)是其主要的亮點(diǎn)。2014年3月，課題組對(duì)集團(tuán)的法式產(chǎn)仔舍內(nèi)的氨氣、二氧化碳、硫化氫、溫度、濕度、風(fēng)速在春季的時(shí)空分布規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究與評(píng)價(jià)，現(xiàn)將研究結(jié)果報(bào)告于下，供國(guó)內(nèi)同行業(yè)參考。

1 材料與方法

1.1 時(shí)間與地點(diǎn)

研究于2014年3月25日—2014年4月1日在四川省大邑縣川姣集團(tuán)的法式產(chǎn)仔舍進(jìn)行，本產(chǎn)仔舍由法國(guó)I-TEK公司設(shè)計(jì)，并采用其全套設(shè)備。

1.2 試驗(yàn)豬舍布局

豬舍長(zhǎng)33.9 m，寬13.2 m，舍內(nèi)產(chǎn)仔欄4列式布局，共72欄。測(cè)定期間，存欄哺乳母豬65頭，均重182 kg，哺乳仔豬650頭，均重6.3 kg。舍內(nèi)有個(gè)5通道，其中中間、兩側(cè)通道為進(jìn)風(fēng)通道（通道1、通道3、通道5），其余為工人操作通道（見圖1、圖2）。

1.3 監(jiān)測(cè)位置與時(shí)間點(diǎn)

在通道2、通道3、通道4平面上選擇前中后各3個(gè)點(diǎn)，共9個(gè)點(diǎn)（見圖1中，點(diǎn)2-1、點(diǎn)2-2、點(diǎn)2-3；點(diǎn)3-1、點(diǎn) 3-2、點(diǎn) 3-3；點(diǎn) 4-1、點(diǎn) 4-2、點(diǎn) 4-3）。通道2、通道4每監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇離地面0、50、100、150 cm 共4層，通道3每監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇離地面-25、0 cm、50、100、150 cm 共5層（見圖2），每天于6:00、12:00、18:00、24:00這 4個(gè)時(shí)間段監(jiān)測(cè)舍內(nèi)環(huán)境指標(biāo)參數(shù)。

1.4 測(cè)定儀器與參數(shù)

1.4.1 深圳市科爾諾電子科技有限公司生產(chǎn)的GT-2000多功能復(fù)合氣體分析儀

氨氣：量程0～100/(mL/m3)，分辨率：0.01/(mL/m3)，檢測(cè)方式：電化學(xué)傳感器檢測(cè)。

硫化氫：量程0～100/(mL/m3)，分辨率：0.01 /(mL/m3)，檢測(cè)方式：電化學(xué)傳感器檢測(cè)。

二氧化碳: 量程0～5 000 /(mL/m3)，分辨率：1 /(mL/m3)，檢測(cè)方式：紅外吸收氣體傳感器檢測(cè)。

1.4.2 美國(guó)TSI公司的TSI 9545數(shù)字式測(cè)定儀

溫度：量程：-10～60 ℃，分辨率0.1 ℃, 檢測(cè)方式：鉑電阻RTD傳感器。

濕度：量程：0～95%，分辨率0.1%, 檢測(cè)方式：電容式傳感器。

風(fēng)速：量程：0～30 m/s，分辨率0.01 m/s, 檢測(cè)方式：熱式傳感器。

1.5 數(shù)據(jù)采集方法

圖1 產(chǎn)仔舍平面布局

每點(diǎn)待儀器測(cè)定數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，由儀器每5 s采集貯存1次，取連續(xù)3次數(shù)據(jù)平均值，作為該點(diǎn)當(dāng)天測(cè)定值，每點(diǎn)連續(xù)測(cè)定7 d作為此次試驗(yàn)的觀測(cè)值。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

用EXEL2007軟件建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，用SPSS11.5進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

1.7 均勻度計(jì)算方法

均勻度：指在對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析時(shí)，不同時(shí)間或不同測(cè)定位點(diǎn)的最高值與最低值之差的絕對(duì)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬舍內(nèi)各環(huán)境參數(shù)春季監(jiān)測(cè)結(jié)果

連續(xù)7 d監(jiān)測(cè)舍內(nèi)3個(gè)通道共39個(gè)點(diǎn)環(huán)境參數(shù)分布規(guī)律（其中通道3為新風(fēng)通道；通道2與通道4為工作通道，可代表哺乳母豬周圍空氣環(huán)境狀況），測(cè)定結(jié)果見表1，由表1可知，該舍內(nèi)哺乳母豬周圍環(huán)境參數(shù)為（通道2與通道4平均值）：氨氣20.72/(mL/m3)，硫化氫氣體0.31/(mL/m3)，二氧化碳996.14/(mL/m3)， 溫 度 22.26 ℃、 濕度66.16%，風(fēng)速0.04 m/s。除二氧化碳濃度超出20/(mL/m3)推薦值以外，其他值均在德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 18 910與Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道推薦值范圍內(nèi)。

2.2 豬舍環(huán)境參數(shù)時(shí)間分布規(guī)律分析

豬舍內(nèi)外環(huán)境參數(shù)時(shí)間分布規(guī)律見表2，測(cè)定結(jié)果表明，此豬舍內(nèi)各環(huán)境參數(shù)較穩(wěn)定，分布均勻，各種環(huán)境參數(shù)均勻度分別為：氨氣2.33/(mL/m3)、硫化氫0.12/(mL/m3)、二氧化碳 265.78/(mL/m3)、溫度 1.44 ℃、濕度7.98%、風(fēng)速0.04 m/s。各種環(huán)境參數(shù)按時(shí)間分布規(guī)律分析如下：

2.2.1 氨氣

圖2 產(chǎn)仔舍剖面圖

表1 通道3、通道2與通道4環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)結(jié)果

表2 豬舍內(nèi)外環(huán)境參數(shù)時(shí)間分布規(guī)律

由表2可知，氨氣濃度在0:00、6:00時(shí)最高，分別為18.98/(mL/m3)與 19.19/(mL/m3)； 在 12:00、18:00時(shí)濃度較低，分別為17.68/(mL/m3)與 16.86/(mL/m3)；0:00、6:00與12:00、18:00時(shí)之間差異達(dá)極顯著水平（P＜ 0.01）。 氨 氣 濃 度 按 06:00、12:00、18:00、24:00呈先降后升趨勢(shì)（見圖3）。低于GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）的28.76 /(mL/m3)，低于Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的20 /(mL/m3)。

2.2.2 硫化氫

由表2可知，硫化氫濃度在18:00時(shí)最高，達(dá)0.37/(mL/m3)，在0:00、12:00時(shí)濃度最低，均為0.25/(mL/m3)，18:00、6:00與 0:00、12:00之 間差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01），0:00與12:00之間差異不顯著（P＞0.05），硫化氫濃度時(shí)間分布趨勢(shì)（見圖4）。低于GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）7.2/(mL/m3)，低于Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的5/(mL/m3)。

2.2.3 二氧化碳

由表2可知，二氧化碳濃度在0:00、06:00、較高，分別為1 006/(mL/m3)、 1 071/(mL/m3)；在 12:00、18:00時(shí)濃度較低，分別為805/(mL/m3)、901/(mL/m3)；各時(shí)間段之間差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。二氧化碳濃度時(shí)間分布趨勢(shì)（見圖5）。此豬舍內(nèi)二氧化碳?xì)怏w比GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）722.39/(mL/m3)略高，但遠(yuǎn)低于Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的3 000 /(mL/m3)。

圖3 不同時(shí)間段的氨氣濃度

圖4 不同時(shí)間段的硫化氫濃度

圖5 不同時(shí)間段的二氧化碳濃度

圖6 舍內(nèi)外溫度時(shí)間分布規(guī)律

2.2.4 溫度

由表2可知，舍內(nèi)溫度在12:00時(shí)較高，為22.18 ℃，其余溫度均在20 ℃以上，各時(shí)間點(diǎn)之間差異極顯著（P＜0.01）。此豬舍內(nèi)受舍外溫度影響較小、溫度隨時(shí)間分布較均勻（見圖6），說明此豬舍對(duì)溫度調(diào)控能力強(qiáng)。且均在GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）18～ 22 ℃與 Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的16～24 ℃之間。24:00時(shí)，測(cè)舍內(nèi)保溫?zé)粝碌臏囟葹?2.8 ℃（乳豬局部保溫），較舍內(nèi)僅高2.06 ℃，遠(yuǎn)低于仔豬32～38 ℃溫度要求[9]。

2.2.5 濕度

由表2可知，舍內(nèi)濕度在06:00時(shí)較高，為73.2%，其余濕度均在70%左右，各時(shí)間點(diǎn)之間差異極顯著（P＞0.01）。此豬舍內(nèi)濕度較均勻，受舍外濕度影響較小（見圖7），與GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）接近,略高于Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的范圍。

2.2.6 風(fēng)速

由表2可知，在18:00、24:00時(shí)，舍內(nèi)風(fēng)速最大，分別為0.06 m/s、0.05 m/s；06:00、12:00時(shí)較低，分別為0.02 m/s、0.03 m/s；各時(shí)間點(diǎn)之間差異極顯著（P＜0.01）。此豬舍內(nèi)風(fēng)速較均勻，受舍外影響較?。ㄒ妶D8），且低于GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）0.15 m/s。說明此豬舍對(duì)風(fēng)速的調(diào)控能力強(qiáng)。

2.3 豬舍環(huán)境參數(shù)空間分布規(guī)律

空間分布規(guī)律結(jié)果見表3，經(jīng)分析表明，舍內(nèi)-25 cm處的氨氣、硫化氫、二氧化碳濃度最低，說明此處空氣質(zhì)量較好，與此通道為新風(fēng)通道有關(guān)。此豬舍內(nèi)各環(huán)境參數(shù)均勻度分別為：氨氣 2.33 /(mL/m3)、硫化氫12 /(mL/m3)、二氧化碳 265.78 /(mL/m3)、溫度1.44 ℃、濕度7.98%、風(fēng)速0.04 m/s，表明舍內(nèi)空氣分布均勻、穩(wěn)定性高，說明此豬舍環(huán)境調(diào)控能力強(qiáng)。各種環(huán)境指標(biāo)的空間分布規(guī)律分析如下：

2.3.1 氨氣

由表3可知，氨氣濃度在室外最低為4.8/(mL/m3)，其次為舍內(nèi)-25 cm處，為11.81/(mL/m3)；舍內(nèi)氨氣濃度最高位于0 cm與50 cm處，分別為19.83/(mL/m3)、19.03/(mL/m3)， 此位置為糞尿排出層，表明氨氣主要來自糞尿溢出；各層顯著性檢驗(yàn)結(jié)果見表3肩標(biāo)。所有層的氨氣濃度均低于GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）28.76 /(mL/m3)， 低 于 Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的20/(mL/m3)。各層變化趨勢(shì)（見圖9)。

2.3.2 硫化氫

圖7 舍內(nèi)外濕度時(shí)間分布規(guī)律

圖8 舍內(nèi)外風(fēng)速時(shí)間分布規(guī)律

圖9 氨氣空間分布規(guī)律

由表3可知，硫化氫濃度在0 cm處最高，為0.30/(mL/m3)，顯著高于舍內(nèi)其他層（P＜0.05），表明硫化氫主要來自糞尿溢出。50、100、150 cm處硫化氫濃度值差異不顯著（P＞0.05），均顯著高于室外（P＜0.01）。舍內(nèi)各層的硫化氫濃度均顯著低于GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）7.2 /(mL/m3)，低于 Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的5/(mL/m3)（P＜0.01）。各層變化趨勢(shì)(見圖10)。

2.3.3 二氧化碳

由表3可知，二氧化碳濃度在150、100 cm處最高，分別為1 022.18/(mL/m3)、1 007.94/(mL/m3)， 兩 者 之 間差異不顯著（P＞0.05）；其次為50、0 cm處， 分 別 為895.81/(mL/m3)、930.78/(mL/m3)，兩者之間不顯著（P＞ 0.05）；50、0 cm 處 與 150、100 cm處達(dá)差異顯著水平（P＜0.01），由此表明，二氧化碳主要由豬只呼出氣體產(chǎn)生，因它比空氣重，所以在100 cm處后，濃度不再上升。所有層的二氧化碳濃度除室外與室內(nèi)-25 cm處外，其他層均略高于GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）722.39/(mL/m3)，遠(yuǎn)低于Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的 3 000/(mL/m3)（P＜ 0.01）。 各 層變化趨勢(shì)(見圖11)。

表3 豬舍內(nèi)外環(huán)境參數(shù)空間分布規(guī)律

圖10 硫化氫氣體空間分布規(guī)律

圖11 二氧化碳?xì)怏w空間分布規(guī)律

圖12 溫度空間分布規(guī)律

圖13 濕度空間分布規(guī)律

圖14 風(fēng)速空間分布規(guī)律

2.3.4 溫度

由表3可知，舍內(nèi)最高溫度位于150 cm處，為22.44 ℃，極顯著高于其他各層（P＜0.01）。其次為100 cm處，為21.82 ℃,極顯著高于50、0 cm處（P＜0.01）；50、0 cm處溫度分別為21.20、20.88 ℃，但兩處差異不顯著（P＞0.05）；以上空氣分布表明符合熱空氣位于冷空氣上方規(guī)律。舍內(nèi)各層溫度且均在GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）18 ～ 22 ℃與 Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的16～24 ℃之間。各層變化趨勢(shì)(見圖12)。

2.3.5 濕度

由表3可知，舍內(nèi)濕度位于-25 cm處最高，為71.05%，與其他層達(dá)差異極顯著水平（P＜0.01）；濕度最低處為150 cm處，為66.45%，與50 cm處、-25 cm處達(dá)差異極顯著水平（P＜0.01），可能與此層溫度較高有關(guān)系；各層差異比較見表3。舍內(nèi)除-25 cm處 外， 與 GB/T 17824.3-2008（ 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）接近,略高于Hongwei Xin（2014）北京研討會(huì)報(bào)道的范圍。各層變化趨勢(shì)(見圖13)。

2.3.6 風(fēng)速

由表3可知，風(fēng)速舍外最高，達(dá)0.28 m/s，極顯著高于舍內(nèi)其他各層（P＜0.01）；舍內(nèi)隨著高度增加，風(fēng)速依次降低；舍內(nèi)風(fēng)速最高為-25 cm處，為0.09 m/s，極顯著高于舍內(nèi)各層（P＜0.01）， 最 低 處 為 100、150 cm 處，均為0.02 m/s。各層風(fēng)速的變異系數(shù)較大，但均低于GB/T 17824.3-2008（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）0.15 m/s。各層變化趨勢(shì)(見圖14)。

3 討論與分析

3.1 法式豬舍的環(huán)境調(diào)控能力較理想

通過連續(xù)、系統(tǒng)、全面的環(huán)境參數(shù)測(cè)試，表明法式豬舍的環(huán)境控制能力較強(qiáng)，所有環(huán)境參數(shù)中，除二氧化碳指標(biāo)略高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外，其他指標(biāo)均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)?；i場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理》（GB/T 17824.3-2008）以及Hongwei Xin （Endowed Professor，Iowa State University，2014北 京 ）北京研討會(huì)報(bào)道的環(huán)境參數(shù)指標(biāo)，且舍內(nèi)溫度與風(fēng)速受舍外影響極小，說明此豬舍的環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)比較理想，所以尚需要對(duì)法式豬舍的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)行研究，對(duì)其環(huán)境工程控制原理進(jìn)行剖析，以消化、吸收、創(chuàng)新有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的環(huán)境控制工藝，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣。

3.2 法式豬舍尚應(yīng)控制的環(huán)境參數(shù)

連續(xù)7 d測(cè)試豬場(chǎng)內(nèi)環(huán)境參數(shù)，參考Hongwei Xin先生提供的環(huán)境參數(shù)指標(biāo)，在所測(cè)指標(biāo)中，尚有氨氣及風(fēng)速超指標(biāo)現(xiàn)象。其中氨氣共測(cè)定3 249次，其中有985次超標(biāo)，占所測(cè)總次數(shù)的30.32%；風(fēng)速共測(cè)定2 688次，超標(biāo)176次，占所測(cè)總次數(shù)的6.55%。由此可見，氨氣及風(fēng)速是豬舍中不穩(wěn)定因素，尚應(yīng)加強(qiáng)此指標(biāo)的控制。另外由于產(chǎn)仔舍內(nèi)沒有仔豬保溫箱，盡管有紅外線保溫?zé)簦溉樽胸i局部溫度尚不能達(dá)到其生長(zhǎng)發(fā)育需求，建議此豬舍改進(jìn)乳豬局部保溫措施。

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