新型節(jié)能環(huán)保豬舍及其環(huán)境評價

■遠德龍 于光輝 孫朋朋 宋春陽 宋修瑜

（1.青島農業(yè)大學動物科技學院，山東青島 266109；2.青島派如環(huán)境科技有限公司，山東青島 266216）

遺傳、營養(yǎng)和環(huán)境是影響豬生長的重要因素。該研究將新型環(huán)境控制工藝技術應用于豬生產的全過程，使生豬養(yǎng)殖業(yè)隨著科技的發(fā)展進步發(fā)生了質的變化，豬場環(huán)境也得到有效改善，經(jīng)濟效益明顯提高。試驗以青島派如環(huán)境科技有限公司生產的新型節(jié)能環(huán)保豬舍為研究對象，通過對豬舍內外溫度、濕度、有害氣體濃度以及通風量等數(shù)據(jù)進行測定分析，對新型豬舍環(huán)境控制功能進行評價，從而為生豬規(guī)?；?、標準化養(yǎng)殖創(chuàng)造有利的條件。

1 新型節(jié)能環(huán)保豬舍建造技術

1.1 新型節(jié)能環(huán)保豬舍構成

新型節(jié)能環(huán)保豬舍，也稱積木式節(jié)能環(huán)保豬舍，該節(jié)能環(huán)保豬舍主要由可移動式鋼構蓄糞池，可拆裝式保溫隔熱墻面板、屋面板，全自動環(huán)境控制系統(tǒng)，全自動飲水飼喂設備及糞污發(fā)酵設備等組成。

1.1.1 可移動蓄糞池

采用豬舍專用型材或普通H型鋼材制作豬舍蓄糞池，蓄糞池的最大長度14 m，最大寬度6～7 m(非移動豬舍尺寸可加大），保育、產房蓄糞池深0.6 m，其他豬舍池深0.8 m，蓄糞池做密封、防腐和隔熱保溫處理，蓄糞池上方鋪設全漏縫塑料地板。鋼構蓄糞池可實現(xiàn)工廠化生產，大大節(jié)約了建造成本，豬舍設置漏縫地板，采用尿液泡糞工藝，不需要人工清糞，節(jié)省了人工成本，同時不需要用水沖欄，大大減少污水產生，從根本上解決污染問題。

1.1.2 保溫隔熱墻面和屋面

墻面板和屋面板采用特質彩鋼聚苯復合板，彩鋼板厚度0.5 mm，墻面苯板100 mm，屋面苯板150 mm，密度達18 kg/m3以上（其他質材能滿足保溫隔熱效果的保溫板亦可）。要求豬舍做好密封性，這樣的豬舍冬暖夏涼，匹配全自動環(huán)境控制系統(tǒng)，就可實現(xiàn)冬天不用燒煤取暖，夏天不用濕簾降溫，降低了冬天取暖和夏天降溫的運行成本。

1.1.3 智能全自動環(huán)境控制系統(tǒng)

采用變速風機和智能環(huán)境控制器，組成全自動智能環(huán)境控制系統(tǒng)，變速風機轉速范圍為0～1 400 r/min，智能環(huán)境控制器可以根據(jù)舍內環(huán)境溫度需要，設定溫度值和溫度偏差，舍內自動感應探頭采集溫度數(shù)據(jù)，通過智能環(huán)境控制器PC機，調整變速風機轉速來自動調節(jié)通風量，以維持舍內恒溫。即當舍內溫度升高時，變速風機轉速自動加快，增加通風量，舍內多余熱量被排出，使舍內溫度降低至設定值；當舍內溫度降低時，變速風機轉速自動降低，減小通風量，利用豬體余熱，使舍內溫度升高至設定值。豬體產生的余熱都聚集在舍內上部，而氨氣等有害氣體，都是舍內下部地面和蓄糞池中糞污產生的，我們在漏糞地板底部和蓄糞池液面間設置通風管道，并在通風管道上按一定比例距離設通風口，以保證整棟豬舍的廢氣排出均勻。因此，排風機與設在漏縫地板下方的通風管道連接，而進風口可直接設在豬舍墻面頂部或在豬舍頂部單獨設進風道，進風道也需要按照一定比例距離開通氣口，以保證整棟豬舍進氣均勻。在春秋冬季節(jié)，當舍內氨氣等有害氣體被從底部通風管道排出，在負壓作用下，舍外新鮮空氣從舍內上部的進風口或進風管道進入舍內，首先與舍內頂部的豬體余熱進行熱交換后下降到豬體位置，最后從漏縫地板下方排風管道排出舍外，形成了進風下排風的立體通風。實現(xiàn)了冬天不用燒煤取暖，徹底解決了冬季通風與保溫的矛盾，節(jié)約了燃煤，避免燃煤對大氣污染和爐渣對環(huán)境污染，同時節(jié)省了鍋爐工人工成本；夏天只要把豬群產生的熱量排出舍外，并根據(jù)舍內溫度通過加大通風量的方式來降低豬群體感溫度，實現(xiàn)夏天降溫，避免夏天水簾降溫產生的濕熱空氣，對豬群的健康危害。變速風機與環(huán)境控制器的智能化，一年四季24 h持續(xù)的排風換氣形成舍內外空氣微循環(huán)，使舍內的氨氣等有害氣體被徐徐排出，在保持舍內恒溫的前提下，改善了舍內空氣質量，為豬群提供了一個良好的舒適生長環(huán)境，避免豬群因春秋冬季節(jié)通風換氣產生的冷應激，豬群健康，抗生素用量大大減少，降低了藥殘，提高了肉品質量，食品安全從根本上得到了保證，同時飼料轉化率得以提高，節(jié)省飼料成本，提供養(yǎng)殖效益。

1.1.4 全自動飲水和飼喂設備

采用全自動泉涌式飲水器，該飲水器可根據(jù)豬的需求，設置不同的飲水水位深度，當水位低于設置水位，飲水器自動進水；當水位達到設置水位時，飲水器自動停止供水。智能泉涌式飲水器不僅減少了水資源浪費，同時減輕了污水處理負擔；采用絞龍或塞盤式自動投料設備，可根據(jù)豬群不同的生長階段設置自動投料，大大降低了勞動強度和勞動成本，同時也節(jié)約了飼料成本和喂料應激。

1.1.5 豬糞發(fā)酵設施

豬糞發(fā)酵設施有兩種，一是先將糞污固液分離，固態(tài)糞便采用全封閉塔式發(fā)酵罐，進行好氧攪拌發(fā)酵處理；液態(tài)糞便采用罐狀發(fā)酵池或混凝土發(fā)酵池進行曝氣耗氧發(fā)酵處理。這樣糞污經(jīng)過分別好氧發(fā)酵處理，做成固體有機肥和液體有機肥；第二種方法是直接建設一個半封閉的隧道式發(fā)酵池，發(fā)酵池的底部預留余液泄露管道和打氣管道，采用立式絞龍攪拌機，以節(jié)約用電，攪拌機主軸帶有進氣管道，邊攪拌邊打氣，發(fā)酵均勻速度快，發(fā)酵池內預先裝上木粉、稻殼或經(jīng)過粉碎的秸稈等填充料，將糞污直接噴灑到填料上，并進行耗氧攪拌發(fā)酵，發(fā)酵池底部泄露的液體糞污，被余液存儲池內的污水泵，循環(huán)噴灑至發(fā)酵池內，這樣糞污將會100%做成有機肥，實現(xiàn)豬場糞污零排放。

1.2 新型節(jié)能環(huán)保豬舍優(yōu)點

該新型豬舍設施配套完善，豬舍蓄糞池可工廠化生產，能大大節(jié)約建筑成本；墻面屋面隔熱保溫板和全自動環(huán)境控制設備及特殊的通風結構，可實現(xiàn)冬天不用燒煤取暖，夏天不用濕簾降溫，減少能量消耗，既節(jié)能又環(huán)保；舍內環(huán)境實現(xiàn)自動控制，為豬群提供舒適的生長環(huán)境，減少藥物等使用量，降低了藥殘，從養(yǎng)殖環(huán)節(jié)提高了肉品質量，保證食品安全；全自動飼喂設備減少了人工成本和飼料消耗；糞污不損壞土地，環(huán)境無污染，100%成為有機肥，實現(xiàn)豬場糞污零排放，豬場可持續(xù)發(fā)展成為可能。

2 新型節(jié)能環(huán)保豬舍環(huán)境評價

2.1 試驗豬舍選擇

試驗選擇威海市西樓集團養(yǎng)殖場引進的青島派如環(huán)境科技有限公司生產的該新型積木式節(jié)能環(huán)保豬舍作為研究對象。豬舍基本情況見表1。

表1 試驗豬舍基本情況

2.2 測定指標與方法

試驗測定2012年12月～2013年11月（試驗期）中每周二8：00、14：00、20：00的即時溫度、濕度、風速、氨氣濃度等指標。豬舍外溫度用溫度計測定；豬舍內溫度、風速、氨氣濃度等根據(jù)智能環(huán)境控制器顯示數(shù)據(jù)讀取記錄，電費、燃煤費依據(jù)2013年度該新型試驗豬舍實際使用量計算。

2.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003預處理，采用統(tǒng)計軟件SPSS 17.0的單因素方差分析（One-way ANOVA）過程進行數(shù)據(jù)分析，用LSD法進行多重比較，統(tǒng)計顯著性水平為P＜0.05。試驗數(shù)據(jù)以“平均值±標準差”表示。

2.4 結果與分析

2.4.1 冬春季節(jié)試驗豬舍環(huán)境控制測定結果（見表2）

表2 冬春季節(jié)試驗豬舍環(huán)境控制測定結果

由表2可知，冬春季節(jié)豬舍外溫度8：00與14：00、14：00與20：00比較均差異極顯著(P＜0.01)、8：00與20：00比較差異不顯著。豬舍內溫度設定值為（23.00±1.00）℃，3個時間點豬舍內溫度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，濕度呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，風機風速呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，氨氣濃度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，但豬舍內溫度、濕度、風速、氨氣濃度均差異不顯著（P＞0.05）。2.4.2 夏秋季節(jié)試驗豬舍環(huán)境控制測定結果（見表3）

表3 夏秋季節(jié)試驗豬舍環(huán)境控制測定結果

由表3可知，夏秋季節(jié)，室外溫度變化較大，8：00與14：00比較差異極顯著（P＜0.01）8：00與20：00比較差異顯著（P＜0.05）,14：00與20：00比較差異不顯著。豬舍內部溫度設定值為（23.00±1.00）℃，3個時間點間均差異不顯著，豬舍內濕度呈現(xiàn)先下降后平穩(wěn)的趨勢，3個時間點間差異不顯著；豬舍內風速呈現(xiàn)先上升，后下降的趨勢，且8：00與14：00、14：00與20：00比較差異均達到極顯著水平（P＜0.01），8：00與20：00之間比較差異不顯著。氨氣濃度呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，且8：00與14：00、14：00與20：00比較均差異極顯著（P＜0.01），8：00與20：00比較差異不顯著。

2.4.3 試驗豬舍電費、燃煤費使用情況

試驗期新型試驗豬舍與傳統(tǒng)豬舍電費、燃煤費使用情況分別見表4、表5，由表4可知，試驗豬舍額外費用主要為風機耗電所產生的電費，滿足豬舍內設定溫度值時，冬季不需要燒煤取暖。

表4 試驗期新型試驗豬舍電費、燃煤費使用情況

表5 試驗期傳統(tǒng)豬舍電費、燃煤使用情況

2.5 討論

2.5.1 試驗豬舍溫度環(huán)境控制評價

目前，傳統(tǒng)豬舍環(huán)境控制技術主要分夏季防暑降溫與冬季保溫通風，畜舍的防暑降溫主要從兩方面體現(xiàn)：即減少產熱和增加散熱。加強畜舍外圍護結構的隔熱設計是畜舍防暑降溫的基礎，合理利用自然通風與機械通風，實行綠化和遮陽，減少太陽輻射，以實現(xiàn)自身結構的防暑降溫設計；其次在炎熱的夏季需要增加人工降溫措施，包括濕簾風機降溫、噴水噴霧降溫、地面灑水降溫、空調降溫、地源熱泵降溫等，或者通過減少飼養(yǎng)密度，來減少熱量的產生。肖良榮等（2001）研究發(fā)現(xiàn)濕簾風機系統(tǒng)可使豬舍降溫幅度達到 5～7℃，同時蚊蠅明顯減少，畜舍環(huán)境大大改善。曹丹等（2010）研究表明，采取立體降溫的豬舍比自然通風的豬舍至少低2.25℃，同時育肥豬日增重提高 13.9%，飼料轉化率提高 8.4%。但是極大地增加了豬舍的相對濕度，使豬體自身散熱更加困難，同時有利于病原微生物的滋生，提高了豬群患病的風險。

畜舍冬季保溫通風亦主要從兩方面呈現(xiàn)：即加強保溫和增加供暖。加強保溫主要從畜舍的墻體材料、隔熱設計、日常管理工作方面來實現(xiàn)；增加供暖主要從增大豬群飼養(yǎng)密度、加蓋塑料暖棚、運用紅外線燈、電熱板或地暖等人工供暖方式進行。劉春燕等（2003）試驗結果表明大棚豬舍在溫濕度、氣流、有害氣體要求等方面均優(yōu)于有窗磚結構豬舍；周道雷等（2005）研究表明暖床能有效地滿足哺乳仔豬的躺臥行為；李娜等（2010）比較地熱舍、發(fā)酵床舍和熱風供暖舍指出，最為經(jīng)濟實用的是地熱舍，其溫度高、濕度低、豬生長速度快；其次是發(fā)酵床舍，而不建議應用熱風供暖舍。

威海市地處山東半島最東部屬北暖溫帶季風型大陸性氣候，試驗豬舍研究表明，夏季不使用濕簾降溫系統(tǒng)，冬季不使用燒煤取暖提高舍溫?？梢钥闯?，一年四季試驗豬舍外溫度變化隨氣溫變化而變化顯著，但豬舍內溫度在自身控制系統(tǒng)的影響下，始終維持在（23.00±1.00）℃的設定值，這說明豬舍建筑材料保溫隔熱效果良好，環(huán)境溫度控制系統(tǒng)精準可靠。

2.5.2 試驗豬舍濕度環(huán)境控制評價

濕度對豬只的影響是建立在溫度基礎上的，主要表現(xiàn)在豬的蒸發(fā)散熱方面，夏季高溫的情況下，蒸發(fā)散熱的快慢取決于濕度的大小。在溫度適宜的范圍內，即使相對濕度相對較高，對生產性能也無明顯影響。研究表明，豬舍濕度不宜過高，高濕有利于病原微生物的繁殖，削弱豬只的抵抗力，患皮膚病的風險增加；豬舍濕度也不宜過低，低濕容易導致豬只皮膚干裂、豬舍粉塵過多；豬舍的濕度一般控制在60%～80%為宜（張俊輝等，2012），而保育豬宜維持在60%～70%（顏培實等，2011）；環(huán)境濕度對豬的體溫有顯著影響（汪開英，2003），當環(huán)境溫度低于25℃時，相對濕度對豬的生長性能沒有顯著的影響；當環(huán)境溫度為30℃時，相對濕度從20%上升至90%，日增重即下降16%；當環(huán)境溫度高于33℃時，相對濕度從30%上升至80%時，日增重即下降29%，料重比增加21%（邵燕華，2002）。本研究豬舍相對濕度維持在60%左右且不受外界溫度、風速的影響，環(huán)境相對濕度適宜，利于豬群健康成長。

2.5.3 試驗豬舍風速環(huán)境控制評價

豬體感覺氣流的舒適程度直接取決于外界環(huán)境促使豬向環(huán)境中取得（或釋放）熱量的難易程度。氣流的主要作用是排除舍內有害氣體和影響豬體的散熱（Ki Youn Kim等，2007）。氣流對豬的影響主要體現(xiàn)在有效環(huán)境溫度上，有效環(huán)境溫度的高低取決于溫度、濕度與氣流等因素。高溫情況下，氣流越高，有效環(huán)境溫度越低，豬的對流散熱越容易，豬對高氣流的感覺是涼爽的；低溫情況下，氣流越高，有效環(huán)境溫度更低，豬體感覺到的環(huán)境更冷，應激更大。本研究新型試驗豬舍采取上進風下排風的方式，變速風機受智能環(huán)境控制器的控制，始終維持圈舍內溫度、相對濕度穩(wěn)定，控制模式見圖1。室外新鮮空氣從舍內上部的進風口進入舍內，與舍內頂部的豬體余熱，熱交換后下降到豬體位置，再從漏縫地板下方排出舍外，從而減少了豬群對氣流、溫度的應激。

圖1 智能風速環(huán)境控制模式

2.5.4 試驗豬舍氨氣濃度環(huán)境控制評價

豬舍內NH3、H2S等有害氣體主要來源是豬的呼吸、糞尿和飼料的腐敗分解，其中NH3來源于豬舍含氮有機物的分解，具有刺激性的臭味；主要作用于豬呼吸道黏膜和眼結膜，濃度較低時，不會對豬產生不良的影響，但長期處于此種環(huán)境，會使豬抵抗力下降，發(fā)病率升高，采食量降低，料重比升高（Banhazi等，2008）。高濃度NH3還能夠引起豬結膜炎、角膜炎和支氣管炎等疾病。Crober（1998）研究認為，NH3對豬產生影響的最小濃度是25 mg/kg，當達到100 mg/kg時對生產性能可產生顯著影響。張文博等（2001）將后備母豬(10～28周齡)飼養(yǎng)在不同氨氣濃度(5.7 mg/kg和19.7 mg/kg)的環(huán)境下，結果低濃度環(huán)境下的后備母豬發(fā)情率顯著高于高濃度環(huán)境下的后備母豬（P＜0.05）。本研究中，試驗豬舍氨氣濃度極大值為12 mg/kg，平均為（7.70±1.68）mg/kg，極顯著低于NH3對豬產生影響的最小濃度。表明該試驗豬舍內氨氣濃度極低，下排風的技術改進利于氨氣等有害氣體的排出，利于豬群健康。

2.5.5 試驗豬舍效益分析

新型試驗節(jié)能環(huán)保豬舍為一棟320頭的全密封環(huán)保保育豬舍，無濕簾降溫無鍋爐加熱等防暑保溫措施，滿足豬舍內設定溫度值時，單從能源方面來看，與傳統(tǒng)豬舍所耗電費、燃煤費相比一棟豬舍成本即可節(jié)約2 116.38元，能源成本降低73.26%。

3 小結

積木式節(jié)能豬舍工廠化生產完全能夠降低豬舍建造成本，優(yōu)良的隔熱保溫性能和全自動的環(huán)控系統(tǒng)，完全能夠實現(xiàn)節(jié)能目的；全自動飼喂設備，降低了勞動強度，糞便處理設施，可以使豬場實現(xiàn)零排放，完全能夠實現(xiàn)豬場可持續(xù)發(fā)展的目的。積木式節(jié)能環(huán)保豬舍，不僅改善了豬的生長環(huán)境，同時也從根本上解決了藥殘超標難題，食品安全從源頭上得到保證。

通過對積木式節(jié)能環(huán)保豬舍舍內外溫度、相對濕度、風速、氨氣濃度以及經(jīng)濟效益分析認為，積木式節(jié)能環(huán)保豬舍不僅能夠滿足夏季不用濕簾降溫，冬季不用燒煤取暖的條件，而且智能控制系統(tǒng)穩(wěn)定、精確，能夠及時根據(jù)舍內溫度控制風量和風速，采用24 h連續(xù)通風模式，上進下排的立體通風方式，在保持舍內恒溫的前提下，形成舍內外空氣微循環(huán)，保持豬群健康生長環(huán)境，提高食品安全質量、減少環(huán)境污染和節(jié)省飼養(yǎng)成本具有重要意義，也十分具有推廣價值。

（參考文獻13篇，刊略，需者可函索）