寒區(qū)奶牛舍環(huán)境溫濕度、粉塵和氣載細(xì)菌的季節(jié)性變化及其相關(guān)性研究

高玉紅，郭建軍，李宏雙，邱殿銳，李曉濱，吳廣軍，李建國(guó)

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，保定 071001； 2.承德市畜牧研究所，承德 067000)

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寒區(qū)奶牛舍環(huán)境溫濕度、粉塵和氣載細(xì)菌的季節(jié)性變化及其相關(guān)性研究

高玉紅1*，郭建軍2，李宏雙1，邱殿銳2，李曉濱2，吳廣軍2，李建國(guó)1

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，保定 071001； 2.承德市畜牧研究所，承德 067000)

摘要：本試驗(yàn)旨在研究奶牛舍環(huán)境參數(shù)的季節(jié)性變化及參數(shù)間的相關(guān)性。選擇河北省寒區(qū)4種建筑形式的奶牛舍，對(duì)溫濕度、粉塵濃度和氣載細(xì)菌總數(shù)分別采用連續(xù)記錄法、定點(diǎn)定時(shí)測(cè)定法以及培養(yǎng)計(jì)數(shù)法進(jìn)行4個(gè)季節(jié)的檢測(cè)與分析。結(jié)果表明，4個(gè)季節(jié)牛舍溫度均表現(xiàn)出中午高、早晚低的規(guī)律性變化，而相對(duì)濕度則表現(xiàn)為相反的規(guī)律，夏季所有牛舍溫濕指數(shù)均超過72，寒區(qū)奶牛舍的夏季防暑需重視。牛舍內(nèi)粉塵PM10和PM2.5濃度分別達(dá)28.5～211.5和1.9～44.2 μg·m-3，在任何季節(jié)4種牛舍的粉塵(PM10和PM2.5)濃度之間差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)，PM10季節(jié)性明顯，夏季最高，冬季最低，且PM10與溫度間表現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05，r=0.60)，與相對(duì)濕度不存在顯著相關(guān)性(P>0.05)。4種牛舍的氣載需氧菌總數(shù)達(dá)1 804～4 944 CFU·m-3，在任何季節(jié)各舍間差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，且與溫度、相對(duì)濕度間均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05，溫度r=0.49，相對(duì)濕度r=0.56)。從需氧菌與粉塵的相關(guān)性可知，需氧菌總數(shù)與PM10濃度表現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01，r=0.80)?？梢姡纳婆Ｉ岘h(huán)境需綜合考慮溫濕度、粉塵和氣載細(xì)菌等環(huán)境參數(shù)間的相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：奶牛；環(huán)境；粉塵；細(xì)菌；溫濕度

隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，奶牛健康和產(chǎn)品安全越來(lái)越受到人們的關(guān)注，改善奶牛養(yǎng)殖環(huán)境的呼聲也越來(lái)越高。溫濕度是影響奶牛環(huán)境的主要因素，多年來(lái)有關(guān)奶牛溫濕環(huán)境的研究一直是國(guó)內(nèi)外的熱點(diǎn)[1-5]。但實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境往往是多種因素相互作用的結(jié)果[6]。除了溫濕度，環(huán)境中細(xì)菌和粉塵濃度也是影響奶牛環(huán)境的重要因素。

河北省北部山區(qū)冬季寒冷，夏季涼爽，2013年河北省奶牛產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)[7]，該地區(qū)多年來(lái)奶牛舍的設(shè)計(jì)主要側(cè)重于冬季保溫，牛舍的密閉程度較高，再加上通風(fēng)系統(tǒng)的不完善，很容易導(dǎo)致舍內(nèi)環(huán)境中微生物和粉塵含量的增加，空氣質(zhì)量下降，并且通過氣體交換向周圍環(huán)境傳播散布，造成動(dòng)物源性生物污染，特別是致病菌和選擇性致病菌可對(duì)人類和動(dòng)物健康構(gòu)成威脅。已有研究證明，懸浮于空氣中的粉塵(PM10和PM2.5)往往攜帶大量的細(xì)菌、病毒以及其他的有害物質(zhì)如重金屬和揮發(fā)性有機(jī)化合物等，長(zhǎng)期或者短期暴露在粉塵污染的環(huán)境中，容易引起飼養(yǎng)員和動(dòng)物的上呼吸道疾病、慢性支氣管炎及其他呼吸道炎癥[8-10]。目前雖然國(guó)外有關(guān)于牛舍中氣載細(xì)菌數(shù)量和粉塵濃度的零星報(bào)道[11-15]，但兩者之間的相關(guān)性研究鮮有報(bào)道。本研究選擇河北省北部寒區(qū)4種典型的奶牛舍，通過對(duì)4個(gè)季節(jié)舍內(nèi)環(huán)境中溫濕度、粉塵以及氣載細(xì)菌的檢測(cè)，分析寒區(qū)奶牛舍環(huán)境參數(shù)的季節(jié)性變化，并對(duì)參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究，為奶牛的養(yǎng)殖環(huán)境改善提供可靠的數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)牛舍

選擇河北省承德市豐寧縣3個(gè)奶牛場(chǎng)中4種有代表性的奶牛舍，奶牛舍的建筑形式和特點(diǎn)如表1所示。4種奶牛舍均設(shè)有舍外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，舍內(nèi)通往運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的大門分別設(shè)在兩側(cè)縱墻中央，奶牛可自由出入運(yùn)動(dòng)場(chǎng)；每天全混日糧投喂3次，即，早上06:00-07:00、中午14:00-15:00和晚上18:00-19:00，自由采食。除了舍內(nèi)采食飼料，大多數(shù)奶牛停留在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，但冬季夜晚部分奶牛選擇進(jìn)舍躺臥。4種牛舍地面均為混凝土實(shí)體地面，舍內(nèi)清糞方式采用刮糞車清糞，每天清糞1次，奶牛隨時(shí)排泄的糞便人工及時(shí)清除，地面基本無(wú)糞便積存。4種牛舍的通風(fēng)方式均為自然通風(fēng)。

1.2試驗(yàn)方法和儀器

試驗(yàn)選擇在2013-2014年的4個(gè)季節(jié)進(jìn)行，即春季的4月19-25日、夏季的7月18-24日、秋季的9月20-26日以及冬季的1月11-17日，每個(gè)季節(jié)4種牛舍的環(huán)境溫度、濕度、粉塵和氣載細(xì)菌同步連續(xù)檢測(cè)1周，以評(píng)價(jià)舍內(nèi)各參數(shù)的季節(jié)性變化，并對(duì)各參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析。

空氣環(huán)境中氣載需氧菌總數(shù)和粉塵(PM2.5和PM10)濃度檢測(cè)采用均勻布點(diǎn)原則，在飼料通道和牛欄內(nèi)均勻布置12～20個(gè)點(diǎn)，檢測(cè)高度均為1.2 m，檢測(cè)時(shí)間選擇3個(gè)時(shí)段，即早上07:00-08:00、中午12:00-13:00和晚上18:00-19:00。溫濕度檢測(cè)選擇牛舍中央的位置進(jìn)行晝夜連續(xù)檢測(cè)。

溫濕度檢測(cè)的儀器采用法國(guó)的KTH-350-I型電子溫濕度記錄儀，每0.5 h記錄1次；粉塵檢測(cè)的儀器采用DT-9881M型塵埃計(jì)數(shù)器；細(xì)菌采樣器采用FKC-1型浮游微生物采樣器，采樣流量100 L·min-1，每個(gè)采樣點(diǎn)采集1 min，采集細(xì)菌后的瓊脂培養(yǎng)基放在37 ℃培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)48 h后菌落計(jì)數(shù)。

表1　被測(cè)奶牛舍的建筑特點(diǎn)

夏季溫?zé)岘h(huán)境的評(píng)價(jià)采用國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的溫濕指數(shù)(THI)指標(biāo)，具體計(jì)算公式[16]：

THI=(1.8×AT+32)-

(0.55-0.55×RH/100)×(1.8×AT-26)

式中，THI 表示溫濕度指數(shù)；AT 表示攝氏溫度， ℃；RH 表示相對(duì)濕度，%。

1.3數(shù)據(jù)處理

用SPSS(Statistics Version 17.0，SPSS Inc.)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差和相關(guān)性分析，多重比較采用LSD 法進(jìn)行分析。

2結(jié)果

2.1牛舍環(huán)境的溫濕度晝夜連續(xù)變化和季節(jié)性變化

4個(gè)季節(jié)不同建筑形式奶牛舍的內(nèi)外環(huán)境溫濕度晝夜連續(xù)變化如圖1所示。各季節(jié)4種牛舍的溫度變化規(guī)律基本一致(大跨度有窗舍4的冬季溫度除外)，均表現(xiàn)為中午高、早晚低的變化規(guī)律，而各季節(jié)4種牛舍的相對(duì)濕度則表現(xiàn)為相反的變化趨勢(shì)，即中午低、早晚高的規(guī)律，這與前期對(duì)肉牛舍環(huán)境溫濕度的研究結(jié)果相一致[17]。

牛舍環(huán)境溫濕度的季節(jié)性變化很明顯(圖1)，各季節(jié)牛舍溫度的晝夜變化范圍分別為4.89～22.75 ℃(春)、19.90～30.70 ℃(夏)、10.46～22.32 ℃(秋)和-14.40～1.30 ℃(冬)，而相對(duì)濕度的變化范圍則分別為23.8%～79.3%(春)、53.0%～95.5%(夏)、46.2%～92.8%(秋)和26.2%～94.9%(冬)，從各季節(jié)4種舍的溫濕度平均值可以得出，環(huán)境溫度和相對(duì)濕度的季節(jié)性變化規(guī)律：夏>秋>春>冬和夏>秋>冬>春。

從圖1也可以看出，建筑形式對(duì)牛舍環(huán)境溫度和濕度的影響在不同季節(jié)表現(xiàn)出不同程度的差異，冬季尤為明顯，其次是春季。大跨度有窗舍4的保溫性能相對(duì)較好，冬季平均溫度可達(dá)到-0.4 ℃，比舍1、舍3和舍2分別高7.5 ℃、6.8 ℃和4.6 ℃，而舍外平均溫度只有-7.9 ℃，而且舍4晝夜溫差較小，日較差只有2.3 ℃，但該舍的相對(duì)濕度也較高，平均濕度達(dá)到79.5%，且00:00-09:30期間舍4的相對(duì)濕度超過85%，已經(jīng)超過國(guó)家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值(≤80%，NY/T 388-1999)，甚至最高可達(dá)94.5%(早上04：00)，而其他3種舍在所有時(shí)間點(diǎn)的相對(duì)濕度均低于80%，平均濕度只有53.9%，接近于舍外平均濕度(50.9%)。此外，夏秋兩個(gè)季節(jié)不同建筑形式牛舍的晝夜溫濕度變化基本一致。

2.2夏季牛舍THI的晝夜連續(xù)變化

夏季4種牛舍內(nèi)外的THI晝夜連續(xù)變化曲線如圖2所示，4種舍的THI變化趨勢(shì)基本一致，THI變化范圍為67.0～79.0，各舍內(nèi)外的平均THI分別達(dá)到74.1(舍1)、74.2(舍2)、73.6(舍3)、75.3(舍4)和75.1(舍外)，舍4略高于其他3種舍。從圖2曲線也可看出，在04：30-06：00期間的THI處于低值范圍，隨著時(shí)間的推移，THI逐漸增加，達(dá)11：00左右曲線趨于平緩，一直持續(xù)到18：00左右，然后又緩慢下降。

圖1　不同季節(jié)奶牛舍溫濕度的晝夜連續(xù)變化曲線Fig.1　Diurnal continuous curves of temperature and relative humidity of cowsheds in different seasons

圖2　夏季奶牛舍THI的晝夜連續(xù)變化曲線Fig.2　Diurnal continuous curves in THI of cowsheds in summer

2.3牛舍環(huán)境中粉塵濃度的季節(jié)性變化

4個(gè)季節(jié)牛舍環(huán)境中兩種粉塵(PM2.5和PM10)的濃度如圖3所示。各季節(jié)牛舍空氣環(huán)境中的PM10濃度明顯高于PM2.5濃度，PM10和PM2.5濃度分別達(dá)到28.5～211.5和1.9～44.2 μg·m-3。不管是PM10還是PM2.5，在任何季節(jié)不同建筑形式的4種牛舍粉塵濃度之間均表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05)。另外，牛舍建筑形式對(duì)PM10的影響在不同季節(jié)表現(xiàn)出基本相似的規(guī)律(夏季除外)，舍4的PM10濃度最高，舍1濃度最低，舍4的PM10濃度在各季節(jié)是其他3種舍的1.1～3.4倍(春)、1.5～3.1倍(夏)、1.4～2.4倍(秋)和2.3～4.7倍(冬)，而牛舍建筑形式對(duì)PM2.5濃度的影響并未隨季節(jié)的變化表現(xiàn)出一致的規(guī)律性，只在冬春兩個(gè)季節(jié)表現(xiàn)出和PM10相似的變化趨勢(shì)。

從季節(jié)對(duì)兩種粉塵的影響程度可以看出，PM10濃度的季節(jié)性較PM2.5明顯。各牛舍不同季節(jié)PM10濃度的粗略比較結(jié)果為：舍1，夏>秋>春>冬；舍2，夏>秋≈春>冬；舍3，春≈秋>夏>冬；舍4，夏>秋>春≈冬，可見，不管何種建筑形式的牛舍，夏季的PM10濃度不同程度的高于冬季，而PM2.5濃度卻未表現(xiàn)出一致的季節(jié)性。

2.4牛舍環(huán)境中氣載需氧菌總數(shù)的季節(jié)性變化

4個(gè)季節(jié)牛舍的氣載需氧菌總數(shù)變化如圖4所示，各季節(jié)舍內(nèi)的需氧菌總數(shù)分別達(dá)到2 112～3 603 CFU·m-3(春)、2 381～4 944 CFU·m-3(夏)、2 096～4 270 CFU·m-3(秋)和1 804～3 845 CFU·m-3(冬)。不同建筑形式的牛舍內(nèi)需氧菌總數(shù)在各個(gè)季節(jié)均表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05)，而且舍4的需氧菌總數(shù)在各季節(jié)不同程度的高于其他舍(春季舍1除外)，分別是其他3種舍的1.0～1.7倍(春)、1.1～2.1倍(夏)、1.2～2.0倍(秋)和1.3～2.1倍(冬)。 但不同建筑形式對(duì)需氧菌總數(shù)的季節(jié)性變化并未表現(xiàn)出一致性規(guī)律，只有舍2和舍4表現(xiàn)出夏季需氧菌總數(shù)高于其他3個(gè)季節(jié)的一致趨勢(shì)。

2.5牛舍環(huán)境中粉塵濃度、氣載需氧菌總數(shù)和溫濕度之間的相關(guān)性

4種建筑形式的牛舍在4個(gè)季節(jié)空氣環(huán)境中的兩種粉塵濃度、氣載需氧菌總數(shù)與溫濕度之間的相關(guān)系數(shù)如表2所示。PM10濃度、需氧菌總數(shù)與溫度之間分別表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.05，r=0.60；P<0.05，r=0.49)，且需氧菌總數(shù)與相對(duì)濕度之間也存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05，r=0.56)，但兩種粉塵濃度與相對(duì)濕度間卻不存在顯著的相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。從需氧菌總數(shù)與粉塵濃度的相關(guān)性可知(圖5)，需氧菌總數(shù)與PM10濃度呈極顯著的線性正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)r達(dá)到0.80，但需氧菌總數(shù)與PM2.5濃度之間卻未表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性(P>0.05，r=0.26)。

3討論

3.1奶牛舍環(huán)境溫度和相對(duì)濕度的季節(jié)性變化

各季節(jié)柱子上標(biāo)有不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01)，標(biāo)有不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，標(biāo)有相同小寫字母者表示差異不顯著(P>0.05)。下同Different capital letters and different lowercase letters above the columns indicate significant differences at the 0.01 level and the 0.05 level at each season，while the same lowercase letters indicate no significant difference(P>0.05).The same as below圖3　不同季節(jié)奶牛舍空氣環(huán)境中的粉塵濃度Fig.3　Airborne dust concentrations in cowsheds in different seasons

圖4　不同季節(jié)奶牛舍環(huán)境中的氣載需氧菌總數(shù)Fig.4　Aerobic bacteria count in cowsheds in different seasons

表2　空氣中粉塵濃度、需氧菌總數(shù)與溫濕度之間的相關(guān)系數(shù)

*.表示顯著相關(guān)(P<0.05)

*.Indicates significant correlation(P<0.05)

圖5　奶牛舍內(nèi)氣載需氧菌總數(shù)與PM10濃度的相關(guān)性Fig.5　Correlation between aerobic bacteria count and PM10concentration in cowsheds

牛舍的建筑形式影響舍內(nèi)的溫濕環(huán)境，其影響程度的大小與季節(jié)密切相關(guān)，本研究中對(duì)舍內(nèi)溫濕環(huán)境影響最大的季節(jié)是冬季，冬季大跨度牛舍4的門窗關(guān)閉，封閉程度較高，舍內(nèi)溫度較高，晝夜溫差較小，而舍1和舍3由于通風(fēng)面積或開敞面積較冬季保溫性能相對(duì)較差。試驗(yàn)研究和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，寒冷的冬季在恒溫飲水、飼料營(yíng)養(yǎng)水平較高且舍內(nèi)風(fēng)速較小的前提下，500 kg重的奶牛日產(chǎn)奶9 kg時(shí)，下限臨界溫度(適宜溫度)為-24 ℃，而溫度控制在-10 ℃以上，相對(duì)濕度不超過85%時(shí)不會(huì)影響奶牛的生產(chǎn)性能。本研究中，除了舍4，其他3種舍冬季的相對(duì)濕度均低于80%，而最低溫度為早上06:00的-14.4 ℃(舍3)，而舍4一天中有9.5 h(00:00-09:30)相對(duì)濕度超過85%，但舍內(nèi)溫度較高且平穩(wěn)，所以該舍的保溫性能不容置疑，但由于舍內(nèi)相對(duì)濕度的增加，勢(shì)必會(huì)引起舍內(nèi)氣載微生物數(shù)量的增加，也容易引發(fā)皮膚病和關(guān)節(jié)炎等一些疾病，所以需要加強(qiáng)通風(fēng)以排除舍內(nèi)多余的水汽。

炎熱夏季的熱應(yīng)激一直是多年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。D.V.Armstrong[18]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)THI大于72 時(shí)奶牛處于熱應(yīng)激狀態(tài)，產(chǎn)奶量隨THI的升高呈下降趨勢(shì)。本研究中的牛舍位于河北省北部山區(qū)，冬季寒冷，夏季炎熱時(shí)間較短，長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)技術(shù)人員認(rèn)為，河北省北部寒區(qū)只需考慮冬季的保溫，而對(duì)夏季防暑的問題沒有引起足夠的重視，但本研究中關(guān)于夏季奶牛舍THI的結(jié)果表明，早上06：30一直到夜里01：00，牛舍THI均超過72，處于輕度熱應(yīng)激狀態(tài)，這足以說明該地區(qū)夏季采取相應(yīng)的防暑措施是非常必要的，該研究結(jié)果也為寒區(qū)從事奶牛養(yǎng)殖的技術(shù)人員敲醒了警鐘。

3.2奶牛舍環(huán)境中粉塵濃度的季節(jié)性變化

牛舍空氣環(huán)境中粉塵濃度的季節(jié)性較為明顯，本研究中冬季的PM10濃度最低，平均只有69.6 μg·m-3，春秋兩季為107.4 μg·m-3，而夏季濃度最高，是冬季的2.1倍，該結(jié)果和S.Jooh等[13]和R.Schmidtd等[19]結(jié)果基本一致。R.Schmidt等[19]研究指出，冬季和夏季自然通風(fēng)奶牛舍空氣中的PM10濃度分別達(dá)到60和370 μg·m-3。S.Jooh等[13]研究也認(rèn)為，冬季奶牛舍空氣中的PM10濃度最低(22～29 μg·m-3)，而其他季節(jié)的濃度則達(dá)到64～240 μg·m-3，且冬季和夏季PM2.5濃度分別為4和35～44 μg·m-3。本研究中，冬季舍內(nèi)空氣中的PM2.5濃度平均達(dá)到8.4 μg·m-3，明顯低于其他3個(gè)季節(jié)(平均20.4 μg·m-3)。已發(fā)表文獻(xiàn)表明，季節(jié)溫度對(duì)空氣環(huán)境中的粉塵濃度有著直接的影響，高溫更容易使飼料粉末、糞末以及塵土懸浮于空中，粉塵濃度與溫度之間表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系[13，20-21]，這和本研究中PM10與溫度之間的相關(guān)性分析結(jié)果基本吻合。已有研究指出，空氣中的粉塵濃度不僅與溫度有關(guān)，也與相對(duì)濕度有一定的相關(guān)性，A.Charron等[20]和K.L.Yang[21]研究認(rèn)為，粉塵濃度與相對(duì)濕度存在顯著的負(fù)相關(guān)，但本研究中兩種粉塵濃度與相對(duì)濕度之間均并未表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性，這些結(jié)果不一致的原因可能是由于國(guó)外奶牛多采用舍飼散欄式飼養(yǎng)工藝，不設(shè)舍外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，而本研究中試驗(yàn)牛舍采用帶舍外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的飼養(yǎng)工藝，全天中奶牛的大部分時(shí)間是在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)休息或活動(dòng)，這勢(shì)必會(huì)影響舍內(nèi)相對(duì)濕度的變化規(guī)律。另外，影響粉塵濃度的主要環(huán)境因素除了牛舍建筑類型和飼養(yǎng)工藝，舍內(nèi)溫濕度、風(fēng)速、清糞方式以及奶牛行為等[8]均可能會(huì)對(duì)舍內(nèi)空氣環(huán)境中的粉塵濃度造成影響。

3.3奶牛舍環(huán)境中氣載細(xì)菌的季節(jié)性變化

已有的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)指出，牛舍的氣載細(xì)菌范圍為103～106CFU·m-3[14，22-25]，這和本研究結(jié)果基本吻合。雖然本研究中牛舍的氣載需氧菌總數(shù)未超出國(guó)家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值(≤20 000 CFU·m-3，NY/T 388-1999)，目前也沒有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)直接表明氣載細(xì)菌數(shù)量的多少與疾病的發(fā)生存在相關(guān)性，但是研究表明，氣載細(xì)菌數(shù)量的增高可導(dǎo)致動(dòng)物機(jī)體免疫力下降以及生產(chǎn)性能降低[26]。本研究中，冬季的部分奶牛舍氣載需氧菌總數(shù)較高，容易引起致病微生物在奶牛之間的傳播，而且舍內(nèi)高濃度的氣載細(xì)菌對(duì)飼養(yǎng)員的健康也會(huì)構(gòu)成潛在威脅[27]。韓國(guó)環(huán)境部門2004年提出建議在與環(huán)境衛(wèi)生密切關(guān)系的地方(辦公大樓、幼兒園、養(yǎng)老院以及醫(yī)院等)，氣載需氧菌總數(shù)不應(yīng)超過800 CFU·m-3，而在波蘭的一些職業(yè)場(chǎng)所的氣載需氧菌總數(shù)不能超過105 CFU·m-3。

從各季節(jié)4種舍的氣載需氧菌總數(shù)均值可以得出：夏季>秋季>春季>冬季，本研究也證明了舍內(nèi)氣載需氧菌總數(shù)與舍內(nèi)的溫度和相對(duì)濕度存在顯著的正相關(guān)關(guān)系(溫度r=0.60；相對(duì)濕度r=0.56)，但從各牛舍需氧菌總數(shù)的季節(jié)性分析，所測(cè)牛舍中只有兩種有窗密閉舍(舍2和舍4)表現(xiàn)出夏季需氧菌總數(shù)高于其他季節(jié)的趨勢(shì)，而舍1和舍3并沒有表現(xiàn)出一致的季節(jié)性規(guī)律，這主要是由于牛舍建筑類型以及飼養(yǎng)工藝的差異，舍2和舍4內(nèi)均設(shè)有臥床且密閉程度相對(duì)較高，奶牛喜歡躺臥在臥床上，而舍1和舍3的通風(fēng)面積較大，容易受外界環(huán)境如風(fēng)速和太陽(yáng)輻射等因素的影響，而且大部分牛喜歡在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)活動(dòng)或休息，所以舍1和舍3的氣載需氧菌總數(shù)表現(xiàn)出無(wú)規(guī)律的季節(jié)性變動(dòng)。關(guān)于氣載細(xì)菌數(shù)量和季節(jié)溫濕度的關(guān)系國(guó)外也有研究，但結(jié)果不一致，有些研究認(rèn)為舍內(nèi)氣載細(xì)菌數(shù)量與溫度呈正相關(guān)關(guān)系，而與相對(duì)濕度則呈負(fù)相關(guān)或不相關(guān)關(guān)系[12，28]，這主要是由于所檢測(cè)牛舍所在地的氣候環(huán)境、牛舍類型、飼養(yǎng)工藝以及管理水平等多因素的影響。為了更深入的探討奶牛舍氣載細(xì)菌和溫濕環(huán)境之間的相互關(guān)系，還需更多、更細(xì)致的試驗(yàn)研究。

3.4奶牛舍環(huán)境中氣載細(xì)菌和粉塵濃度的相關(guān)性

各種渠道(皮膚、呼吸道、糞便、飼料以及墊料等)排放的細(xì)菌很容易聚集并附著于粉塵顆粒上，通過皮膚感染和呼吸的方式傳播疾病，所以氣載細(xì)菌數(shù)量與粉塵濃度直接相關(guān)。已有研究表明，PM10是氣載細(xì)菌的主要載體，本研究中PM10與氣載需氧菌總數(shù)呈現(xiàn)顯著的線性正相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)明顯高于需氧菌總數(shù)與溫濕度之間的相關(guān)系數(shù)，但PM2.5與需氧菌總數(shù)之間卻未表現(xiàn)出相關(guān)關(guān)系。PM10和PM2.5均屬于可吸入顆粒物，但由于PM2.5直徑較小，更容易受到舍內(nèi)外環(huán)境的干擾，如動(dòng)物的行為、人員的走動(dòng)以及風(fēng)速的變化等，所以PM2.5與環(huán)境參數(shù)的相關(guān)性研究需選擇相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境。對(duì)于PM10，雖然其危害不及PM2.5，但長(zhǎng)期處于高濃度的PM10環(huán)境中，仍會(huì)導(dǎo)致人畜呼吸道和心血管疾病的發(fā)生[28-29]。本研究中即使不同季節(jié)、不同建筑形式奶牛舍空氣環(huán)境中的PM10濃度和需氧菌總數(shù)存在很大差異，但需氧菌總數(shù)與PM10濃度仍存在很強(qiáng)的線性相關(guān)關(guān)系。

4結(jié)論

4.1河北省北部寒區(qū)奶牛舍在4個(gè)季節(jié)中環(huán)境溫度均表現(xiàn)為中午高、早晚低的規(guī)律性變化，而相對(duì)濕度的變化正好相反。冬季密閉程度較高的牛舍在00:00-09:30時(shí)間段相對(duì)濕度超過85%，夏季所有牛舍的THI均超過72，奶牛處于熱應(yīng)激狀態(tài)，建議河北省寒區(qū)密閉程度高的牛舍冬季加強(qiáng)通風(fēng)排濕，而夏季防暑問題應(yīng)引起重視，特別是06：30-01：00的時(shí)段。

4.24個(gè)季節(jié)奶牛舍空氣中的PM10和PM2.5濃度分別達(dá)到28.5～211.5和1.9～44.2 μg·m-3，PM10的季節(jié)性較明顯，夏季最高，冬季最低，且PM10濃度與溫度之間表現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系，但與相對(duì)濕度之間不存在顯著相關(guān)性。

4.34個(gè)季節(jié)奶牛舍氣載需氧菌總數(shù)達(dá)到1 804～4 944 CFU·m-3，與空氣中PM10濃度之間存在顯著的線性正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.80，與舍內(nèi)溫度、相對(duì)濕度之間也呈顯著正相關(guān)關(guān)系，所以，改善奶牛舍的環(huán)境質(zhì)量需綜合考慮環(huán)境參數(shù)間的相關(guān)關(guān)系。

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(編輯郭云雁)

Seasonal Variation of Ambient Temperature，Relative Humidity，Dust and Airborne Bacteria in Dairy Cowshed and Their Correlation in Chill Region

GAO Yu-hong1*，GUO Jian-jun2，LI Hong-shuang1，QIU Dian-rui2，LI Xiao-bin2，WU Guang-jun2，LI Jian-guo1

(1.CollegeofAnimalScienceandTechnology，AgriculturalUniversityofHebei，Baoding071001，China；2.AnimalHusbandryResearchInstituteofChengde，Chengde067000，China)

Abstract:The objective of this study was to investigate the ambient parameters in dairy cowsheds and their correlation.Four styles of cowsheds in the chill region of Hebei province were used and the continuous record method，fixed spot and time determination method，plate count method were applied to investigate the ambient temperature and relative humidity，airborne dust concentration and airborne bacteria count in 4 seasons，respectively.The results indicated that the indoor temperature was high at noon and low in both the morning and evening，while the opposite tendency in the relative humidity was observed.The temperature-humidity index(THI) was above 72 in all cowsheds in summer，which suggested that heat prevention would be paid more attention in the cowsheds of chill regions.The dust concentrations in all cowsheds ranged from 28.5 to 211.5 μg·m-3of PM10concentrations and from 1.9 to 44.2 μg·m-3of PM2.5concentrations.In each season，a significant difference was observed on the dust concentrations(PM10and PM2.5) among 4 styles of cowsheds(P<0.05).The PM10concentrations depended on seasons，showing the highest value in summer and the lowest in winter.Moreover，the PM10were significantly positively correlated with the temperature(P<0.05，r=0.60)，while not significantly correlated with the relative humidity(P>0.05).In addition，the aerobic bacteria counts ranged from 1 804 to 4 944 CFU·m-3and the bacteria among all cowsheds showed the significant difference in each season(P<0.05)，and the bacteria counts were significantly positively correlated with temperature(P<0.05，r=0.49) and the relative humidity(P<0.05，r=0.56)，respectively.There was significantly positive correlation between bacteria counts and PM10concentrations(P<0.01，r=0.80).In conclusion，the correlation among ambient parameters，including temperature，relative humidity，dust，airborne bacteria，and so on，would be considered to improve the environment in dairy cowsheds.

Key words:dairy cattle；environment；dust；bacterium；temperature-relative humidity

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2016.03.028

收稿日期：2015-05-23

基金項(xiàng)目：河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系奶牛產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)專項(xiàng)資金；規(guī)模化奶牛場(chǎng)建設(shè)與環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù)與示范(201422077)

作者簡(jiǎn)介：高玉紅(1971-)，女，河北保定人，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事畜禽環(huán)境控制和牧場(chǎng)設(shè)計(jì)的研究 *通信作者：高玉紅，E-mail：gyhsxs0209@126.com

中圖分類號(hào)：S823.91;S815.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào):0366-6964(2016)03-0620-10