不同季節(jié)不同類型羊舍空氣質(zhì)量分析

趙彥超，王瑞寧，李祥龍，鞏元芳

(河北科技師范學(xué)院 動(dòng)物科技學(xué)院，河北省特色動(dòng)物種質(zhì)資源挖掘與創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河北 秦皇島 066004)

舍飼養(yǎng)羊是肉羊產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向，羊舍環(huán)境是羊賴以生存和生產(chǎn)的條件，在滿足羊只需求方面具有重要作用[1]。因此，要想充分發(fā)揮羊的遺傳潛力，獲取最高的生產(chǎn)效率，必須對(duì)羊舍環(huán)境加以改善和控制。即因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況，采用科學(xué)合理的調(diào)控措施和環(huán)境管理技術(shù)，改善畜舍小氣候，提供適宜的小氣候[2-3]。本試驗(yàn)以天津規(guī)?；庋驁霾煌愋脱蛏釣檠芯繉?duì)象，分析不同類型羊舍中的有害物質(zhì)濃度的變化規(guī)律，探討羊舍內(nèi)環(huán)境質(zhì)量狀況及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，以期采用相應(yīng)的調(diào)控措施解決不同季節(jié)羊舍內(nèi)環(huán)境達(dá)標(biāo)的問題，為天津地區(qū)羊舍內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)控提供參考，對(duì)未來建設(shè)優(yōu)質(zhì)的養(yǎng)殖環(huán)境有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)羊舍與試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2015年8月、11月和2016年1月在天津某畜牧養(yǎng)殖有限公司進(jìn)行。雙坡式羊舍為磚混結(jié)構(gòu)，坐北朝南，東西走向。長75 m、寬9 m、檐高2.7 m、墻厚0.37 m。東西兩側(cè)各有一道2.05×1.98 m門，兩側(cè)形成對(duì)流。該舍采用自然通風(fēng)和采光。北側(cè)長墻設(shè)有15個(gè)0.55×1.47 m單層窗，窗下沿距地面1.55 m；南側(cè)長墻設(shè)有8個(gè)1.57×2.9 m、7個(gè)1.57×1.47 m單層窗和7個(gè)1.95×1.35 m的小門通向運(yùn)動(dòng)場，沿北墻設(shè)有2 m寬的飼喂走道。

鐘樓式羊舍為磚混結(jié)構(gòu)，坐北朝南，東西走向長114 m，寬11 m，檐高3.25 m、墻厚0.37 m。東西兩側(cè)各有一道2.57×2.47 m門，兩側(cè)形成對(duì)流。該舍采用自然通風(fēng)和采光，北側(cè)長墻設(shè)有27個(gè)0.9×1.8 m單層窗，窗下沿距地面1.75 m；南側(cè)長墻設(shè)有18個(gè)0.9×1.8 m單層窗和9個(gè)2.4×2.1 m的小門通運(yùn)動(dòng)場，窗下沿距地面1.23 m。北側(cè)設(shè)有3 m寬的飼喂走道。鐘樓式屋頂設(shè)有單側(cè)天窗，用于加強(qiáng)畜舍內(nèi)自然采光與通風(fēng)。

運(yùn)動(dòng)場緊連著羊舍，三面無遮陰物且建有隔墻，早晚都能接受陽光照射，地勢開闊較平坦，地面用水泥且四周有溝。運(yùn)動(dòng)場長20 m，寬15 m。雙坡式羊舍和鐘樓式羊舍均依其建筑形式來進(jìn)行保溫或者遮涼，運(yùn)動(dòng)場為則為自然環(huán)境溫度。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)動(dòng)物為杜泊羊、小尾寒羊、蒙古羊。雙坡式羊舍年平均存欄數(shù)約為300只，飼養(yǎng)密度0.17頭/m2；鐘樓式羊舍年平均存欄數(shù)約為400只，飼養(yǎng)密度0.11頭/m2。兩種羊舍的飼喂方式均為人工定時(shí)飼喂，每日上午、下午各投料(TMR日糧)一次，自由飲水，人工清糞。每日10:00～16:00間，將羊全部趕至運(yùn)動(dòng)場，并將舍門關(guān)閉。

1.4 測定方法、指標(biāo)及位置

本試驗(yàn)以雙坡式和鐘樓式兩種不同類型羊舍為研究對(duì)象，每個(gè)季節(jié)進(jìn)行持續(xù)為期3 d的有害物質(zhì)的檢測。有害氣體的檢測點(diǎn)設(shè)為每個(gè)舍舍內(nèi)5個(gè)基本點(diǎn)(畜舍對(duì)角線及其交點(diǎn))，每個(gè)基本點(diǎn)分別從垂直高度(畜床上10 cm,畜體高和畜床上2 m)在每天的8:00、14:00和20:00進(jìn)行檢測。微生物和粉塵的采樣點(diǎn)設(shè)在各舍中央畜體高處，在每天的8:00、14:00和20:00進(jìn)行檢測，兩種不同類型羊舍的試驗(yàn)指標(biāo)從空間和時(shí)間進(jìn)行全方位檢測。有害氣體的檢測，每個(gè)舍選取5個(gè)位置(如圖1所示)，并且在每一個(gè)位置上分別選在畜床上10 cm(0.1 m)、畜體高(0.9 m)、雙坡式羊舍檐下50 cm(2.2 m)或鐘樓式羊舍檐下50 cm(2.8 m)三個(gè)高度進(jìn)行采樣。粉塵、微生物選擇圖1中的3號(hào)位置(高度為距地面0.9 m)測定。舍外選擇運(yùn)動(dòng)場中央一點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的檢測。

1.5 使用儀器及檢測方法

1.5.1 二氧化碳和氨氣的檢測 使用100 mL空氣采樣器北京北科(綠洲)在測試點(diǎn)進(jìn)樣品采集。將氣體檢測管兩端保護(hù)頭斷開，形成一個(gè)兩端通透的管狀，按照氣體檢測管所標(biāo)注箭頭方向，將空氣采樣器與氣體檢測管進(jìn)氣方向相連。緩慢勻速地向氣體檢測管內(nèi)推注空氣，時(shí)間為1～2 min。推注空氣結(jié)束后，按照檢測管顏色變化后形成的界限，對(duì)照氣體檢測管的刻度直接讀取數(shù)據(jù)。采集空氣樣品前，先將采樣器推拉若干次，以保證采集的樣品為測試點(diǎn)出樣品。推注空氣時(shí)，須保持勻速緩慢進(jìn)行。

1.5.2 粉塵的檢測 采用LD-3C(B)微電腦激光粉塵儀檢驗(yàn)表進(jìn)行檢測，設(shè)置檢測時(shí)間為1 min，各點(diǎn)重復(fù)檢測3次。

1.5.3 微生物的檢測 使用JWL-IIC型撞擊式多功能微生物檢測儀對(duì)2種羊舍空氣中微生物進(jìn)行檢測，檢測儀抽吸空氣的時(shí)間設(shè)定為3 min，每分鐘的流量為20 L，最終將換算的結(jié)果變換單位為個(gè)/m3。各點(diǎn)重復(fù)檢測3次。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2007整理后，用SAS9.0軟件的ANOVA程序進(jìn)行單因子方差分析，用Duncan氏法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同季節(jié)羊舍氨氣濃度分析

2.1.1 不同季節(jié)羊舍NH3濃度的日變化情況 由表1知，雙坡式羊舍夏季和冬季NH3濃度表現(xiàn)為20:00顯著高于8:00和14:00(P<0.05)且冬季8:00顯著高于14:00(P<0.05)；秋季NH3濃度在8:00、14:00和20:00差異不顯著(P>0.05)。夏季20:00時(shí)NH3濃度顯著高于秋季和冬季(P<0.05)。鐘樓式羊舍夏季和冬季20:00和8:00時(shí)的NH3濃度顯著高于14:00(P<0.05)，均以20:00時(shí)的NH3濃度最高；而秋季則表現(xiàn)為20:00和14:00時(shí)的NH3濃度顯著高于8:00時(shí)(P<0.05)，14:00和20:00時(shí)NH3濃度差異不顯著(P>0.05)。夏季8:00時(shí)、14:00時(shí)和20:00時(shí)NH3濃度顯著高于秋季和冬季(P<0.05)。在夏季、秋季和冬季運(yùn)動(dòng)場8:00、14：00和20:00 NH3濃度差異均不顯著(P>0.05)，三個(gè)季節(jié)間NH3濃度差異均不顯著(P>0.05)。兩種類型羊舍的NH3濃度均表現(xiàn)為20:00時(shí)高于其他2個(gè)時(shí)間點(diǎn)。舍外的NH3濃度的日變化不大但變化趨勢與鐘樓式羊舍基本相同。

2.2.2 不同季節(jié)羊舍NH3濃度的高度變化 由表2知，雙坡式羊舍夏季、秋季和冬季0.1 m處、0.9 m處和2.2 m處NH3濃度差異均不顯著(P>0.05)；相同高度不同季節(jié)間NH3濃度差異不顯著(P>0.05)。鐘樓式羊舍在夏季，0.1 m處NH3濃度顯著高于0.9 m和2.2 m處(P<0.05)；在秋季和冬季，0.1 m、0.9 m和2.2 m處NH3濃度差異不顯著(P>0.05)。相同高度夏季NH3濃度顯著高于秋季和冬季(P<0.05)。夏季和秋季運(yùn)動(dòng)場NH3濃度顯著高于冬季(P<0.05)。

舍內(nèi)NH3濃度在垂直高度分布上隨著高度的增加有下降的趨勢，但差異不顯著(P>0.05)。從季節(jié)分布來看，兩種羊舍均表現(xiàn)為夏季顯著高于秋、冬季，而秋、冬季之間差異不顯著(P>0.05)。兩種羊舍NH3濃度在不同季節(jié)均明顯高于舍外。

表1 不同季節(jié)羊舍NH3濃度日變化情況Table 1 Daily variation of NH3 concentration in sheep shed in different seasons mg/m3

注：肩標(biāo)不同大寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同大寫字母或不標(biāo)注表示差異不顯著(P>0.05)。下同。

Note: Different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.05), the same superscripts or no superscripts mean insignificant difference (P>0.05);The same below.

表2 不同季節(jié)羊舍 NH3濃度高度變化情況Table 2 Height variation of NH3 concentration in sheep shed in different seasons mg/m3

2.3 不同季節(jié)羊舍二氧化碳濃度分析

由表3知，雙坡式羊舍夏季時(shí)8:00和20:00時(shí)CO2濃度顯著高于14:00(P<0.05)。秋季8:00、14:00、20:00時(shí)CO2濃度差異均不顯著(P>0.05)。冬季20:00時(shí)的CO2濃度顯著高于8:00時(shí)、14:00時(shí)的濃度(P<0.05)。夏季8:00的CO2濃度顯著高于秋季和冬季(P<0.05)；夏、秋、冬季14:00的CO2濃度差異不顯著(P<0.05)；冬季20:00的CO2濃度顯著高于夏季和秋季(P<0.05)。

鐘樓式羊舍內(nèi)，夏季20:00的CO2濃度顯著高于8:00和14:00(P<0.05)，8:00時(shí)CO2濃度顯著高于14:00(P<0.05)；秋季8:00、14:00和20:00時(shí)CO2濃度差異均不顯著(P>0.05)；冬季20:00時(shí)CO2濃度顯著高于8:00和14:00時(shí)(P<0.05)。夏季8:00的CO2濃度顯著高于秋季和冬季(P<0.05)；夏、秋、冬季14:00的CO2濃度差異不顯著(P<0.05)；冬季20:00的CO2濃度顯著高于夏季和秋季(P<0.05)。

夏季、秋季和冬季的8:00、14:00和20：00之間運(yùn)動(dòng)場CO2濃度差異均不顯著(P>0.05)；而在8:00時(shí)，夏季和秋季CO2濃度顯著高于冬季(P<0.05)；在20:00時(shí)，秋季CO2濃度顯著低于夏季和冬季(P<0.05)。

表3 不同季節(jié)羊舍CO2濃度日變化分析Table 3 Daily variation of CO2 concentration in sheep shed in different seasons mg/m3

2.4 兩種羊舍在不同高度處的CO2濃度比較

由表4可以看出，雙坡式羊舍夏季和冬季2.2 m處CO2濃度顯著高于0.1 m和0.9 m處(P<0.05)；秋季0.1 m、0.9 m和2.2 m三處CO2濃度差異不顯著(P>0.05)。在畜床上0.1 m處，冬季CO2濃度顯著高于夏季和秋季(P<0.05)，夏季CO2濃度顯著高于秋季(P<0.05)；畜體高0.9 m，冬季時(shí)CO2濃度顯著高于秋季(P<0.05)；天棚下0.5 m(2.2 m)處，夏季和冬季時(shí)CO2濃度顯著高于秋季(P<0.05)。

鐘樓式羊舍內(nèi)夏季和秋季0.1 m、0.9 m和2.2 m三處CO2濃度差異不顯著(P>0.05)；冬季2.2 m處CO2濃度顯著高于0.1 m和0.9 m處(P<0.05)。畜床上0.1 m和0.9 m處，夏季、秋季和冬季三個(gè)季節(jié)CO2濃度差異不顯著(P>0.05)；在天棚下0.5 m(2.2 m)處，冬季時(shí)CO2濃度顯著高于夏季和秋季(P<0.05)。運(yùn)動(dòng)場夏季、秋季和冬季三個(gè)季節(jié)CO2濃度差異不顯著(P>0.05)。

表4 兩種羊舍在不同高度處的CO2濃度比較Table 4 Height variation of CO2 concentration in sheep shed in different seasons mg/m3

2.5 不同類型羊舍內(nèi)粉塵含量的比較分析

由表5可以看出，在雙坡式羊舍、鐘樓式羊舍或者運(yùn)動(dòng)場，夏、秋、冬三個(gè)季節(jié)粉塵含量差異均不顯著(P>0.05)。

2.6 不同季節(jié)雙坡式和鐘樓式羊舍內(nèi)微生物數(shù)量的比較分析

由表6可以看出，在雙坡式羊舍內(nèi)，夏季和冬季的微生物含量顯著高于秋季(P<0.05)；在鐘樓式羊舍內(nèi)，夏季和冬季的微生物含量顯著低于秋季(P<0.05)；運(yùn)動(dòng)場夏、秋、冬三個(gè)季節(jié)的微生物含量差異不顯著(P>0.05)。

表5 不同類型羊舍粉塵含量分析(mg/m3) Table 5 Dust loading in shed of different types

表6 兩種羊舍微生物數(shù)量比較分析(mg/m3) Table 6 Comparison analysis on microbial counts in two sheep sheds

3 討 論

本試驗(yàn)以雙坡式和鐘樓式兩種不同類型羊舍為研究對(duì)象，每個(gè)季節(jié)進(jìn)行持續(xù)為期三天的有害物質(zhì)的檢測。有害氣體的檢測點(diǎn)設(shè)為每個(gè)舍舍內(nèi)5個(gè)基本點(diǎn)、每個(gè)基本點(diǎn)分別從垂直高度、在每天的8:00、14:00和20:00進(jìn)行檢測。微生物和粉塵的采樣點(diǎn)設(shè)在各舍中央畜體高處，在每天的8:00、14:00和20:00進(jìn)行檢測，兩種不同類型羊舍的試驗(yàn)指標(biāo)從空間和時(shí)間進(jìn)行全方位檢測，對(duì)不同畜舍在不同位置和時(shí)間點(diǎn)的有害氣體濃度、粉塵濃度和微生物數(shù)量進(jìn)行綜合比較和分析，了解和掌握不同類型羊舍的有害物質(zhì)濃度的變化規(guī)律。Canh等[4]對(duì)糞便組成pH與氨氣的排放量的關(guān)系進(jìn)行了報(bào)道，所得結(jié)論與本研究結(jié)果一致。

根據(jù)肉羊規(guī)模健康養(yǎng)殖場環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，成年羊舍內(nèi)NH3濃度最高標(biāo)準(zhǔn)為18 mg/m3,雙坡式羊舍鐘樓式羊舍最高NH3的濃度為11.2 mg/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各羊舍場區(qū)NH3的最大濃度為5 mg/m3，兩舍運(yùn)動(dòng)場，最高濃度為4.9 mg/m3，小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

由試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雙坡式羊舍和鐘樓式羊舍在一天中的20:00時(shí)NH3的濃度和CO2的濃度要高于8:00和14:00時(shí)，這可能與一天中不同時(shí)間段空氣質(zhì)量的好壞有關(guān)系[5-6]。同時(shí)，在忽略不同季節(jié)的溫度、風(fēng)速等外界環(huán)境因素，冬季和夏季時(shí)羊舍NH3的濃度和CO2的濃度要比秋季時(shí)高。在相同的季節(jié)時(shí)，在畜床上0.1 m要NH3的濃度和CO2的濃度要高于畜體高0.9 m、天棚下0.5 m(2.2 m)處，這與羊排出的糞便有關(guān)系[7-10]。同時(shí)，在忽略不同季節(jié)的溫度、風(fēng)速等外界環(huán)境因素，在相同的高度，夏季時(shí)羊舍NH3的濃度和CO2的濃度要比秋季和冬季時(shí)高，這可能是因?yàn)椴煌竟?jié)，空氣質(zhì)量不同存在相關(guān)性，需要進(jìn)一步研究。在進(jìn)行羊舍過渡期通風(fēng)效果試驗(yàn)中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通風(fēng)能抑制舍內(nèi)氨氣的濃度，改善羊的生長環(huán)境[11]。兩種羊舍以及運(yùn)動(dòng)場秋季粉塵含量要高于夏季和秋季，雙坡式羊舍夏季和冬季微生物含量要低于秋季，而鐘樓式羊舍夏季和冬季微生物含量要高于秋季，這主要是因?yàn)槠涓魃岬娘曫B(yǎng)密度不同(雙坡式羊舍飼養(yǎng)密度0.17頭/m2,鐘樓式羊舍飼養(yǎng)密度0.11頭/m2)而致。NH3是羊消化代謝的產(chǎn)物，而CO2是羊只呼吸運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，飼養(yǎng)密度大，舍內(nèi)羊只數(shù)量多，就會(huì)產(chǎn)生越多的有害氣體。當(dāng)然飼養(yǎng)密度也影響舍內(nèi)粉塵的多少，由于雙坡式羊舍飼養(yǎng)密度大于鐘樓式羊舍，導(dǎo)致其舍內(nèi)粉塵濃度高于雙坡式羊舍。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，舍內(nèi)NH3濃度在垂直高度分布上隨著高度的增加有下降的趨勢；NH3和CO2的濃度在傍晚時(shí)偏高；夏季顯著高于秋、冬季，而秋、冬季之間差異不明顯。羊舍以及運(yùn)動(dòng)場粉塵含量和微生物含量均受到季節(jié)的影響。雙坡式羊舍夏季和冬季的空氣質(zhì)量比秋季差，而鐘樓式羊舍夏季的空氣質(zhì)量比秋冬季差。鐘樓式羊舍的空氣質(zhì)量略好于雙坡式羊舍。