北方地區(qū)大型鐘樓式驢舍環(huán)境的監(jiān)測與評價

高睿恒，郭世偉，石璐璐，毛晨羽，高 俊，張勇偉，閆素梅，史彬林*(.內蒙古農業(yè)大學 動物科學學院，內蒙古 呼和浩特 0008；.內蒙古草原同源牧業(yè)有限公司，內蒙古 呼和浩特 0600； .內蒙古草原御驢科技牧業(yè)有限公司，內蒙古 呼和浩特 057 )

驢舍是驢活動的主要場所，因建筑類型和建造材料及所處地域氣候的不同產生不同的舍內溫熱環(huán)境，是影響驢生產的重要因素。驢舍的環(huán)境主要包括溫熱環(huán)境、有害氣體含量、粉塵含量等。溫熱環(huán)境包括溫度、相對濕度、空氣流動等因素，它們通過不同的途徑共同作用于機體，直接影響機體的熱調節(jié)，從而影響家畜的健康和生產力[1-4]。NH3等有害氣體含量過高可造成畜禽采食量下降，體質虛弱，易感疾病，以致生產力下降[5]。粉塵最大的危害是引起家畜呼吸道相關疾病[5-6]。中國北方地區(qū)四季分明，氣溫變化明顯，在此氣候條件下應合理選擇驢舍設計類型及管理方式以保證驢舍環(huán)境能達到驢健康生產的要求。鐘樓式畜舍為北方地區(qū)常見的奶牛舍設計類型，而其在驢舍建筑中的應用尚不多見，且其環(huán)境監(jiān)測數據也鮮見報道。本試驗選擇內蒙古呼和浩特市境內某規(guī)?；H場中一棟大型鐘樓式驢舍，對其全年舍內外的環(huán)境指標進行監(jiān)測與評價，為北方地區(qū)驢舍的規(guī)劃設計提供參考。

1 材料與方法

1.1 測定地點及時間

選擇內蒙古清水河縣境內某規(guī)?；H場中一棟大型鐘樓式驢舍，在1年內每個季節(jié)中的正常天氣連續(xù)7 d測定驢舍內外的環(huán)境指標：春季(2019年3月23日至2019年3月29日)、夏季(2019年7月29日至2019年8月4日)、秋季(2019年10月14日至2019年10月20日)及冬季(2020年1月2日至2020年1月8日)。

1.2 畜舍建筑參數

1.2.1 畜舍平面 驢舍坐北朝南，舍長132 m，寬24.4 m。東西兩側端墻各設1個外門，供飼喂所用，門口坡度為1∶7，南北兩側縱墻各設4個外門，供驢通往運動場。所有通往運動場的大門在夏季和過渡季均打開，驢可自由出入；而在冬季白天打開，夜晚關閉。驢舍中央飼喂通道寬3.6 m。飼喂通道兩側至縱墻各寬10.4 m，每側均分為4個圈舍，相鄰兩個圈舍間隔處設飲水槽，供驢飲水。每個圈欄飼養(yǎng)50頭驢，整個驢舍可飼養(yǎng)400頭驢。舍內地面向南北縱墻方向設1 %的坡度。

1.2.2 畜舍剖面 驢舍跨度24.4 m，總高6.0 m，檐高3.5 m，窗臺高1.6 m，窗口高度為1.9 m。整棟驢舍窗臺以下為磚混結構，厚度為36 cm，窗臺以上為鋼架結構，屋頂為雙層夾心彩鋼板，厚10 cm。舍內飼喂料槽寬0.8 m，飼喂檔沿高出飼喂通道0.7 m。驢舍兩側端墻大門為2.8 m(高)×3.6 m(寬)。

1.2.3 畜舍立面 驢舍長132 m，高6 m。南北兩側縱墻上的窗口為1.9 m(高)×3.0 m(寬)，每隔3 m設一個窗口，窗戶為鋼架雙層玻璃窗；各有4個大門通往運動場，所有大門均為推拉門，3.5 m(高)×6.0 m(寬)。

1.3 驢的飼養(yǎng)管理

驢場依據年齡階段分圈飼養(yǎng)，共分為青年驢圈、子母驢圈、妊娠驢圈、種驢圈4種類型，采用TMR日糧攪拌車飼喂，一天共飼喂五次(7:00、10:00、13:00、17:00、20:00)，其中早晨7:00飼喂青貯及精料，剩余四次均飼喂草料，自由采食和飲水，圈舍每月利用鏟車清糞一次，自然通風。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 溫度、濕度 均勻選取舍內三點(舍中心及舍東側、舍西側)和舍外運動場中心點，利用日計型溫濕度自計儀全天連續(xù)測定畜體高度上的空氣溫度和濕度。每天選擇4個時間點(2:00，8:00,14:00,20:00)的溫、濕度數據進行統(tǒng)計分析。

1.4.2 風速 按1.4.1選擇采樣點，利用EY3-2A型電子微風儀(測量范圍0～1 m/s)和CFJD5葉輪式風速儀(測量范圍0.3～5 m/s)測定畜體高度的風速。每天監(jiān)測3次(8:00,14:00,20:00)。

1.4.3 溫濕指數(THI) THI=0.81×干球溫度+(0.99×干球溫度-14.3)×相對濕度+40.6，式中溫度單位為℃。

1.4.4 風冷卻力(H) H= (100×風速)1/2+10.45-風速 × (33-氣溫)×4.184 ，式中，H單位為kJ/m3h，風速單位為m/s，氣溫單位為℃。

1.4.5 熱輻射 按1.4.1選擇采樣點，利用MR-5型輻射熱計測定畜體高度輻射熱，每天監(jiān)測3次(8:00,14:00,20:00)。

1.4.6 二氧化碳(CO2)和氨氣(NH3) 按1.4.1選擇采樣點，利用采樣器吸取畜體高度處空氣100 mL，將空氣注入有害氣體(CO2、NH3)檢測管中，每100 mL進氣時間為2～3 min，完全注入后讀數，每天監(jiān)測3次(8:00,14:00,20:00)。

1.4.7 粉塵 按1.4.1選擇采樣點，利用LD-3C型微電腦激光粉塵儀測量畜體高度的粉塵，每天監(jiān)測3次(8:00,14:00,20:00)。

1.5 數據統(tǒng)計及分析

試驗數據利用Microsoft Excel 2010進行整理以及SAS軟件進行t檢驗，結果以“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 溫熱環(huán)境指標

由表1可知，夏季舍內溫度范圍17.99～28.19 ℃，冬季舍內溫度范圍 -7.34～-0.20 ℃，過渡季節(jié)舍內溫度范圍2.62～14.26 ℃，春冬兩季夜間舍內溫度顯著高于舍外溫度(P<0.05)，升高幅度達到5～8 ℃，其他各時間點舍內外溫度差異不顯著(P>0.05)，低溫季節(jié)舍內溫度略高于舍外，高溫季節(jié)舍內溫度略低于舍外，說明此畜舍具備一定調溫功能。春季舍內濕度范圍18.17%～37.64%，夏秋兩季舍內濕度范圍38.64%～67.17%，冬季舍內濕度范圍54.21%～63.62%，春冬兩季夜間及凌晨舍外濕度顯著高于舍內濕度(P<0.05)，其他時間點差異均不顯著(P>0.05)。春季舍內外濕度低于適宜范圍，夏秋冬三季舍內的濕度值有一半以上時間處于驢的適宜濕度范圍(一般認為，畜舍適宜濕度為50%～70%[5])，春、夏、冬舍內濕度略高于舍外，秋季舍內濕度略低于舍外。各時間點舍外風速均顯著高于舍內(P<0.05)，夏季舍內測得的風速為0.18～0.61 m/s，冬季舍內測得的風速為0.05～0.08 m/s，過渡季節(jié)舍內測得的風速為0.12～0.30 m/s。舍內熱輻射極弱，且顯著低于舍外(P<0.05)。

表1 舍內外溫度、濕度、風速、熱輻射測定結果Table 1 Measured results of inside and outside temperature, humidity, wind speed and thermal radiation of donkey house

由表2可知，夏季舍內測得THI為63.29～68.37，全天舍內外THI差異不顯著(P>0.05)。冬季舍內風冷卻力顯著低于舍外(P<0.05)，舍內早晚風冷卻力均高于中午風冷卻力，這與中午溫度升高成正相關。

表2 舍內外溫濕指數、風冷卻力測定結果Table 2 Measured results of inside and outside temperature-humidity and wind-chill of donkey house

2.2 有害氣體與粉塵

由表3可知，除夏季中午(14:00)外，其余各時間點舍內NH3含量均顯著高于舍外(P<0.05)。全年舍內NH3含量范圍為0.69～3.28 mg/m3。 春季全天，夏秋兩季早晚舍內CO2含量顯著高于舍外(P<0.05)，冬季舍內外CO2含量差異不顯著(P>0.05)。全年舍內CO2含量范圍為278.10～582.38 mg/m3。舍內外粉塵含量差異顯著時間點多出現于早晚，全年測得的舍內粉塵含量為0.13～0.29 mg/m3。

表3 舍內外NH3、CO2、粉塵測定結果Table 3 Measured results of inside and outside ammonia, carbon dioxide and dust of donkey house mg/m3

3 討 論

現階段國內外對驢的研究較少，導致目前仍沒有較為清晰準確的驢舍環(huán)境質量標準，本試驗在對比舍內外環(huán)境質量的基礎上，綜合考慮實驗動物種類與監(jiān)測畜舍類型，以國家農業(yè)行業(yè)標準NY/T388-1999[7]、《家畜環(huán)境衛(wèi)生學》[5]及《畜牧場規(guī)劃設計》[8]中牛舍環(huán)境質量標準作為輔助參考。

3.1 溫熱指標

一般低溫會刺激動物加大采食量，但會導致飼料消化率和免疫力下降，且突然低溫往往會導致某些疾病的發(fā)生，尤其是呼吸道疾病[5]。本試驗結果表明，春冬兩季夜間舍內溫度顯著高于舍外溫度(P<0.05)，升高幅度達到5～8 ℃，其他各時間點舍內外溫度差異不顯著(P>0.05)。牛的生產環(huán)境界限-13～27 ℃[9]，適宜溫度范圍0～24 ℃[10]，本試驗所監(jiān)測的夏季舍內溫度范圍17.99～28.19 ℃，冬季舍內溫度范圍 -7.34～-0.20 ℃，過渡季節(jié)舍內溫度范圍2.62～14.26 ℃，大部分溫度處于上述參考范圍，冬季舍內溫度明顯高于舍外溫度，說明該畜舍起到了保溫作用，但仍未達到適宜溫度范圍，在夜間溫度較低時仍有可能產生冷應激。因此，就北方地區(qū)驢舍而言，上述溫度條件基本能夠滿足驢生產的需求。

空氣濕度也是評價驢舍內環(huán)境的一個重要指標，與體表水分蒸發(fā)及散熱有關，可影響畜體的熱調節(jié)及生產性能[10]。無論是冷、熱條件下，濕度較低都有利于緩和家畜的應激，此外，高濕環(huán)境阻礙驢體散熱且容易滋生各種病原體和寄生蟲，使機體抵抗力減弱，發(fā)病率上升[5]。本試驗結果表明，春冬兩季夜間及凌晨舍外濕度顯著高于舍內濕度(P<0.05)，其他時間點差異均不顯著(P>0.05)。本試驗所監(jiān)測的春季舍內濕度范圍18.17%～37.64%，夏秋兩季舍內濕度范圍38.64%～67.17%，冬季舍內濕度范圍54.21%～63.62%，春季舍內濕度均低于適宜范圍，夏秋兩季舍內濕度有一半以上處于適宜范圍，冬季舍內濕度全部處于適宜溫度(一般認為，畜舍適宜濕度為50%～70%)[8]，研究表明，動物受低濕的影響較小，在寒冷季節(jié)低濕條件可以減緩動物產生冷應激[11]。

本試驗結果表明，各時間點舍外風速均顯著高于舍內(P<0.05)。牛舍夏季通風參數為0.8～1.0 m/s，過渡季節(jié)通風參數為<0.5m/s，冬季通風參數為0.3～0.4 m/s[5,7]，本試驗夏季舍內測得的風速為0.18～0.61 m/s，低于上述參數，應增加通風設施，加強舍內空氣流通；過渡季節(jié)舍內測得的風速為0.12～0.30 m/s，低于上述參數；冬季舍內測得的風速為0.05～0.08 m/s，低于上述參數，相對較低的風速不利于舍內有害氣體及粉塵的排出，建議適當加大舍內風速，增加舍內通風量，但應嚴格把控冬季舍內風速，避免風速過大，造成冷應激。

THI是結合空氣溫度和空氣濕度來綜合評價天氣炎熱程度的指標，能夠反映動物在高溫季節(jié)是否產生熱應激及熱應激的程度[15]。風冷卻力是結合空氣溫度和風速來綜合評價寒冷程度的指標[16]。以牛作為參考，一般認為，當THI低于69，不會產生熱應激，當THI高于69但低于76時，產生輕度熱應激[10,17]。本試驗結果表明，夏季測得舍內THI為63.29～68.37，小于上述參考范圍，不會產生熱應激。舍內風冷卻力顯著低于舍外風冷卻力(P<0.05)。薛天柱研究表明驢具有體質健康、壽命長，抵抗、耐受力強，不易生病等特性[18]。因此，推測驢的THI適宜范圍將略大于牛的適宜范圍。

畜舍因建筑材料和建筑高度不同對輻射熱有不同的吸收阻隔作用。研究發(fā)現屋頂高4 m以上時可減緩太陽輻射對舍溫的影響，而且夾心彩鋼板熱阻高，可有效隔熱[19]。本試驗所測驢舍檐高3.5 m，棚頂最高處可達6 m，屋頂為夾心彩鋼板材料，阻隔了大量輻射熱，舍內輻射熱測量值極弱，顯著低于舍外的環(huán)境條件(P<0.05)，因此，在炎熱季節(jié)即使舍內外溫差不大，但體感溫度仍有較大差異，起到了一定的防暑降溫作用。

溫熱環(huán)境是溫度、濕度、風速等多因素共同作用產生的，單一的指標并不能全面反映畜舍的溫熱環(huán)境。綜合上述指標可見，本試驗所監(jiān)測畜舍舍內冬季早晚溫度較低，夜間溫度下降較快、濕度較大，驢場管理者應結合實際情況合理開關門窗，以增加白天舍內通風量及夜間保溫效果，避免產生冷應激；在高溫季節(jié)應結合實際情況合理增設風扇、噴淋等設備以減緩熱應激，保證驢健康高效生產。

3.2 有害氣體指標

NH3是畜舍內的主要有害氣體，通常由糞尿混合物、飼料等有機質經微生物發(fā)酵產生[22]。一般通風良好時不會產生高濃度NH3環(huán)境。本試驗結果表明，全年舍內NH3含量范圍為0.69～3.28 mg/m3，除夏季中午(14:00)外，其余各時間點舍內NH3含量均顯著高于舍外(P<0.05)，但均符合衛(wèi)生標準學(<20 mg/m3)[5]，說明畜舍的通風能夠滿足驢舍的空氣質量要求。本試驗中，舍內NH3含量春、夏季較高，可能是溫度較高，加快了含氮有機物的分解。李保明等[23]研究表明，有害氣體排放與溫度有關，這與本試驗結果相符。

驢舍內的CO2主要由驢呼吸產生，其產生量取決于驢的飼養(yǎng)密度[20]。本試驗結果表明，全年舍內CO2含量范圍為278.10～582.38 mg/m3，均符合衛(wèi)生學標準(<1 500 mg/m3)[5]，春季全天，夏秋兩季早晚舍內CO2含量顯著高于舍外(P<0.05)，冬季舍內外CO2含量相差不大， CO2含量低也間接表明其他有害氣體濃度較低。一年中春季CO2含量最高，這與高玉紅等[24]關于河北北部寒區(qū)密閉奶牛舍舍內CO2含量春季高于秋季的報道一致。這也與李保明等[23]關于有害氣體排放與溫度有關的試驗結果相符。

3.3 粉塵含量

舍內粉塵主要源自于飼料、糞便、墊草等。粉塵較多可引發(fā)家畜呼吸道疾病、塵肺病，影響家畜的熱調節(jié)，造成皮膚干燥受損[5]。本試驗結果表明， 舍內全年粉塵含量為0.13～0.29 mg/m3，均符合衛(wèi)生學標準(< 2 mg/m3)[5]，能夠滿足驢健康生產的需求。粉塵含量受管理活動及驢群所處的位置等因素影響較大。本試驗所監(jiān)測的驢舍，1 d內進行5次投料，3次清掃，管理者活動較多，驢的活動也相應增多，同時驢有打滾的生物習性，且在休息前后打滾次數較多，上述行為都會使粉塵含量增多。

4 結 論

本試驗結果表明,鐘樓式驢舍各項環(huán)境指標基本可以滿足驢的日常生產，但現階段關于驢舍清晰準確的環(huán)境質量標準尚未明確，仍需繼續(xù)探究。鐘樓式驢舍較適合北方地區(qū)規(guī)?；捏H養(yǎng)殖，宜推廣應用，針對極端天氣應采取相應措施預防驢產生冷熱應激。