2 種牛舍對(duì)冬季伊犁地區(qū)肉牛生長性能及環(huán)境的影響

劉天旭，尹 浩，賀騰飛，劉芮兵，陳昭輝

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，我國逐步成為世界前列的牛肉生產(chǎn)和消費(fèi)大國[1]。據(jù)國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系統(tǒng)計(jì)，2020 年我國牛肉進(jìn)出口貿(mào)易量總共約211.84 萬t，較2019 年增加45.87 萬t，貿(mào)易額總計(jì)約101.80 億美元[2-3]。在肉牛育肥過程中，常使用有窗牛舍、半開放牛舍和開放牛舍3 種類型，其中，有窗牛舍結(jié)構(gòu)較為嚴(yán)密，需精確考慮通風(fēng)量和通風(fēng)時(shí)間，在寒冷季節(jié)大量通風(fēng)不利于保溫，反之不利于排出有害氣體；開放牛舍只有一側(cè)有墻，設(shè)有頂棚和運(yùn)動(dòng)場，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，采光良好，保暖性差，空氣質(zhì)量與舍外相近[4]。

Andric 等[5]研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境因素很大程度影響動(dòng)物的生長性能。畜舍環(huán)境會(huì)直接影響肉牛的育肥效果，惡劣的環(huán)境會(huì)讓肉牛成長減緩，降低肉牛免疫力，甚至引發(fā)疾病[6]。肉牛生長受環(huán)境溫濕度和風(fēng)速等綜合環(huán)境因素影響，只有牛體產(chǎn)熱、散熱平衡才能保障其生長性能[7]?？諝鉂穸葧?huì)影響體牛體表水分蒸發(fā)，干擾體熱調(diào)節(jié)[8]。同時(shí)，NH3與CO2等有害氣體作為畜舍內(nèi)主要的應(yīng)激源和污染物，也會(huì)引起肉牛食欲不振、生產(chǎn)降低，甚至導(dǎo)致疾病發(fā)生[9]。與有窗舍相比，開放舍能夠提升空氣質(zhì)量，但由于溫度低和風(fēng)速大等原因，也會(huì)導(dǎo)致牛的體感溫度下降，導(dǎo)致肉牛生長性能和效率降低[10]。因此，本試驗(yàn)旨在探究與有窗牛舍相比，采用開放牛舍育肥對(duì)肉牛的生長性能和建設(shè)投入的影響，為冬季新疆伊犁地區(qū)肉牛育肥模式優(yōu)化方案提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況 試驗(yàn)開展于新疆伊犁州創(chuàng)錦犇牛牧業(yè)牛場，試驗(yàn)時(shí)間為2019 年12 月1 日—2019 年12 月14 日。伊犁哈薩克自治州察布查爾錫伯自治縣位于新疆西北部，地跨溫帶大陸性氣候和高山氣候類型，氣候濕潤溫和，年均降水量222 mm，年均溫度7.9℃，適宜農(nóng)牧生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物與飼養(yǎng)管理 選取30 頭7 月齡左右的西門塔爾牛，隨機(jī)分為有窗牛舍飼養(yǎng)和開放牛舍飼養(yǎng)2 個(gè)處理，每個(gè)處理15 頭牛分3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5 頭飼養(yǎng)于同一欄中，飼養(yǎng)密度約為9.36 m2/頭。有窗牛舍初始平均體重為（246.8±23.2）kg，開放牛舍初始平均體重為（245.9±13.9）kg。每日09:30、15:30給料，日糧飼喂方式及配比組成一致（表1），每日供水時(shí)間為13:00—13:30。試驗(yàn)周期為14 d。

表1 日糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 檢測指標(biāo)與方法

1.3.1 環(huán)境指標(biāo) 溫濕度自動(dòng)記錄儀分別在有窗牛舍（圖1）和開放牛舍（圖2）設(shè)置5 個(gè)測試位點(diǎn)。其中有窗牛舍舍內(nèi)3 個(gè)位點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)場1 個(gè)位點(diǎn)、舍外庇蔭處1 個(gè)位點(diǎn)，開放牛舍舍內(nèi)4 個(gè)位點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)場1 個(gè)位點(diǎn)，自動(dòng)記錄儀每5 min 記錄1 次，用于收集24 h 數(shù)據(jù)。并于每天10:30、15:40、21:00 手動(dòng)測定不同舍內(nèi)NH3及CO2濃度，其中，有窗舍內(nèi)9 個(gè)位點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)場3 個(gè)位點(diǎn)，開放舍內(nèi)9 個(gè)位點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)場3 個(gè)位點(diǎn)。試驗(yàn)所用環(huán)境指標(biāo)測定設(shè)備如表2 所示。

圖1 有窗牛舍測點(diǎn)布置平面圖

圖2 開放牛舍測點(diǎn)布置平面圖

表2 測定項(xiàng)目與使用儀器

1.3.2 生長性能 試驗(yàn)前后對(duì)西門塔爾牛晨飼后稱重，計(jì)算平均日增重。

1.3.3 行為觀察 觀察牛只分布情況，記錄有窗牛舍與開放牛舍舍內(nèi)舍外的牛只數(shù)量；記錄2 種牛舍類型的牛只活動(dòng)情況，包括站立牛數(shù)、躺臥牛數(shù)以及走動(dòng)牛數(shù)3項(xiàng)，每種行為超過10 s 則開始記錄。每日記錄兩次，每次15 min，分別為10:00 和16:00。行為判定標(biāo)準(zhǔn)如表3 所示。

表3 行為標(biāo)準(zhǔn)

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)由Excel 2019 整理，使用SPSS 21.0 進(jìn)行獨(dú)立樣本T 檢驗(yàn)以及ANOVA 單因素方差分析，結(jié)果以平均值± 標(biāo)準(zhǔn)誤的方式表示，且以P＜0.05 為各組間差異顯著，P＜0.01 為極顯著。

2 結(jié)果

2.1 不同類型牛舍對(duì)空氣溫濕度的影響 由表4 可見，開放牛舍內(nèi)溫度與舍外相似，但低于有窗牛舍（P＜0.05）；牛舍與舍外環(huán)境的空氣濕度近似，略低于舍外，三者無顯著差異。

表4 不同牛舍內(nèi)外溫濕度情況

2.2 不同類型牛舍對(duì)CO2含量的影響 由表5、6 可見，開放舍內(nèi)CO2濃度稍高于舍外（P＞0.05），有窗舍內(nèi)CO2濃度高于舍外與開放舍（P＜0.05），且下午濃度低于早晚（P＜0.01）。

表5 不同牛舍內(nèi)外CO2 濃度 mg/m3

表6 不同時(shí)間牛舍內(nèi)外CO2 濃度 mg/m3

2.3 不同類型牛舍對(duì)NH3含量的影響 由表7、8 可見，開放舍內(nèi)NH3濃度稍高于舍外（P＞0.05），有窗舍內(nèi)NH3濃度均高于舍外與開放舍（P＜0.05），且下午濃度低于早晚（P＜0.01）。

表7 不同牛舍內(nèi)外NH3 濃度 mg/m3

表8 不同時(shí)間牛舍內(nèi)NH3 濃度 mg/m3

2.4 不同類型牛舍對(duì)肉牛日增重的影響 由表9 可見，開放舍牛只平均日增重稍大于有窗舍（P＞0.05）。

表9 不同牛舍肉牛增重情況

2.5 不同類型牛舍對(duì)肉牛行為的影響 由表10、11 可見，開放舍牛只內(nèi)外分布較均勻，有窗牛舍舍外牛只數(shù)量約為舍內(nèi)的2 倍，開放舍舍內(nèi)牛只數(shù)量多于有窗牛舍（P＞0.05）。有窗舍牛只多站立，平均站立牛數(shù)約占試驗(yàn)牛數(shù)的74.0%，躺臥占比為26.7%；開放舍平均站立牛數(shù)約占試驗(yàn)牛數(shù)的54.7%，躺臥占比為42.0%，開放舍的站立牛數(shù)量高于有窗舍（P＜0.05），但躺臥比差異不顯著。

表10 不同牛舍牛只分布情況 頭

表11 不同牛舍牛只躺臥情況 頭

2.6 不同類型牛舍對(duì)經(jīng)濟(jì)支出的影響 建設(shè)成本=（單位面積土地費(fèi)用+單位面積建設(shè)費(fèi)用）×牛舍占地面積。根據(jù)具體建設(shè)費(fèi)用或估計(jì)值計(jì)算單位面積建設(shè)費(fèi)用，該部分建設(shè)費(fèi)用僅包含育肥區(qū)域。該地區(qū)單位面積土地費(fèi)用以500 元/（畝·年）估計(jì)，使用年限為50 年時(shí)，即為37.5 元/m2。圍欄育肥與舍內(nèi)育肥肉牛飼養(yǎng)密度不同，每頭牛所占建筑面積不同，因此建設(shè)成本計(jì)算時(shí)需要考慮每頭牛的建筑成本。

有窗牛舍長度約為100 m，寬度約為12.5 m，建筑面積1 250 m2，單位面積建設(shè)費(fèi)用約為500 元/m2。以圍欄育肥及舍內(nèi)育肥區(qū)域單位面積建筑單價(jià)估計(jì)，建設(shè)投入約合537.5 元/m2。1 棟牛舍16 圍欄飼養(yǎng)112 頭肉牛，合每頭牛占地11.16 m2，有窗牛舍建設(shè)成本約合5 998.8 元/頭。

開放牛舍長度約為100 m，寬度約為12.5 m，建筑面積1 250 m2，單位面積建設(shè)費(fèi)用約為430 元/m2。以圍欄育肥及舍內(nèi)育肥區(qū)域單位面積建筑單價(jià)估計(jì)，建設(shè)投入約467.5 元/m2。1 棟牛舍16 圍欄飼養(yǎng)192 頭肉牛，合每頭牛占地6.51 m2，開放牛舍建設(shè)成本約合3 043.6 元/頭。可見新疆伊犁地區(qū)開放舍育肥每頭牛比有窗舍育肥建設(shè)投入降低49.26%。

3 討 論

3.1 不同牛舍對(duì)畜舍環(huán)境的影響 畜舍環(huán)境能在很大程度上影響動(dòng)物生長性能、健康狀況以及動(dòng)物福利情況[11-12]。本試驗(yàn)中，有窗舍與開放舍2 種類型牛舍對(duì)肉牛生活環(huán)境產(chǎn)生了顯著影響。肉牛在有窗舍內(nèi)育肥過程中，伴隨著各種代謝過程會(huì)排出大量的CO2和NH3等物質(zhì)。有窗牛舍四面環(huán)墻，僅依靠門窗、風(fēng)機(jī)等通風(fēng)，很難將舍內(nèi)的有毒有害氣體排出。而開放牛舍無墻，依靠自然通風(fēng)即可凈化空氣。試驗(yàn)期間，開放牛舍平均溫度約為-4.45℃，比有窗牛舍降低約5℃，這是由于開放牛舍無墻與窗戶，保溫隔熱效果大大降低。牛只呼吸以及汗液蒸發(fā)會(huì)使牛舍內(nèi)部的空氣濕度大于等于舍外。周英昊等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在冬季的冀北地區(qū)，牛舍開放程度越高，空氣相對(duì)濕度越低。孫妍等[14]研究表明，在北方地區(qū)的寒冷季節(jié)，相較于雙坡式磚混結(jié)構(gòu)，開放程度更高的鐘樓式彩鋼結(jié)構(gòu)牛舍空氣濕度顯著降低。但在本試驗(yàn)中，有窗舍平均相對(duì)濕度約為75.18 %，稍低于開放舍，原因可能為試驗(yàn)地區(qū)在冬季時(shí)常有降雪，地面上的積雪在白天溫度較高時(shí)融化導(dǎo)致外界環(huán)境空氣濕度提高。

根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，不同牛舍內(nèi)的CO2與NH3具有顯著差異，有窗舍中CO2平均濃度約為2 545 mg/m3，約為開放舍的4 倍，最高濃度達(dá)到5 659 mg/m3，超過中國畜禽場環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1 500 mg/m3[15]；有窗舍NH3平均濃度約為6.02 mg/m3，約為開放舍的15 倍，但符合畜禽場環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為預(yù)測每日氣體濃度變化趨勢(shì)，試驗(yàn)選取了3 個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)不同類型牛舍的CO2、NH3進(jìn)行了檢測，結(jié)果顯示在一天之內(nèi)，夜間有害氣體濃度最高，上午次之，下午最低，且與有窗牛舍差異極顯著?？紤]到牛舍僅依靠自然通風(fēng)，上述情況出現(xiàn)的原因可能是下午牛只活動(dòng)更加頻繁，帶動(dòng)周圍空氣流通從而在一定程度上降低了有害氣體濃度。

3.2 不同牛舍對(duì)動(dòng)物行為的影響 Ellen 等[16]認(rèn)為動(dòng)物行為往往能反映出動(dòng)物的健康狀況。Jenny 等[17]、Munksgaarg 等[18]研究表明，牛只站立時(shí)長可以反映是否舒適，與生長性能密切相關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，有窗牛舍肉牛的站立比例顯著高于開放牛舍，躺臥比例低于開放牛舍，說明牛只在開放牛舍較為舒適；另外，兩處理的舍內(nèi)牛只數(shù)量差異雖不顯著，但可以看出有窗舍中牛數(shù)少于開放舍，這是由于有窗舍內(nèi)空氣質(zhì)量相對(duì)運(yùn)動(dòng)場較差，牛只選擇了更加舒適的環(huán)境。開放舍不受外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的限制，肉牛代謝產(chǎn)生的CO2和NH3可以迅速擴(kuò)散被空氣稀釋，從而提高了環(huán)境質(zhì)量。牛只躺臥和在牛舍的位置分布等行為表現(xiàn)出的結(jié)果與環(huán)境質(zhì)量情況相吻合，表示結(jié)果可信。因此，開放牛舍雖然氣溫比有窗牛舍略微降低，但CO2與NH3濃度也隨之降低，在空氣溫度和空氣質(zhì)量兩方面因素的綜合影響之下，開放牛舍育肥肉牛的效果比有窗牛舍較好，同時(shí)也更滿足動(dòng)物福利的要求。

3.3 不同牛舍對(duì)生長性能影響 7 月齡育成牛正處于生長發(fā)育的關(guān)鍵階段，CO2、NH3和溫濕度等指標(biāo)是影響肉牛生長性能的重要環(huán)境因素[19]。育肥?？稍?～21℃的溫度范圍內(nèi)飼養(yǎng)，最適宜10℃左右，不適于飼養(yǎng)在85% 以上相對(duì)濕度的環(huán)境中[20-22]。本試驗(yàn)場所空氣濕度最高不超過83.60%，故對(duì)牛只無不良影響。Birkels等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在寒冷季節(jié)飼養(yǎng)肉牛會(huì)表現(xiàn)出較差的育肥效果。Young 等[25]和Bergen 等[25]研究表明，在寒冷條件下動(dòng)物會(huì)通過顫栗等方式增加產(chǎn)熱以維持體溫，環(huán)境溫度每下降1℃將會(huì)需要肉牛提高2.89 KJ/kg的維持能量，這就意味著較冷的環(huán)境會(huì)使肉牛進(jìn)食量增加進(jìn)而導(dǎo)致育肥效果較差、耗料增重比降低。低溫飼養(yǎng)肉牛的采食量、日增重和耗料增重比均低于高溫條件下飼養(yǎng)，因此肉牛不適宜在較冷的環(huán)境下進(jìn)行育肥[26]。然而，本試驗(yàn)中，開放舍肉牛雖處于平均溫度約為-4℃的環(huán)境，但生長性能優(yōu)于平均溫度約為0℃的有窗舍飼養(yǎng)的肉牛，原因之一可能是開放舍溫度雖然低于有窗舍，但未能達(dá)到顯著影響肉牛生長性能的程度。肉牛養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的有害氣體主要是NH3和CO2，長期低濃度的NH3會(huì)導(dǎo)致肉牛慢性氨中毒，而高濃度NH3會(huì)降低肉牛生長性能，造成肝腎損傷和抗氧化應(yīng)激能力下降，甚至導(dǎo)致死亡；長時(shí)間處于CO2較高的環(huán)境中會(huì)造成肉牛缺氧，身體虛弱等問題[27]。開放牛舍空氣流通好，可以有效降低環(huán)境中CO2和NH3等有害氣體濃度。因此，在2 種牛舍不同的溫濕度和空氣質(zhì)量的綜合影響下，開放牛舍的生長性能好于有窗牛舍。

3.4 不同牛舍對(duì)經(jīng)濟(jì)投入的影響 從經(jīng)濟(jì)方面考慮，采用有窗牛舍飼養(yǎng)肉牛需要更多的資金投入。與開放牛舍相比，有窗牛舍往往需要投入更多資金在墻壁、屋頂以及地面等外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，同時(shí)牛舍內(nèi)的設(shè)施設(shè)備如風(fēng)機(jī)、刮糞板等也會(huì)增加建設(shè)之初的經(jīng)濟(jì)支出。經(jīng)計(jì)算，開放牛舍比有窗牛舍造價(jià)約低13.02%。結(jié)合飼養(yǎng)牛只數(shù)量考慮，每頭牛建設(shè)成本約低49.26%。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，與有窗牛舍相比，在冬季伊犁地區(qū)采用開放牛舍育肥肉?？梢越档惋曫B(yǎng)環(huán)境的溫度、CO2、NH3濃度以及站立牛數(shù)，增加躺臥比，提高了肉牛飼養(yǎng)福利與日增重，同時(shí)降低了資金成本的投入。