豬舍內(nèi)環(huán)境空氣參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用研究

張　艷，劉小譚，鄧　佳，王　鵬（四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川 成都 610066）

豬舍內(nèi)環(huán)境空氣參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用研究

張艷，劉小譚，鄧佳，王鵬*
（四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川 成都 610066）

摘要：針對(duì)四川規(guī)模豬場(chǎng)如何了解豬舍內(nèi)空氣參數(shù)的變化情況，本研究根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一套空氣參數(shù)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用以監(jiān)測(cè)豬舍內(nèi)的空氣濕度、溫度及硫化氫、氨、二氧化碳?xì)怏w的濃度。

關(guān)鍵詞：豬舍；空氣參數(shù)；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理》（GB/ T 17824.3-2008）規(guī)定：豬舍內(nèi)硫化氫氣體的濃度不得超過(guò)10mg/m3，氨氣的濃度不得超過(guò)25 mg/m3，二氧化碳?xì)怏w的濃度不得超過(guò)1500mg/m3。四川省規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)目前沒有相關(guān)的測(cè)試設(shè)備，無(wú)法實(shí)時(shí)掌握豬舍內(nèi)的空氣質(zhì)量狀況，無(wú)法做到有效調(diào)控。針對(duì)規(guī)模豬場(chǎng)如何了解豬舍內(nèi)的空氣參數(shù)變化情況，本研究根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一套空氣參數(shù)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用以監(jiān)測(cè)舍內(nèi)的空氣濕度、溫度及硫化氫、氨、二氧化碳?xì)怏w的濃度。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)暴露的一些問題作出改進(jìn)；針對(duì)豬舍結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)中以及管理和維護(hù)中存在的不合理地方，提出改進(jìn)意見；并對(duì)豬舍內(nèi)環(huán)境的空氣監(jiān)測(cè)和控制提出應(yīng)用方案。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)點(diǎn)本試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)于四川省畜牧科學(xué)研究院豬育種試驗(yàn)基地，位于簡(jiǎn)陽(yáng)市石盤鎮(zhèn)龍泉湖社區(qū)，占地面積為91畝，建有養(yǎng)殖圈舍24棟，圈舍面積共10 000 m2。該養(yǎng)殖場(chǎng)于2011年開始運(yùn)行，常年存欄能繁母豬520余頭，2013年實(shí)際存欄2600頭，出欄8000頭。該試驗(yàn)豬場(chǎng)集科研、試驗(yàn)于一體，基礎(chǔ)設(shè)施條件較好，功能比較完善。外部氣象參數(shù)由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供參考數(shù)據(jù)。

選取哺育母豬舍進(jìn)行試驗(yàn)。哺育母豬舍采用水沖糞工藝建筑模式，長(zhǎng)25m、寬8m、高3m，舍內(nèi)布置金屬圍欄和漏糞地板，中間過(guò)道寬1.1m，墻邊過(guò)道寬0.75m。屋頂無(wú)排風(fēng)口，側(cè)墻安裝水簾風(fēng)機(jī)用于圈舍降溫，使用紅外線加熱燈對(duì)哺育仔豬進(jìn)行局部保暖。在沒使用水簾風(fēng)機(jī)時(shí)，人工開窗通風(fēng)。配置自主研發(fā)的豬舍空氣參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（傳感器安裝于豬只呼吸高度），用于現(xiàn)有養(yǎng)殖模式下豬舍內(nèi)的環(huán)境變化監(jiān)測(cè)。

1.2系統(tǒng)構(gòu)成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集卡（無(wú)線發(fā)送）、液晶顯示屏（無(wú)線接收）、數(shù)據(jù)接口、電腦、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、電源及連接電線構(gòu)成。

1.3設(shè)備安裝液晶屏及電腦安裝于豬舍端頭的飼料間（由220V交流電源供電），傳感器和數(shù)據(jù)采集卡連接為一體，采集卡由鋁合金防水安裝盒保護(hù)，安裝于舍內(nèi)。信號(hào)發(fā)送天線用磁吸座固定在安裝固定架上，天線延長(zhǎng)線由帶塑料保護(hù)套的螺旋管穿管保護(hù)。溫濕度傳感器按照舍內(nèi)平面5點(diǎn)布置，離墻面最近距離約0.8m，安裝高度0.5m，由電池供電；氣體傳感器三個(gè)，集中布置在靠舍內(nèi)邊墻中點(diǎn)上，安裝高度0.5m，由24V直流電源供電。供電電纜、傳感器和數(shù)據(jù)采集卡之間的電線用PVC線管穿管保護(hù)。

2　試驗(yàn)分析

2.1試驗(yàn)情況該系統(tǒng)于2013年7月安裝調(diào)試完畢，經(jīng)過(guò)半年的運(yùn)行，取得了一定的數(shù)據(jù)。

2.2系統(tǒng)改進(jìn)縮短傳感器和數(shù)據(jù)采集卡之間的連接電線，全部采用較大直徑的PVC管保護(hù)，防止老鼠咬；縮短天線延長(zhǎng)線，調(diào)整無(wú)線傳輸頻率；采用棒狀天線，直接固定在鋁合金防水保護(hù)盒上，防止老鼠咬；調(diào)整數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)發(fā)送頻率，統(tǒng)一調(diào)整為每15min發(fā)送一次，使數(shù)據(jù)樣本長(zhǎng)度一致，便于統(tǒng)計(jì)分析。

2.3監(jiān)測(cè)結(jié)果哺育母豬舍的空氣參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由溫濕度、氣體檢測(cè)系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)兩大部分組成。傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送至顯示系統(tǒng)顯示并保存。分別選取夏季和冬季兩組數(shù)據(jù)作為分析對(duì)比，數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化如圖1～圖8所示。

2013年7月24日，氣溫25～32℃，白天多云，夜間陣雨，微風(fēng)。哺育母豬舍內(nèi)的平均溫度30.86℃，平均相對(duì)濕度84.15%，硫化氫平均濃度29.34mg/m3，氨氣平均濃度21.75 mg/m3，二氧化碳平均濃度1174.77mg/m3。

圖1　2013-7-24哺育母豬舍空氣環(huán)境參數(shù)（除CO2、粉塵）

圖2　2013-7-24哺育母豬舍CO2日濃度變化

圖3　2013-7-25哺育母豬舍空氣環(huán)境參數(shù)（除CO2、粉塵）

圖5　2013-12-9哺育母豬舍空氣環(huán)境參數(shù)（除CO2、粉塵）

圖6　2013-12-9哺育母豬舍CO2日濃度變化

圖7　2013-12-10哺育母豬舍空氣環(huán)境參數(shù)（除CO2、粉塵）

圖8　2013-12-10哺育母豬舍CO2日濃度變化

2013年7月25日，氣溫26～35℃，白天多云，夜間多云，微風(fēng)。哺育母豬豬舍內(nèi)平均溫度31.38℃，平均相對(duì)濕度80.92%，硫化氫平均濃度29.84mg/m3，氨氣平均濃度21.85 mg/m3，二氧化碳平均濃度1 239.57mg/m3。

2013年12月9日，氣溫8～12℃，白天陰，夜間陰，微風(fēng)。哺育母豬舍內(nèi)的平均溫度19.65℃，平均相對(duì)濕度74.99%，硫化氫平均濃度9.80mg/m3，氨氣平均濃度47.76mg/m3，二氧化碳平均濃度2512.55mg/m3。

2013年12月10日，氣溫8～14℃，白天多云，夜間多云，微風(fēng)。哺育母豬舍內(nèi)的平均溫度18.49℃，平均相對(duì)濕度73.13%，硫化氫平均濃度9.11mg/m3，氨氣平均濃度47.69 mg/m3，二氧化碳平均濃度2302.75mg/m3。

以上各監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比情況見表1。

3　結(jié)果

由以上圖、表可以看出夏季舍內(nèi)溫度超標(biāo)，相對(duì)濕度超出范圍值上限不多，硫化氫超標(biāo)，氨氣略微超標(biāo)，二氧化碳平均濃度沒有超標(biāo)。冬季舍內(nèi)溫度、濕度適宜，硫化氫平均濃度略微超標(biāo)，氨氣超標(biāo)，二氧化碳超標(biāo)。

4　結(jié)論

豬舍內(nèi)環(huán)境空氣參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能有效、及時(shí)地反映豬舍內(nèi)的空氣質(zhì)量情況，為環(huán)境參數(shù)的調(diào)控提供數(shù)據(jù)支持。此系統(tǒng)只是做了初步的應(yīng)用研究，如何達(dá)到有效的部件配比，如何選定測(cè)試點(diǎn)位置以及各參數(shù)之間的相關(guān)性等，都需要進(jìn)一步的深化研究。豬舍內(nèi)環(huán)境溫度是影響各項(xiàng)參數(shù)的主要因素，可通過(guò)噴霧降溫、濕簾風(fēng)機(jī)降溫、淋水、滴水、遮陰等方式達(dá)到降溫效果。而對(duì)有害氣體的調(diào)控，首先需要加強(qiáng)豬舍環(huán)境管理，如日常清潔，適當(dāng)?shù)娘曫B(yǎng)密度，合理的通風(fēng)制度等；其次可以提高保健養(yǎng)豬技術(shù)，從飼料配合、體內(nèi)代謝調(diào)控等方面綜合考慮。■

表1　　夏冬兩季的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比表

參考文獻(xiàn)：

［1］中國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).規(guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理［S］.GB/T 17824.3-2008.

［2］周益明，楊祥龍，王華，等.畜禽舍硫化氫檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2008（4）：186-190.

［3］劉希穎，趙越，趙永.封閉豬舍中硫化氫氣體濃度變化的研究［J］.中國(guó)飼料，2004（17）：21-22.

［4］伍清林，金蘭梅，周玲玲，等.規(guī)?；i場(chǎng)舍內(nèi)外空氣質(zhì)量變化的研究［J］.中國(guó)畜牧獸醫(yī)，2012，39（11）.

［5］肖雨賢.哺乳仔豬舍溫濕度環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究［D］.長(zhǎng)春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

中圖分類號(hào)：S828.46

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1001-8964（2016）06-0024-03

收稿日期：2016-04-20

基金項(xiàng)目：四川省“十二五”畜禽育種攻關(guān)項(xiàng)目（2011NZ0099-10）

作者簡(jiǎn)介：張艷（1981-），女，四川彭州人，碩士，工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械化應(yīng)用。

*通訊作者：王鵬（1962-），男，四川達(dá)縣人，研究員，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械化應(yīng)用。

The Application Research of Ambient Air Detection in Piggery

ZHANG Yan，LIU Xiaotan，DENG Jia，et al.
（Sichuan Research&Design Institute of Agricultural Machinery，Sichuan Chengdu 610066，China）

Abstract：This research aimed at how to understand the change of the parameters of the air in intensive pig farms in Sichuan province.According to the related standard，a monitoring system of ambient air parameters was designed to detect the temperature，humidity and the concentration of hydrogen sulfide，ammonia and carbon dioxide of the inner air in piggery.

Key words：Piggery；Ambient air parameters；Monitoring system