河北省不同建筑類型羊舍環(huán)境參數(shù)的檢測與分析

趙壽培，王 超，趙娟娟，車大璐，王 紅，張偉濤，郭偉婷，高玉紅*

(1. 河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，河北 保定071001；2. 河北省畜牧總站，河北 石家莊 050035；3. 石家莊市畜牧技術(shù)推廣站，河北 石家莊 050031)

當前，關(guān)于環(huán)境控制的研究已經(jīng)在牛[1-3]、豬[4]和雞[5]方面取得了一定的成就，但關(guān)于羊環(huán)境的研究報道相對較少[6-8]。目前羊場標準化程度較低，羊舍建筑類型隨意性較強，嚴重影響了羊產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益。為了真正實現(xiàn)高效、健康、可持續(xù)的羊業(yè)發(fā)展，必須改善現(xiàn)有的養(yǎng)殖環(huán)境，規(guī)范羊場的標準化建設(shè)。本研究針對河北省平原地區(qū)規(guī)模化羊場的不同類型羊舍，測定和分析羊舍溫度、二氧化碳(CO2)、氨氣(NH3)、風速、和光照，為河北省羊舍的標準化建設(shè)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗羊場

選擇河北省平原地區(qū)規(guī)模化羊場中3種建筑類型羊舍(5棟舍)，試驗羊舍的建筑特點如表1所示。

表1 試驗羊舍的建筑特點Table 1 Architectural characteristics of sheep sheds

1.2 試驗方法

試驗于2018年7-8月(夏季)和2019年1-2月(冬季)對所選羊場的不同建筑類型羊舍溫度、CO2和氨氣NH3含量、風速、光照進行檢測。每棟羊舍連續(xù)檢測3個晴天，計算每個參數(shù)各檢測點的平均值。檢測樣點的選擇采用均勻布點原則，舍內(nèi)送料通道和羊欄內(nèi)均勻設(shè)6～9點，運動場設(shè)4～6點，檢測高度均為75～90 cm。檢測時間段分別為早6:00-7:00、午12:00-13:00和晚18:00-19:00。

溫度檢測儀器為溫度表(TENMARS，臺灣)；CO2檢測儀器為CO2測定儀(Gas Alert Micro5IR，加拿大)；NH3檢測儀器為NH3檢測儀(Z-800XP，美國)；風速檢測儀器為電子風速記錄儀(WFWZY-1)；光照的檢測儀器為光照計(TES-1 350A)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進行數(shù)據(jù)初步處理和圖表的繪制，采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，多重比較采用Duncan法進行分析。P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著，P>0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬夏兩季不同建筑類型羊舍的環(huán)境溫度

由表2可見，冬季不同建筑類型羊舍溫度各時間段均表現(xiàn)為顯著性差異(P<0.05)，有窗封閉舍溫度最高，棚舍溫度最低，有窗舍不同時間段的溫度均值分別比棚舍和半開放舍高4.26和2.95 ℃，而夏季不同舍溫度未表現(xiàn)為顯著性差異(P>0.05)。

表2 冬夏兩季不同建筑類型羊舍不同時間段的環(huán)境溫度Table 2 Ambient temperatures at different time in different styles of sheep sheds in winter and summer ℃

2.2 冬夏兩季不同建筑類型羊舍的有害氣體含量

由表3可見，各季節(jié)各時段有窗封閉舍CO2含量最高，棚舍最低(夏季半開放舍中午除外)，且兩季有窗封閉舍和棚舍之間CO2含量差異為極顯著水平(P<0.01)，有窗封閉舍和半開放舍之間冬季的早、晚CO2含量均表現(xiàn)出顯著性差異(早P<0.01；晚P<0.05)。兩季CO2含量均表現(xiàn)為早上高于中午和晚上，并且有窗封閉舍早上CO2含量極顯著(P<0.01)高于中午和晚上。從3種不同類型羊舍來看，兩季CO2日均含量均表現(xiàn)為有窗封閉舍最高，棚舍最低，兩季各舍的CO2日均平均值組間表現(xiàn)為差異極顯著(P<0.01)，且有窗封閉舍、半開放舍CO2日均含量分別是棚舍的1.63和1.40倍(夏季)、3.50和1.41倍(冬季)。此外，所有試驗舍未檢測到NH3。

表3 冬夏兩季不同建筑類型羊舍不同時間段的CO2含量(mg/m3)Table 3 The CO2 concentration at different time in different styles of sheep sheds in winter and summer

夏季和冬季3種建筑類型羊舍和運動場CO2含量的比較結(jié)果如圖1所示。兩個季節(jié)有窗封閉舍CO2含量均顯著高于舍外運動場(P<0.01)，而另兩類舍的舍內(nèi)和運動場含量之間無顯著性差異(P>0.05)。有窗舍冬季CO2含量顯著高于夏季(P<0.01)，其他舍兩個季節(jié)間差異不顯著(P>0.05)。

圖1 冬夏兩季不同建筑類型羊舍及其運動場的CO2含量不同小寫字母者為差異顯著 (P<0.05) ,不同大寫字母者為差異極顯著(P<0.01)。下同。Fig.1 CO2 concentration in different styles of sheep sheds and playgrounds in winter and summer Values with different lowercase superscripts in the same column mean significant difference(P<0.05),different uppercase superscripts mean highly significant different(P<0.01).The same below.

2.3 冬夏兩季不同建筑類型羊舍的風速

由圖2可見，兩個季節(jié)所測羊舍風速范圍分別為0.06～0.36 m/s(夏季)和0.03～0.26 m/s(冬季)，其中有窗封閉舍夏季舍內(nèi)風速顯著高于冬季(P<0.01)，另外兩舍并無顯著性差異(P>0.05)。各季節(jié)有窗封閉舍內(nèi)風速顯著低于其他兩類舍(P<0.01)，棚舍和半開放舍風速分別是有窗封閉舍的3.35倍(夏季)和3.88倍(夏季)、3.50倍(冬季)和4.11倍(冬季)。運動場與舍內(nèi)風速比較，有窗封閉舍運動場極顯著高于舍內(nèi)(P<0.01)，棚舍運動場顯著高于舍內(nèi)(P<0.05)，尤其是冬季，有窗密閉運動場風速是舍內(nèi)的7.12倍，而兩個季節(jié)半開放舍與運動場之間風速未達到顯著性差異(P>0.05)。

圖2 冬夏兩季不同建筑類型羊舍及其運動場的風速Fig. 2 Wind speed in different styles of sheds and playgrounds in winter and summer

2.4 冬夏兩季不同建筑類型羊舍的光照強度

夏季和冬季3種建筑類型羊舍光照強度的檢測結(jié)果如圖3所示。所測羊舍中，棚舍光照強度最高，顯著高于其他兩類舍(P<0.01)，分別是夏季有窗舍和半開放舍的3.10和5.38倍以及冬季兩類舍的的6.58和3.89倍。夏季與冬季比較，除了有窗舍，其他兩類舍光照強度差異不顯著(P>0.05)。

圖3 冬夏兩季不同建筑類型羊舍的光照強度Fig. 3 Light intensity in different styles of sheep sheds in winter and summer

3 討 論

隨著養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)標準化、現(xiàn)代化的發(fā)展，養(yǎng)殖環(huán)境對家畜生長發(fā)育和健康的影響越來越明顯[9-10]。本研究比較了河北省平原地區(qū)3種建筑類型羊舍的溫度、有害氣體和風速等環(huán)境參數(shù)。本試驗中冬季不同建筑類型羊舍的溫度差異均較大，外圍護結(jié)構(gòu)保溫性能好的有窗封閉舍溫度最高，而簡易的棚舍溫度最低，甚至棚舍早上的舍內(nèi)溫度僅-4.13 ℃，有窗封閉舍早上的溫度也只有2.04 ℃，實際生產(chǎn)中，羊舍的溫度低于-5 ℃時，其繁殖和生產(chǎn)性能就會受到影響。已有研究[11]也指出，冬季長期處于寒冷環(huán)境下的羊群容易使機體失去失衡，導致生長緩慢、免疫力下降以及生產(chǎn)性能受阻等現(xiàn)象，所以冬季不宜用棚舍，如果采用半開放或者有窗舍，應(yīng)加強其外圍護的保溫性能，外圍護結(jié)構(gòu)的重要性早已在豬的研究上有所體現(xiàn)[12]。本試驗中夏季各舍的溫度差異不顯著，中午溫度最高，3種舍溫度范圍高達31.25～32.95 ℃，說明試驗中不管是何種建筑類型的羊舍，羊均遭受嚴重的熱應(yīng)激。也有研究表明，當環(huán)境溫度過高時，容易引起羊血液氣體、電解質(zhì)代謝紊亂，生長和繁殖性能下降，嚴重時導致死亡[13-14]?？梢?，夏季羊舍不僅要重視外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱性能，還要考慮降溫設(shè)施，如風扇和遮陽網(wǎng)，冬天應(yīng)加強舍內(nèi)的保溫，以保障羊群的健康生長。

本研究中不同建筑類型羊舍的CO2和風速差異也較大。有窗封閉舍冬夏兩季CO2含量基本表現(xiàn)為早上高于中午和晚上的規(guī)律，這可能與通風有關(guān)，早上風速小，CO2不易擴散，導致舍內(nèi)CO2含量增加，這與任春環(huán)等[6]和馮豆等[15]關(guān)于春冬兩季畜舍早上CO2含量較高的研究結(jié)果基本一致，但本研究中并未表現(xiàn)出舍內(nèi)晚上CO2含量高于中午的規(guī)律性，這可能因為不同試驗的檢測時間和管理水平不同造成的。本研究中冬季有窗舍CO2含量顯著高于夏季，這與丁瑩等[16]研究結(jié)果一致，舍內(nèi)CO2含量冬季最高，可能是由于冬季天氣寒冷，多數(shù)羊喜歡停留在舍內(nèi)，CO2容易在舍內(nèi)積累，導致其濃度升高。CO2本身無毒，但當濃度較高時，空氣中氧氣含量會降低，導致家畜精神萎靡、食欲不振。CO2濃度的積累往往意味著空氣流通不暢、空氣污濁，此時可能空氣中其他有害物質(zhì)的濃度也較高[17]。另外，不同羊舍建筑類型直接影響舍內(nèi)環(huán)境，有窗封閉舍的封閉性比較強，CO2含量最高，尤其是冬季，早上含量可高達2336.8 mg/m3，已經(jīng)超過了國家畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準(NY/T388，<1500 mg/m3)，是國家行標的1.6倍，而半開放舍和棚舍因其封閉性較差，通風效果較好，這兩類舍夏季的平均風速是有窗封閉舍的3.35倍和3.88倍，冬季是有窗舍的3.50倍和4.11倍，所以舍內(nèi)CO2含量相對較低，該結(jié)果與劉昭華等[18]的研究結(jié)果相一致，該研究認為，彩鋼結(jié)構(gòu)卷簾羊舍的CO2和NH3日均含量均低于彩鋼結(jié)構(gòu)封閉式羊舍，原因是彩鋼結(jié)構(gòu)配套卷簾羊舍通風效果明顯好于封閉舍。類似研究[19]也指出，卷簾羊舍CO2日均含量比舍外高15.8%，比封閉羊舍CO2含量低21.2%。本研究中，夏季有窗封閉舍CO2日均含量比半開放舍和棚舍高16.3%和63.2%，冬季比半開放舍和棚舍高148.4%和250.5%，比舍外運動場高28.6%(夏季)和222.9%(冬季)。因此，密閉舍羊舍可加強冬季的通風換氣，從而使羊舍CO2含量降低，滿足國家標準要求，改善羊舍環(huán)境。從舍內(nèi)光照強度來看，棚舍光照強度最高。雖然棚舍保溫性能較差，但敞開面積較大，通風和采光都較好，其次是半開放舍，有窗舍的采光往往通過是門窗來實現(xiàn)，光線進入舍內(nèi)相對較少，所以光照強度較弱[20]，從檢測結(jié)果來看，所測羊舍的光照強度均符合國家畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準(NY/T388，>50 lux)，但各類羊舍應(yīng)考慮光照的均勻度。

4 結(jié) 論

河北省不同建筑類型羊舍的環(huán)境差異較大。冬季有窗封閉舍環(huán)境溫度較高，但空氣質(zhì)量較差，CO2含量超標，應(yīng)該加強冬季的換氣，兼顧保溫，棚舍冬季溫度過低。夏季棚舍和半開放舍通風效果較好，但羊群仍遭受熱應(yīng)激，應(yīng)注意遮陽和降溫，采用有窗密閉結(jié)構(gòu)時，應(yīng)安裝風扇或其他降溫設(shè)施。