寒区奶牛舍环境温湿度、粉尘和气载细菌的季节性变化及其相关性研究

高玉红，郭建军，李宏双，邱殿锐，李晓滨，吴广军，李建国

(1.河北农业大学动物科技学院，保定 071001； 2.承德市畜牧研究所，承德 067000)



寒区奶牛舍环境温湿度、粉尘和气载细菌的季节性变化及其相关性研究

高玉红1*，郭建军2，李宏双1，邱殿锐2，李晓滨2，吴广军2，李建国1

(1.河北农业大学动物科技学院，保定 071001； 2.承德市畜牧研究所，承德 067000)

摘要：本试验旨在研究奶牛舍环境参数的季节性变化及参数间的相关性。选择河北省寒区4种建筑形式的奶牛舍，对温湿度、粉尘浓度和气载细菌总数分别采用连续记录法、定点定时测定法以及培养计数法进行4个季节的检测与分析。结果表明，4个季节牛舍温度均表现出中午高、早晚低的规律性变化，而相对湿度则表现为相反的规律，夏季所有牛舍温湿指数均超过72，寒区奶牛舍的夏季防暑需重视。牛舍内粉尘PM10和PM2.5浓度分别达28.5～211.5和1.9～44.2 μg·m-3，在任何季节4种牛舍的粉尘(PM10和PM2.5)浓度之间差异均达显著水平(P<0.05)，PM10季节性明显，夏季最高，冬季最低，且PM10与温度间表现出显著正相关关系(P<0.05，r=0.60)，与相对湿度不存在显著相关性(P>0.05)。4种牛舍的气载需氧菌总数达1 804～4 944 CFU·m-3，在任何季节各舍间差异均达到显著水平(P<0.05)，且与温度、相对湿度间均呈显著正相关关系(P<0.05，温度r=0.49，相对湿度r=0.56)。从需氧菌与粉尘的相关性可知，需氧菌总数与PM10浓度表现出显著正相关关系(P<0.01，r=0.80)。可见，改善牛舍环境需综合考虑温湿度、粉尘和气载细菌等环境参数间的相关关系。

关键词：奶牛；环境；粉尘；细菌；温湿度

随着奶牛养殖业的规模化发展，奶牛健康和产品安全越来越受到人们的关注，改善奶牛养殖环境的呼声也越来越高。温湿度是影响奶牛环境的主要因素，多年来有关奶牛温湿环境的研究一直是国内外的热点[1-5]。但实际的生产环境往往是多种因素相互作用的结果[6]。除了温湿度，环境中细菌和粉尘浓度也是影响奶牛环境的重要因素。

河北省北部山区冬季寒冷，夏季凉爽，2013年河北省奶牛产业创新团队在调研过程中发现[7]，该地区多年来奶牛舍的设计主要侧重于冬季保温，牛舍的密闭程度较高，再加上通风系统的不完善，很容易导致舍内环境中微生物和粉尘含量的增加，空气质量下降，并且通过气体交换向周围环境传播散布，造成动物源性生物污染，特别是致病菌和选择性致病菌可对人类和动物健康构成威胁。已有研究证明，悬浮于空气中的粉尘(PM10和PM2.5)往往携带大量的细菌、病毒以及其他的有害物质如重金属和挥发性有机化合物等，长期或者短期暴露在粉尘污染的环境中，容易引起饲养员和动物的上呼吸道疾病、慢性支气管炎及其他呼吸道炎症[8-10]。目前虽然国外有关于牛舍中气载细菌数量和粉尘浓度的零星报道[11-15]，但两者之间的相关性研究鲜有报道。本研究选择河北省北部寒区4种典型的奶牛舍，通过对4个季节舍内环境中温湿度、粉尘以及气载细菌的检测，分析寒区奶牛舍环境参数的季节性变化，并对参数之间的相关关系进行研究，为奶牛的养殖环境改善提供可靠的数据和理论基础。

1材料与方法

1.1试验牛舍

选择河北省承德市丰宁县3个奶牛场中4种有代表性的奶牛舍，奶牛舍的建筑形式和特点如表1所示。4种奶牛舍均设有舍外运动场，舍内通往运动场的大门分别设在两侧纵墙中央，奶牛可自由出入运动场；每天全混日粮投喂3次，即，早上06:00-07:00、中午14:00-15:00和晚上18:00-19:00，自由采食。除了舍内采食饲料，大多数奶牛停留在运动场，但冬季夜晚部分奶牛选择进舍躺卧。4种牛舍地面均为混凝土实体地面，舍内清粪方式采用刮粪车清粪，每天清粪1次，奶牛随时排泄的粪便人工及时清除，地面基本无粪便积存。4种牛舍的通风方式均为自然通风。

1.2试验方法和仪器

试验选择在2013-2014年的4个季节进行，即春季的4月19-25日、夏季的7月18-24日、秋季的9月20-26日以及冬季的1月11-17日，每个季节4种牛舍的环境温度、湿度、粉尘和气载细菌同步连续检测1周，以评价舍内各参数的季节性变化，并对各参数之间的相关关系进行分析。

空气环境中气载需氧菌总数和粉尘(PM2.5和PM10)浓度检测采用均匀布点原则，在饲料通道和牛栏内均匀布置12～20个点，检测高度均为1.2 m，检测时间选择3个时段，即早上07:00-08:00、中午12:00-13:00和晚上18:00-19:00。温湿度检测选择牛舍中央的位置进行昼夜连续检测。

温湿度检测的仪器采用法国的KTH-350-I型电子温湿度记录仪，每0.5 h记录1次；粉尘检测的仪器采用DT-9881M型尘埃计数器；细菌采样器采用FKC-1型浮游微生物采样器，采样流量100 L·min-1，每个采样点采集1 min，采集细菌后的琼脂培养基放在37 ℃培养箱中恒温培养48 h后菌落计数。

表1　被测奶牛舍的建筑特点

夏季温热环境的评价采用国内外公认的温湿指数(THI)指标，具体计算公式[16]：

THI=(1.8×AT+32)-

(0.55-0.55×RH/100)×(1.8×AT-26)

式中，THI 表示温湿度指数；AT 表示摄氏温度， ℃；RH 表示相对湿度，%。

1.3数据处理

用SPSS(Statistics Version 17.0，SPSS Inc.)统计软件对数据进行方差和相关性分析，多重比较采用LSD 法进行分析。

2结果

2.1牛舍环境的温湿度昼夜连续变化和季节性变化

4个季节不同建筑形式奶牛舍的内外环境温湿度昼夜连续变化如图1所示。各季节4种牛舍的温度变化规律基本一致(大跨度有窗舍4的冬季温度除外)，均表现为中午高、早晚低的变化规律，而各季节4种牛舍的相对湿度则表现为相反的变化趋势，即中午低、早晚高的规律，这与前期对肉牛舍环境温湿度的研究结果相一致[17]。

牛舍环境温湿度的季节性变化很明显(图1)，各季节牛舍温度的昼夜变化范围分别为4.89～22.75 ℃(春)、19.90～30.70 ℃(夏)、10.46～22.32 ℃(秋)和-14.40～1.30 ℃(冬)，而相对湿度的变化范围则分别为23.8%～79.3%(春)、53.0%～95.5%(夏)、46.2%～92.8%(秋)和26.2%～94.9%(冬)，从各季节4种舍的温湿度平均值可以得出，环境温度和相对湿度的季节性变化规律：夏>秋>春>冬和夏>秋>冬>春。

从图1也可以看出，建筑形式对牛舍环境温度和湿度的影响在不同季节表现出不同程度的差异，冬季尤为明显，其次是春季。大跨度有窗舍4的保温性能相对较好，冬季平均温度可达到-0.4 ℃，比舍1、舍3和舍2分别高7.5 ℃、6.8 ℃和4.6 ℃，而舍外平均温度只有-7.9 ℃，而且舍4昼夜温差较小，日较差只有2.3 ℃，但该舍的相对湿度也较高，平均湿度达到79.5%，且00:00-09:30期间舍4的相对湿度超过85%，已经超过国家农业行业标准规定值(≤80%，NY/T 388-1999)，甚至最高可达94.5%(早上04：00)，而其他3种舍在所有时间点的相对湿度均低于80%，平均湿度只有53.9%，接近于舍外平均湿度(50.9%)。此外，夏秋两个季节不同建筑形式牛舍的昼夜温湿度变化基本一致。

2.2夏季牛舍THI的昼夜连续变化

夏季4种牛舍内外的THI昼夜连续变化曲线如图2所示，4种舍的THI变化趋势基本一致，THI变化范围为67.0～79.0，各舍内外的平均THI分别达到74.1(舍1)、74.2(舍2)、73.6(舍3)、75.3(舍4)和75.1(舍外)，舍4略高于其他3种舍。从图2曲线也可看出，在04：30-06：00期间的THI处于低值范围，随着时间的推移，THI逐渐增加，达11：00左右曲线趋于平缓，一直持续到18：00左右，然后又缓慢下降。

图1　不同季节奶牛舍温湿度的昼夜连续变化曲线Fig.1　Diurnal continuous curves of temperature and relative humidity of cowsheds in different seasons

图2　夏季奶牛舍THI的昼夜连续变化曲线Fig.2　Diurnal continuous curves in THI of cowsheds in summer

2.3牛舍环境中粉尘浓度的季节性变化

4个季节牛舍环境中两种粉尘(PM2.5和PM10)的浓度如图3所示。各季节牛舍空气环境中的PM10浓度明显高于PM2.5浓度，PM10和PM2.5浓度分别达到28.5～211.5和1.9～44.2 μg·m-3。不管是PM10还是PM2.5，在任何季节不同建筑形式的4种牛舍粉尘浓度之间均表现出显著性差异(P<0.05)。另外，牛舍建筑形式对PM10的影响在不同季节表现出基本相似的规律(夏季除外)，舍4的PM10浓度最高，舍1浓度最低，舍4的PM10浓度在各季节是其他3种舍的1.1～3.4倍(春)、1.5～3.1倍(夏)、1.4～2.4倍(秋)和2.3～4.7倍(冬)，而牛舍建筑形式对PM2.5浓度的影响并未随季节的变化表现出一致的规律性，只在冬春两个季节表现出和PM10相似的变化趋势。

从季节对两种粉尘的影响程度可以看出，PM10浓度的季节性较PM2.5明显。各牛舍不同季节PM10浓度的粗略比较结果为：舍1，夏>秋>春>冬；舍2，夏>秋≈春>冬；舍3，春≈秋>夏>冬；舍4，夏>秋>春≈冬，可见，不管何种建筑形式的牛舍，夏季的PM10浓度不同程度的高于冬季，而PM2.5浓度却未表现出一致的季节性。

2.4牛舍环境中气载需氧菌总数的季节性变化

4个季节牛舍的气载需氧菌总数变化如图4所示，各季节舍内的需氧菌总数分别达到2 112～3 603 CFU·m-3(春)、2 381～4 944 CFU·m-3(夏)、2 096～4 270 CFU·m-3(秋)和1 804～3 845 CFU·m-3(冬)。不同建筑形式的牛舍内需氧菌总数在各个季节均表现出显著性差异(P<0.05)，而且舍4的需氧菌总数在各季节不同程度的高于其他舍(春季舍1除外)，分别是其他3种舍的1.0～1.7倍(春)、1.1～2.1倍(夏)、1.2～2.0倍(秋)和1.3～2.1倍(冬)。 但不同建筑形式对需氧菌总数的季节性变化并未表现出一致性规律，只有舍2和舍4表现出夏季需氧菌总数高于其他3个季节的一致趋势。

2.5牛舍环境中粉尘浓度、气载需氧菌总数和温湿度之间的相关性

4种建筑形式的牛舍在4个季节空气环境中的两种粉尘浓度、气载需氧菌总数与温湿度之间的相关系数如表2所示。PM10浓度、需氧菌总数与温度之间分别表现出显著的正相关关系(P<0.05，r=0.60；P<0.05，r=0.49)，且需氧菌总数与相对湿度之间也存在显著正相关关系(P<0.05，r=0.56)，但两种粉尘浓度与相对湿度间却不存在显著的相关关系(P>0.05)。从需氧菌总数与粉尘浓度的相关性可知(图5)，需氧菌总数与PM10浓度呈极显著的线性正相关关系(P<0.01)，相关系数r达到0.80，但需氧菌总数与PM2.5浓度之间却未表现出显著的相关性(P>0.05，r=0.26)。

3讨论

3.1奶牛舍环境温度和相对湿度的季节性变化

各季节柱子上标有不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01)，标有不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，标有相同小写字母者表示差异不显著(P>0.05)。下同Different capital letters and different lowercase letters above the columns indicate significant differences at the 0.01 level and the 0.05 level at each season，while the same lowercase letters indicate no significant difference(P>0.05).The same as below图3　不同季节奶牛舍空气环境中的粉尘浓度Fig.3　Airborne dust concentrations in cowsheds in different seasons

图4　不同季节奶牛舍环境中的气载需氧菌总数Fig.4　Aerobic bacteria count in cowsheds in different seasons

表2　空气中粉尘浓度、需氧菌总数与温湿度之间的相关系数

*.表示显著相关(P<0.05)

*.Indicates significant correlation(P<0.05)

图5　奶牛舍内气载需氧菌总数与PM10浓度的相关性Fig.5　Correlation between aerobic bacteria count and PM10concentration in cowsheds

牛舍的建筑形式影响舍内的温湿环境，其影响程度的大小与季节密切相关，本研究中对舍内温湿环境影响最大的季节是冬季，冬季大跨度牛舍4的门窗关闭，封闭程度较高，舍内温度较高，昼夜温差较小，而舍1和舍3由于通风面积或开敞面积较冬季保温性能相对较差。试验研究和生产经验表明，寒冷的冬季在恒温饮水、饲料营养水平较高且舍内风速较小的前提下，500 kg重的奶牛日产奶9 kg时，下限临界温度(适宜温度)为-24 ℃，而温度控制在-10 ℃以上，相对湿度不超过85%时不会影响奶牛的生产性能。本研究中，除了舍4，其他3种舍冬季的相对湿度均低于80%，而最低温度为早上06:00的-14.4 ℃(舍3)，而舍4一天中有9.5 h(00:00-09:30)相对湿度超过85%，但舍内温度较高且平稳，所以该舍的保温性能不容置疑，但由于舍内相对湿度的增加，势必会引起舍内气载微生物数量的增加，也容易引发皮肤病和关节炎等一些疾病，所以需要加强通风以排除舍内多余的水汽。

炎热夏季的热应激一直是多年来国内外研究的热点。D.V.Armstrong[18]研究发现，当THI大于72 时奶牛处于热应激状态，产奶量随THI的升高呈下降趋势。本研究中的牛舍位于河北省北部山区，冬季寒冷，夏季炎热时间较短，长时间以来奶牛养殖场技术人员认为，河北省北部寒区只需考虑冬季的保温，而对夏季防暑的问题没有引起足够的重视，但本研究中关于夏季奶牛舍THI的结果表明，早上06：30一直到夜里01：00，牛舍THI均超过72，处于轻度热应激状态，这足以说明该地区夏季采取相应的防暑措施是非常必要的，该研究结果也为寒区从事奶牛养殖的技术人员敲醒了警钟。

3.2奶牛舍环境中粉尘浓度的季节性变化

牛舍空气环境中粉尘浓度的季节性较为明显，本研究中冬季的PM10浓度最低，平均只有69.6 μg·m-3，春秋两季为107.4 μg·m-3，而夏季浓度最高，是冬季的2.1倍，该结果和S.Jooh等[13]和R.Schmidtd等[19]结果基本一致。R.Schmidt等[19]研究指出，冬季和夏季自然通风奶牛舍空气中的PM10浓度分别达到60和370 μg·m-3。S.Jooh等[13]研究也认为，冬季奶牛舍空气中的PM10浓度最低(22～29 μg·m-3)，而其他季节的浓度则达到64～240 μg·m-3，且冬季和夏季PM2.5浓度分别为4和35～44 μg·m-3。本研究中，冬季舍内空气中的PM2.5浓度平均达到8.4 μg·m-3，明显低于其他3个季节(平均20.4 μg·m-3)。已发表文献表明，季节温度对空气环境中的粉尘浓度有着直接的影响，高温更容易使饲料粉末、粪末以及尘土悬浮于空中，粉尘浓度与温度之间表现出显著的正相关关系[13，20-21]，这和本研究中PM10与温度之间的相关性分析结果基本吻合。已有研究指出，空气中的粉尘浓度不仅与温度有关，也与相对湿度有一定的相关性，A.Charron等[20]和K.L.Yang[21]研究认为，粉尘浓度与相对湿度存在显著的负相关，但本研究中两种粉尘浓度与相对湿度之间均并未表现出显著的相关性，这些结果不一致的原因可能是由于国外奶牛多采用舍饲散栏式饲养工艺，不设舍外运动场，而本研究中试验牛舍采用带舍外运动场的饲养工艺，全天中奶牛的大部分时间是在运动场休息或活动，这势必会影响舍内相对湿度的变化规律。另外，影响粉尘浓度的主要环境因素除了牛舍建筑类型和饲养工艺，舍内温湿度、风速、清粪方式以及奶牛行为等[8]均可能会对舍内空气环境中的粉尘浓度造成影响。

3.3奶牛舍环境中气载细菌的季节性变化

已有的国内外文献指出，牛舍的气载细菌范围为103～106CFU·m-3[14，22-25]，这和本研究结果基本吻合。虽然本研究中牛舍的气载需氧菌总数未超出国家农业行业标准的规定值(≤20 000 CFU·m-3，NY/T 388-1999)，目前也没有统计数据直接表明气载细菌数量的多少与疾病的发生存在相关性，但是研究表明，气载细菌数量的增高可导致动物机体免疫力下降以及生产性能降低[26]。本研究中，冬季的部分奶牛舍气载需氧菌总数较高，容易引起致病微生物在奶牛之间的传播，而且舍内高浓度的气载细菌对饲养员的健康也会构成潜在威胁[27]。韩国环境部门2004年提出建议在与环境卫生密切关系的地方(办公大楼、幼儿园、养老院以及医院等)，气载需氧菌总数不应超过800 CFU·m-3，而在波兰的一些职业场所的气载需氧菌总数不能超过105 CFU·m-3。

从各季节4种舍的气载需氧菌总数均值可以得出：夏季>秋季>春季>冬季，本研究也证明了舍内气载需氧菌总数与舍内的温度和相对湿度存在显著的正相关关系(温度r=0.60；相对湿度r=0.56)，但从各牛舍需氧菌总数的季节性分析，所测牛舍中只有两种有窗密闭舍(舍2和舍4)表现出夏季需氧菌总数高于其他季节的趋势，而舍1和舍3并没有表现出一致的季节性规律，这主要是由于牛舍建筑类型以及饲养工艺的差异，舍2和舍4内均设有卧床且密闭程度相对较高，奶牛喜欢躺卧在卧床上，而舍1和舍3的通风面积较大，容易受外界环境如风速和太阳辐射等因素的影响，而且大部分牛喜欢在运动场活动或休息，所以舍1和舍3的气载需氧菌总数表现出无规律的季节性变动。关于气载细菌数量和季节温湿度的关系国外也有研究，但结果不一致，有些研究认为舍内气载细菌数量与温度呈正相关关系，而与相对湿度则呈负相关或不相关关系[12，28]，这主要是由于所检测牛舍所在地的气候环境、牛舍类型、饲养工艺以及管理水平等多因素的影响。为了更深入的探讨奶牛舍气载细菌和温湿环境之间的相互关系，还需更多、更细致的试验研究。

3.4奶牛舍环境中气载细菌和粉尘浓度的相关性

各种渠道(皮肤、呼吸道、粪便、饲料以及垫料等)排放的细菌很容易聚集并附着于粉尘颗粒上，通过皮肤感染和呼吸的方式传播疾病，所以气载细菌数量与粉尘浓度直接相关。已有研究表明，PM10是气载细菌的主要载体，本研究中PM10与气载需氧菌总数呈现显著的线性正相关关系，其相关系数明显高于需氧菌总数与温湿度之间的相关系数，但PM2.5与需氧菌总数之间却未表现出相关关系。PM10和PM2.5均属于可吸入颗粒物，但由于PM2.5直径较小，更容易受到舍内外环境的干扰，如动物的行为、人员的走动以及风速的变化等，所以PM2.5与环境参数的相关性研究需选择相对稳定的环境。对于PM10，虽然其危害不及PM2.5，但长期处于高浓度的PM10环境中，仍会导致人畜呼吸道和心血管疾病的发生[28-29]。本研究中即使不同季节、不同建筑形式奶牛舍空气环境中的PM10浓度和需氧菌总数存在很大差异，但需氧菌总数与PM10浓度仍存在很强的线性相关关系。

4结论

4.1河北省北部寒区奶牛舍在4个季节中环境温度均表现为中午高、早晚低的规律性变化，而相对湿度的变化正好相反。冬季密闭程度较高的牛舍在00:00-09:30时间段相对湿度超过85%，夏季所有牛舍的THI均超过72，奶牛处于热应激状态，建议河北省寒区密闭程度高的牛舍冬季加强通风排湿，而夏季防暑问题应引起重视，特别是06：30-01：00的时段。

4.24个季节奶牛舍空气中的PM10和PM2.5浓度分别达到28.5～211.5和1.9～44.2 μg·m-3，PM10的季节性较明显，夏季最高，冬季最低，且PM10浓度与温度之间表现出显著正相关关系，但与相对湿度之间不存在显著相关性。

4.34个季节奶牛舍气载需氧菌总数达到1 804～4 944 CFU·m-3，与空气中PM10浓度之间存在显著的线性正相关关系，相关系数高达0.80，与舍内温度、相对湿度之间也呈显著正相关关系，所以，改善奶牛舍的环境质量需综合考虑环境参数间的相关关系。

参考文献(References)：

[1]李保明，施正香，ZHANG G，等.丹麦舍饲散养自然通风奶牛舍的空气环境分析[J].农业工程学报，2004，20(5)：231-236.

LI B M，SHI Z X，ZHANG G，et al.Contaminant gas survey of naturally ventilated dairy-cow freestall houses in Denmark[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering，2004，20(5)：231-236.(in Chinese)

[2]曹露，王泽昭，董刚辉，等.奶牛温度应激研究知识图谱分析[J].畜牧兽医学报，2015，46(9)：1489-1495.

CAO L，WANG Z Z，DONG G H，et al.Knowledge mapping analysis on thermal stress research of dairy cattle[J].ActaVeterinariaZootechnicaSinica，2015，46(9)：1489-1495.(in Chinese)

[3]郭延生，贾启鹏，陶金忠.基于GC-MS策略的奶牛热应激血液代谢组学研究[J].畜牧兽医学报，2015，46(8)：1356-1362.

GUO Y S，JIA Q P，TAO J Z.Blood metabolomic studies of heat stress cow with GC-MS[J].ActaVeterinariaZootechnicaSinica，2015，46(8)：1356-1362.(in Chinese)

[4]HILL D L，WALL E.Dairy cattle in a temperate climate：the effects of weather on milk yield and composition depend on management[J].Animal，2015，9(1)：138-149.

[5]KOHLI S，ATHEYA U K，THAPLIYAL A.Assessment of optimum thermal humidity index for crossbred dairy cows in Dehradun district，Uttarakhand，India[J].VetWorld，2014，7(11)：916-921.

[6]MADER T L，JOHNSON L J，GAUGHAN J B.A comprehensive index for assessing environmental stress in animals[J].JAnimSci，2010，88(6)：2153-2165.

[7]郭建军，高玉红，邱殿锐，等.河北省奶牛舍建筑结构及其配套设施的调查与分析[J].中国畜牧杂志，2014，50(22)：29-34.

GUO J J，GAO Y H，QIU D R，et al.Investigation of architecture and mating furniture of dairy cattle housing in Hebei province[J].ChineseJournalofAnimalScience，2014，50(22)：29-34.(in Chinese)

[8]CAMBRA-LOPEZ M，AARNINK A J A，ZHAO Y，et al.Airborne particulate matter from livestock production systems：a review of an air pollution problem[J].EnvironPollu，2010，158(1)：1-17.

[10]SCHARTZ J.Is there harvesting in the association of airborne particles with daily deaths and hospital admissions?[J].Epidemiology(Cambridge，Mass.)，2001，12(1)：55-61.

[11]刘敬博，柴同杰，苗增民，等.奶牛舍环境中气载微生物含量的检测[J].西北农林科技大学学报(自然科学版)，2010，38(5)：56-60.

LIU J B，CHAI T J，MIAO Z M，et al.Concentration detection of airborne microbes in cow environments[J].JournalofNorthwestA&FUniversity，2010，38(5)：56-60.(in Chinese)

[12]DUNGAN R S，LEYTEM A B，BJORNEBERG D L.Concentrations of airborne endotoxin and microorganisms at a 10，000-cow open-freestall dairy[J].JAnimSci，2011，89(10)：3300-3309.

[13]JOOH S，NDEGWA P M，HEBER A J，et al.Particulate matter dynamics in naturally ventilated freestall dairy barns[J].AtmosEnviron，2013，69(2)：182-190.

[15]SILVANA P，CRISTIN B，EVA ANDREA D.Microbiological air quality in tie-stall dairy barns and some factors that influence it[J].AfJAgricRes，2011，6(32)：6726-6734.

[16]董晓霞，刘浩淼，张超，等.北京市气候变化对奶牛热冷应激的影响[J].农业工程学报，2013，29(16)：198-205.

DONG X X，LIU H M，ZHANG C，et al.Impact of climate change on heat and cold stress of cow breeding in Beijing[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering，2013，29(16)：198-205.(in Chinese)

[17]高玉红，曹玉凤，孙新胜，等.河北省不同建筑类型的肉牛场舍内外温湿环境的研究[J].河北农业大学学报(自然科学版)，2013，36(6)：101-104.

GAO Y H，CAO Y F，SUN X S，et al.Evaluation of thermal environment inside and outside various styles of beef cattle houses in Hebei province[J].JournalofAgriculturalUniversityofHebei(NaturalScienceEdition)，2013，36(6)：101-104.(in Chinese)

[18]ARMSTRONG D V.Heat stress interaction with shade and cooling[J].JDairySci，1994，77(7)：2044-2050.

[19]SCHMIDTD R，JACOBSEN L D，JANNI K A.Continuous monitoring of ammonia，hydrogen sulfide，and dust emissions from swine，dairy，and poultry barns[C].ASAEMeetingPaper，024060，2002.

[20]CHARRON A，HARRISON R M，MOORCROFT S，et al.Quantitative interpretation of divergence between PM10 and PM2.5 mass measurement by TEOM and gravimetric(Partisol) instruments[J].AtmosEnviron，2004，38(3)：415-423.

[21]YANG K L.Spatial and seasonal variation of PM10 mass concentrations in Taiwan[J].AtmosEnviron，2002，36(20)：3403-3411.

[22]柴同杰，柴家前，MUELLER W.牛舍空气微生物及向环境传播的研究[J].中国预防兽医学报，1999，21(4)：311-313.

CHAIT J，CHAI J Q，MUELLER W.Airborne microorganisms of a calf stable and spreading to its Environment[J].ChineseJournalofPreventiveVeterinaryMedicine，1999，21(4)：311-313.(in Chinese)

[23]DUCHAINE C，MERIAUX A，BROCHU G，et al.Airborne microflora in Quebec dairy farms：back effect of bacterial hay preservatives[J].AmIndusHygieneAssocJ，1999，60(1)：89-95.

[24]DUTKIEVICZ J，POMORSKI Z J H，SITKOWSKA J，et al.Airborne microorganisms and endotoxin in animal houses[J].Grana，1994，33(2)：85-90.

[25]SEEDORF J，HARTUNG J，SCHRÖER M，et al.Concentrations and emissions of airborne endotoxins and microorganisms in livestock buildings in Northern Europe[J].JAgricEngngRes，1998，70(1)：97-109.

[26]WATHES C M.Air and surface hygiene[M].CAB International，Wallingford，USA，1994.

[27]WESTEEL V，JULIEN S，DE CHAMPS C，et al.Relationships of immunoglobulins E and G sensitization to respiratory function in dairy farmers[J].EurRespirJ，2000，16(5)：886-892.

[28]HANSEN A，BI P，NITSCHKE M，et al.2012.Particulate air pollution and cardiorespiratory hospital admissions in a temperate Australian city：a case-crossover analysis[J].SciTotalEnviron，2012，416(1)：48-52.

[29]YI O，HONG Y C，KIM H.Seasonal effect of PM10 concentrations on mortality and morbidity in Seoul，Korea：a temperature-matched case-crossover analysis[J].EnvironRes，2010，110(1)：89-95.

(编辑郭云雁)

Seasonal Variation of Ambient Temperature，Relative Humidity，Dust and Airborne Bacteria in Dairy Cowshed and Their Correlation in Chill Region

GAO Yu-hong1*，GUO Jian-jun2，LI Hong-shuang1，QIU Dian-rui2，LI Xiao-bin2，WU Guang-jun2，LI Jian-guo1

(1.CollegeofAnimalScienceandTechnology，AgriculturalUniversityofHebei，Baoding071001，China；2.AnimalHusbandryResearchInstituteofChengde，Chengde067000，China)

Abstract:The objective of this study was to investigate the ambient parameters in dairy cowsheds and their correlation.Four styles of cowsheds in the chill region of Hebei province were used and the continuous record method，fixed spot and time determination method，plate count method were applied to investigate the ambient temperature and relative humidity，airborne dust concentration and airborne bacteria count in 4 seasons，respectively.The results indicated that the indoor temperature was high at noon and low in both the morning and evening，while the opposite tendency in the relative humidity was observed.The temperature-humidity index(THI) was above 72 in all cowsheds in summer，which suggested that heat prevention would be paid more attention in the cowsheds of chill regions.The dust concentrations in all cowsheds ranged from 28.5 to 211.5 μg·m-3of PM10concentrations and from 1.9 to 44.2 μg·m-3of PM2.5concentrations.In each season，a significant difference was observed on the dust concentrations(PM10and PM2.5) among 4 styles of cowsheds(P<0.05).The PM10concentrations depended on seasons，showing the highest value in summer and the lowest in winter.Moreover，the PM10were significantly positively correlated with the temperature(P<0.05，r=0.60)，while not significantly correlated with the relative humidity(P>0.05).In addition，the aerobic bacteria counts ranged from 1 804 to 4 944 CFU·m-3and the bacteria among all cowsheds showed the significant difference in each season(P<0.05)，and the bacteria counts were significantly positively correlated with temperature(P<0.05，r=0.49) and the relative humidity(P<0.05，r=0.56)，respectively.There was significantly positive correlation between bacteria counts and PM10concentrations(P<0.01，r=0.80).In conclusion，the correlation among ambient parameters，including temperature，relative humidity，dust，airborne bacteria，and so on，would be considered to improve the environment in dairy cowsheds.

Key words:dairy cattle；environment；dust；bacterium；temperature-relative humidity

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2016.03.028

收稿日期：2015-05-23

基金项目：河北省现代农业产业技术体系奶牛产业创新团队建设专项资金；规模化奶牛场建设与环境控制关键技术与示范(201422077)

作者简介：高玉红(1971-)，女，河北保定人，博士，副教授，硕士生导师，主要从事畜禽环境控制和牧场设计的研究 *通信作者：高玉红，E-mail：gyhsxs0209@126.com

中图分类号：S823.91;S815.9

文献标志码：A

文章编号:0366-6964(2016)03-0620-10