饲养密度对饲养环境及肉牛生产性能的影响

陈昭辉，刘玉欢，吴中红，王美芝，刘继军※，杨食堂



饲养密度对饲养环境及肉牛生产性能的影响

陈昭辉1,2，刘玉欢1,2，吴中红1,2，王美芝1,2，刘继军1,2※，杨食堂3

（1. 中国农业大学动物科技学院，北京100193；2. 动物营养学国家重点实验室，北京100193；3. 高安市裕丰农牧有限公司，高安330800）

为探究适宜肉牛生长的最佳饲养密度，提高肉牛场经济效益，该文研究了饲养密度对肉牛生产性能，行为活动及经济效益的影响。在江西省高安市肉牛试验站选取体质量182～282 kg的杂交牛，在固定圈舍面积（18 m2）内分别饲养3、4、5、6、9头肉牛，对应占地面积为6.0、4.5、3.6、3.0、2.0 m2/头，饲养密度依次增加。由于肉牛体型较大，每个处理2个重复。结果显示，2.0 m2/头的试验组每头牛日采食量为11.90 kg显著高于其他处理组（<0.05），但每头牛日增质量仅为1.09 kg；3.6 m2/头时，每头牛日采食量处于居中水平为10.96 kg，每头牛日增质量最佳，达到1.41 kg。随着饲养密度的增加，舍内二氧化碳浓度分别为1 056.38、1 108.44、1 172.65、1 200.89、1 398.19 mg/m3，呈上升趋势；占地面积为2.0 m2/头时，舍内氨气浓度最高达3.23 mg/m3，而6.0 m2/头时仅为1.13 mg/m3；不同处理组之间有害气体浓度存在显著性差异（<0.05）。2.0 m2/头处理组1 d内站立时间（含打斗）为11.84 h，站立时间最长，脏污程度评分为2.09，体表最脏，3.6 m2/头试验组在打斗时间及体表清洁度方面均处于居中水平。综合上述指标，182～282 kg的每头牛适宜占地面积为3.6 m2，此时饲料转化率高，动物福利水平较好，利于农场取得较好经济效益。

CO2；行为研究；温度；肉牛；饲养密度；生产性能；动物福利

0 引 言

饲养密度是影响畜禽的重要环境条件之一，它反映栏内畜禽的密集程度。合理的饲养密度是畜禽场环境管理的一个关键指标，它决定着圈舍的合理使用。由于饲养密度直接影响畜禽舍的空气卫生状况进而影响到畜禽的福利水平，对畜禽的生长发育有着重要影响，因此保证畜禽适宜的饲养密度是生产中的一个重要环节[1]。

目前，国内外对畜禽饲养密度的研究较多。赵芙蓉等[2]报道，高饲养密度下（17.25羽/m2）公鸡的胸囊肿发病率（34.09%）显著高于中饲养密度（14.12羽/m2）及低饲养密度(10.98羽/m2)的胸囊肿发病率（<0.05）；赵宇等[3]认为在有音乐存在的条件下，饲养密度对胸肌率有显著性影响，高饲养密度（26羽/m2）条件下的胸肌率要显著低于中低密度（20羽/m2及14羽/m2）的胸肌率（<0.05）。国外对牛饲养密度的研究则主要集中于奶牛，对肉牛的研究较少，且结果不一。O¢Brien等[4]的研究表明，高饲养密度下，奶牛的产奶量和奶品品质都会下降。Lobeck-Luchterhand等[5]报道，饲养密度为2.88、5.76、11.52 m2/头时，随着饲养密度的增加，奶牛的采食时间显著上升（<0.05）。Barsila等[6]研究表明，在放牧条件下，给予牛群充分的活动区域，占地面积小（432 m2/头）的条件下的每只牛的牛奶产生量要比占地面积大（861 m2/头）的条件下少26%，但高饲养密度试验组牛奶产生总量仍比低饲养密度试验组高50%。Marquis等[7]的研究发现肉牛采食量及日增质量均随着饲养密度的增加而显著降低（<0.05）。Derner等[8-9]一致认为饲养密度低时肉牛有较高的饲料转化率，日增质量以及肉脂率。高饲养密度对肉牛的生产性能不利，与Marquis等[7-9]的研究结果不同，Honeyman等[10]认为在占地面积分别为3.72、4.18、4.65 m2/头时，牛的采食量、日增质量、料肉比以及脏污程度之间无显著性差异（>0.05）。

上述各研究主要围绕家禽及奶牛，单一性的研究饲养密度对动物生长性能或其对动物行为活动的影响。高饲养密度条件下必然会造成一定程度的动物福利的损伤，而低饲养密度则会造成土地、人力资源利用效率不高，造成一定程度的浪费，对畜牧场的经济效益不利。为探究实现动物福利及肉牛场经济效益平衡的合理饲养密度范围，本试验研究饲养密度对肉牛生长性能、站立时间及经济效益的影响，为合理舍饲肉牛提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点概况

本试验于2016年12月26日至2017年1月22日在江西省高安市肉牛试验站（28°N，115°E）进行。试验选择1栋具有代表性的钟楼式牛舍，牛舍东西走向，长60.0 m，跨度10.0 m，檐高3.4 m，双坡钢屋架无吊顶彩钢板屋面，舍内为头对头双列布置，南北每侧10个栏位。中间为宽 2.3 m的饲喂走道，饲喂走道上方屋脊处开设3个长度为6.0 m，换气口高0.5 m的单层彩钢板结构的钟楼口，其他部分均为双层彩钢板结构。试验期间舍内用帆布将牛舍封闭，仅留西侧门洞，连接牛舍饲喂走道供饲养员进出牛舍，尺寸为2.3 m´3.0 m；另20个小门（两侧墙每侧各10个）供饲养员进出牛舍清粪，小门尺寸为1.3 m´1.6 m。

1.2 试验设计

本试验以Larry等[11]的研究结果为依据进行饲养密度梯度设置，其推荐小牛体质量范围在181.4～272.1 kg，畜舍为混凝土地面时，适宜占地面积范围为2.78～ 4.65 m2/头。由此本试验选取体质量在其推荐值范围内的182～282 kg的7月龄小牛54头，控制各处理间牛群初体质量（见表1）之间无显著性差异（>0.05）。分为5个梯度，由于肉牛体型较大，且试验舍面积受限，每个处理2个重复。固定栏舍面积为18.0 m2，占地面积分别为6.0、4.5、3.6、3.0、2.0 m2/头，饲养密度依次增加。中间3组在推荐范围内，两极端值超出推荐值从而进一步探究每头牛占地面积的适宜范围。考虑当地冬季东北风为主风向的情况，为降低气流对各处理组小环境的影响，试验最终的栏舍布置见图1。A、B区为最接近试验牛的区域，为避免其对试验组产生影响，A区放置总体质量约为2 000～2 100 kg的牛，占地面积为2.0 m2/头；B区则放置总体质量500～600 kg的牛，占地面积为6.0 m2/头。剩余区域牛平均每栏牛群总体质量在 1 000～1 500 kg之间，占地面积在3.0～4.5 m2/头之间。

表1 试验牛群初始体质量

注：同一列间不同小写字母表示差异显著（<0.05），相同字母表示差异不显著（>0.05），下同。

Note: Different small letters in same column at each time period indicate significant differences (<0.05) and same letters mean no significant difference（>0.05）, the same as below.

图1 试验牛群布置

1.3 饲养管理

试验舍内共饲养肉牛91头，均为土杂牛（西门塔尔♂´锦江黄牛♀），散栏饲养。两舍均采用酒糟养牛配方，精料中玉米78%，豆粕15%，预混料4%，配以1%的食盐及2%的小苏打，精料与酒糟的饲喂比例为1:5。每日6:30由试验人员进行人工饲喂，保证自由饮食，试验人员于每日17:00进行剩料的收集及称质量。清粪方式为干清粪，每日7:00、14:00清粪。

1.4 指标测定与方法

试验期间，在保证牛群自由饮食的前提下，每日对剩料进行收集及称质量，以此估计牛群日采食量，为避免转群等应激条件对试验结果准确性产生干扰。试验前期进行预试验时长7 d，正式试验期为28 d；每日8:00、13:00、18:00对各个试验处理进行相关环境评价，主要包括温度、相对湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度（所用仪器见表2）等指标，测点位于各栏舍的中央位置，高度0.7 m，试验人员手持各仪器进入舍内进行测定；每日8:00、13:00、18:00对牛群的体表清洁度情况进行评分，由3位试验人员同时进行。

表2 测定项目及所用仪器

在试验舍设置监控摄像装置（DS-7808N-E2/8P，杭州海康威视数字技术股份有限公司）对试验组54头牛行为进行监控，以实现对牛的行为研究。具体监控时间为2016年12月26日17:00至2017年1月22日12:00，共安置5个摄像头，其中摄像头布置在舍内饲喂走道上方，调整角度记录牛群的站立时间，以评估牛群福利情况；试验前后对牛进行称体质量工作，记录牛群的增质量情况。

1.5 数据统计

试验数据采用SPSS10.0中的方差分析进行各处理间的显著性比较，以<0.05为显著性水平，用Duncan氏法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 饲养密度对肉牛生产性能的影响

2.1.1 日耗料

不同试验组间采食量分析结果见表3，2.0 m2/头（9头牛）的试验组每头肉牛日采食量最高，显著高于其他试验组（<0.05），4.5 m2/头（4头牛）试验组采食量则显著高于3.0 m2/头（6头牛）试验组（<0.05），6.0 m2/头（3头牛）与3.6 m2/头（5头牛）之间每头日均采食量处于居中水平，两者无显著性差异（>0.05）。目前国内外对于大型动物的饲养密度研究仍较少且关于饲养密度对肉牛及奶牛采食量的影响，结论不一。肉牛方面Honeyman等[10]认为在不同的饲养密度下，牛群的采食量之间无显著差异（>0.05）；Derner等[8-9]则报道饲养密度会对肉牛采食量造成显著性影响；奶牛方面Lobeck-Luchterhand等[5]认为，随着饲养密度的增加，奶牛的采食时间有显著上升，采食量也随之增加。本试验中2.0 m2/头（9头牛）日均采食量最高，与Honeyman等的结论不一致，即随着饲养密度的变化牛的采食量会随之改变，但其他处理组之间采食量的差异并非单一性的变化，其具体原因仍需进一步研究。

表3 饲养密度对肉牛生产性能的影响

注：试验初期均为7月龄肉牛。

Note: The preliminary calves were all 7 months after being born.

此外，一般情况下认为冬季低温环境中，饲养密度低时不利于保温，畜禽的采食量会上升以保持体温。本试验结果则不同，原因主要是肉牛育肥的最适宜温度以10℃左右为佳[12-14]。试验期间，舍内温度范围为10.23～10.87℃，可见在高安地区即使在冬季，温度条件本身已较适宜肉牛生长，推测此时依靠采食量来维持体温并非刚性需求，影响采食量的主要原因在于群体之间的相互模仿行为。

2.1.2 日增质量

试验肉牛增质量情况见表3，数据显示，3.6 m2/头试验组日增质量较2.0 m2/头分别增长了29%（<0.05）。Marquis等[7-8]的研究表明，饲养密度的增加会降低肉牛的日增质量。本试验结果与之并不完全相符，具体表现为3.0、3.6、4.5、6.0 m2/头4组随着每头牛占地面积的增加，各处理组日增质量方面无显著性差异。3.6 m2/头（5头牛）日增质量显著（<0.05）高于2.0 m2/头（9头牛）与其他3组试验组之间则无显著性差异。在管理方式、牛群初体质量、环境条件（同一栏舍邻近区域）等均无差异的前提下，影响本试验牛群日增质量的主要因素是试验的变量即饲养密度。在日增质量方面3.6 m2/头与2.0 m2/头试验组之间出现显著性差异，猜测可能原因是在不同饲养密度条件下，牛群行为的不同，例如打斗行为的增加，会加剧牛的能量消耗进而产生一定程度的饲料浪费最终导致日增质量效果不佳。其他处理组与3.6 m2/头的日增质量之间无显著性差异的原因目前并不明确。

2.1.3 料肉比

在不改变场里原有饲料配方的条件下（酒糟配方），各组试验牛管理方式等均一致。在栏舍面积均为18 m2的前提下，对5个试验组的料肉比进行分析，结果见表3。料肉比即反映畜禽每增质量1 kg肉所消耗的饲料量该值是综合考虑采食量及日增质量的结果。该值越低，说明用的饲料少而长的肉多。综合采食量与日增质量可以发现2.0 m2/头试验组料肉比值显著高于其他处理组（< 0.05），表明在该高饲养密度条件下，肉牛吃的料多却长得肉少。由于料肉比与日增质量直接相关，因此造成各处理组之间差异的原因猜测同样与牛群行为加剧饲料浪费，同时高度拥挤的条件下造成牛不舒适的环境条件等相关，不利于肉牛增质量的同时也对料肉比产生了一定的影响。

处理为3.6（5头牛）及6.0 m2/头时两者在料肉比方面无显著性差异，此时的料肉比最低，优势高于其他处理。针对饲料效率而言，3.6及6.0 m2/头较好，两者之间无显著性差异。但低饲养密度在一定条件下造成土地资源的浪费，如3.6 m2/头时在相同的饲养面积时所能饲养的牛头数6.0 m2/头的1.67倍。综合饲料效率及土地利用效率而言，3.6 m2/头时效果最佳。同时期观察到在试验地点，与本试验舍围护结构类似，地理位置相近，初体质量与本试验相似前提下，其饲养密度为7.2 m2/头，土地浪费情况严重。

2.2 站立行为分析

研究表明动物的行为不仅与动物福利相关，同时与经济效益关系密切[15-18]。Munksgaard等[19-22]的研究表明站立时间的增加，反映了牛群的不舒适态，不利于牛群生长。本试验对试验牛群进行行为监控，对不同饲养密度下的牛群日均站立时间进行分析（具体见表4）。由表4可知，随着每头牛占地面积的增大，牛群日均站立时间减少。造成这种现象的原因可能与DeVries等[23]的研究相符，即当饲养密度减少时，随着每头牛占有的空间的增多，牛群间竞争减少，站立行为（包括打斗）减少，牛的站立时间也随之减少。

表4 不同饲养密度下的肉牛站立时间

对单位时间内肉牛站立比例日变化进行分析，具体见图2。各试验组牛群的活动是大致吻合的。以1 d 24 h计，01:00-03:00及21:00-22:00是牛群晚间的活动高峰期，从05:00开始，牛群大多处于活跃状态，其中09:00-10:00、16:00-18:00牛群活跃全站立，多为打斗现象；03:00-05:00，20:00-22:00牛群大多处于安静态，极少数活动。Miller等[24-25]报道牛群在黎明和黄昏这2个时间段内，打斗行为更加活跃。这与本试验在05:00-10:00、16:00-18:00观察到的牛群打斗行为活跃的现象相符。此外，试验观察到牛群10:40左右多开始躺卧，11:30是牛群的一个采食高峰期，采食后40 min左右在12:10牛群多为躺卧。各时间段的打斗行为最先发生在高饲养密度下，其他试验组则随后发生打斗。Gibbons等[26]的研究可对此现象进行解释，认为牛群中存在相互模仿现象，导致其会在同一时间段做出相同的行为。

图2 单位时间内肉牛站立比例日变化

2.3 环境评价

Andric等[27]认为环境条件是影响肉牛生产性能的一个重要因素，如通风不良极易造成舍内有害气体积累，极易引发牛群的呼吸道疾病。因此本试验对各处理组间的温热环境、风速、有害气体浓度方面进行评价。

本试验主要是对生产条件下饲养密度对舍内环境，尤其是有毒有害气体浓度的影响进行研究。测点布置于各舍的对角线交点位置，以最大限度的避免其他相近舍对舍内环境的影响。目前进行环境评价时一般采用选取早、中、晚3个时间点进行手持测定的方法，以代表舍内日均环境状况，重复28 d。本试验期间，舍内用帆布实现封闭，舍内气流变化小，对早中晚环境指标分别进行分析时趋势与日平均情况一致，表5仅列举日均环境评价结果。

本试验主要对生产条件下的环境进行评价，试验前期每隔一栏作为试验栏进行预试验，由于试验舍长达60 m，在最东侧和最西侧的风速分别为0.18、0.29 m/s，温度分别10.63、10.21℃，湿度分别为92.57%、91.07%，上述各环境因素差异著性（<0.05），说明同一舍内试验栏相距较远时，外界环境因素对试验结果会造成干扰，由此可知，外界环境对不同舍内环境的影响结果会更为明显。因此最终试验采用同一舍内试验栏相邻的方式以避免外界环境对试验的影响。本文预试验时同样发现在中间区域不同栏之间温度（10.27～10.45℃）、湿度（91.24%～92.18%）、风速（0.16～0.18 m/s）并无显著性差异（>0.05）。且各处理组虽存在扩散现象，但这种扩散造成的误差存在于每个处理组，且考虑当地冬季的风向情况，本试验将牛头数较少组放置在试验区偏上风向区，以最大限度的避免风向引起的气流扩散对试验结果的影响。对风速的数据进行分析，可以看出舍内风速范围在0.15～0.18 m/s之间，基本可以认为舍内无风或者风很小，扩散对于气体指标的影响微乎其微。

表5 不同饲养密度下的环境评价

试验组之间温度、相对湿度、风速之间并无显著性差异（>0.05），与预实验结果相符，这与舍内用帆布封闭，舍内环境较稳定密切相关。肉牛耐寒不耐热，适于育肥牛生长的环境温度为5～21℃，肉牛育肥的最适宜温度以10℃左右为佳[12-14]。试验期间，舍内温度范围为10.23～10.87℃，温度较适宜。主要是高安地区属于亚热带气候，冬季舍外温度范围在5.1～12.6℃之间，适宜肉牛生长；舍内湿度均在90%以上，不符合NY/T388-1999[28]关于牛舍环境湿度不得高于80%的标准，主要是由于试验期间当地大部分时间一直处于湿度为100%的降雨状态，晴天较少；且冬季用帆布进行封闭，通风条件一般，舍内平均风速仅为0.18 m/s，舍内湿度的清除较困难。

结果显示，试验组之间有害气体存在显著性差异，二氧化碳、氨气浓度均随着饲养密度的增加而增加。 2.0 m2/头的CO2浓度（1 398.19 mg/m3）显著高于3.0 m2/头及3.6 m2/头（<0.05），其次为4.5 m2/头，6.0 m2/头的含量最低（1 056.38 mg/m3）；2.0 m2/头的NH3浓度（3.23 mg/m3）分别是3.0、3.6、4.5 、6.0 m2/头的1.44、1.60、2.10、2.86倍。有害气体产生量与家畜数量成正相关关系。根据畜禽场环境质量标准(NY/T388—1999)[28]，牛舍内日均二氧化碳的最高上限为1 500 mg/m3，NH3浓度不高于20 mg/m3，舍内氨气的最高限量为38.6 mg/m3，由表5可知，各试验组有害气体含量均未超标，符合肉牛生长环境需求，但不同饲养密度下，有害气体均随着饲养密度的增加而增加，在一定程度上损害了动物福利。

2.4 体表脏污度

体表过脏会对肉牛产生安全隐患，进而造成牛肉产量的下降。Boleman等[29]对影响肉品质的因素进行调查研究，认为体表脏污度是影响牛肉品质的一个重要方面。Ran等[30]表明牛体表清洁度越差，对牛群健康的不利影响越显著。

试验期间对牛群的体表清洁度情况进行评分，具体评分标准则参照Boleman等关于体表评分的标准[29]，评分为0则代表体表干净无污物，1代表污物仅存在于牛腿部，2代表污物存在于牛腿部和腹部，3代表污物在于腿部，腹部以及其他一些边侧部。结果见表6。

表6 体表脏污度评分

试验结果显示体表脏污度随着每头牛占地面积的增加而降低。2.0 m2/头（9头牛）的评分结果最高，表明此时牛群体表最脏。相较3、3.6、4.5、6.0 m2/头，评分依次增加了13.6%、16.1%、74.2%、107%。饲养密度为3.0、3.6 m2/头时，牛群脏污程度之间无显著性差异（>0.05），此时牛群的脏污情况处于居中水平。保持牛体表的清洁可以有效的避免一些寄生虫病的发生。例如主要寄生于牛的网状内皮细胞和红细胞的泰勒虫病，主要寄生于牛体表的牛痒螨引起的痒螨病等[31]。

3 结 论

1）肉牛占地面积为3.6 m2/头生产性能最佳，肉牛体质量为230 kg左右，每头牛占地面积不得小于2.0 m2。

2）随着饲养密度的增加，饲养区有毒有害气体浓度升高、体表清洁度变差，而站立时间除2.0 m2/头和 6.0 m2/头以外，无显著影响。

综合上述指标，3.6 m2/头时生产性能高，动物福利水平较好，有利于牛场取得良好经济效益。

[1] 张心壮，孟庆翔，李德勇，等. 国内外肉牛福利及其研究进展[J]. 中国畜牧兽医，2012，39(4)：215－220. Zhang Xinzhuang, Meng Qingxiang, Li Deyong, et al. The domestic research and progress of beef cattle welfare[J]. China Animal Husbandry & Veterinary Medicine, 2012, 39(4): 215－220. (in Chinese with English abstract)

[2] 赵芙蓉，李保明，耿爱莲，等. 笼底材料、密度和性别组群对肉鸡胸囊肿发生及胸肌成分的影响[J]. 农业工程学报，2006，22(12)：168－171. Zhao Furong, Li Baoming, Geng Ailian, et al. Effects of floor material, stocking density and sex management on breaet blister incidence and breast muscle composition of broilers[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2006, 22(12): 168－171. (in Chinese with English abstract)

[3] 赵宇，施正香，赵芙蓉，等. 音乐及饲养密度对肉杂鸡生产及屠宰性能影响初探[J]. 农业工程学报，2006，22(增刊2)：155－158. Zhao Yu, Shi Zhengxiang, Zhao Furong, et al.Effects of music, stocking density on growth performance and carcass quality of crossbreed broiler[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2006, 22(Supp. 2): 155－158. (in Chinese with English abstract)

[4] O¢Brien B, Dillon P, Murphy J J, et al. Effects of stocking density and concentrate supplementation of grazing dairy cows on milk production, composition and processing characteristics[J]. Journal of Dairy Research, 1999, 66(2): 165－176.

[5] Lobeck-Luchterhand K M, Silva P R B, Chebel R C, et al. Effect of stocking density on social, feeding, and lying behavior of prepartum dairy animals[J]. Journal of Dairy Science, 2015, 98(1): 240－249.

[6] Barsila S R, Devkota N R, Kreuzer M, et al. Effects of different stocking densities on performance and activity of cattle×yak hybrids along a transhumance route in the Eastern Himalaya.[J]. Springer Plus, 2015, 4(1): 398.

[7] Marquis A, Godbout S, Seoane J R. Effect of animal density in feedlot on winter performance of fattening steers under quebec conditions[J]. Canadian Agricultural Engineering, 1991, 33(2): 387－390.

[8] Derner J D, Hart R H, Smith M A, et al. Long-term cattle gain responses to stocking rate and grazing systems in northern mixed-grass prairie[J]. Livestock Science, 2008, 117(1): 60－69.

[9] Lee Sang Moo, Kim Jae Yeon, Kim Eun Joong. Effects of stocking density or group size on intake, growth, and meat quality of Hanwoo steers (Bos taurus coreanae)[J]. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2012, 25(11): 1553－1558.

[10] Honeyman M S, Maxwell D L, Busby W D. Effects of stocking density on steer performance and carcass characteristics in bedded hoop barns[R]. Animal Industry Report. Iowa: Iowa State University, 2012.

[11] Larry E S, Kenneth E F, et al. Space requirements for beef cattle production[R]. Maryland: Maryland University, 1963.

[12] 程琼仪，张言，陈昭辉，等. 肉牛场生命周期估计及环境影响评价[J]. 家畜生态学报，2015，36(1)：63－69. Cheng Qiongyi, Zhang Yan, Chen Zhaohui, et al. Life cycle estimation and environmental impact assessment of beef cattle farm[J]. Acta Ecologae Animalis Domastici, 2015, 36(1): 63－69. (in Chinese with English abstract)

[13] 陈昭辉，庞超，靳薇，等. 基于水温对肉牛生长性能影响的冬季恒温饮水系统优选[J]. 农业工程学报，2015, 31(24)：212－218. Chen Zhaohui, Pang Chao, Jin Wei, et al. Optimization of water supply system with constant temperature in winter based on effect of water temperature on growth performance of beef cattle[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(24): 212－218. (in Chinese with English abstract)

[14] 张言，程琼仪，陈昭辉，等. 环境自动控制系统在冬季南方肉牛舍上的研究与应用[J]. 黑龙江畜牧兽医，2015(13)：6－10. Zhang Yan, Cheng Qiongyi, Chen Zhaohui, et al. Research and application of environmental automatic control system in the beef cattle barn in Southern China in winter[J]. Hei Longjiang Animal Husbandry and Veterinary 2015(13): 6－10. (in Chinese with English abstract)

[15] Jongman Ellen, Butler Kym. The effect of age, stocking density and flooring during transport on welfare of young dairy calves in Australia[J]. Animals, 2014, 4(2): 184－199.

[16] Dunn M W. Stocking System Effects on Cattle Performance, Forage, and Soil Properties of Cool-season Pastures[D]. Iowa: Iowa State University, 2013.

[17] Wilson S C. Spectral analysis of feeding and lying behavior of cattle kept under differentfeedlot conditions[J]. Journal of

Applied Animal Welfare Science, 2005, 8(1): 13－24.

[18] Barnhardt T R, Thomson D U, Terrell S P, et al. Implementationof industry-oriented animal welfare and quality assurance assessment in Kansas cattle feeding operations[J]. Bovine Practitioner, 2014, 48(1): 81－87.

[19] Munksgaard L, Jensen M B, Pedersen L J, et al. Quantifying behavioural priorities-effects of time constraints on behaviour of dairy cows, Bos taurus[J]. Applied Animal Behaviour Science, 2005, 92(1/2): 3－14.

[20] Gibbons Jenny, Medrano-Galarza Catalina, AMD Passille, et al. Lying laterality and the effect of IceTag data loggers on lying behaviour of dairy cows[J]. Applied Animal Behaviour Science, 2012, 136(2/3/4): 104－107.

[21] Krawczel P D, Klaiber L B, Butzler R E, et al. Short-term increases in stocking density affect the lying and social behavior, but not the productivity, of lactating Holstein dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2012, 95(8): 4298－4308.

[22] Fregonesi J A, Tucker C B, Weary D M. Overstocking reduces lying time in dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2007, 90(7): 3349－3354.

[23] DeVries T J, von Keyserlingk MAG, Weary D M. Effect of feeding space on the inter-cow distance, aggression, and feeding behavior of free-stall housed lactating dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2004, 87(5): 1432－1438.

[24] Miller K, Woodgush D G. Some effects of housing on the social-behaviour of dairy-cows[J]. Animal Production, 1991, 53(3): 271－278.

[25] Nordlund Ken, Cook Nigel, Oetzel Garrett. Commingling dairy cows: Pen moves, stocking density and health[C]//39thProceeding American Association Bovine Practitioners, St Paul, MN, 2006:36－42.

[26] Gibbons J, Medrano-Galarza C, Passille A M De, et al. Lying laterality and the effect of IceTag data loggers on lying behaviour of dairy cows.[J]. Applied Animal Behaviour Science, 2012, 136(2): 104－107.

[27] Andric D O, Aleksic S, Petrovic M M, et al. Beef cattle welfare - risks and assurance.[J]. Biotechnology in Animal Husbandry, 2015, 31(3): 313－326.

[28] 中华人民共和国农业部. 畜禽场环境质量标准:NY/T388—1999[S]. 北京：中国标准出版社，1999：2-5.

[29] Boleman S L, Boleman S J, Morgan W W, et al. National beef quality audit-1995: Survey of producer-related defects and carcass quality and quantity attributes[J]. Journal of Dairy Science, 1998, 76(1): 96－103.

[30] Ran Smith Chairman. Beef Quality assurance: Executive summary of the 2005 National Beef Quality Audit [C]. Colorado: Colorado State University, 2006.

[31] 王树岩，宋彦，张振旭，等. 奶牛各部位常见疾病的症状及病因[J]. 养殖技术顾问，2009(5)：74.

陈昭辉，刘玉欢，吴中红，王美芝，刘继军，杨食堂. 饲养密度对饲养环境及肉牛生产性能的影响[J]. 农业工程学报，2017，33(19)：229－235. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.19.030 http://www.tcsae.org

Chen Zhaohui, Liu Yuhuan, Wu Zhonghong, Wang Meizhi, Liu Jijun, Yang Shitang. Effect of stocking density on breeding environment and production performance of beef cattle [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(19): 229－235. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.19.030 http://www.tcsae.org

Effect of stocking density on breeding environment and production performance of beef cattle

Chen Zhaohui1,2, Liu Yuhuan1,2, Wu Zhonghong1,2, Wang Meizhi1,2, Liu Jijun1,2※, Yang Shitang3

(1.100193,;2.100193,; 3.330800,)

In order to figure out the optimum stocking density for beef cattle growth and seek the improvement of economic benefits in beef cattle farms, related experiments were carried out at the beef cattle experimental station of Gao’an City, Jiangxi Province from December 26, 2016 to January 22, 2017. In the beef barns with the fixed area of 18 m2, we respectively selected 3, 4, 5, 6, and 9 heads of hybrid cattle with initial body weight between 182 and 282 kg, and thus area per calf was designed as 6.0, 4.5, 3.6, 3.0, and 2.0 m2/head correspondingly. Each treatment with different stocking density was repeated 2 times to obtain exact conclusion. The results of this experiment showed that the feed intake per calve per day which was fed in group of 2.0 m2/head was 11.90 kg, which was significantly higher than that fed in the other treatment groups (<0.05). Although it held the highest feed intake, frustratingly we found that the weight gain effect was poor, only 1.09 kg per head per day for the 2.0 m2/head group. Calves held in 3.6 m2/head treatment group, which had the middle-level feed intake of 10.96 kg per calve per day, turned out that they gained the best effect of weight gain of 1.41 kg everyday. We figured out the weight gain increased by 29% compared with those treatments that were designed as 2.0 m2/head, respectively. During this experiment, we also surveyed related environmental index to help us evaluate the best stocking density for calves. We found that there were no significant differences in indoor temperature, relative humidity or average velocity between different treatments, but when it came to deleterious gas concentration, especially for carbon dioxide concentration and ammonia concentration, results were different. The conclusions were drawn that with the increase of stocking density, the indoor carbon dioxide concentrations were determined as 1 056.38, 1 108.44, 1 172.65, 1 200.89, and 1 398.19 mg/m3respectively, showing an upward trend. The calves fed in 2 m2/head treatment group reached a maximum value of ammonia concentration of 3.23 mg/m3, which was 1.44, 1.60, 2.10 and 2.86 times that of the treatments with area per calf of 2.0, 3.0, 4.5 and 6.0 m2/head, respectively, while in 6 m2/head treatment group , ammonia concentration was only determined as 1.13 mg/m3. Different experimental groups held notable differences (<0.05), and in summary the concentration of harmful gas production was positively related to the number of livestock. For 2 m2/head treatment group, the standing time (including fight time) was determined as 11.84 h per day, and with the decrease of stocking density, standing time reduced. As for the dirt degree, the score was evaluated as 2.09 for the 2 m2/head treatment group, and therefore cattle’s bodies in this treatment group seemed to be the dirtiest among all the experimental groups. As for fight time and dirt degree, 3.6 m2/head held the middle state. These findings suggest that the 3.6 m2/head treatment group, which leads to a high feed conversion rate and results in a middle-level animal welfare, is the optimum feeding density for beef cattle with a weight of 182-282 kg and holds great advantage to cattle farm developing.

carbon dioxide; behavioral research; temperature; beef cattle; stocking density; production performance; animal welfare

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.19.030

S823.9+2

A

1002-6819(2017)-19-0229-07

2017-05-19

2017-08-10

国家重点研发计划项目（2016YFD0500508）

陈昭辉，浙江乐清人，副教授,研究方向为畜牧环境工程。 Email：chenzhaohui@cau.edu.cn。

※通信作者：刘继军，吉林榆树人，教授，研究方向为畜牧环境工程。 Email：liujijun@cau.edu.cn。