规模化猪场不同饲养管理模式猪舍空气主要污染物研究

2019-08-12陈剑波韩文儒程晓亮武守艳杨丽华董春光邱建东韩一超

养猪 2019年4期

陈剑波，韩文儒，程晓亮，武守艳，杨丽华，董春光，邱建东，韩一超

（1.山西省农业科学院畜牧兽医研究所，山西太原 030032；2.太原市动物卫生监督所，太原 030027）

随着生猪养殖业集约化与规模化快速发展，特别是大群体、高密度生猪养殖的日益增加，环境对养猪生产水平的制约作用日益显著，环境控制水平已成为养猪现代化的重要标志。特别是在气候寒冷的冬春季节，为了提高猪舍的保温效果，猪舍密闭性增加，通风量减少，有害气体、粉尘浓度显著升高[1]。猪舍内环境质量变化成为诱发猪群发病特别是呼吸道疾病的重要因素，甚至威胁饲养人员的健康[2]。

猪舍通风是解决环境问题的关键因素，通风方式包括自然通风与机械通风。自然通风受诸多因素，特别是气候与天气条件的制约，不能保证封闭式猪舍经常充分的换气[3]。因此，在保证舍内温度稳定的前提下，机械通风在规模猪场现代化封闭猪舍中得到普遍应用。此外，猪场日常卫生管理制度也是影响舍内环境的重要因素。粪尿分解是氨气和硫化氢等有害气体的主要来源，家畜粪尿必须立即清除，防止舍内积存和腐败分解。因此，规模化猪场应该建立合理的卫生管理制度并严格执行[4]。

本研究选择两个不同通风方式及卫生管理水平的猪场，在冬季对不同猪场猪舍内的空气质量进行监测，包括有害气体（氨气、硫化氢、二氧化碳）、粉尘等，旨在研究不同通风方式、卫生管理水平条件下猪舍空气质量的差异，以期为下一步建立的猪群健康养殖模式中空气质量预警技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2018年1月8—12日在山西介休市进行。研究选择两个通风方式及卫生管理条件均不同的猪场，分别为乙猪场与甲猪场，并在冬季开展对猪场哺乳母猪舍、保育舍、肥育舍环境空气质量监测。此外，两个猪场猪只品种相同，饲料配方、免疫程序相近。

1.2 猪场卫生管理水平及通风方式

甲猪场与乙猪场规模相近，两个猪场母猪舍、保育舍和肥育舍均为传统半封闭式猪舍，但通风方式和卫生管理水平差异较大。乙猪场为风扇机械通风配合人工开窗通风模式，该猪场管理水平较高，卫生条件较好，通风条件优良，虽然饲养密度较甲猪场略偏高，但空气质量总体上仍优于甲猪场。甲猪场没有安装风扇，仅依靠人工开窗方式通风，晚上基本为封闭状态；而且该猪场管理水平低下，粪污不能及时清理，工人经常不按时或忘记开窗通风，造成猪舍内气味较浓。

1.3 有害气体、悬浮颗粒物样品的采集

根据猪舍结构的差别，选择4～9个检测位点，检测点距地面高度为0.8 m。每天取4个不同时间段开展二氧化碳（CO2）、氨气（NH3）、硫化氢（H2S）及悬浮颗粒物（TSP）样品的采集与浓度的监测，连续监测5 d。采样同时记录猪舍内温度、湿度等气象条件。

1.4 测定方法

CO2浓度通过美国Agilent科技股份有限公司生产的7890A型气象色谱仪进行监测；NH3浓度使用华瑞科学仪器（上海）有限公司生产的FGM-1191型氨气检测仪开展监测；H2S浓度使用河南福润德电子设备有限公司生产的FN30100型便携式气体探测器开展监测；悬浮颗粒物浓度使用北京聚道合盛科技有限公司生产的LD-5型激光粉尘仪开展进行实时监测。

1.5 数据处理

检测结果以平均值±标准差表示。数据统计分析采用Excel和SPSS 16.0软件，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。猪舍空气中氨气（NH3）、二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）、悬浮颗粒物（TSP）浓度采用成对双样本均值t检验进行不同猪场间差异比较。

2 结果与分析

2.1 不同猪场猪舍内CO2浓度变化趋势

本调查对哺乳母猪舍9个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段CO2浓度变化趋势。结果表明，甲猪场和乙猪场哺乳母猪舍CO2浓度高峰均在晚上20：00，下午15：00浓度最低，其中乙猪场猪舍不同时间段浓度变化显著，且在晚上20：00明显高于甲猪场，但在下午15：00略低于甲猪场（图1）。虽然乙公司哺乳母猪舍养殖密度高于甲公司，但白天时间段通风效果明显，CO2浓度明显下降。

图1 不同猪场哺乳母猪舍CO2浓度检测结果

本调查对保育舍7个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段CO2浓度变化趋势。结果表明，乙猪场保育舍CO2浓度变化趋势与哺乳母猪舍相同，在下午16：00浓度最低，晚上21：00浓度最高，且在白天11：00和16：00浓度值均显著低于甲猪场（P＜0.05）；甲猪场保育舍CO2浓度变化趋势同乙猪场相反，在白天11：00浓度值最高，表明其开窗通风制度落实不到位（图2）。

图2 不同猪场保育舍CO2浓度检测结果

本调查对肥育舍4个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段CO2浓度变化趋势。结果表明，乙猪场肥育舍CO2浓度变化趋势与保育舍相同，表明该猪场的通风制度落实到位，通风效果显著，并且在11：30和16：30的CO2浓度显著低于甲猪场（P＜0.05）；甲猪场猪舍内CO2浓度在白天较晚上偏高，表明该猪场肥育舍白天未进行人工开窗通风或通风力度较小，而白天猪群较晚上活跃，所以造成浓度曲线变化趋势同正常通风时相反（图3）。

图3 不同猪场肥育舍CO2浓度检测结果

2.2 不同猪场猪舍内NH3浓度变化趋势

本调查对哺乳母猪舍9个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段NH3浓度变化趋势。结果表明，甲猪场和乙猪场的哺乳母猪舍NH3浓度高峰均在晚上20：00，在下午15：00浓度值最低，变化趋势一致（图4）。其中乙猪场哺乳母猪舍不同时间段NH3浓度值均极显著低于甲猪场（P＜0.01）。

图4 不同猪场哺乳母猪舍NH3浓度检测结果

本调查对保育舍7个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段NH3浓度变化趋势。结果表明，乙猪场保育舍NH3浓度变化趋势与哺乳母猪舍相似，在下午16：00浓度最低，但早上7：00浓度最高，且各个时间段均显著低于甲猪场（P＜0.05）；甲猪场保育舍NH3浓度变化趋势与该猪场CO2浓度变化趋势不同，在下午16：00浓度值最低，早上7：00浓度值最高（图5）。

图5 不同猪场保育舍NH3浓度检测结果

本调查对肥育舍4个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段NH3浓度变化趋势。结果表明，乙猪场肥育舍NH3浓度变化趋势与CO2一致，在下午 16：30 浓度最低，且在 11：30 与 16：30 浓度值均显著低于甲公司（P＜0.05）；甲猪场肥育舍NH3浓度变化趋势同CO2相似，白天浓度高于晚上浓度，表明该猪场肥育舍白天未进行人工开窗通风或通风力度较小，而白天猪群较晚上活跃，所以造成浓度曲线变化趋势同正常通风时相反（图6）。

图6 不同猪场肥育舍NH3浓度检测结果

2.3 不同猪场猪舍内H2S浓度变化趋势

本调查对哺乳母猪舍、保育舍、肥育舍开展H2S浓度监测，但两个猪场不同猪舍均未检测到H2S。表明猪舍内H2S浓度值偏低，且气体探测器灵敏度不高，气体浓度值达不到探测器的检测下限。

2.4 不同猪场猪舍内TSP浓度变化趋势

本调查对哺乳母猪舍9个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段TSP浓度变化趋势。结果表明，乙猪场的哺乳母猪舍TSP曲线变化趋势同CO2和NH3均不同，其浓度较高的时间分别在下午的 15：00 和上午的 10：00，早上 6：00 与晚上 20：00 TSP浓度均偏低（图7）。这同猪群在白天进食与活动有关，猪舍悬浮大量颗粒物，特别是饲料粉尘，造成猪舍TSP浓度偏高，加大通风并不会明显降低TSP浓度。

图7 不同猪场哺乳母猪舍TSP浓度检测结果

本调查对保育舍7个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段TSP浓度变化趋势。结果表明，保育舍TSP曲线变化趋势同哺乳母猪舍相似，甲猪场保育舍TSP浓度峰值在下午16：00，乙猪场则在上午11：00，而且在下午16：00甲猪场TSP浓度显著高于乙猪场（P＜0.05），见图 8。

图8 不同猪场保育舍TSP浓度检测结果

本调查对肥育舍4个检测点的检测结果取平均值，并分析不同时间段TSP浓度变化趋势。结果表明，肥育舍TSP曲线变化趋势同哺乳母猪舍、保育舍均不同，下午16：00 TSP浓度最低，这可能同饲喂的时间有关。整体上，甲猪场肥育舍TSP浓度均极显著高于乙猪场（P＜0.01），见图 9。

图9 不同猪场肥育舍TSP浓度检测结果

2.5 不同猪场哺乳母猪舍、保育舍、肥育舍空气质量比较

除了H2S浓度检测结果均为0外，两个猪场哺乳母猪舍内CO2和TSP浓度差异不显著（P＞0.05），乙猪场NH3浓度极显著低于甲猪场（P＜0.01）；两个猪场保育猪舍内CO2与TSP浓度均差异不显著，乙猪场NH3浓度显著低于甲猪场（P＜0.05）；两个猪场肥育舍内CO2浓度差异不显著，乙猪场NH3浓度显著低于甲猪场（P＜0.05），TSP浓度极显著低于甲猪场（P＜0.01），详见表 1。

表1 不同猪场猪舍有害气体（NH3、CO2、H2S）、TSP浓度比较 mg/m3

3 讨论

随着猪场向规模化、高密度饲养方向转变，猪舍环境控制成为影响养猪生产的关键因素。猪舍空气质量的重要检测指标包括氨气、二氧化碳、硫化氢等有害气体浓度以及舍内粉尘浓度等。氨气主要由在猪舍内粪便分解产生，易溶于水，具有刺激性，可吸附于黏膜。同时经呼吸道进入血液循环，引起呼吸中枢的反射性兴奋，抑制猪群血氧水平[5]。当猪群长期生活在高浓度氨气环境中，其体质会变弱，生产性能下降[4]，并诱发萎缩性鼻炎、肺炎等呼吸道疾病[6]。二氧化碳无色无味无毒，但高浓度的二氧化碳可导致空气中的氧气不足，造成猪群慢性缺氧，出现精神萎靡、食欲减退，生产力和抵抗力下降。二氧化碳的卫生学意义主要在于它的含量表明了猪舍内空气的污浊程度，当二氧化碳含量增加时，其它有害气体含量也可能增高，因此，二氧化碳浓度被作为监测舍内空气质量的可靠指标[7]。猪舍内粉尘由饲料、猪的皮毛等产生。饲料结构影响猪舍空气中的粉尘浓度，例如饲喂粉料的猪舍粉尘含量明显大于饲喂颗粒饲料猪舍。猪舍内的粉尘浓度还受猪群的活动状况影响。粉尘可以吸附于猪只皮肤表面，造成皮肤发痒或发炎。此外，病原微生物以尘埃作为载体，形成微生物气溶胶，并随呼吸道进入机体，从而利于疾病的传播[8]。