不同粪尿收集工艺对猪舍内环境参数影响研究
2020-04-14龚建军雷云峰吕学斌杨跃奎杨雪梅倪宏彬何志平
龚建军,雷云峰,吕学斌,曾 凯,杨跃奎,陶 璇,杨雪梅,王 言,倪宏彬,何志平
(1.四川省畜牧科学研究院,四川 成都 610066;2.乐至县农业农村局,四川 资阳 641500)
舍内全环境控制技术是大跨度猪舍建设的关键技术,它可降低舍内有毒有害气体浓度,为猪只提供舒适的环境,最大限度地提高生猪生产潜能。影响舍内环境的主要因素有温度、湿度、二氧化碳、氨气等,温度除受外界环境温度、猪体自身散热影响外,还受粪尿贮存的液体介质影响,其它环境参数多由粪尿产生,如氨气(NH3)主要产生于猪舍内实体地面、漏缝地板和粪沟内尿液变干的过程中[1-2]。二氧化碳(CO2)主要由生猪呼吸产生,也有粪污产生以及供暖用的燃油或天然气燃烧后产生[1,3-4]。目前粪尿收集工艺在大型规模场主要有两种:一是水泡粪工艺,该粪尿收集方式简单,不需要机械设备清理。但因有粪尿长期贮存,排出有毒有害气体多,对舍内环境影响较大;二是刮粪工艺,用机械定时清除粪尿,需要人员管理和维护,该方法因粪尿及时被清除,排出有毒有害气体少,对舍内环境影响小。在全自动环境控制条件下,两种粪尿收集工艺对舍内环境参数影响是否有差异,尚少报道。该研究对比分析了水泡粪工艺和刮粪工艺的对猪舍环境参数影响情况,供国内同行参考。
1 材料与方法
1.1 地点与时间
在采用水泡粪工艺的成都旺江农牧科技有限公司,于2019年1月9日测定了妊娠舍、分娩舍、保育舍、肥育舍的环境参数。在采用刮粪工艺的铁骑力士集团三台景福种猪场,于2019年2月6—7日测定了妊娠舍、分娩舍的环境参数。
1.2 环控方案
测定的所有猪舍均采用自动环境控制系统,旺江农牧科技有限公司采用美国Airwork公司通风方案,铁骑力士采用隧道式通风和吊顶通风窗方案。测定期间均采用冬季屋顶通风模式。
1.3 测定位置
旺江农牧科技有限公司环境参数测定位置:将DS1921纽扣温度仪置于妊娠舍、分娩舍、保育舍、肥育舍单元内中央通道前、中、后3个位置。将GT-2000多功能复合气体分析仪置于妊娠舍、分娩舍、保育舍、肥育舍单元内中央通道中间位置。
铁骑力士集团三台景福种猪场测定位置:将DS1921纽扣温度仪置于妊娠舍中间相邻两通道(图1)和分娩舍单元中央通道的前、中、后位置。将GT-2000多功能复合气体分析仪置于分娩舍一个单元内中央通道和妊娠舍中间中央通道的中间位置。
以上所有仪器置于能代表猪舍内环境参数高度,即离地高0.5 m处[5]。
1.4 测定用仪器、参数与方法
该研究使用DS1921纽扣温度仪与GT-2000多功能复合气体分析仪,其特点与用处、量程与方法同参考文献[6]。
数据采集方法:所有环境参数由测定仪器每5 min自动采集贮存1次。
1.5 数据处理与统计分析
用Excel 2007软件建立监测数据库,用SPSS 11.5软件进行独立样本t检验或单因素方差分析,用Duncan法进行多重比较,结果以平均数±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 温度比较分析
2.1.1 水泡工艺对不同类型猪舍温度的影响 对采用水泡粪工艺的分娩舍、保育舍、妊娠舍与肥育舍,分析其12:40~16:00时间段内的温度变化情况。由图2可知,不同猪舍温度从高到底的顺序为:保育舍>肥育舍>分娩舍>妊娠舍,保育舍较妊娠舍高3.17~4.50℃。保育舍温度位于25.0~27.0℃之间,位于国标《规模猪场环境参数及环境管理》(GB/T 17824.3—2008,以下简称国标)临界温度范围内,平均温度26.09℃,高于国标推荐的舒适范围高限1.09℃,变异系数1.48%;肥育舍温度位于23.0~26.0℃之间,位于国标临界温度范围内,平均温度23.69℃,高于国标推荐的舒适范围0.69℃,变异系数1.97%;分娩舍温度位于23.0~25.0℃之间,位于国标临界温度范围内,平均温度23.93℃,高于国标推荐的舒适范围高限3.93℃,变异系数1.37%;妊娠舍温度位于22.0~24.0℃之间,位于国标临界温度范围内,平均温度22.50℃,高于国标推荐的舒适范围高限2.50℃,变异系数1.40%。由分析可知,该场温度在测试期间,各猪舍内温度均高于国家标准推荐的舒适温度范围,建议适当增加各猪舍通风量,以降低舍内环境温度,为猪只提供舒适的温度环境。
2.1.2 刮粪工艺对不同类型猪舍温度的影响 分娩舍:对分娩舍同一单元内的中部(温度2)、两边(温度1、温度3)和室外的温度进行测定。由表1可知,舍内3点位置的温度明显高于舍外,单元内中部温度最高,测定期间内平均为26.62℃,分别较两边(温度1、温度3)高1.83℃、1.07℃,各点之间温度平均值达极显著水平(P<0.01)。单元内测定期间平均温度为25.65℃,高于国标推荐的舒适范围高限5.65℃,变异系数3.85%,表明舍内温度均匀性好。舍内温度较舍外高14.44℃,差异达极显著水平(P<0.01),表明舍内采取的保温技术有效。由分析可知,分娩舍温度太高,会增加母猪的热应激,减少采食量,影响母猪的泌乳力,建议增加通风量或减少加温设施的供热量,降低舍内温度,为泌乳母猪提供舒适的温度环境。
表1 分娩舍不同位置温度对比
妊娠舍:从2月6日20:40至2月7日16:30,连续测定妊娠舍6个位置(布局详见图1)和舍外的温度。由表2可知,舍内6个点位的温度比较接近,明显高于舍外温度。舍内1-2、2-2位置处温度均为18.47℃,且各时间点完全一致,此两点为舍内最高温度,与2-1,3-1、3-2,舍外之间温度差异达极显著水平(P<0.01),位置 1-2和 2-2,1-1和 2-1,3-1和3-2,两两之间差异不显著,但 1-2、2-2,1-1、2-1,3-1、3-2,舍外差异达显著水平(P<0.05)。 舍内平均温度为17.42℃,位于国标推荐的舒适温度范围之内,高于舍外12.57℃,表明在密闭猪舍内,通过猪只自身产热,可以满足妊娠猪只冬季热需要。舍内变异系数11.69%,低于舍外64.76个百分点,表明舍内温度稳定性明显高于舍外,保温效果较好。
表2 妊娠舍不同位置温度对比
2.1.3 水泡粪工艺与刮粪工艺对相同类型猪舍温度的影响 选取12:40~16:05之间的相同时间段,对比水泡粪与刮粪工艺对舍内温度影响情况,结果见表3。由表3可知,妊娠舍内,采用水泡粪工艺较采用刮粪工艺温度高2.67℃(P<0.01),这与水的贮热作用有关。分娩舍内,采用刮粪工艺较采用水泡粪工艺温度高1.72℃(P<0.01),与两个场采用的辅助加热的功率有关。两种工艺情况下,变异系数均在10%以内,表明舍内温度均匀度比较理想。
表3 不同收粪工艺对猪舍温度影响
2.2 二氧化碳浓度比较分析
2.2.1 水泡工艺对不同类型猪舍的二氧化碳浓度的影响 对采用水泡粪工艺的不同猪舍内的CO2浓度进行比较分析(表4),结果表明,舍内CO2浓度高低顺序依次为:肥育舍>保育舍>妊娠舍>分娩舍,且差异达极显著水平(P<0.01)。测定期间,肥育舍CO2浓度 2 768.38 μL/L,有 6 次超过上限 3 000 μL/L;分娩舍CO2浓度1 057.55 μL/L,变异系数21.45%,稳定性欠佳。
表4 水泡工艺对不同类型猪舍的二氧化碳浓度影响
2.2.2 刮粪工艺对不同类型猪舍的二氧化碳浓度的影响 由表5可知,分娩舍内两个点的CO2浓度与妊娠舍接近,分娩舍内两点位置差异达极显著水平,但变异系数均在10%以内,均匀度好。分娩舍第2点位置与妊娠舍内的CO2浓度差异不显著(P<0.05),但妊娠舍内CO2浓度的变异系数为16.37%,均匀度欠佳。
表5 刮粪工艺对不同类型猪舍的二氧化碳浓度影响
2.2.3 水泡工艺与刮粪工艺对相同类型猪舍二氧化碳浓度对比分析 由表6可知,在妊娠舍内,采用水泡粪工艺的CO2浓度为2 041.57 μL/L,采用刮粪工艺的为1 951.21 μL/L,两者差异不显著(P>0.05)。刮粪工艺变异系数较水泡粪工艺多10.41个百分点;在分娩舍内,采用水泡粪工艺的CO2浓度为1 057.55 μL/L,采用刮粪工艺的为 2 031.93 μL/L,两者差异达极显著水平(P<0.01)。水泡粪工艺变异系数较刮粪工艺多13.73个百分点。
表6 不同收粪工艺对猪舍二氧化碳浓度影响
2.3 氨气浓度比较分析
2.3.1 水泡工艺对不同类型猪舍的氨气浓度的影响对采用水泡粪工艺的不同猪舍内的NH3浓度进行比较分析(表7),结果表明舍内NH3浓度高低顺序依次为:肥育舍>保育舍>妊娠舍>分娩舍,且差异达极显著水平(P<0.01)。肥育舍 NH3浓度 26.87 μL/L,高于欧美标准(20 μL/L)34.35%。测定期间,舍内变异系数高低顺序依次为:分娩舍>妊娠舍>肥育舍>保育舍,各舍变异系数均超10%,均匀度欠差。
表7 水泡工艺对不同类型猪舍的氨气浓度影响
2.3.2 刮粪工艺对不同类型猪舍的氨气浓度的影响 由表8可知,妊娠舍的NH3浓度均高于分娩舍,分别是分娩舍两个点(分娩舍1、分娩舍2)的5.08倍、4.91倍。分娩舍两点间差异不显著(P>0.05),妊娠舍氨气浓度在测定期间内有12次超过欧美标准。位于分娩舍2点与妊娠舍NH3浓度的变异系数均超10%,均匀度较差。
表8 刮粪工艺对不同类型猪舍的氨气浓度影响
2.3.3 水泡工艺与刮粪工艺对相同类型猪舍氨气浓度的影响 由表9可知,在妊娠舍内,采用两种粪尿收工艺的NH3浓度均在20 μL/L以内,低于欧美标准;采用刮粪工艺的NH3浓度为17.53 μL/L,是采用水泡粪工艺的2.49倍,两种粪尿收工艺舍内NH3浓度稳定性不够,变异系数均超10%;在分娩舍内,采用两种粪尿收工艺的NH3浓度均在5 μL/L以内,远低于欧美标准。采用刮粪工艺的氨气浓度为3.51 μL/L,是采用水泡粪工艺的3.46倍。两种粪尿收集工艺舍内氨气浓度均匀度较差,变异系数均超20%。
表9 不同粪尿收集工艺对猪舍氨气浓度影响
3 讨论与小结
3.1 猪舍环控系统应根据测定环境参数情况的进行调节:各场应该定期开展环境监测工作,根据环境参数情况,对猪舍的环境控制系统进行适时调整。从舍内温度参数分析,采用水泡粪工艺场,其舍内温度均超舒适度范围;采用刮粪工艺场,分娩舍温度明显超舒适度范围。从舍内CO2浓度分析,各场猪舍内CO2浓度均在3 000 μL/L之内。在测定期间,采用水泡粪工艺肥育舍CO2浓度,有6次超过3000μL/L;从NH3浓度分析,仅有一场肥育舍的氨气浓度超过20 μL/L。以研究结果表明,应减少保育舍、分娩舍供热,降低舍内温度,使其保持在舒适温度范围之内,避免人为因素造成猪体热应激;应加大妊娠舍,特别是肥育舍的通风量,以降低温度,减少舍内氨气的含量,保持温度、氨气浓度在舒适度范围内。
3.2 通过全环境控制技术,可平衡不同的粪尿收集工艺对猪舍内环境环境参数影响:猪舍常见的粪尿收集工艺主要有全漏缝水泡粪工艺与刮粪工艺,舍内氨气、硫化氢气体等主要由粪尿产生。采用水泡粪工艺的猪舍,其粪尿长期贮存于圈栏下面;刮粪工艺的场,粪尿定时被排出舍外。故采用水泡粪工艺的猪舍内有毒有害气体浓度应比采用刮粪工艺的高。该研究结果表明:采用水泡粪工艺的场其妊娠舍的CO2浓度与刮粪工艺的妊娠舍差异不大,其分娩舍CO2浓度却极显著低于刮粪工艺的分娩舍(P<0.01);其妊娠舍、分娩舍的NH3浓度极显著低于刮粪工艺(P<0.01)。综上分析,通过舍内全环境控制技术,可平衡不同的粪尿收集工艺对猪舍内环境参数影响。