不同季节不同类型羊舍空气质量分析

赵彦超，王瑞宁，李祥龙，巩元芳

(河北科技师范学院 动物科技学院，河北省特色动物种质资源挖掘与创新重点实验室 河北 秦皇岛 066004)

舍饲养羊是肉羊产业的主要发展方向，羊舍环境是羊赖以生存和生产的条件，在满足羊只需求方面具有重要作用[1]。因此，要想充分发挥羊的遗传潜力，获取最高的生产效率，必须对羊舍环境加以改善和控制。即因地制宜，结合当地具体情况，采用科学合理的调控措施和环境管理技术，改善畜舍小气候，提供适宜的小气候[2-3]。本试验以天津规模化肉羊场不同类型羊舍为研究对象，分析不同类型羊舍中的有害物质浓度的变化规律，探讨羊舍内环境质量状况及其动态变化规律，以期采用相应的调控措施解决不同季节羊舍内环境达标的问题，为天津地区羊舍内环境的质量标准及调控提供参考，对未来建设优质的养殖环境有着重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验羊舍与试验时间、地点

试验于2015年8月、11月和2016年1月在天津某畜牧养殖有限公司进行。双坡式羊舍为砖混结构，坐北朝南，东西走向。长75 m、宽9 m、檐高2.7 m、墙厚0.37 m。东西两侧各有一道2.05×1.98 m门，两侧形成对流。该舍采用自然通风和采光。北侧长墙设有15个0.55×1.47 m单层窗，窗下沿距地面1.55 m；南侧长墙设有8个1.57×2.9 m、7个1.57×1.47 m单层窗和7个1.95×1.35 m的小门通向运动场，沿北墙设有2 m宽的饲喂走道。

钟楼式羊舍为砖混结构，坐北朝南，东西走向长114 m，宽11 m，檐高3.25 m、墙厚0.37 m。东西两侧各有一道2.57×2.47 m门，两侧形成对流。该舍采用自然通风和采光，北侧长墙设有27个0.9×1.8 m单层窗，窗下沿距地面1.75 m；南侧长墙设有18个0.9×1.8 m单层窗和9个2.4×2.1 m的小门通运动场，窗下沿距地面1.23 m。北侧设有3 m宽的饲喂走道。钟楼式屋顶设有单侧天窗，用于加强畜舍内自然采光与通风。

运动场紧连着羊舍，三面无遮阴物且建有隔墙，早晚都能接受阳光照射，地势开阔较平坦，地面用水泥且四周有沟。运动场长20 m，宽15 m。双坡式羊舍和钟楼式羊舍均依其建筑形式来进行保温或者遮凉，运动场为则为自然环境温度。

1.3 饲养管理

试验动物为杜泊羊、小尾寒羊、蒙古羊。双坡式羊舍年平均存栏数约为300只，饲养密度0.17头/m2；钟楼式羊舍年平均存栏数约为400只，饲养密度0.11头/m2。两种羊舍的饲喂方式均为人工定时饲喂，每日上午、下午各投料(TMR日粮)一次，自由饮水，人工清粪。每日10:00～16:00间，将羊全部赶至运动场，并将舍门关闭。

1.4 测定方法、指标及位置

本试验以双坡式和钟楼式两种不同类型羊舍为研究对象，每个季节进行持续为期3 d的有害物质的检测。有害气体的检测点设为每个舍舍内5个基本点(畜舍对角线及其交点)，每个基本点分别从垂直高度(畜床上10 cm,畜体高和畜床上2 m)在每天的8:00、14:00和20:00进行检测。微生物和粉尘的采样点设在各舍中央畜体高处，在每天的8:00、14:00和20:00进行检测，两种不同类型羊舍的试验指标从空间和时间进行全方位检测。有害气体的检测，每个舍选取5个位置(如图1所示)，并且在每一个位置上分别选在畜床上10 cm(0.1 m)、畜体高(0.9 m)、双坡式羊舍檐下50 cm(2.2 m)或钟楼式羊舍檐下50 cm(2.8 m)三个高度进行采样。粉尘、微生物选择图1中的3号位置(高度为距地面0.9 m)测定。舍外选择运动场中央一点进行相关指标的检测。

1.5 使用仪器及检测方法

1.5.1 二氧化碳和氨气的检测 使用100 mL空气采样器北京北科(绿洲)在测试点进样品采集。将气体检测管两端保护头断开，形成一个两端通透的管状，按照气体检测管所标注箭头方向，将空气采样器与气体检测管进气方向相连。缓慢匀速地向气体检测管内推注空气，时间为1～2 min。推注空气结束后，按照检测管颜色变化后形成的界限，对照气体检测管的刻度直接读取数据。采集空气样品前，先将采样器推拉若干次，以保证采集的样品为测试点出样品。推注空气时，须保持匀速缓慢进行。

1.5.2 粉尘的检测 采用LD-3C(B)微电脑激光粉尘仪检验表进行检测，设置检测时间为1 min，各点重复检测3次。

1.5.3 微生物的检测 使用JWL-IIC型撞击式多功能微生物检测仪对2种羊舍空气中微生物进行检测，检测仪抽吸空气的时间设定为3 min，每分钟的流量为20 L，最终将换算的结果变换单位为个/m3。各点重复检测3次。

1.6 数据统计分析

采用Microsoft Excel 2007整理后，用SAS9.0软件的ANOVA程序进行单因子方差分析，用Duncan氏法进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同季节羊舍氨气浓度分析

2.1.1 不同季节羊舍NH3浓度的日变化情况 由表1知，双坡式羊舍夏季和冬季NH3浓度表现为20:00显著高于8:00和14:00(P<0.05)且冬季8:00显著高于14:00(P<0.05)；秋季NH3浓度在8:00、14:00和20:00差异不显著(P>0.05)。夏季20:00时NH3浓度显著高于秋季和冬季(P<0.05)。钟楼式羊舍夏季和冬季20:00和8:00时的NH3浓度显著高于14:00(P<0.05)，均以20:00时的NH3浓度最高；而秋季则表现为20:00和14:00时的NH3浓度显著高于8:00时(P<0.05)，14:00和20:00时NH3浓度差异不显著(P>0.05)。夏季8:00时、14:00时和20:00时NH3浓度显著高于秋季和冬季(P<0.05)。在夏季、秋季和冬季运动场8:00、14：00和20:00 NH3浓度差异均不显著(P>0.05)，三个季节间NH3浓度差异均不显著(P>0.05)。两种类型羊舍的NH3浓度均表现为20:00时高于其他2个时间点。舍外的NH3浓度的日变化不大但变化趋势与钟楼式羊舍基本相同。

2.2.2 不同季节羊舍NH3浓度的高度变化 由表2知，双坡式羊舍夏季、秋季和冬季0.1 m处、0.9 m处和2.2 m处NH3浓度差异均不显著(P>0.05)；相同高度不同季节间NH3浓度差异不显著(P>0.05)。钟楼式羊舍在夏季，0.1 m处NH3浓度显著高于0.9 m和2.2 m处(P<0.05)；在秋季和冬季，0.1 m、0.9 m和2.2 m处NH3浓度差异不显著(P>0.05)。相同高度夏季NH3浓度显著高于秋季和冬季(P<0.05)。夏季和秋季运动场NH3浓度显著高于冬季(P<0.05)。

舍内NH3浓度在垂直高度分布上随着高度的增加有下降的趋势，但差异不显著(P>0.05)。从季节分布来看，两种羊舍均表现为夏季显著高于秋、冬季，而秋、冬季之间差异不显著(P>0.05)。两种羊舍NH3浓度在不同季节均明显高于舍外。

表1 不同季节羊舍NH3浓度日变化情况Table 1 Daily variation of NH3 concentration in sheep shed in different seasons mg/m3

注：肩标不同大写字母表示差异显著(P<0.05)，相同大写字母或不标注表示差异不显著(P>0.05)。下同。

Note: Different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.05), the same superscripts or no superscripts mean insignificant difference (P>0.05);The same below.

表2 不同季节羊舍 NH3浓度高度变化情况Table 2 Height variation of NH3 concentration in sheep shed in different seasons mg/m3

2.3 不同季节羊舍二氧化碳浓度分析

由表3知，双坡式羊舍夏季时8:00和20:00时CO2浓度显著高于14:00(P<0.05)。秋季8:00、14:00、20:00时CO2浓度差异均不显著(P>0.05)。冬季20:00时的CO2浓度显著高于8:00时、14:00时的浓度(P<0.05)。夏季8:00的CO2浓度显著高于秋季和冬季(P<0.05)；夏、秋、冬季14:00的CO2浓度差异不显著(P<0.05)；冬季20:00的CO2浓度显著高于夏季和秋季(P<0.05)。

钟楼式羊舍内，夏季20:00的CO2浓度显著高于8:00和14:00(P<0.05)，8:00时CO2浓度显著高于14:00(P<0.05)；秋季8:00、14:00和20:00时CO2浓度差异均不显著(P>0.05)；冬季20:00时CO2浓度显著高于8:00和14:00时(P<0.05)。夏季8:00的CO2浓度显著高于秋季和冬季(P<0.05)；夏、秋、冬季14:00的CO2浓度差异不显著(P<0.05)；冬季20:00的CO2浓度显著高于夏季和秋季(P<0.05)。

夏季、秋季和冬季的8:00、14:00和20：00之间运动场CO2浓度差异均不显著(P>0.05)；而在8:00时，夏季和秋季CO2浓度显著高于冬季(P<0.05)；在20:00时，秋季CO2浓度显著低于夏季和冬季(P<0.05)。

表3 不同季节羊舍CO2浓度日变化分析Table 3 Daily variation of CO2 concentration in sheep shed in different seasons mg/m3

2.4 两种羊舍在不同高度处的CO2浓度比较

由表4可以看出，双坡式羊舍夏季和冬季2.2 m处CO2浓度显著高于0.1 m和0.9 m处(P<0.05)；秋季0.1 m、0.9 m和2.2 m三处CO2浓度差异不显著(P>0.05)。在畜床上0.1 m处，冬季CO2浓度显著高于夏季和秋季(P<0.05)，夏季CO2浓度显著高于秋季(P<0.05)；畜体高0.9 m，冬季时CO2浓度显著高于秋季(P<0.05)；天棚下0.5 m(2.2 m)处，夏季和冬季时CO2浓度显著高于秋季(P<0.05)。

钟楼式羊舍内夏季和秋季0.1 m、0.9 m和2.2 m三处CO2浓度差异不显著(P>0.05)；冬季2.2 m处CO2浓度显著高于0.1 m和0.9 m处(P<0.05)。畜床上0.1 m和0.9 m处，夏季、秋季和冬季三个季节CO2浓度差异不显著(P>0.05)；在天棚下0.5 m(2.2 m)处，冬季时CO2浓度显著高于夏季和秋季(P<0.05)。运动场夏季、秋季和冬季三个季节CO2浓度差异不显著(P>0.05)。

表4 两种羊舍在不同高度处的CO2浓度比较Table 4 Height variation of CO2 concentration in sheep shed in different seasons mg/m3

2.5 不同类型羊舍内粉尘含量的比较分析

由表5可以看出，在双坡式羊舍、钟楼式羊舍或者运动场，夏、秋、冬三个季节粉尘含量差异均不显著(P>0.05)。

2.6 不同季节双坡式和钟楼式羊舍内微生物数量的比较分析

由表6可以看出，在双坡式羊舍内，夏季和冬季的微生物含量显著高于秋季(P<0.05)；在钟楼式羊舍内，夏季和冬季的微生物含量显著低于秋季(P<0.05)；运动场夏、秋、冬三个季节的微生物含量差异不显著(P>0.05)。

表5 不同类型羊舍粉尘含量分析(mg/m3) Table 5 Dust loading in shed of different types

表6 两种羊舍微生物数量比较分析(mg/m3) Table 6 Comparison analysis on microbial counts in two sheep sheds

3 讨 论

本试验以双坡式和钟楼式两种不同类型羊舍为研究对象，每个季节进行持续为期三天的有害物质的检测。有害气体的检测点设为每个舍舍内5个基本点、每个基本点分别从垂直高度、在每天的8:00、14:00和20:00进行检测。微生物和粉尘的采样点设在各舍中央畜体高处，在每天的8:00、14:00和20:00进行检测，两种不同类型羊舍的试验指标从空间和时间进行全方位检测，对不同畜舍在不同位置和时间点的有害气体浓度、粉尘浓度和微生物数量进行综合比较和分析，了解和掌握不同类型羊舍的有害物质浓度的变化规律。Canh等[4]对粪便组成pH与氨气的排放量的关系进行了报道，所得结论与本研究结果一致。

根据肉羊规模健康养殖场环境质量标准的规定，成年羊舍内NH3浓度最高标准为18 mg/m3,双坡式羊舍钟楼式羊舍最高NH3的浓度为11.2 mg/m3,远远小于标准规范。质量标准规定各羊舍场区NH3的最大浓度为5 mg/m3，两舍运动场，最高浓度为4.9 mg/m3，小于标准规范。

由试验结果发现，双坡式羊舍和钟楼式羊舍在一天中的20:00时NH3的浓度和CO2的浓度要高于8:00和14:00时，这可能与一天中不同时间段空气质量的好坏有关系[5-6]。同时，在忽略不同季节的温度、风速等外界环境因素，冬季和夏季时羊舍NH3的浓度和CO2的浓度要比秋季时高。在相同的季节时，在畜床上0.1 m要NH3的浓度和CO2的浓度要高于畜体高0.9 m、天棚下0.5 m(2.2 m)处，这与羊排出的粪便有关系[7-10]。同时，在忽略不同季节的温度、风速等外界环境因素，在相同的高度，夏季时羊舍NH3的浓度和CO2的浓度要比秋季和冬季时高，这可能是因为不同季节，空气质量不同存在相关性，需要进一步研究。在进行羊舍过渡期通风效果试验中，结果发现通风能抑制舍内氨气的浓度，改善羊的生长环境[11]。两种羊舍以及运动场秋季粉尘含量要高于夏季和秋季，双坡式羊舍夏季和冬季微生物含量要低于秋季，而钟楼式羊舍夏季和冬季微生物含量要高于秋季，这主要是因为其各舍的饲养密度不同(双坡式羊舍饲养密度0.17头/m2,钟楼式羊舍饲养密度0.11头/m2)而致。NH3是羊消化代谢的产物，而CO2是羊只呼吸运动的产物，饲养密度大，舍内羊只数量多，就会产生越多的有害气体。当然饲养密度也影响舍内粉尘的多少，由于双坡式羊舍饲养密度大于钟楼式羊舍，导致其舍内粉尘浓度高于双坡式羊舍。

4 结 论

本研究结果表明，舍内NH3浓度在垂直高度分布上随着高度的增加有下降的趋势；NH3和CO2的浓度在傍晚时偏高；夏季显著高于秋、冬季，而秋、冬季之间差异不明显。羊舍以及运动场粉尘含量和微生物含量均受到季节的影响。双坡式羊舍夏季和冬季的空气质量比秋季差，而钟楼式羊舍夏季的空气质量比秋冬季差。钟楼式羊舍的空气质量略好于双坡式羊舍。