山东夏冬季节层叠式笼养肉鸭舍环境参数测定

管清苗，丁为民，郭彬彬，李 康，施振旦

山东夏冬季节层叠式笼养肉鸭舍环境参数测定

管清苗1，丁为民1※，郭彬彬2，李 康1，施振旦2

（1. 南京农业大学工学院，南京 210031；2. 江苏省农业科学院畜牧研究所，南京 210014）

为分析夏、冬季节层叠式笼养肉鸭舍不同位置环境参数的分布规律以及各环境参数对肉鸭出栏质量的影响，本研究以樱桃谷鸭为研究对象，对舍内48个测点进行整个生长周期的测定，以期为肉鸭养殖提供参考依据。结果表明：不同季节舍内不同位置的环境参数存在显著性差异。1）夏季水平方向上距离净道端27.3、45.3 m处温湿度与9.3 、63.3 m处温湿度相比显著降低（<0.05），9.3 m处风速显著低于其他测点（<0.05），氨气及二氧化碳浓度由净道端至污道端呈上升趋势；垂直方向上，中层温湿度显著高于上、下层（<0.05），上层风速显著高于中、下层（<0.05），下层氨气及二氧化碳浓度较高。2）冬季水平方向上1～3周龄时温度由净道端至污道端呈下降趋势，4～5周龄时温度呈上升趋势，而45.3 m处风速达到最低，氨气和二氧化碳浓度均值达到最大；垂直方向上，中层温度、氨气及二氧化碳浓度显著高于上、下层（<0.05），中层风速显著低于上、下层（<0.05）。3）夏、冬季节鸭舍中层平均体重略低于上、下两层，后端平均体重略低于前端。4）相关分析结果表明，夏、冬季节温度与相对湿度呈极显著负相关（<0.01），风速与氨气浓度及二氧化碳浓度呈极显著负相关（<0.01），氨气浓度与二氧化碳浓度呈极显著正相关（<0.01）；夏季相对湿度与肉鸭出栏质量呈显著负相关（<0.05）。该结果建议根据舍内环境参数分布规律，对通风弱区进行定点通风、加大笼间距或者更换冬季供暖设备等，从而提高舍内气流分布的均匀性，降温除湿，减少有害气体的集聚，为肉鸭提供良好的生长环境。

养殖；动物；环境调控；出栏质量

0 引 言

传统养鸭模式以南方开放及半开放鸭舍或露天水源养鸭和北方舍内旱养为主，在环保、食品安全、效率及土地利用等方面存在诸多弊端[1-2]。基于养鸭业的现状，近年来出现了一种新型养鸭模式——层叠式笼养[3-4]。层叠式笼养可以提高肉鸭饲养规模、缓解用水用地压力，是一种比较安全可靠的现代化养殖方式，但同时也存在养殖成本大、通风不均匀、易引起鸭应激等问题[5-6]。有研究表明，环境对家禽生产性能的贡献率可达30%～40%[7-9]，多层笼养禽舍内的温湿度、风速、氨气以及二氧化碳浓度等环境参数对家禽的生长发育具有重要影响[10-13]。亓丽红等同时对比3种饲养模式对肉鸡生产性能的影响，认为笼养模式氨气浓度较低且肉鸡生产性能较高[14]；周莹等认为高湿的养殖环境会加强热应激，不利于蒸发散热[15]；高云等认为如果鸡舍内通风不良，二氧化碳浓度持续过高，会造成慢性中毒，鸡只容易引起精神萎靡、食欲不振、抵抗力减弱等问题，降低养殖效益[16]；尉传坤等认为下层光照、温度及风速均低于上层，这些因素可能与下层蛋鸭生产性能较差有关[17]；朱永强认为笼养肉鸭舍内风速与二氧化碳浓度呈正相关，但其风速与二氧化碳测点个数及笼内外位置分布均不一致，可能会对相关性分析产生影响[18]。本研究以樱桃谷鸭为研究对象，对夏、冬季节层叠式笼养肉鸭舍内的温度、相对湿度、风速、氨气浓度、二氧化碳浓度以及肉鸭出栏质量等指标进行测定，分析不同位置环境参数分布规律以及各环境参数对肉鸭出栏质量的影响，以期对笼养肉鸭舍内环境质量进行评估，为肉鸭养殖提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

本试验于2019-07-22—2019-08-25、2019-12-01—2020-01-04在山农省济宁市嘉祥县老僧堂镇韦庄村新希望六和祥荣鸭场展开。

1.2 试验鸭舍概况

笼养肉鸭舍呈东西走向，长80 m、宽14 m、檐口高3 m、屋顶高6 m。舍内笼具为3层层叠式鸭笼，共4列鸭架、5个走道，每列鸭架含36个独立鸭笼，各鸭笼长2 m、宽2 m、高0.6 m。夏、冬季节舍内分别采取湿帘进风—风机纵向通风、侧窗进风—风机纵向通风的通风模式。净道端山墙及南北侧墙各安装一定面积的湿帘，夏季湿帘正常开启，冬季呈关闭状态。南墙共分布有30个小窗，长0.56 m、宽0.4 m、高0.27 m，离地2.4 m；北墙分布有同等规格的小窗33个。东墙分布有16台1 380型风机，外形尺寸为1 380 mm×1 380 mm×400 mm，扇叶为6片，分三层排列，中、下两层每层7台风机，电机功率为1.1 kW，排风量为45 000 m³/h；上层分布有2台风机，其中1台为变频风机，排风量为20 000 m³/h。夏、冬季节肉鸭集中于中层育雏，均于9日龄进行分群。日常饲养管理采用自动供料系统、自动饮水系统以及传送带自动清粪系统等进行，冬季使用锅炉供暖。肉鸭从进苗到出栏共37 d，全程笼养。

1.3 测定仪器

RC-4HA温湿度记录仪（江苏精创电器股份有限公司）测定温湿度值；无线热线式风速仪（德图公司）可测定风速；Innova 1412i红外光声谱气体监测仪（LumaSence公司）可测定氨气、二氧化碳等气体浓度；质量秤可对肉鸭出栏质量进行测定。

1.4 测定指标及方法

每列笼具在距离西山墙9.3、27.3、45.3及63.3 m（即第3笼、12笼、21笼、30笼）的上、中、下层分别布置一个测点，纵向距离分别记为L9.3m、L27.3m、L45.3m和L63.3m。舍内共布置48个测点，测点示意图如图1所示。试验期间，每天持续监测各测点处的温湿度、氨气及二氧化碳等环境参数指标，每5 min自动记录保存一次数据；每天14:00-15:00手动测量舍内测点处的风速；出栏前对舍内各测点处的肉鸭随机选取10只，共选取480只肉鸭进行出栏质量的测定。在肉鸭生长的整个周期进行测定，分析夏、冬季节舍内不同位置环境参数的变化规律以及各环境参数与肉鸭出栏质量的相关性。

图1 净道端至污道端测点示意图

《肉鸭安全生产技术规范》DB37/T 381—2020[19]（以下简称为“标准”）指出，各环境参数适宜的范围如表1所示。

表1 商品肉鸭舍适宜环境参数随日龄的变化[19]

1.5 数据统计与分析

数据用Excel进行初步处理，用SPSS 23进行单因素方差分析，差异显著时用Duncan法进行多重比较，<0.05时表示差异显著，数据以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 夏季舍内环境质量参数变化趋势与分析

2.1.1 水平方向

夏季试验鸭舍采用湿帘进风—风机纵向通风模式，风机运行由环控人员借助T616环境控制仪按照既定参数人工控制风机、湿帘的开闭，鸭舍水平方向环境质量随周龄的变化趋势如表2所示。统计分析结果显示，鸭舍不同测点的环境质量呈现显著性差异。1周龄时，L9.3m处均温显著高于其他测点，L45.3m与L63.3m两侧点的平均相对湿度显著高于其他测点且两侧点无显著性差异；2 周龄时，L9.3m与L63.3m处的平均温湿度显著高于其他测点且两侧点无显著性差异；3 周龄时，L9.3m处均温显著高于其他测点，L9.3m与L63.3m处的平均温湿度显著高于其他测点且两侧点无显著性差异；4～5周龄时，L63.3m处均温度显著高于其他测点，而L9.3m处的平均相对湿度显著高于其他测点，可能是由于前期通风量较小、鸭舍末端保温性能差，导致前期前端温度高、相对湿度低，而后期随着通风量加大，鸭舍末端出现热量累积，使得温度高于前端，与申李琰等[20]的研究结果一致。测定期间，L9.3m与L27.3m处的风速显著低于L45.3m、L63.3m，这表明纵向通风模式使得舍内气流分布不均匀，鸭舍前端的气流较小；从净道端到污道端氨气和二氧化碳浓度呈上升趋势，在空气流动的过程中，由于肉鸭呼吸、粪便分解产生的气体以及空气中的粉尘逐渐累积，导致污道端空气环境质量较差。

表2 夏季鸭舍水平方向环境质量随周龄的变化趋势

注：表中同列小写字母不同表示在<0.05水平差异显著。 /p>

Note: Values within a column with different lowercase was significant difference in<0.05 level.

2.1.2 垂直方向

夏季鸭舍垂直方向不同笼层环境质量随周龄的变化趋势如表3所示。统计结果表明，上、中、下3层环境质量呈显著性差异。1周龄时肉鸭集中于中层育雏，中层温度、相对湿度均值分别为32.98 ℃、78.39%，均高于标准规定的32～24 ℃、60%～65%；中层风速均值为0.51 m/s，基本符合标准规定的0.5 m/s；中层氨气平均浓度为2.78 mg/m³，保持在合理范围之内；二氧化碳平均浓度为1 831.91 mg/m³，超过标准规定的1 500 mg/m³。2～5周龄时，中层平均温度、相对湿度显著高于上、下层，且高于标准规定的18 ～15 ℃、55%～60%，表明中层更易形成高温高湿的环境，这可能与笼间距较小、中层空气流通性差有关；上层平均风速为1.00 m/s，显著高于中、下两层但中、下层风速均无显著性差异；下层氨气及二氧化碳浓度最高，均值分别为1.36、1 519.98 mg/m3，这可能与鸭只密度大且笼间距较小有关。

2.1.3 不同位置出栏质量

夏季鸭舍不同区域肉鸭出栏质量如表4所示。由统计结果可知，各测点处肉鸭均值为2.88kg。在数值上，上层出栏质量均值为2.94 kg，高于中层和下层，其中中层出栏质量为最低为2.82 kg；测点L9.3m处的平均质量为2.90 kg，测点L63.3m处肉鸭平均质量为2.84 kg，鸭舍后端肉鸭质量略微低于前端。

2.1.4 鸭舍环境参数与肉鸭出栏质量的相关性分析

鸭舍环境参数与肉鸭出栏质量之间存在一定的相关性。由表5可知，夏季鸭舍内温度与相对湿度呈极显著负相关（<0.01），与氨气浓度呈极显著正相关（<0.01）；相对湿度与氨气浓度、二氧化碳浓度呈极显著负相关（<0.01），与出栏质量呈显著负相关（<0.05）；风速与氨气浓度、二氧化碳浓度呈极显著负相关（<0.01）；氨气浓度与二氧化碳浓度呈极显著正相关（<0.01）。

表3 夏季鸭舍垂直方向环境质量随周龄的变化趋势

表4 夏季鸭舍不同位置肉鸭出栏质量变化趋势

表5 夏季鸭舍环境质量与肉鸭出栏质量相关性分析

注：表中 * 表示在<0.05水平显著相关，** 表示在<0.01水平极显著相关。

Note: In the table, * indicates significant correlation at<0.05, and * * indicates extremely significant correlation at<0.01.

2.2 冬季舍内环境质量参数变化趋势与分析

2.2.1 水平方向

冬季试验鸭舍采用侧窗进风—风机纵向通风的模式，风机运行由环控人员借助T616环境控制仪按照既定参数人工控制风机的开闭。鸭舍水平方向环境质量随周龄的变化如表6所示。统计分析表明，鸭舍不同位置的环境质量呈现显著性差异。1～3周龄时温度由净道端至污道端呈下降趋势，4～5周龄时呈上升趋势，这可能与鸭舍前期通风量较小，末端保温性能差，后期随着通风量加大，鸭舍末端出现热量累积有关。测定期间，L45.3m处风速均值达到最低，而氨气和二氧化碳浓度均值达到最大，由此表明L45.3m处气体流动性较差。

2.2.2 垂直方向

冬季鸭舍垂直方向不同笼层环境质量随周龄的变化趋势如表7所示。统计结果表明，上、中、下3层的环境质量呈现显著性差异。1周龄时，中层风速均值分别为0.06 m/s，低于标准规定的0.5 m/s；二氧化碳浓度均值为5 132.96 mg/m³，远高于标准规定的1 500 mg/m³，这可能与冬季锅炉供暖有关，由此表明冬季舍内通风不足易引起有害气体集聚。2～5周龄时，中层温度显著高于上、下层，下层相对湿度显著高于上、中层，上层风速显著高于中、下层，中层氨气和二氧化碳平均浓度均高于上、下层。

2.2.3 不同位置出栏质量

冬季鸭舍不同测点肉鸭出栏质量如表8所示。在数值上，上层肉鸭出栏质量为3.10 kg，高于中层和下层，其中中层出栏质量为最低为3.01 kg；测点L9.3m与L27.3m处肉鸭平均质量为3.06 kg，测点L63.3m处平均质量为3.01 kg，鸭舍后端质量略微低于前端。

表6 冬季鸭舍水平方向环境质量随周龄的变化趋势

表7 冬季鸭舍垂直方向环境质量随周龄的变化趋势

表8 冬季鸭舍不同位置肉鸭出栏质量的变化趋势

2.2.4 鸭舍环境参数与生产性能的相关性分析

鸭舍环境参数之间存在一定的相关性。由表9可知，冬季鸭舍内温度与相对湿度、氨气浓度呈极显著负相关（<0.01），与风速、二氧化碳浓度呈极显著正相关（<0.01）；相对湿度与风速、二氧化碳浓度呈极显著负相关（<0.01），与氨气浓度呈极显著正相关（<0.01）；风速与氨气浓度、二氧化碳浓度呈极显著负相关（<0.01）；氨气浓度与二氧化碳浓度呈极显著正相关（<0.01）。

表9 冬季鸭舍环境质量与肉鸭出栏质量相关性分析

3 讨 论

规模化生产过程中，一旦环境的变化超出家禽的适应能力就会使其产生应激反应，从而导致家禽生产性能下降[21]。本研究发现，夏冬季节水平方向上L63.3m处的相对湿度较大，这与匡伟等人研究一致[22]；温度随周龄呈现不同的变化趋势，其中1-3周龄时L9.3m温度较高，4-5周龄时L63.3m温度较高，这与林勇等研究不一致[6]。冬季L45.3m处风速最小，存在通风弱区，这与张英等研究一致[23]。夏季下层、冬季中层氨气及二氧化碳浓度较高，而李俊营等人认为随着笼层的递增，氨气及二氧化碳浓度呈递增趋势，这可能与舍内笼层及风机排布不同有关[24]。夏、冬季节舍内氨气浓度保持在合理范围之内，但二氧化碳浓度值明显超标，表明笼养鸭舍主要的有害气体为二氧化碳，而非氨气，这与牛晋国等人研究一致[25]。

本研究中夏季中层及L63.3m处肉鸭出栏质量较其他位置偏低，可能与该处相对湿度较大有关，建议适当减少湿帘开启时间或开启次数，使舍内相对湿度达到65%左右；冬季相对湿度与肉鸭出栏质量虽未体现相关性，但中层及L9.3m处平均出栏质量均较其他笼层及测点低，可能与该处总体环境质量较差有关。建议根据舍内环境参数分布规律，对通风弱区进行定点通风、加大笼间距，从而提高舍内气流分布的均匀性，降温除湿，减少有害气体的集聚，为肉鸭提供良好的生长环境。

本试验在进行纵向布点时，每列每层布置4个点，为确保准确找出通风弱区，应在实际条件允许的情况下，在纵向布置多个测点。对肉鸭质量进行测定时，由于现场实际条件有限，每个测点仅选取10只进行测定，为保证测定数据的准确性，建议尽可能对整笼肉鸭进行测定，进一步验证笼养肉鸭舍环境参数与肉鸭出栏质量的相关性。

4 结 论

1）水平方向上，夏冬季节1~3周龄时9.3 m处温度最高，4~5周龄时63.3 m处温度最高；夏季1~3周龄时63.3 m处相对湿度最高，4~5周龄时9.3 m处相对湿度最高，冬季1~5周龄时63.3 m处相对湿度最高；夏季45.3 m处风速最高，而冬季45.3 m处风速最低，存在通风弱区。夏季氨气及二氧化碳浓度由净道端至污道端呈上升趋势，而冬季45.3 m处氨气及二氧化碳浓度最高。

2）垂直方向上，夏季中层温湿度均值高于上、下层，而冬季中层温度最高，下层相对湿度最高；夏、冬季节中层风速均为最低；夏季下层氨气及二氧化碳浓度最高，而冬季中层氨气及二氧化碳浓度最高。

3）夏、冬季节中层肉鸭出栏质量略低于上、下层， L63.3m处肉鸭出栏质量略低于其他测点。夏季相对湿度与肉鸭出栏质量呈现负相关，这表明夏季有待在避免产生应激的基础上加强通风降温管理，减少高湿对肉鸭质量的影响。

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Measurement of environmental parameters of cascading caged-rearing duck houses in Shandong of China in summer and winter

Guan Qingmiao1, Ding Weimin1※, Guo Binbin2, Li Kang1, Shi Zhendan2

(1.,,210031,; 2.,,210014,)

This study aims to investigate the influence of environmental parameters on the outgoing quality of meat ducks. In this experiment, Cherry Valley ducks were taken as the research object. 48 measuring points were selected in the breeding house to measure the whole growth cycle, in order to explore the distribution law of environmental parameters in different positions of the cascading caged-rearing meat duck house in summer and winter. The results showed that there were significant differences in the environmental parameters collected from various locations in different seasons. In summer, the temperature and humidity at the distance of 27.3m (28.81℃, 79.89%) and 45.3m (28.60℃, 79.64%) away from the clear road end were significantly lower than (<0.05) those at 9.3m (28.95℃, 80.50%) and 63.3m (28.87℃, 80.22%). The wind speed at the position of 9.3m (0.34 m/s) was significantly lower than (<0.05) that at other measuring point. The concentration of ammonia and carbon dioxide showed an upward trend from the end of clean channel to the end of the sewage channel. In the vertical direction, the temperature and humidity in the upper middle layer (29.01℃, 80.59%) were significantly higher than (<0.05) those in the upper and lower layers. The wind speed in the upper layer (1.00m/s) was significantly higher than (<0.05) that in the middle and lower layers, indicating that there was no significant difference between the middle and lower layers. The concentrations of ammonia (1.36mg/m³) and carbon dioxide (1519.98mg/m³) in the lower layer were higher than others. In winter in the horizontal direction, the temperature decreased from the clean end to the sewage end at the age of 1~3 weeks, but increased at the age of 4~5 weeks. During the test period, the relative humidity, wind speed, concentration of ammonia and carbon dioxide showed an upward trend from the clean road end to the dirty road end. Vertically, the temperature (24.50℃), concentration of ammonia concentration (6.25mg/m³), and carbon dioxide (5215.87mg/m³) in the middle layer were significantly higher than (<0.05) those in the upper and lower layers. The wind speed in the middle layer (0.07m/s) was significantly lower than (<0.05) that in the upper and lower layers. In summer and winter, the average outgoing quality of the middle floor (2.88, 3.05 kg) was slightly lower than that of the upper and lower floors, while, the average outgoing quality of the back end (2.84, 3.01 kg) was slightly lower than that of the front end. The results of correlation analysis showed that there was a very significant negative correlation between temperature and relative humidity in summer and winter (<0.01), while, an extremely significant negative correlation between wind speed and concentration of ammonia concentration and carbon dioxide (<0.01). There was an extremely significant positive correlation between ammonia concentration and carbon dioxide concentration (<0.01). The relative humidity in summer was negatively correlated with the outgoing quality of meat ducks (<0.05). The results demonstrated that the fixed-point ventilation, increasing cage spacing or replacing heating equipment in winter can be recommended in the areas with weak ventilation, according to the distribution law of environmental parameters in the house. This finding can provide a sound reference to improve the uniformity of air distribution in the house, while, reduce the temperature and dehumidification, particularly to alleviate the accumulation of harmful gases, for a good growing environment for meat ducks breeding.

breed;animal; environmental regulation; outgoing quality

管清苗，丁为民，郭彬彬，等. 山东夏冬季节层叠式笼养肉鸭舍环境参数测定[J]. 农业工程学报，2020，36(20)：246-253.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.20.029 http://www.tcsae.org

Guan Qingmiao, Ding Weimin, Guo Binbin, et al. Measurement of environmental parameters of cascading caged-rearing duck houses in Shandong of China in summer and winter[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(20): 246-253. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.20.029 http://www.tcsae.org

2020-06-13

2020-10-04

国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-42-20）；农业部长江中下游设施农业工程重点实验室开放课题

管清苗，主要从事农业生物环境与能源工程研究。Email：qmguan2020@163.com

丁为民，教授，博士生导师，主要从事智能化农业装备研究。Email：wmding@njau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.20.029

S811.5；S834

A

1002-6819(2020)-20-0246-08