河北省不同建筑类型羊舍环境参数的检测与分析

2021-01-07赵寿培赵娟娟车大璐张伟涛郭伟婷高玉红

家畜生态学报 2021年1期

赵寿培，王超，赵娟娟，车大璐，王红，张伟涛，郭伟婷，高玉红*

(1. 河北农业大学动物科技学院，河北保定071001；2. 河北省畜牧总站，河北石家庄 050035；3. 石家庄市畜牧技术推广站，河北石家庄 050031)

当前，关于环境控制的研究已经在牛[1-3]、猪[4]和鸡[5]方面取得了一定的成就，但关于羊环境的研究报道相对较少[6-8]。目前羊场标准化程度较低，羊舍建筑类型随意性较强，严重影响了羊产业的经济效益。为了真正实现高效、健康、可持续的羊业发展，必须改善现有的养殖环境，规范羊场的标准化建设。本研究针对河北省平原地区规模化羊场的不同类型羊舍，测定和分析羊舍温度、二氧化碳(CO2)、氨气(NH3)、风速、和光照，为河北省羊舍的标准化建设提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验羊场

选择河北省平原地区规模化羊场中3种建筑类型羊舍(5栋舍)，试验羊舍的建筑特点如表1所示。

表1 试验羊舍的建筑特点Table 1 Architectural characteristics of sheep sheds

1.2 试验方法

试验于2018年7-8月(夏季)和2019年1-2月(冬季)对所选羊场的不同建筑类型羊舍温度、CO2和氨气NH3含量、风速、光照进行检测。每栋羊舍连续检测3个晴天，计算每个参数各检测点的平均值。检测样点的选择采用均匀布点原则，舍内送料通道和羊栏内均匀设6～9点，运动场设4～6点，检测高度均为75～90 cm。检测时间段分别为早6:00-7:00、午12:00-13:00和晚18:00-19:00。

温度检测仪器为温度表(TENMARS，台湾)；CO2检测仪器为CO2测定仪(Gas Alert Micro5IR，加拿大)；NH3检测仪器为NH3检测仪(Z-800XP，美国)；风速检测仪器为电子风速记录仪(WFWZY-1)；光照的检测仪器为光照计(TES-1 350A)。

1.3 数据处理

采用Excel进行数据初步处理和图表的绘制，采用SPSS 21.0统计软件进行单因素方差分析，多重比较采用Duncan法进行分析。P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著，P>0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 冬夏两季不同建筑类型羊舍的环境温度

由表2可见，冬季不同建筑类型羊舍温度各时间段均表现为显著性差异(P<0.05)，有窗封闭舍温度最高，棚舍温度最低，有窗舍不同时间段的温度均值分别比棚舍和半开放舍高4.26和2.95 ℃，而夏季不同舍温度未表现为显著性差异(P>0.05)。

表2 冬夏两季不同建筑类型羊舍不同时间段的环境温度Table 2 Ambient temperatures at different time in different styles of sheep sheds in winter and summer ℃

2.2 冬夏两季不同建筑类型羊舍的有害气体含量

由表3可见，各季节各时段有窗封闭舍CO2含量最高，棚舍最低(夏季半开放舍中午除外)，且两季有窗封闭舍和棚舍之间CO2含量差异为极显著水平(P<0.01)，有窗封闭舍和半开放舍之间冬季的早、晚CO2含量均表现出显著性差异(早P<0.01；晚P<0.05)。两季CO2含量均表现为早上高于中午和晚上，并且有窗封闭舍早上CO2含量极显著(P<0.01)高于中午和晚上。从3种不同类型羊舍来看，两季CO2日均含量均表现为有窗封闭舍最高，棚舍最低，两季各舍的CO2日均平均值组间表现为差异极显著(P<0.01)，且有窗封闭舍、半开放舍CO2日均含量分别是棚舍的1.63和1.40倍(夏季)、3.50和1.41倍(冬季)。此外，所有试验舍未检测到NH3。

表3 冬夏两季不同建筑类型羊舍不同时间段的CO2含量(mg/m3)Table 3 The CO2 concentration at different time in different styles of sheep sheds in winter and summer

夏季和冬季3种建筑类型羊舍和运动场CO2含量的比较结果如图1所示。两个季节有窗封闭舍CO2含量均显著高于舍外运动场(P<0.01)，而另两类舍的舍内和运动场含量之间无显著性差异(P>0.05)。有窗舍冬季CO2含量显著高于夏季(P<0.01)，其他舍两个季节间差异不显著(P>0.05)。

图1 冬夏两季不同建筑类型羊舍及其运动场的CO2含量不同小写字母者为差异显著 (P<0.05) ,不同大写字母者为差异极显著(P<0.01)。下同。Fig.1 CO2 concentration in different styles of sheep sheds and playgrounds in winter and summer Values with different lowercase superscripts in the same column mean significant difference(P<0.05),different uppercase superscripts mean highly significant different(P<0.01).The same below.

2.3 冬夏两季不同建筑类型羊舍的风速

由图2可见，两个季节所测羊舍风速范围分别为0.06～0.36 m/s(夏季)和0.03～0.26 m/s(冬季)，其中有窗封闭舍夏季舍内风速显著高于冬季(P<0.01)，另外两舍并无显著性差异(P>0.05)。各季节有窗封闭舍内风速显著低于其他两类舍(P<0.01)，棚舍和半开放舍风速分别是有窗封闭舍的3.35倍(夏季)和3.88倍(夏季)、3.50倍(冬季)和4.11倍(冬季)。运动场与舍内风速比较，有窗封闭舍运动场极显著高于舍内(P<0.01)，棚舍运动场显著高于舍内(P<0.05)，尤其是冬季，有窗密闭运动场风速是舍内的7.12倍，而两个季节半开放舍与运动场之间风速未达到显著性差异(P>0.05)。

图2 冬夏两季不同建筑类型羊舍及其运动场的风速Fig. 2 Wind speed in different styles of sheds and playgrounds in winter and summer

2.4 冬夏两季不同建筑类型羊舍的光照强度

夏季和冬季3种建筑类型羊舍光照强度的检测结果如图3所示。所测羊舍中，棚舍光照强度最高，显著高于其他两类舍(P<0.01)，分别是夏季有窗舍和半开放舍的3.10和5.38倍以及冬季两类舍的的6.58和3.89倍。夏季与冬季比较，除了有窗舍，其他两类舍光照强度差异不显著(P>0.05)。

图3 冬夏两季不同建筑类型羊舍的光照强度Fig. 3 Light intensity in different styles of sheep sheds in winter and summer

3 讨论

随着养殖产业标准化、现代化的发展，养殖环境对家畜生长发育和健康的影响越来越明显[9-10]。本研究比较了河北省平原地区3种建筑类型羊舍的温度、有害气体和风速等环境参数。本试验中冬季不同建筑类型羊舍的温度差异均较大，外围护结构保温性能好的有窗封闭舍温度最高，而简易的棚舍温度最低，甚至棚舍早上的舍内温度仅-4.13 ℃，有窗封闭舍早上的温度也只有2.04 ℃，实际生产中，羊舍的温度低于-5 ℃时，其繁殖和生产性能就会受到影响。已有研究[11]也指出，冬季长期处于寒冷环境下的羊群容易使机体失去失衡，导致生长缓慢、免疫力下降以及生产性能受阻等现象，所以冬季不宜用棚舍，如果采用半开放或者有窗舍，应加强其外围护的保温性能，外围护结构的重要性早已在猪的研究上有所体现[12]。本试验中夏季各舍的温度差异不显著，中午温度最高，3种舍温度范围高达31.25～32.95 ℃，说明试验中不管是何种建筑类型的羊舍，羊均遭受严重的热应激。也有研究表明，当环境温度过高时，容易引起羊血液气体、电解质代谢紊乱，生长和繁殖性能下降，严重时导致死亡[13-14]。可见，夏季羊舍不仅要重视外围护结构的隔热性能，还要考虑降温设施，如风扇和遮阳网，冬天应加强舍内的保温，以保障羊群的健康生长。

本研究中不同建筑类型羊舍的CO2和风速差异也较大。有窗封闭舍冬夏两季CO2含量基本表现为早上高于中午和晚上的规律，这可能与通风有关，早上风速小，CO2不易扩散，导致舍内CO2含量增加，这与任春环等[6]和冯豆等[15]关于春冬两季畜舍早上CO2含量较高的研究结果基本一致，但本研究中并未表现出舍内晚上CO2含量高于中午的规律性，这可能因为不同试验的检测时间和管理水平不同造成的。本研究中冬季有窗舍CO2含量显著高于夏季，这与丁莹等[16]研究结果一致，舍内CO2含量冬季最高，可能是由于冬季天气寒冷，多数羊喜欢停留在舍内，CO2容易在舍内积累，导致其浓度升高。CO2本身无毒，但当浓度较高时，空气中氧气含量会降低，导致家畜精神萎靡、食欲不振。CO2浓度的积累往往意味着空气流通不畅、空气污浊，此时可能空气中其他有害物质的浓度也较高[17]。另外，不同羊舍建筑类型直接影响舍内环境，有窗封闭舍的封闭性比较强，CO2含量最高，尤其是冬季，早上含量可高达2336.8 mg/m3，已经超过了国家畜禽场环境质量标准(NY/T388，<1500 mg/m3)，是国家行标的1.6倍，而半开放舍和棚舍因其封闭性较差，通风效果较好，这两类舍夏季的平均风速是有窗封闭舍的3.35倍和3.88倍，冬季是有窗舍的3.50倍和4.11倍，所以舍内CO2含量相对较低，该结果与刘昭华等[18]的研究结果相一致，该研究认为，彩钢结构卷帘羊舍的CO2和NH3日均含量均低于彩钢结构封闭式羊舍，原因是彩钢结构配套卷帘羊舍通风效果明显好于封闭舍。类似研究[19]也指出，卷帘羊舍CO2日均含量比舍外高15.8%，比封闭羊舍CO2含量低21.2%。本研究中，夏季有窗封闭舍CO2日均含量比半开放舍和棚舍高16.3%和63.2%，冬季比半开放舍和棚舍高148.4%和250.5%，比舍外运动场高28.6%(夏季)和222.9%(冬季)。因此，密闭舍羊舍可加强冬季的通风换气，从而使羊舍CO2含量降低，满足国家标准要求，改善羊舍环境。从舍内光照强度来看，棚舍光照强度最高。虽然棚舍保温性能较差，但敞开面积较大，通风和采光都较好，其次是半开放舍，有窗舍的采光往往通过是门窗来实现，光线进入舍内相对较少，所以光照强度较弱[20]，从检测结果来看，所测羊舍的光照强度均符合国家畜禽场环境质量标准(NY/T388，>50 lux)，但各类羊舍应考虑光照的均匀度。