地下水源热泵系统对规模化猪场猪舍温热环境及仔猪健康的影响

刘长春 韩战强* 李鹏伟 卫周涛 赵秀敏

（1河南农业职业学院，河南郑州 451450；2孟州市动物卫生监督所，河南焦作 454750）

随着国家环保力度的加大，提倡使用清洁、环保的新型能源是畜牧业发展的迫切要求。随着水源热泵在工业生产和设施农业温室方面的成熟应用[1,2]、以及畜牧业在水源热源方面的探索，使得水源热泵在畜牧生产中的应用逐渐成为现实[3]。为了解水源热泵在规模化猪场中对猪舍温热环境及仔猪健康的影响，以地下水源热泵供暖在规模化猪场产房和保育舍中的使用情况为研究对象，以产房和保育舍内环境温热参数及哺乳仔猪、保育仔猪成活率为研究目标，以期为地下水源热泵在规模化猪场中作为供暖热源的推广应用提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 地下水源热泵系统

采用地下水源热泵方案，挖掘地热井2眼，井深50m，地热井出水温度55℃，回水温度25℃。

1.2 试验猪舍概况与饲养管理

试验于2020年12月1日至2021年3月15日在河南焦作孟州市许庄村肥德旺养猪场进行。试验场共有猪舍12栋，选用该场供暖最远端相邻的产房、保育舍各1栋开展试验。试验猪舍纵长54 m，跨度10 m，檐高3 m；猪舍南端安装湿帘，面积为20 m2；猪舍纵向通风，端墙安装2台直径为2.0 m的风机。试验期间舍外温度为-10～8℃。

供试产房猪舍采用双列式产床相对设置摆放，两列产床离墙壁1 m各设置赶猪道，赶猪道靠近产床一侧为宽50 cm、深50 cm粪尿沟，粪尿沟上铺设水泥漏粪板。地面上架设产床网上饲养，即母猪在防压架内饲养，母猪防压架两侧设置仔猪活动栏，仔猪活动栏一端放置仔猪保温箱，用于哺乳仔猪保暖休息，保温箱内采用红外线灯供暖。仔猪出生后7 d进行人工诱食并安装自动饮水器，15 d开始进行人工补料。每天对产房内猪粪尿进行清理。

供试保育猪舍采用双列式塑料编织漏粪地板网上饲养，保育猪栏架置在粪尿沟上，支腿架高度为1 m，猪栏高度为60 cm，每个猪栏面积为12 m2，每个猪栏圈养保育仔猪23头，在相邻猪栏之间安装双面自动饲喂食槽。保育舍内粪尿每天进行清理冲刷后随粪尿沟排出。

养猪场饲养的仔猪品种为杜长大三元商品猪，供试仔猪全部为试验猪场自繁提供，按照试验猪场的饲养管理模式进行饲养管理。试验哺乳仔猪42窝，每相邻14窝为1个试验组，共3组；试验断奶仔猪690头，共分成30个保育栏，每相邻10个猪栏为1个试验组，共3组。产房、保育舍的试验期分别为28 d、35 d。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 猪舍内环境参数

在每栋猪舍两端和中间位置均匀布置3个测定点，测定点距地面高度为1.2 m，试验期间每天6:30时和20:30时读取不同测定点的温度、湿度数据。试验采用温、湿度数据记录仪（272-1屋型干湿计，上海华辰医用仪表有限公司）测量。

1.3.2 试验期仔猪生产性能

在试验初期统计哺乳仔猪、保育仔猪的头数，试验结束后分别统计哺乳期、保育期仔猪的成活头数，最终统计哺乳期、保育期仔猪成活率。

1.4 数据处理与分析

运用Excel 2010对试验数据进行整理，采用SPSS 13.0软件对试验数据进行分析，单因子方差分析检验组间差异显著性，再进行LSD多重比较，以＜0.05为差异显著性判断标准，试验数据以“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 试验猪舍内温度的变化

由表1可知，在试验过程中对产房不同测定点的温度进行测定（如表1所示），产房内不同测定点存在温差，第1周至第4周测定产房的中间位置的温度均显著高于前、后两端的温度（＜0.05），第1周至第4周前、后两端的温度差异不显著（＞0.05）。采用地下水源热泵系统给试验产房哺乳仔猪供暖，产房猪舍内整个哺乳期（第1周至第4周）不同测定点的温度范围为20.19～26.08℃。按照规模化猪场产房内哺乳母猪对饲养管理的要求，产房内温度一般应保持在15～22℃为宜[4]。本次试验产房内不同测定点温度在第3周和第4周基本上满足了哺乳母猪的生理需求，第1周和第2周不同测定点温度略高于哺乳母猪所需生理温度，需加强地下水源热泵的操作管理，控制产房内热水流量，减少能源浪费。

表1 猪舍内温度的变化

由表1可知，在试验过程中对保育舍不同测定点的温度进行测定，保育舍内不同测定点同样存在温差，第1周至第5周保育舍中间测定点的温度均显著高于前、后两端的温度（＜0.05），第1周至第5周前、后两端温度差异均不显著（＞0.05）。采用地下水源热泵系统给试验保育仔猪供暖，保育猪舍整个保育期（第1周至第5周）不同测定点温度为21.17～26.22℃。按照规模化猪场保育期间保育仔猪对饲养管理的要求，保育舍内温度一般保持在22～25℃为宜。本次试验保育舍内不同测定点温度在第1周至第4周基本上满足了保育仔猪生理需求。

2.2 试验猪舍内相对湿度的变化

由表2可知，通过对试验产房、保育舍不同时间点、不同测定点的相对湿度测定结果统计分析，产房、保育舍每周前、中、后不同测定点的相对湿度测定结果不同，但产房、保育舍内的前、中、后不同测定点湿度差异均不显著（＞0.05)。在采用地下水源热泵系统试验过程中对试验产房和保育舍相对湿度进行测定，产房内相对湿度为61.42%～65.48%，保育舍内相对湿度在61.85%～68.67%。按照规模化猪场猪舍空气湿度为50%～70%的要求，本次试验过程中湿度控制全部符合猪舍环境要求。

表2 猪舍内湿度的变化

2.3 试验仔猪生产性能分析

由表3可知，产房内不同组别哺乳仔猪成活率分别为90.48%、90.91%、90.68%；保育舍不同组别保育仔猪成活率分别为98.18%、98.48%、97.88%。通过对产房和保育舍不同组别仔猪成活率的统计分析，各组间差异均不显著（＞0.05)。

表3 猪舍内仔猪的成活率

3 讨论与结论

猪舍良好的小气候环境是猪只健康生长的基础，猪舍的小气候环境主要包括猪舍内的温度、湿度、光照、空气中有害气体（氮气、二氧化碳、硫化氢等）浓度、通风条件、饲养密度、饲养方式、粉尘、噪音以及微生物含量等。只有保障猪舍内小气候环境的稳定，才能不断提高仔猪的生长速度、成活率和保证种猪繁殖性能的充分发挥，且减少病原微生物对猪只的侵害。猪舍内的温度是猪只所依赖的主要环境因素之一，低温直接影响仔猪的生理健康和饲料报酬，特别是产房内出生后第1周的仔猪，由于体温调节机制不完善，对温度要求比较严格，除了保障产房内基础的环境温度在20℃左右外，还要创造局部舒适的仔猪保温箱内温度，否则因温度过低会影响初生仔猪正常生长，甚至会造成仔猪的腹泻乃至死亡。据研究，在寒冷的环境中哺乳仔猪会耗费大量时间通过改变行为来调节体温，而不是通过吸奶调节，结果导致初乳摄入量减少，不利于仔猪的免疫。此外，在寒冷环境中仔猪通过肠道上皮细胞吸收和传递免疫球蛋白的能力也会降低[5]。低温环境会导致新生仔猪对机体自身肠道微生物菌群敏感性发生改变，生物菌群平衡的破坏会导致胃肠机能障碍，从而引起仔猪腹泻[6]。当猪舍内温度过低或低温时间较长时，寒冷会造成新生仔猪的体温不可逆降低[7]。高温对产房哺乳母猪的生产性能影响较大，当环境温度达到28℃时就会有母猪出现中暑，泌乳母猪表现采食量、产奶量下降，仔猪吮乳量减少，影响正常生长[8,9]。只有保持产房相对恒定的温度，才能使哺乳母猪的泌乳性能正常发挥，促进哺乳仔猪健康生长。本试验中，利用水源热泵供热基本能满足产房母猪、仔猪和保育舍仔猪对温度的需要。在试验期的第1周和第2周产房内的平均温度略高于母猪所需温度，需要通过水源热泵的操作管理来控制产房内热水流量，适当降低其产房温度，以达到更好满足母猪生产的需要。同时，同一试验猪舍内不同测定点温度有所偏差，这与王鹏等[3]研究的地下水源热泵系统供暖对规模化密闭式肉鸡舍中同一试验鸡舍内不同测定点温度有所偏差的结果相一致，同样说明在规模化养殖场内舍内温度控制难度高于普通农业温室供暖，需要采用更高的技术手段和设备条件来减少舍内温度偏差。

猪舍中的湿度是影响猪生长与生产性能的另一因素。猪舍中的空气湿度会影响猪体表的水分蒸发、干扰猪自身的体热调节，阻碍散热[10]。舍内湿度对猪体温调节的影响与舍内湿度有关，在低温环境中，潮湿空气的导热性强，猪的可感散热增加；同时湿度对猪的影响往往是在高温条件下所产生的协同效应。本试验产房湿度最高为65.48%，最低为61.42%，保育舍湿度最高为68.67%，最低为61.85%，均在60%～70%之间，表明采用地下水源热泵供暖可以满足猪舍内的湿度需求。

生产性能的高低最能反映猪舍内环境条件、营养水平及饲养管理等是否合理。本试验结果显示，产房哺乳期仔猪4周的成活率最高为90.91%，最低为90.48%，保育舍5周的保育仔猪成活率最高为98.48%，最低为97.88%，表明规模化猪场养猪生产过程中采用地下水源热泵系统供暖，能够基本满足猪舍温热环境要求、保障仔猪健康生长。

对试验中采用地下水源热泵系统供暖系统的运行成本进行分析，与传统燃煤取暖和电取暖相比可节约成本1/3以上，而且采用地下水源热泵系统供暖可节约燃煤资源，大大减少环境污染，社会环保效果显著，发展前景可喜，市场潜力较大。

通过使用水源热泵系统对规模化猪场的产房和保育舍进行供热，使用过程中分别对产房和保育舍的温、湿度及仔猪成活率指标进行测定统计分析表明，采用地下水源热泵系统对规模化猪场猪舍供暖，能够基本满足猪只对温度的生理要求、保障仔猪健康生长。