法式产仔猪舍内环境参数规律研究

龚建军,何志平,雷云峰,杨 礼,曾 凯,陶 旋,李学杰,杨 洋,万昭军*

（1.四川省畜牧科学研究院，成都 610066 2.四川川娇生态猪业股份有限公司，成都 611332）

现代畜牧业在全国蓬勃兴起，规模化、超大规模化猪场在国内不断推陈出新，为了进一步追求利益最大化，猪舍内圈养密度愈来愈大[1]，尽管在较好的营养、疫苗防治、饲养管理方面给予了较好条件，但母猪年提供商品猪头数仅12～15头之间[2]，究其原因，主要是现今生猪品种满足高效与高瘦肉率要求之后，对疫病抵抗力愈来愈差，环境已成为影响动物生产成绩的关键因素之一[3]，但与发达国家相比，我国的设施养殖业，特别是畜牧工程领域还有较大差距[4]，生猪生存的环境难以调控，障碍了其生产潜力的发挥。猪是恒温动物, 其平均温度为38.0 ℃[5], 据NRC( 1988)[6]测定 , 气温升高 1 ℃ , 猪采食量减少40 g；在持续高温环境下( 28～35 ℃) , 30～60 kg 的猪日采食量较常温环境下降低了14% ,日增重下降了21% , 料重比增加了0.23（艾地云，1996)[7]。汪开英（2002）[8]研究结果表明：高温将导致猪的体温升高、心率加快、生产性能降低等热应激反应，高温时环境湿度增大10%, 相当于环境温度升高1 ℃对猪的影响。由此可见，猪舍过热、过冷、潮湿、有毒有害气体浓度偏高等不良环境条件，可导致猪体不适、生产成绩下降、成活率降低，并可能诱发引起猪只感冒、腹泻或呼吸道等疾病；2012年，四川川姣集团从法国引进全套生猪生产设备，舍内环境控制系统是其主要的亮点。2014年3月，课题组对集团的法式产仔舍内的氨气、二氧化碳、硫化氢、温度、湿度、风速在春季的时空分布规律进行了系统研究与评价，现将研究结果报告于下，供国内同行业参考。

1 材料与方法

1.1 时间与地点

研究于2014年3月25日—2014年4月1日在四川省大邑县川姣集团的法式产仔舍进行，本产仔舍由法国I-TEK公司设计，并采用其全套设备。

1.2 试验猪舍布局

猪舍长33.9 m，宽13.2 m，舍内产仔栏4列式布局，共72栏。测定期间，存栏哺乳母猪65头，均重182 kg，哺乳仔猪650头，均重6.3 kg。舍内有个5通道，其中中间、两侧通道为进风通道（通道1、通道3、通道5），其余为工人操作通道（见图1、图2）。

1.3 监测位置与时间点

在通道2、通道3、通道4平面上选择前中后各3个点，共9个点（见图1中，点2-1、点2-2、点2-3；点3-1、点 3-2、点 3-3；点 4-1、点 4-2、点 4-3）。通道2、通道4每监测点选择离地面0、50、100、150 cm 共4层，通道3每监测点选择离地面-25、0 cm、50、100、150 cm 共5层（见图2），每天于6:00、12:00、18:00、24:00这 4个时间段监测舍内环境指标参数。

1.4 测定仪器与参数

1.4.1 深圳市科尔诺电子科技有限公司生产的GT-2000多功能复合气体分析仪

氨气：量程0～100/(mL/m3)，分辨率：0.01/(mL/m3)，检测方式：电化学传感器检测。

硫化氢：量程0～100/(mL/m3)，分辨率：0.01 /(mL/m3)，检测方式：电化学传感器检测。

二氧化碳: 量程0～5 000 /(mL/m3)，分辨率：1 /(mL/m3)，检测方式：红外吸收气体传感器检测。

1.4.2 美国TSI公司的TSI 9545数字式测定仪

温度：量程：-10～60 ℃，分辨率0.1 ℃, 检测方式：铂电阻RTD传感器。

湿度：量程：0～95%，分辨率0.1%, 检测方式：电容式传感器。

风速：量程：0～30 m/s，分辨率0.01 m/s, 检测方式：热式传感器。

1.5 数据采集方法

图1 产仔舍平面布局

每点待仪器测定数据稳定后，由仪器每5 s采集贮存1次，取连续3次数据平均值，作为该点当天测定值，每点连续测定7 d作为此次试验的观测值。

1.6 数据处理与统计分析

用EXEL2007软件建立监测数据库，用SPSS11.5进行单因素方差分析，用Duncan法进行多重比较，结果以平均数±标准差表示。

1.7 均匀度计算方法

均匀度：指在对环境参数进行分析时，不同时间或不同测定位点的最高值与最低值之差的绝对值。

2 结果与分析

2.1 猪舍内各环境参数春季监测结果

连续7 d监测舍内3个通道共39个点环境参数分布规律（其中通道3为新风通道；通道2与通道4为工作通道，可代表哺乳母猪周围空气环境状况），测定结果见表1，由表1可知，该舍内哺乳母猪周围环境参数为（通道2与通道4平均值）：氨气20.72/(mL/m3)，硫化氢气体0.31/(mL/m3)，二氧化碳996.14/(mL/m3)， 温 度 22.26 ℃、 湿度66.16%，风速0.04 m/s。除二氧化碳浓度超出20/(mL/m3)推荐值以外，其他值均在德国工业标准DIN 18 910与Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道推荐值范围内。

2.2 猪舍环境参数时间分布规律分析

猪舍内外环境参数时间分布规律见表2，测定结果表明，此猪舍内各环境参数较稳定，分布均匀，各种环境参数均匀度分别为：氨气2.33/(mL/m3)、硫化氢0.12/(mL/m3)、二氧化碳 265.78/(mL/m3)、温度 1.44 ℃、湿度7.98%、风速0.04 m/s。各种环境参数按时间分布规律分析如下：

2.2.1 氨气

图2 产仔舍剖面图

表1 通道3、通道2与通道4环境参数监测结果

表2 猪舍内外环境参数时间分布规律

由表2可知，氨气浓度在0:00、6:00时最高，分别为18.98/(mL/m3)与 19.19/(mL/m3)； 在 12:00、18:00时浓度较低，分别为17.68/(mL/m3)与 16.86/(mL/m3)；0:00、6:00与12:00、18:00时之间差异达极显著水平（P＜ 0.01）。 氨 气 浓 度 按 06:00、12:00、18:00、24:00呈先降后升趋势（见图3）。低于GB/T 17824.3-2008（国家标准）的28.76 /(mL/m3)，低于Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的20 /(mL/m3)。

2.2.2 硫化氢

由表2可知，硫化氢浓度在18:00时最高，达0.37/(mL/m3)，在0:00、12:00时浓度最低，均为0.25/(mL/m3)，18:00、6:00与 0:00、12:00之 间差异达极显著水平（P＜0.01），0:00与12:00之间差异不显著（P＞0.05），硫化氢浓度时间分布趋势（见图4）。低于GB/T 17824.3-2008（国家标准）7.2/(mL/m3)，低于Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的5/(mL/m3)。

2.2.3 二氧化碳

由表2可知，二氧化碳浓度在0:00、06:00、较高，分别为1 006/(mL/m3)、 1 071/(mL/m3)；在 12:00、18:00时浓度较低，分别为805/(mL/m3)、901/(mL/m3)；各时间段之间差异达极显著水平（P＜0.01）。二氧化碳浓度时间分布趋势（见图5）。此猪舍内二氧化碳气体比GB/T 17824.3-2008（国家标准）722.39/(mL/m3)略高，但远低于Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的3 000 /(mL/m3)。

图3 不同时间段的氨气浓度

图4 不同时间段的硫化氢浓度

图5 不同时间段的二氧化碳浓度

图6 舍内外温度时间分布规律

2.2.4 温度

由表2可知，舍内温度在12:00时较高，为22.18 ℃，其余温度均在20 ℃以上，各时间点之间差异极显著（P＜0.01）。此猪舍内受舍外温度影响较小、温度随时间分布较均匀（见图6），说明此猪舍对温度调控能力强。且均在GB/T 17824.3-2008（国家标准）18～ 22 ℃与 Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的16～24 ℃之间。24:00时，测舍内保温灯下的温度为22.8 ℃（乳猪局部保温），较舍内仅高2.06 ℃，远低于仔猪32～38 ℃温度要求[9]。

2.2.5 湿度

由表2可知，舍内湿度在06:00时较高，为73.2%，其余湿度均在70%左右，各时间点之间差异极显著（P＞0.01）。此猪舍内湿度较均匀，受舍外湿度影响较小（见图7），与GB/T 17824.3-2008（国家标准）接近,略高于Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的范围。

2.2.6 风速

由表2可知，在18:00、24:00时，舍内风速最大，分别为0.06 m/s、0.05 m/s；06:00、12:00时较低，分别为0.02 m/s、0.03 m/s；各时间点之间差异极显著（P＜0.01）。此猪舍内风速较均匀，受舍外影响较小（见图8），且低于GB/T 17824.3-2008（国家标准）0.15 m/s。说明此猪舍对风速的调控能力强。

2.3 猪舍环境参数空间分布规律

空间分布规律结果见表3，经分析表明，舍内-25 cm处的氨气、硫化氢、二氧化碳浓度最低，说明此处空气质量较好，与此通道为新风通道有关。此猪舍内各环境参数均匀度分别为：氨气 2.33 /(mL/m3)、硫化氢12 /(mL/m3)、二氧化碳 265.78 /(mL/m3)、温度1.44 ℃、湿度7.98%、风速0.04 m/s，表明舍内空气分布均匀、稳定性高，说明此猪舍环境调控能力强。各种环境指标的空间分布规律分析如下：

2.3.1 氨气

由表3可知，氨气浓度在室外最低为4.8/(mL/m3)，其次为舍内-25 cm处，为11.81/(mL/m3)；舍内氨气浓度最高位于0 cm与50 cm处，分别为19.83/(mL/m3)、19.03/(mL/m3)， 此位置为粪尿排出层，表明氨气主要来自粪尿溢出；各层显著性检验结果见表3肩标。所有层的氨气浓度均低于GB/T 17824.3-2008（国家标准）28.76 /(mL/m3)， 低 于 Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的20/(mL/m3)。各层变化趋势（见图9)。

2.3.2 硫化氢

图7 舍内外湿度时间分布规律

图8 舍内外风速时间分布规律

图9 氨气空间分布规律

由表3可知，硫化氢浓度在0 cm处最高，为0.30/(mL/m3)，显著高于舍内其他层（P＜0.05），表明硫化氢主要来自粪尿溢出。50、100、150 cm处硫化氢浓度值差异不显著（P＞0.05），均显著高于室外（P＜0.01）。舍内各层的硫化氢浓度均显著低于GB/T 17824.3-2008（国家标准）7.2 /(mL/m3)，低于 Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的5/(mL/m3)（P＜0.01）。各层变化趋势(见图10)。

2.3.3 二氧化碳

由表3可知，二氧化碳浓度在150、100 cm处最高，分别为1 022.18/(mL/m3)、1 007.94/(mL/m3)， 两 者 之 间差异不显著（P＞0.05）；其次为50、0 cm处， 分 别 为895.81/(mL/m3)、930.78/(mL/m3)，两者之间不显著（P＞ 0.05）；50、0 cm 处 与 150、100 cm处达差异显著水平（P＜0.01），由此表明，二氧化碳主要由猪只呼出气体产生，因它比空气重，所以在100 cm处后，浓度不再上升。所有层的二氧化碳浓度除室外与室内-25 cm处外，其他层均略高于GB/T 17824.3-2008（国家标准）722.39/(mL/m3)，远低于Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的 3 000/(mL/m3)（P＜ 0.01）。 各 层变化趋势(见图11)。

表3 猪舍内外环境参数空间分布规律

图10 硫化氢气体空间分布规律

图11 二氧化碳气体空间分布规律

图12 温度空间分布规律

图13 湿度空间分布规律

图14 风速空间分布规律

2.3.4 温度

由表3可知，舍内最高温度位于150 cm处，为22.44 ℃，极显著高于其他各层（P＜0.01）。其次为100 cm处，为21.82 ℃,极显著高于50、0 cm处（P＜0.01）；50、0 cm处温度分别为21.20、20.88 ℃，但两处差异不显著（P＞0.05）；以上空气分布表明符合热空气位于冷空气上方规律。舍内各层温度且均在GB/T 17824.3-2008（国家标准）18 ～ 22 ℃与 Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的16～24 ℃之间。各层变化趋势(见图12)。

2.3.5 湿度

由表3可知，舍内湿度位于-25 cm处最高，为71.05%，与其他层达差异极显著水平（P＜0.01）；湿度最低处为150 cm处，为66.45%，与50 cm处、-25 cm处达差异极显著水平（P＜0.01），可能与此层温度较高有关系；各层差异比较见表3。舍内除-25 cm处 外， 与 GB/T 17824.3-2008（ 国家标准）接近,略高于Hongwei Xin（2014）北京研讨会报道的范围。各层变化趋势(见图13)。

2.3.6 风速

由表3可知，风速舍外最高，达0.28 m/s，极显著高于舍内其他各层（P＜0.01）；舍内随着高度增加，风速依次降低；舍内风速最高为-25 cm处，为0.09 m/s，极显著高于舍内各层（P＜0.01）， 最 低 处 为 100、150 cm 处，均为0.02 m/s。各层风速的变异系数较大，但均低于GB/T 17824.3-2008（国家标准）0.15 m/s。各层变化趋势(见图14)。

3 讨论与分析

3.1 法式猪舍的环境调控能力较理想

通过连续、系统、全面的环境参数测试，表明法式猪舍的环境控制能力较强，所有环境参数中，除二氧化碳指标略高于国家标准外，其他指标均低于国家标准《规模化猪场环境参数及环境管理》（GB/T 17824.3-2008）以及Hongwei Xin （Endowed Professor，Iowa State University，2014北 京 ）北京研讨会报道的环境参数指标，且舍内温度与风速受舍外影响极小，说明此猪舍的环境调控系统比较理想，所以尚需要对法式猪舍的通风系统进一步进行研究，对其环境工程控制原理进行剖析，以消化、吸收、创新有自主知识产权的环境控制工艺，在全国范围内推广。

3.2 法式猪舍尚应控制的环境参数

连续7 d测试猪场内环境参数，参考Hongwei Xin先生提供的环境参数指标，在所测指标中，尚有氨气及风速超指标现象。其中氨气共测定3 249次，其中有985次超标，占所测总次数的30.32%；风速共测定2 688次，超标176次，占所测总次数的6.55%。由此可见，氨气及风速是猪舍中不稳定因素，尚应加强此指标的控制。另外由于产仔舍内没有仔猪保温箱，尽管有红外线保温灯，哺乳仔猪局部温度尚不能达到其生长发育需求，建议此猪舍改进乳猪局部保温措施。

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