猪舍内环境空气参数监测系统的应用研究

张　艳，刘小谭，邓　佳，王　鹏（四川省农业机械研究设计院，四川 成都 610066）

猪舍内环境空气参数监测系统的应用研究

张艳，刘小谭，邓佳，王鹏*
（四川省农业机械研究设计院，四川 成都 610066）

摘要：针对四川规模猪场如何了解猪舍内空气参数的变化情况，本研究根据相关标准设计了一套空气参数连续监测系统，用以监测猪舍内的空气湿度、温度及硫化氢、氨、二氧化碳气体的浓度。

关键词：猪舍；空气参数；监测系统

国家标准《规模猪场环境参数及环境管理》（GB/ T 17824.3-2008）规定：猪舍内硫化氢气体的浓度不得超过10mg/m3，氨气的浓度不得超过25 mg/m3，二氧化碳气体的浓度不得超过1500mg/m3。四川省规模化养猪场目前没有相关的测试设备，无法实时掌握猪舍内的空气质量状况，无法做到有效调控。针对规模猪场如何了解猪舍内的空气参数变化情况，本研究根据相关标准设计了一套空气参数连续监测系统，用以监测舍内的空气湿度、温度及硫化氢、氨、二氧化碳气体的浓度。在系统运行过程中，根据系统暴露的一些问题作出改进；针对猪舍结构和设计中以及管理和维护中存在的不合理地方，提出改进意见；并对猪舍内环境的空气监测和控制提出应用方案。

1　材料和方法

1.1试验点本试验点设于四川省畜牧科学研究院猪育种试验基地，位于简阳市石盘镇龙泉湖社区，占地面积为91亩，建有养殖圈舍24栋，圈舍面积共10 000 m2。该养殖场于2011年开始运行，常年存栏能繁母猪520余头，2013年实际存栏2600头，出栏8000头。该试验猪场集科研、试验于一体，基础设施条件较好，功能比较完善。外部气象参数由当地气象部门提供参考数据。

选取哺育母猪舍进行试验。哺育母猪舍采用水冲粪工艺建筑模式，长25m、宽8m、高3m，舍内布置金属围栏和漏粪地板，中间过道宽1.1m，墙边过道宽0.75m。屋顶无排风口，侧墙安装水帘风机用于圈舍降温，使用红外线加热灯对哺育仔猪进行局部保暖。在没使用水帘风机时，人工开窗通风。配置自主研发的猪舍空气参数监测系统（传感器安装于猪只呼吸高度），用于现有养殖模式下猪舍内的环境变化监测。

1.2系统构成监测系统由传感器、数据采集卡（无线发送）、液晶显示屏（无线接收）、数据接口、电脑、数据库软件、电源及连接电线构成。

1.3设备安装液晶屏及电脑安装于猪舍端头的饲料间（由220V交流电源供电），传感器和数据采集卡连接为一体，采集卡由铝合金防水安装盒保护，安装于舍内。信号发送天线用磁吸座固定在安装固定架上，天线延长线由带塑料保护套的螺旋管穿管保护。温湿度传感器按照舍内平面5点布置，离墙面最近距离约0.8m，安装高度0.5m，由电池供电；气体传感器三个，集中布置在靠舍内边墙中点上，安装高度0.5m，由24V直流电源供电。供电电缆、传感器和数据采集卡之间的电线用PVC线管穿管保护。

2　试验分析

2.1试验情况该系统于2013年7月安装调试完毕，经过半年的运行，取得了一定的数据。

2.2系统改进缩短传感器和数据采集卡之间的连接电线，全部采用较大直径的PVC管保护，防止老鼠咬；缩短天线延长线，调整无线传输频率；采用棒状天线，直接固定在铝合金防水保护盒上，防止老鼠咬；调整数据采集卡的数据发送频率，统一调整为每15min发送一次，使数据样本长度一致，便于统计分析。

2.3监测结果哺育母猪舍的空气参数监测系统由温湿度、气体检测系统和显示系统两大部分组成。传感器实时检测的数据通过数据采集卡发送至显示系统显示并保存。分别选取夏季和冬季两组数据作为分析对比，数据动态变化如图1～图8所示。

2013年7月24日，气温25～32℃，白天多云，夜间阵雨，微风。哺育母猪舍内的平均温度30.86℃，平均相对湿度84.15%，硫化氢平均浓度29.34mg/m3，氨气平均浓度21.75 mg/m3，二氧化碳平均浓度1174.77mg/m3。

图1　2013-7-24哺育母猪舍空气环境参数（除CO2、粉尘）

图2　2013-7-24哺育母猪舍CO2日浓度变化

图3　2013-7-25哺育母猪舍空气环境参数（除CO2、粉尘）

图5　2013-12-9哺育母猪舍空气环境参数（除CO2、粉尘）

图6　2013-12-9哺育母猪舍CO2日浓度变化

图7　2013-12-10哺育母猪舍空气环境参数（除CO2、粉尘）

图8　2013-12-10哺育母猪舍CO2日浓度变化

2013年7月25日，气温26～35℃，白天多云，夜间多云，微风。哺育母猪猪舍内平均温度31.38℃，平均相对湿度80.92%，硫化氢平均浓度29.84mg/m3，氨气平均浓度21.85 mg/m3，二氧化碳平均浓度1 239.57mg/m3。

2013年12月9日，气温8～12℃，白天阴，夜间阴，微风。哺育母猪舍内的平均温度19.65℃，平均相对湿度74.99%，硫化氢平均浓度9.80mg/m3，氨气平均浓度47.76mg/m3，二氧化碳平均浓度2512.55mg/m3。

2013年12月10日，气温8～14℃，白天多云，夜间多云，微风。哺育母猪舍内的平均温度18.49℃，平均相对湿度73.13%，硫化氢平均浓度9.11mg/m3，氨气平均浓度47.69 mg/m3，二氧化碳平均浓度2302.75mg/m3。

以上各监测时间点的试验数据对比情况见表1。

3　结果

由以上图、表可以看出夏季舍内温度超标，相对湿度超出范围值上限不多，硫化氢超标，氨气略微超标，二氧化碳平均浓度没有超标。冬季舍内温度、湿度适宜，硫化氢平均浓度略微超标，氨气超标，二氧化碳超标。

4　结论

猪舍内环境空气参数监测系统能有效、及时地反映猪舍内的空气质量情况，为环境参数的调控提供数据支持。此系统只是做了初步的应用研究，如何达到有效的部件配比，如何选定测试点位置以及各参数之间的相关性等，都需要进一步的深化研究。猪舍内环境温度是影响各项参数的主要因素，可通过喷雾降温、湿帘风机降温、淋水、滴水、遮阴等方式达到降温效果。而对有害气体的调控，首先需要加强猪舍环境管理，如日常清洁，适当的饲养密度，合理的通风制度等；其次可以提高保健养猪技术，从饲料配合、体内代谢调控等方面综合考虑。■

表1　　夏冬两季的监测数据对比表

参考文献：

［1］中国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.规模猪场环境参数及环境管理［S］.GB/T 17824.3-2008.

［2］周益明，杨祥龙，王华，等.畜禽舍硫化氢检测方法的研究现状［J］.农机化研究，2008（4）：186-190.

［3］刘希颖，赵越，赵永.封闭猪舍中硫化氢气体浓度变化的研究［J］.中国饲料，2004（17）：21-22.

［4］伍清林，金兰梅，周玲玲，等.规模化猪场舍内外空气质量变化的研究［J］.中国畜牧兽医，2012，39（11）.

［5］肖雨贤.哺乳仔猪舍温湿度环境自动控制系统设计及试验研究［D］.长春：吉林农业大学，2005.

中图分类号：S828.46

文献标识码：B

文章编号：1001-8964（2016）06-0024-03

收稿日期：2016-04-20

基金项目：四川省“十二五”畜禽育种攻关项目（2011NZ0099-10）

作者简介：张艳（1981-），女，四川彭州人，硕士，工程师，研究方向：农业机械化应用。

*通讯作者：王鹏（1962-），男，四川达县人，研究员，研究方向：农业机械化应用。

The Application Research of Ambient Air Detection in Piggery

ZHANG Yan，LIU Xiaotan，DENG Jia，et al.
（Sichuan Research&Design Institute of Agricultural Machinery，Sichuan Chengdu 610066，China）

Abstract：This research aimed at how to understand the change of the parameters of the air in intensive pig farms in Sichuan province.According to the related standard，a monitoring system of ambient air parameters was designed to detect the temperature，humidity and the concentration of hydrogen sulfide，ammonia and carbon dioxide of the inner air in piggery.

Key words：Piggery；Ambient air parameters；Monitoring system