解 天 罗 松 杨卫平 刘仁鑫 杨圣文 江西农业大学工学院(江西南昌) 330045
在规模化、集约化饲养条件下,猪舍环境已经成为影响猪只饲养水平的重要因素,广大养殖企业及养殖户对此日益重视。环境、猪只品种、饲料和疫病共同构成猪只饲养过程中的四大限制因素,其中环境因素占到20%~30%。不良的猪舍环境在导致猪只免疫力降低的同时还会诱发猪只发病[1]。猪只只有在适宜的环境条件下才能充分发挥出其遗传与营养优势。
在规模化、集约化饲养环境中,温热环境显著影响着家畜的体热调节,其中包括热辐射、温度、湿度和气流等,其中温度和湿度是最敏感的两个因素。而江西等南方地区夏季气候特点恰恰是高温高湿(温度常在33℃~37℃之间,最高温度达到42℃。湿度常在70%以上,最高湿度曾达到过90%。),而且持续时间长。所以在高温高湿环境下如何降低猪舍温度,是每个猪只养殖企业及养殖户十分关心的问题。针对这一问题,本文对比了夏季猪舍降温措施,并在此基础上总结出其各自的适用环境、降温效果和安装使用成本等特点,进而为地处高温高湿地区的猪只养殖企业及养殖户,在夏季猪舍温度管理中根据各自猪舍所处的地域环境及其气候条件等特征提供适宜的降温措施。
高温高湿环境不仅会降低猪只的采食量、日增重、饲料利用率、母猪怀胎率和产仔率、公猪的精子质量、仔猪存活率及蛋白质合成率等,而且还会增大猪只的饲养成本,降低经济效益。
(1)对猪只繁殖性能的影响。研究表明,在高温高湿环境下,母猪的性功能紊乱,发情延迟,发情期缩短,正常发情和排卵受到影响。妊娠母猪如果长期处于高温高湿环境下,后代仔猪直肠温度和呼吸频率将显著升高,蛋白质合成率明显下降,同时后代仔猪的体温调节能力也会受到一定程度的影响[2]。公猪在高温高湿环境下非常容易发生热应激,表现为采食量下降、性欲不强、精子活力降低、死精和畸形精子大量增加,大大影响了公猪的生产水平[3]。此外高温对公猪精液的影响可一直持续8~9周。
(2)对猪只增重的影响。在高温环境中,猪只需要大量的能量来调节自身体温,因此会极大地降低饲料转化率及猪只的生长和增重速度。严重的热应激会导致猪只生长和增重的停止,甚至可能出现减重现象[4]。Morrison研究结果表明,湿度对猪只的影响受温度变化而改变,当环境温度为23℃时,湿度对猪只的日增重和采食量影响甚微。但当温度为27℃时,湿度的增大会引起日增重量和采食量的降低。
适宜的温度环境能显著提高猪只的繁殖能力、日增重、健康水平和肉质等。随着猪只日龄和体重的增长,猪只所需要的环境温度逐渐降低。试验研究表明,猪只生长所需要的适宜猪舍温度与猪只体重的关系表达式如下[5,6]:
从式(1)可以推算出,猪只在饲养过程中,每增加10kg体重,猪舍内所需要的环境温度应下降0.6℃。当猪只在低于适宜的环境温度下饲养时,环境温度每下降1℃,舍内猪只的日增重将减少10~17.8g。当猪只在高于适宜的环境温度下饲养时,则舍内猪只的日增重下降得更多。经计算,当猪只体重在45kg、温度高于37℃时,猪只日增重量为负值。
(3)对猪只健康的影响。在持续高温高湿环境下,会促使舍内致病性真菌、细菌和寄生虫的发育,导致猪只免疫力明显下降,进而诱发多种疾病。并且还会引起猪只精神沉郁、心跳加快、呼吸急促和仔猪腹泻。
猪只的体感温度决定了猪只的舒适程度。影响猪只体感温度的因素主要是室内温度,除此之外还包括猪只躺卧地板的类型、舍内风速、猪舍外部保温隔热性能、猪舍降温散热方式(其中包括水帘降温、滴水降温和喷雾降温等)和通风系统的类型等[7]。为了使猪舍达到猪只健康快速生长的适宜温度,必须根据影响因素采取适宜的降温措施。
(1)猪舍外部降温措施。由于南方地区夏季日照强且持续时间长,所以猪舍外部降温十分重要。猪舍外部降温的主要手段是隔热遮阳。从热传递角度分析,隔热方式主要有:在猪舍墙体与屋顶铺装保温层;猪舍屋顶预留充足的空间进行一定的隔热。从热辐射角度分析,降低太阳辐射的方式主要是使用白水泥或者建筑白色隔热涂料刷白遮挡太阳辐射,或者使用遮阳网阻挡太阳直射。此外降温方式还有在猪舍周围进行绿化,其不仅能够吸收太阳辐射、蒸发水分、降低温度,而且可以改善猪舍外部环境。
(2)猪舍内部降温措施。导致猪舍高温的因素大部分聚集在猪舍内部,所以猪舍的内部降温格外重要。通风降温与蒸发降温是猪舍内部降温的主要措施。通风降温主要有自然通风、机械通风和地道通风3种方式。自然通风是在猪舍建筑中设置合适的进出风口,利用风力和热空气上浮原理来达到通风换气的目的。机械通风是在猪舍墙壁安装风机,依靠风机强制进行舍内外空气交换,进而达到通风换气的目的。机械通风按照舍内外有无压差分为正压通风和负压通风,按照舍内气流运动特征又分为水平通风(横向通风与纵向通风)与垂直通风。地道通风是将通风风道修筑于地表下层,由于地表下层具有温度波延迟的特性,地下通道具有冬暖夏凉的自然属性,在炎热的夏季使得室外空气通过地下风道的同时被降低温度。
水帘蒸发降温与滴水蒸发降温是蒸发降温最重要的方式。水帘降温原理是当室外干热空气穿过湿帘纸垫时,水膜上的水会吸收空气中的热量进而蒸发成水蒸气,吸收进舍空气的热量,达到降温目的。滴水降温则是将水滴滴落到猪只身体上,在蒸发带走热量的同时,通过传导吸收身体部分热量。滴落位置以血管分布多的猪只耳后颈部最佳。因为猪只大部分时间躺卧在地板上,除通风降温与蒸发降温外,猪舍地板类型也对猪只温度影响很大。研究发现,实板条地面会使有效温度降低5~10℃,此影响尤以仔猪最为明显[8]。
(1)猪舍外部降温措施对比。从成本角度对比,铺设隔热层、吊顶和猪舍周围及屋顶绿化的成本远远高于使用遮阳网和白水泥或者建筑白色隔热涂料刷白。从效果角度对比,猪舍周围及屋顶绿化效果最好,因为其不仅能够遮挡太阳辐射,而且可以通过蒸发水分降低温度。铺设20mm聚苯乙烯泡沫塑料夹层隔热,可以使温度降低0.2~1.1℃;悬挂黑色遮阳网可以降低猪舍温度0.4~1.8℃,并且减少太阳辐射进入猪舍。同时遮阳网对现有的各类结构猪舍适应性强,而且投资小,夏季过后易于拆除与保管,增加低温季节屋顶的太阳辐射[9]。
(2)猪舍内部降温措施对比。自然通风由于其不借助其他设备,可以减少温室气体排放,对于生态保护具有重要意义。但是受外界环境影响比较大,适用范围比较局限,不适合当前规模化、集约化的猪舍通风。负压通风成本和管理费用较低,结构相对简单,但是对猪舍的密闭性和通风跨度有要求,当跨度超过25m时,将无法对舍内空气状态进行控制[10]。因为正压通风更容易对空气进行加热、冷却或过滤等预处理,所以正压通风系统更适合于严寒或炎热地区,但其也存在结构复杂、投资大和使用成本高等缺点[11,12]。地道通风利用地层结构温度波延迟原理,使室外空气流经地道后冬暖夏凉,但其存在一次性投资成本大,并且存在受地质类型影响较大的问题。
水平通风超过75%的风都从猪只上方流过,只有少量的风经过猪只;而垂直通风,由于风的运动轨迹是自上而下,所以几乎全部的风都从猪只身体经过。其次,垂直通风风程更短,空气更新鲜,空气运动路径相对独立,减少病菌大面积扩散传播。而水平通风由于其风程过长,使得风流经猪舍后部时温度相对较高,对猪舍后部降温效果不明显,并且会加大细菌病毒的传播。尽管垂直通风可以将几乎100%的风吹到猪只身体,风程更短、空气更新鲜、空气运动路径相对独立,但是降温效果却不如水平通风降温效果明显。如果在高温高湿地区采用垂直通风,需要在猪舍内安装扰流风机来增加风速,进而达到更好的降温效果。或者在冬季采用垂直通风,在夏季采用水平通风。
呼吸散热与皮肤散热是动物主要的两种散热方式。由于猪只的汗腺系统不发达,猪只大部分热量是通过呼吸作用散发的。影响呼吸散热的一个重要因素就是舍内湿度,湿度越高呼吸散热效率越低。水帘虽然可以有效降低室内温度,但会提高舍内空气湿度,对于通过呼吸作用散热的猪只来说降温效果不明显。而滴水降温则只会增加1%~2%的猪舍整体湿度,更加有利于猪只呼吸散热。其次由于水滴滴落在猪只颈部,水分直接在猪只身上蒸发吸热,降温效果更加明显。
(1)对于猪舍外部降温方面,采用猪舍周围及屋顶绿化降温效果最明显,但其成本是目前室外降温措施中最高的。虽然采用遮阳网的降温效果不如猪舍绿化降温效果明显,但同样能够满足降温效果,并且方便安装与拆卸,能够极大地节省成本。
(2)对于机械通风建议采用负压通风,因为投资成本与使用成本较正压通风成本低,并且与地道通风结合相对容易。由于地道通风具备冬暖夏凉的特征,所以两者相结合不仅节能环保,降温效果也比较明显。
(3)舍内气体运动方向建议采用垂直通风加扰流风机增加风速的方式,这样既可以达到水平通风的降温效果,也可以保持气流运动方向相对独立,避免病菌大规模传播。
(4)蒸发降温推荐滴水降温,因为这种降温方式对舍内湿度影响很小,更加适合高温高湿地区。
(5)在设计猪舍降温系统时,可以将良好的、适宜的降温措施相结合,进而带来更好的降温效果。
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