南方地区发酵床奶牛舍四个季节舍内环境卫生指标比较

甄永康，张振斌△，顾亚兰，王 珊，霍永久，冀德君，李佩真，王梦芝*，贡玉清*

(1.扬州大学 动物科学与技术学院,江苏 扬州 225009；2.江苏省畜牧总站，江苏 南京 210036)

运用发酵床养殖奶牛，其活性菌群能够高效分解奶牛产生的粪尿，改善牛舍卫生状况，更能合成有机物，产生菌体蛋白，实现废弃物资源化利用。有人发现，奶牛场用发酵床养殖奶牛4 年未清理过牛粪，牛舍没有臭骚、氨气味道，甚至没有“污道”[1]。目前，我国已有100 家以上奶牛场采用发酵床养殖方式养殖奶牛[2]。但这种模式还存在一些有待完善之处，张晓慧等[3]春季在上海地区的试验表明，发酵床上层垫料水分由初期的55.33%逐渐增长到66.44%，增长了20.08%，会造成奶牛隐形乳房炎发病率增加；王深圳等[4]在研究安徽滁州某肉牛舍发酵床养殖效果时指出，夏季南方发酵床可能加重高温影响。同时，发酵床养殖奶牛规模相较于拴系式规模还较小，相关研究也多停留在推广发酵床养殖奶牛技术上，未涉及其环境卫生指标分析。基于此，本研究跟踪测定了南方某发酵床牛舍四季的环境卫生指标，并进行环境卫生四季变化与相关性分析，以期为发酵床饲养奶牛卫生控制提供一些参考数据。

1 材料与方法

1.1 试验牛舍与样本采集

本试验在长三角地区某发酵床养殖模式的泌乳牛舍内采样测定。发酵床散养牛舍11 000 m2，养殖规模为2 000头。于2017年7月26日、10月26日，2018年1月26日、4月26日进行采样，采样均在上午10点进行，采样当天风速3～4级。在牛舍内东西纵向上均匀设3 个采样点，南北横向对称设2 排采样点，共6 个采样点，每个采样点重复3 次。在牛舍内进行温湿度、噪音、细菌密度、氨气浓度等卫生指标的采样，测定高度均离地面1.2 m。

1.2 卫生指标的测定或计算方法

采用红星干湿球温度计(精确度0.1 ℃)对牛舍内温度和湿度进行测量；用手持式声级表对牛舍内噪音进行测量；用大气采样机对牛舍内空气采样，采用纳氏试剂比色法测量空气中氨气的含量；采用国标的自然沉降法[5]采集空气细菌，将琼脂块培养基水平向上置于1.2 m处采样10 min后送至实验室，37 ℃培养24 h后，计算细菌密度。

温湿度指数(THI)的计算公式为：THI=0.72(Td +Tw)+40.6。式中：THI为温湿度指数；Td和Tw分别为干球温度和湿球温度。

1.3 数据统计方法

采用SPSS19.0统计软件进行独立样本的多重比较，以P<0.05表示差异显著；采用皮尔逊相关分析(Person Correlation)进行卫生指标间的相关性分析，以Sig. (2-tailed)<0.05为显著相关，以Sig. (2-tailed)<0.01为极显著相关。

2 结果与分析

2.1 奶牛舍四季卫生指标的分析

由表1可知，四季温度之间均差异显著(P<0.05)，春季、夏季和秋季的相对湿度显著高于冬季(P<0.05)，四季之间THI均差异显著(P<0.05)。牛舍夏季和冬季的噪音显著高于春季和秋季的噪音(P<0.05)；夏季和冬季的细菌密度显著低于春季和秋季的细菌密度(P<0.05)；牛舍内夏季氨气浓度显著高于其他季节(P<0.05)。

表1 发酵床奶牛舍四季卫生指标Table 1 Hygienic index of fermentation-bed cowshed in four seasons

注：同行不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

Note：Values with different letter superscripts indicate significant difference (P<0.05).

2.2 奶牛舍四季卫生指标相关性分析

2.2.1 奶牛舍环境指标的相关性 由表2知，温度与THI极高度正相关；温度与氨气浓度中度正相关，THI与氨气浓度中度正相关，噪音与细菌密度中度负相关；温度和噪音低度负相关，THI和噪音低度负相关，氨气浓度与细菌密度低度负相关；其余指标之间无相关(P>0.05)。

表2 发酵床奶牛舍环境指标的相关性Table 2 Correlation analysis of environmental indicators in fermentation-bed cowshed

注：** 在0.01 水平(两尾)上显著相关；* 在 0.05 水平(两尾)上显著相关。下同。

Note:** correlation is significant at 0.01 level (2-tailed)； * correlation is significant at 0.05 level (2-tailed). The same below.

2.2.2 奶牛舍四季环境指标的相关及分析 由表3可知，秋季和冬季的温度和温湿度指数THI各自高度正相关，冬季温度与细菌密度高度正相关。另外，春季THI与噪音高度正相关，与细菌密度高度正相关，噪音也与细菌密度高度正相关。最后，秋季氨气浓度与噪音高度正相关。

表3 发酵床奶牛舍环境指标各季节内的相关分析Table 3 Correlation analysis of environmental indicators in fermentation-bed cowshed in individual seasons

3 讨 论

3.1 奶牛发酵床养殖环境指标的变化

李春华等[6]在对温热环境影响奶牛采食量的研究中指出，泌乳奶牛最适合的外界环境温度为5 ～ 25 ℃。南方地区夏季上午温度为32.43 ℃，午后部分可达35～40 ℃。研究表明，气温超过32 ℃时，奶牛采食量下降20%，40 ℃时奶牛的采食量不超过20 ℃时的60%；除影响采食量，还通过影响瘤胃发酵进而导致健康状况和产生性能下降[7]。南方地区冬季平均气温为1.53 ℃，夜间最低下降到-5 ℃，基本不会影响奶牛的体温变化。奶牛虽耐寒不耐热，但不代表可以忽视冷应激。冬季奶牛干物质、粗蛋白和有机物的采食量比夏季分别高4.96 kg/d、0.75 kg/d和4.57 kg/d[8]，而且当环境温度低于-10 ℃时，奶牛产奶量下降6%以上[9]。奶牛在-20 ℃时呼吸变深，频率为25.29 次/min，而正常的呼吸频率为27.29 次/min[10]，当环境温度继续降低至-26.7 ℃以下时，奶牛还会产生颤抖、拱背、增加活动等应激[10]。试验牛舍的四季相对湿度均在标准范围规定的80%[11]内。实际体感指标THI在 72～79之间时，奶牛表现出轻度热应激；79～88之间时，表现出中度热应激；在 89～99 之间时，表现出严重热应激。试验舍春季温湿度指数THI为75.34，不需采取特殊措施，适当增加饮水等即可避免应激反应；但是夏季的温湿度指数THI为85.36，奶牛易处于中度热应激状态。生产中，通过搭凉棚、安装风扇、通风干燥、改变饲喂水平、供应清水和加强营养等综合措施能减少奶牛的热应激反应[12]。

国家畜禽场环境质量标准中规定，奶牛舍的标准噪音强度应低于75 dB[11]。本研究中，发酵床牛舍的噪音强度均低于60 dB，但夏季和冬季的噪音偏高。其原因可能是夏季奶牛易处于中度热应激状态而感到不适，烦躁不安导致发出噪声；冬季寒冷天气奶牛会增大运动和采食强度而产热，产生噪音。

牛舍内有害细菌密度和氨气浓度同样会影响奶牛的舒适度、产奶性能和乳房炎等的发病率[13]。国家标准规定，牛舍内细菌密度最高为20 000 个/m3[11]，该牛舍春秋季的细菌密度大致为国家标准的一半，且夏冬季的更低。陈永生等[2]认为发酵床的活性菌群以牛的粪尿为营养物质，从而可以快速分解有害物质、杀灭各种病原微生物。本试验牛舍氨气浓度四季也均符合国家标准[11]，春、秋、冬三季均低于1.00 mg/m3，夏季略高为3.92 mg/m3。张晓慧[3]的研究也表明，发酵床牛舍的氨气浓度低于栓系式牛舍。牛舍内的氨气主要产生于粪尿的腐败、肠道消化、饲料残渣发酵、垫料废弃物的腐败等[14]。由于风速和温度的影响，牛舍氨气浓度中午高、夜间低，夏季高、冬季低，与本研究结果一致[15]。生产中使用化学除臭菌剂或者在奶牛日粮中添加沸石、丝兰提取物等可一定程度上降低氨气浓度[14]。

3.2 奶牛发酵床养殖环境指标的相关性分析

牛舍内的环境指标之间具有一定的相关性。数据显示，冬季温度与细菌密度高度正相关；春季THI、噪音和细菌密度三者之间均高度正相关；秋季氨气浓度与噪音高度正相关。冬季栓系式牛舍由于通风不良，牛舍内细菌密度较高[16]，而发酵床牛舍为散栏式，冬季主要依靠垫料保温，舍内通风良好，再加上活性菌的发酵作用，所以细菌密度很低。徐萍[17]指出，牛舍内适宜的温度、舒适的垫料和自由采食等均可以提高奶牛的舒适度，另外，有害气体浓度与通风也会影响舒适度。该发酵床牛舍温湿度合理、通风良好、垫料品质好、牛粪也能及时被分解，再加上奶牛均自由采食与饮水，所以噪音、氨气浓度、细菌密度均较低，也证明这些指标之间有一定的相关性。综上可见，养殖者要时刻监测牛舍内的环境的动态变化，避免因某一指标的变化引起其他指标变化，而对奶牛产生不好的影响。

4 结 论

本试验结果表明，南方地区发酵床饲养牛舍四季的环境指标基本达到了卫生标准，但夏季氨气浓度和THI相对偏高，奶牛易处于中度热应激状态。