反光膜对育肥羔羊生理指标和生长性能的影响

2021-03-17 06:46赵俐辰孙新胜刘爱瑜赵心念李晓宇李永亮张伟涛郭建军周英昊高玉红
农业工程学报 2021年24期
关键词:表面温度羊舍环境温度

赵俐辰,孙新胜,2,刘爱瑜,赵心念,李晓宇,李永亮,张伟涛,郭建军,周英昊,高玉红※

反光膜对育肥羔羊生理指标和生长性能的影响

赵俐辰1,孙新胜1,2,刘爱瑜1,赵心念1,李晓宇1,李永亮1,张伟涛3,郭建军4,周英昊4,高玉红1※

(1. 河北农业大学动物科技学院,保定 071001;2. 河北农业大学信息科学与技术学院,保定 071001;3. 河北省畜牧总站,石家庄 050035;4. 承德市农林科学院畜牧研究所,承德 067000)

该研究对单彩钢屋顶外表面铺设反光膜,以解决实际生产中单彩钢屋顶育肥羊舍热应激严重的问题。选择两栋建筑结构相同的敞棚羊舍,其中一栋单彩钢屋顶外铺反光膜(铺膜舍),另一栋单彩钢舍作为对照(对照舍)。利用红外热像仪对夏季(6-8月份)屋顶内表面温度进行阶段性(前期第1~7 天、中期第8~37天和后期第38~67天)热成像分析,同时计算各阶段屋顶内表面辐射热,并通过测定育肥羔羊生长性能和生理指标评价反光膜缓解育肥羔羊热应激的效果。结果表明:1)试验期间对照舍屋顶内表面温度、屋顶内表面辐射热均在11:30达到最高值,铺膜舍则在14:00达到峰值;整个试验期铺膜舍屋顶内表面温度较对照舍平均降低7.31 ℃,尤其每天9:00-16:30降低显著(<0.05),此外,铺膜舍屋顶内表面辐射热较对照舍降低8.85%。2)试验全期铺膜舍环境温度较对照舍平均降低0.55 ℃,尤其前期9:00-13:00显著降低,达1.78 ℃(<0.05)。另外,舍内环境温度与屋顶内表面温度、屋顶内表面辐射热均表现出显著线性正相关关系(<0.01);3)试验全期铺膜舍羔羊日均质量增加较对照舍显著提高10.97%(<0.05),试验中期和后期两舍育肥羔羊的饮水量存在显著差异(<0.05),分别较对照舍提高15.58%和12.66%;呼吸频率较对照舍降低5.31%(<0.05)。可见,单彩钢屋顶外铺反光膜可有效改善屋顶的隔热性能,改善育肥羔羊的生理指标和生长性能,缓解其热应激。

温度;环境控制;羊舍;隔热性能;生长性能;生理指标

0 引 言

羊舍的建筑结构是规模化羊场高效养殖的重要条件,它直接影响羊舍的环境,对羊群的生理和生产性能也产生直接或间接的影响,尤其是高温高湿的夏季,畜舍内的热量来源主要来自于太阳热辐射,羊舍外围护结构表面温度的升高往往导致舍内温度的升高。大量研究认为,高温夏季容易导致羊群热应激的发生[1-3]。而合理的外围护结构可为羊群提供良好的生长环境,尤其是屋顶结构,作为外围护结构的主要构件,有助于维持舍内相对稳定的温度环境,对舍的隔热性能起着至关重要的作用[4]。目前猪舍和禽舍的外围护结构保温隔热性能的研究较多[5-9],羊舍的建筑相对简单,也往往被忽视。但近几年随着高效、健康、安全的畜牧业可持续发展需求,羊舍的建筑设计及环境控制已经受到重视。

敞棚羊舍是目前育肥羔羊常见的一种建筑模式,因该模式具结构简单、造价低和通风效果好等优点,已被广泛应用于平原地区和太行山区。但由于敞棚舍屋顶多采用单彩钢材料,隔热效果较差[9],往往导致羊热应激的发生。长期处于热应激条件下的羊容易出现采食量降低、呼吸急促、生产性能和抗病力下降等现象,给羊业生产造成严重的经济损失[10-11]。因此有必要改善敞棚舍屋顶结构,提高其隔热性能,降低羊的热应激,以减少因生产性能下降而造成的经济损失。反光膜作为提高反射隔热效果的建筑材料,已应用于构筑物或建筑物表面,在农业方面也有广泛的应用,对提高作物品质具有重要意义[12-13]。反光膜通常为铝箔、镀铝膜或者铝塑膜材料,可起到反射光的作用[14],屋顶外铺设反光膜可有效改善屋顶的隔热效果。本试验对单彩钢敞棚羊舍的屋顶进行改造,通过屋顶外铺反光膜测定夏季屋顶的内部表面温度和舍内的环境温度动态变化,并分析屋顶结构的热工参数,通过检测育肥羔羊生长性能和生理指标了解单彩钢外铺反光膜缓解羔羊热应激的效果,为该类结构羊舍的改进提供借鉴。

1 试验材料与方法

1.1 试验时间及羊舍选择

试验于2021年6-8月(夏季)在河北省定州市某规模化育肥羊场进行,选择两栋建筑结构完全相同的东西朝向敞棚舍。该舍跨度10.4 m,长度为7.5 m,檐高3.2 m,脊高5.5 m,单列布局。羊舍的建筑结构如图1所示。

图1 育肥羊舍建筑结构图

1.2 反光膜材料及特点

试验所用的反光膜购自河北东方红润建筑材料有限公司。反光膜总厚度为2 mm。其材料从上到下依次为:1)增强金属铝箔,上覆一层PET原膜(厚度0.035 mm);2)沥青(厚度1 mm);3)复合胎膜(厚度0.961 mm);4)隔离膜(厚度0.004 mm)。

1.3 试验动物及试验设计

试验选择两栋舍,即对照舍和铺膜舍。对照舍的屋顶结构为单彩钢板(厚度为0.6 mm,蓝色,不铺反光膜),铺膜舍的屋顶结构为单彩钢板外全铺反光膜(0.6 mm厚单彩钢板+2 mm厚反光膜,灰色)。两栋舍分别选择位置相同的3个相邻羊栏,每栏作为一个重复。各栏分别饲养品种相同(小尾寒羊×内蒙古细毛羊)、初始质量一致(35.79±1.39)kg、日龄相近(120±20)d的健康育肥公羔78只,占栏面积1.0 m2/只。夏季羊舍内均无降温设施,且均采用素土地面进行饲养。

整个试验期67 d,分3阶段进行,分别为前期第1~7天(7 d),中期第8~37天(30 d),后期第38~67天(30 d),试验指标测定均选择晴朗的天气进行。试验期间各栏羊的饲养管理完全相同,全混合日粮每天饲喂2次,自由采食,自由饮水。

1.4 检测指标及方法

1.4.1 羊舍屋顶隔热性能的评价

1)屋顶内表面温度的红外热成像温度测定

利用红外热成像仪(Testo-890,德国)对两栋舍每个栏的正上方屋顶内表面进行拍照形成热像图,测定时间为前期、中期和后期3个阶段,每个阶段的最后3 d每隔2.5 h进行红外拍照,监测点如图2所示,拍照时间点分别为6:30、9:00、11:30、14:00、16:30和19:00。试验结束后,提取热像图中的温度信息,绘制各阶段屋顶内表面温度的连续曲线图。

2)羊舍环境温湿度测定

试验期间舍内和舍外的环境温湿度均采用电子温湿度记录仪(KTH-350-I型,法国)进行连续自动测定。羊舍栏位及测点位置平面图如图2所示。每栋舍悬挂3个记录仪,每个羊栏中央位置各悬挂1个,悬挂位置距离地面1.7 m处。舍外温湿度测定位点也设置3个,记录仪均匀悬挂于场区净道上方1.7 m处。记录仪每0.5 h自动记录温湿度数据,分别计算舍内和舍外3个位点温湿度的均值,绘制3个试验阶段的24 h温湿度连续曲线。

3)羊舍温湿指数测定

根据羊舍各时间点的温湿度计算温湿指数(THI,Temperature Humidity Index),依据已有文献报道的方法[14]计算THI。绘制3个试验阶段的24 h THI连续曲线图。THI按照公式(1)[15]计算。

THI=(1. 8Ta+32)-(0. 55-0. 0055RH)×(1.8Ta-26.8) (1)

式中Ta为环境温度(℃);RH为相对湿度(%)。

4)屋顶内表面辐射热的计算

每个试验阶段末3 d利用红外热成像仪(Testo-890,德国)对两栋舍屋顶内表面进行拍照,拍照时间点为6:30、9:00、11:30、14:00、16:30和19:00,利用下列公式(2)[16]计算屋顶内表面的辐射热。

Hr=·Tr4。 (2)

式中Hr为辐射散热量(W/m2);为波尔兹曼常数(5.67×10-8W/m2·K4);Tr为内表面温度(℃)。

1.4.2 育肥羔羊生理指标和生长性能测定

1)生理指标测定

呼吸频率的测定:每栋随机选择9只育肥羊,利用秒表和计数器对每个试验阶段羔羊的呼吸频率进行定,测定时间为各试验阶段末连续3 d的中午(12:00-14:00)。以胸廓起伏为标连续测定3次,取均值。

直肠温度的测定:各试验阶段测定羔羊的呼吸频率时,同时采用兽用体温计测定直肠温度,每栏随机选取3只,测量前将体温计消毒并涂上润滑剂,然后缓慢插入肛门,保持3~5 min后取出并记录。

体表温度的测定:各试验阶段测定羔羊的直肠温度时,同时测定体表温度。每栋舍随机选择9只育肥羊,参照《家畜环境卫生学》的方法[17]测定体表温度。采用红外测温仪(FLUKE F568-2)对羔羊的躯干上部、躯干下部、四肢上部、四肢下部、颈部和耳部进行测定,平均体表温度计算公式如下:

平均体表温度(℃)=0.25躯干上部+0.25躯干下部+0.32四肢上部

+0.12四肢下部+0.04颈部+0.02耳朵(3)

2)生长性能测定

试验初和试验末称取各栏羊的空腹质量,计算日均质量增加(ADG)。采食量和饮水量分3个阶段进行测定,采食量的测定分别于每个试验阶段末连续3 d的早晨(6:00)和晚上(18:00)饲喂前对各栏羊的投料量进行测定,次日投料前测定剩余料量,分别取3 d的均值作为每个试验阶段的平均日采食量(ADFI)。饮水量的测定分别于每个试验阶段末连续3 d的早晨(6:00)、上午(10:00)、下午(14:00)和下午(17:00)对各栏羊的供水量进行测定,次日6:00前测定剩余水量,分别取3 d的均值作为每个试验阶段的平均日饮水量(ADW)。

1.4.3 数据分析

试验结果以平均值±标准误表示。利用GraphPad Prism 9.2对育肥羔羊的采食量及饮水量进行绘图,同时利用热成像分析软件 Testo IRSoft2对测得的热谱图像进行处理,并提取温度信息。采用SPSS22. 0统计软件对数据进行方差和相关性分析,两舍数据比较的统计分析采用独立样本检验,不同试验阶段间的统计分析采用Duncan氏法进行多重比较,<0.05表示差异显著,<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 反光膜对单彩钢屋顶内表面温度的影响

从两栋舍屋顶内表面温度的热成像分析数据(图 3和图4)可以看出,整个试验期铺膜舍较对照舍屋顶内表面温度降低1.87~14.20 ℃(均7.31 ℃),尤其是每天9:00-16:30降低最为显著(<0.05),3个试验阶段分别较对照组降低了7.77~14.33 ℃(前期)、5.90~13.23 ℃(中期)和7.43~16.53 ℃(后期),其中11:30降低最多。6:30和19:00两个时间点的两舍内表面温度未表现出显著性差异(>0.05)。从图 3也可看出,不同试验阶段均表现出对照舍屋顶内表面温度达峰值的时刻为11:30,而铺膜舍推迟了2.5 h,14:00达峰值。

2.2 反光膜对舍内温湿度的影响

不同试验阶段反光膜对育肥羊舍环境温湿度的影响如图5所示。铺膜舍和对照舍环境温度分别为19.68~32.13℃(平均26.28℃)和19.92~33.19 ℃(平均26.83 ℃),湿度分别为44.58%~80.21%(平均67.05%)和43.63%~84.46%(平均66.98%)。试验期间铺膜舍较对照舍环境温度降低0.07~1.45 ℃(平均0.55 ℃),虽然两栋舍日均温差不超过1 ℃,但每天9:00-13:00两栋舍的温差变化较大,尤其试验前期,该时间段铺膜舍环境温度较对照舍显著降低(<0.05),降温范围达1.55~1.95 ℃(平均1.78 ℃),而中期和后期该时间段两舍温度不存在显著差异(>0.05),但中、后期铺膜舍较对照舍分别降低1.61~1.85 ℃(平均1.85 ℃)和1.32~1.69 ℃(平均1.52 ℃)。

2.3 反光膜对舍内温湿指数(THI)的影响

各试验阶段反光膜对舍内THI的影响如图6所示。铺膜舍和对照舍的THI变化范围分别为66.17~83.47(平均75.22)和66.57~84.61(平均76.00),与各阶段环境温度表现出的规律基本一致。试验前期对照舍和铺膜舍育肥羔羊处于轻度热应激的每天持续时间分别为12和10.5 h,中度热应激为6.5和4.5 h。试验中、后期两舍羔羊全天均处于热应激状态;试验中期对照舍羔羊处于轻、中及重度热应激的时长分别达11、5和8 h,而铺膜舍则分别为12、7.5和4.5 h,其中重度热应激持续时间铺膜舍较对照舍减少14.58%;试验后期两舍羔羊全天均处于中度和高度热应激状态,对照舍和铺膜舍处于中度热应激的时间分别达10.5和11.5 h,处于重度热应激的时间分别为13.5和12.5 h,铺膜舍较对照舍减少4.16%。

2.4 反光膜对屋顶内表面辐射热的影响

两栋舍屋顶内表面辐射热的计算结果如图7所示。整个试验期铺膜舍较对照舍屋顶内表面辐射热降低1.58%~18.65%(平均8.85%)。全天不同时刻比较,3个试验阶段均表现为11:30的屋顶内表面辐射热铺膜舍较对照舍显著降低(<0.05),尤其试验后期,11:30时屋顶辐射降低幅度最大,9:00、11:30、14:00和16:30时铺膜舍的屋顶内表面辐射热较对照舍分别降低9.18%、18.65%、10.39%和9.16%。另外,对照舍在各试验阶段的屋顶内表面辐射热均于11:30达峰值,而铺膜舍屋顶内表面辐射热推迟至14:00达峰值,这与屋顶内表面温度结果(图2)基本一致。

2.5 屋顶内表面温度、屋顶内表面辐射热与舍内环境温度的相关性分析

羊舍屋顶内表面温度、屋顶内表面辐射热与舍内环境温度的相关性分析如图8所示。两栋舍屋顶内表面温度与舍内环境温度之间均表现出显著线性正相关(<0.01),相关系数分别达0.959(铺膜舍)和0.911(对照舍),屋顶内表面辐射热与舍内环境温度之间也表现出显著线性正相关(<0.01)。以试验中期为例,早晨6:30两舍屋顶内表面温度分别为24.13 (铺膜舍)和27.27 ℃(对照舍),根据回归方程图8计算,铺膜舍和对照舍的环境温度分别达到24.68和25.36 ℃,屋顶内表面辐射热分别为442.82和446.76 W/m2,可见,铺膜舍的屋顶内表面温度和辐射热较对照舍分别降低0.68 ℃和3.94 W/m2;中午14:00时,两舍屋顶内表面温度分别达32.73(铺膜舍)和47.73 ℃(对照舍),此时舍内环境温度分别为29.22和32.56 ℃,屋顶内表面辐射热分别为496.91和591.21 W/m2,铺膜舍的屋顶内表面温度和屋顶内表面辐射热较对照舍分别降低了3.34 ℃和94.30 W/m2,可见,屋顶结构为单彩钢+反光膜的羊舍隔热效果明显好于对照舍。

2.6 反光膜对育肥羔羊生理指标的影响

单彩钢外铺反光膜对育肥羔羊生理指标的影响如表 1所示。整个试验期两栋舍的育肥羊直肠温度和体表温度均不存在显著性差异(>0.05)。3个试验阶段的呼吸频率均值分别为108.85(对照舍)和103.07次/min(铺膜舍),铺膜舍较对照舍降低了5.31%。两栋舍呼吸频率比较,试验中期表现出显著性差异(<0.05),铺膜舍羊的呼吸频率较对照舍降低7.85次/min,试验前期和试验后期铺膜舍的呼吸频率较对照舍也略有下降,但差异不显著(>0.05)。

表1 反光膜对育肥羔羊生理指标的影响

注:同一阶段同列不同小写字母表示差异显著<0.05。

Note: The difference lowercase letters in the same group mean significant difference among treatments<0.05.

2.7 反光膜对育肥羔羊生长性能的影响

反光膜对不同时期育肥羔羊采食量及饮水量的影响如图9所示。虽然整个试验期两栋舍育肥羔羊的采食量不存在显著性差异(>0.05),但试验前期和中期铺膜舍较对照舍采食量分别增加了15.14%和7.82%,且两栋舍试验后期采食量较前期和中期均表现出显著性降低(<0.05)。但饮水量的规律与采食量相反,试验后期饮水量与前、中期比较,各栋舍均表现出显著性差异(<0.05)。比较两栋舍饮水量,整个试验期铺膜舍和对照舍羊的饮水量分别为1.71和1.57 kg,铺膜舍饮水量较对照舍增加了8.92%,尤其是试验中、后期,铺膜舍均显著高于对照舍(<0.05),较对照舍分别增加了15.58%和12.66%,而试验前期两栋舍的饮水量不存在显著差异(>0.05)。

反光膜对不同时期育肥羔羊生长性能的影响如表2所示,从整个试验期分析,铺膜舍育肥羔羊的ADG较对照舍提高了10.97%,差异显著(<0.05),虽然采食量和料重比两栋舍差异未达到显著性水平(>0.05),但铺膜舍较对照舍采食量略有提高(8.7%),料重比也略有改善。

表2 反光膜对育肥羔羊生长性能的影响

注:同一指标不同小写字母表示差异显著(<0.05)。

Note: The difference lowercase letters of the same index mean significant difference (<0.05).

3 讨 论

3.1 单彩钢屋顶外铺反光膜的隔热性能评价

屋顶是羊舍在炎热季节接受太阳辐射较多的外围护结构,对舍内温热环境起着决定性作用,其隔热性能是影响舍内环境的主要因素[18],而屋顶隔热性能取决于屋顶结构、材料和厚度等多种因素。邓利军等[19]采用的是单彩钢结构对散栏饲养棚式奶牛舍温热环境进行评价,结果表明该结构隔热性能差,屋顶表面温度高,升温快。本试验中,对照舍为蓝色单层彩钢板结构,厚度为6 mm,铺膜舍则是在对照舍基础上外铺2 mm厚的镀铝层反光膜,从屋顶内表面温度分析,铺膜屋顶的内表面温度较对照舍降低了5.9~16.53 ℃(9:00-16:30),此时段舍内温度降低范围为0.85~1.93 ℃,可见,屋顶的隔热性能与舍内环境温度关系密切。本研究也发现,舍内环境温度随着屋顶内表面温度和屋顶内表面辐射热的增加而增加,舍内环境温度与屋顶内表面温度、屋顶内表面辐射热均呈显著正相关关系,单彩钢羊舍相关系数分别高达0.911和0.904。屋顶铺设反光膜后,根据回归方程,屋顶内表面温度每降低1 ℃,舍内环境温度则降低0.53 ℃;舍内温度降低1 ℃,屋顶内表面辐射热则降低11.05 W/m2。这与洪小华等[9]研究基本一致,该研究认为,夏季钟楼式奶牛舍的环境温度与屋顶隔热层辐射热呈正相关,回归方程为=0.210 1+20.418(=9,=0.99)。可见,屋顶外铺反光膜改善了屋顶结构,降低了屋顶内表面的辐射热,一定程度上缓解了太阳辐射对舍内热环境的影响。

3.2 单彩钢屋顶外铺反光膜缓解育肥羔羊热应激的效果分析

夏季高温环境引起羊热应激的报道已有很多[20-22]。目前减缓羊热应激的措施主要通过物理降温[23-25],如安装风扇。但考虑到设备投资和运行成本,大部分育肥羊舍夏季仍然拒绝采用任何降温措施,热应激严重。本研究中单彩钢舍的日均温度变化范围19.92~33.19 ℃,对屋顶进行贴膜改造后,明显降低了热季前期9:00-16:30的舍内温度,虽然羊仍遭受一定程度的热应激,但热应激的缓解显著改善了羊的生理指标,提高了其生长性能。

呼吸频率和直肠温度作为机体重要的生命体征参数,常作为反映家畜热应激生理特征的重要指标[26]。呼吸频率作为家畜热应激发生最直观、最易检测的指标常被用于热应激发生的预警。陈少侃等[27]研究认为,通过呼吸频率测定可对奶牛的健康状况进行评价,呼吸频率会随热应激程度的增加而升高[28]。卢曾奎等[29]研究发现,夏季高温高湿环境下,湖羊公羊和母羊的呼吸频率较冬季提高了6.10~6.70次/min,也有研究[30]认为,热应激期间羊的呼吸频率较非应激期间提高了66次/min。本研究中改造后的铺膜舍较未改造的单彩钢舍育肥羔羊的呼吸频率平均降低了5.31%,两栋舍羔羊呼吸频率分别为70.42~137.08次/min(铺膜舍)和75.17~141.83次/min(单彩钢舍)。当呼吸频率不能有效缓解环境温度对机体的不利影响时,将会导致直肠温度的升高[31]。目前直肠温度也是评定动物体热平衡状态和热应激程度的重要生理指标[32],一般认为绵羊正常的直肠温度为38.5~39.9 ℃[29]。当高温高湿引发羊的热应激时,直肠温度会表现出不同程度的提高。Macías-Cruz等[30]研究表明,处于夏季热应激期间的羊直肠温度较秋季非热应激期间提高了0.5 ℃。本研究中虽然整个试验周期所有羔羊的直肠温度均处于正常范围,但铺膜改造后的羊舍较未改造的单彩钢舍羔羊直肠温度略有降低,分别为39.57~39.72和39.61~39.78 ℃,说明单彩钢屋顶外铺反光膜可在一定程度上起到了缓解羊热应激的效果。

热应激条件下羊生理指标的反应势必会影响采食量的变化,热应激状态下机体往往表现为降低采食量以减少机体产热,这也将导致家畜生长性能的降低[33]。Shilja等[34-35]研究指出,育肥羊长期暴露于热应激条件下,不仅出现呼吸频率和直肠温度的增加,还表现出饮水频率、躺卧时间、粪尿排泄频率等行为的变化,同时ADFI和ADG明显降低。本研究中整个试验周期铺膜舍较未铺膜的单彩钢舍育肥羔羊ADFI提高了8.7%,ADG提高了10.97%,且不同的试验阶段提高幅度不同,这取决于舍内的THI。THI是作为判断家畜热应激程度的常用指标[36],绵羊发生热应激的THI阈值为68,当68 ≤THI≤75时,绵羊处于轻度热应激;75

4 结 论

1)单彩钢敞棚羊舍屋顶外铺反光膜有效提高了屋顶的隔热性能。铺膜舍屋顶内表面温度于14:00达峰值,较未铺膜舍推迟2.5 h,且整个试验期屋顶内表面均温降低7.31 ℃,尤其试验后期9:00-16:30降低最显著,达7.43~16.53 ℃。另外,铺膜舍屋顶内表面辐射热与屋顶内表面温度的变化规律一致,整个试验期较未铺膜舍降低8.85%,尤其11:30降低幅度最大。

2)单彩钢敞棚羊舍屋顶外铺反光膜明显降低了羊舍的环境温度,试验期间舍内环境温度较未铺膜舍平均降低0.55 ℃,中、后期羔羊重度热应激每天的持续时间分别降低14.58%和4.16%。

3)单彩钢敞棚羊舍屋顶外铺反光膜改善了育肥羔羊的生理指标,呼吸频率较未铺膜舍降低7.85次/min;同时铺膜舍有效提高了羔羊的生长性能,日均质量增加和平均日采食量分别提高10.97%和8.7%。

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Effects of reflective film on the physiological parameters and growth performance in fattening lambs

Zhao Lichen1, Sun Xinsheng1,2, Liu Aiyu1, Zhao Xinnian1, Li Xiaoyu1, Li Yongliang1, Zhang Weitao3, Guo Jianjun4, Zhou Yinghao4, Gao Yuhong1※

(1.,,071001,; 2.,,071001,; 3.,, 050035;4.,,,067000,

A single-color steel open shed has been widely used for the main structure of the building in the production of fattening lambs. However, the roof cannot resist the external solar radiation in summer, leading to the increase of temperature in the shed and the occurrence of heat stress of lambs. The objective of this study was to investigate the heat insulation performance of a single-color steel roof that was covered with the reflective film, with emphasis on the physiological and growth performance of fattening lambs. Two sheds with similar building structures were selected, where one was reformed by pasting a reflective film on a single-color steel roof (film shed), and another without reform as a control (control shed).An infrared thermal imager was used to investigate the inner surface temperature of the roof, where the radiant heat of inner surface of the roof was calculated in each stage. Temperature and humidity in both sheds were continuously and dynamically measured, together with the growth performance and physiological indexes of fattening lambs. The trial lasted 67 days from June to August, including the three experimental stages (days 1-7 in the early-stage, days 8-37 in the mid-stage, and days 38-67 in the late-stage). The results showed that: 1) The inner surface temperature of the control shed reached the highest value at 11:30, while the film covered shed reached the peak value at 14:00, indicating a delay by 2.5 hours. The radiant heat of inner surface of the roof also showed the same pattern during the whole period. The inner surface temperature of the film shed was 1.87-14.20 ℃ lower than that of the control (average 7.31 ℃), indicating the most significant decrease (<0.05) from 9:00-16:30 every day. In addition, the radiant heat of inner surface of the roof in the film shed was 8.85% lower than that of the control, indicating the largest 18.65% decrease in the late-stage at 11:30. 2) In three stages, the ambient temperature in the film shed decreased by 0.55 ℃ on average, compared with the control, especially in the early stage from 9:00 to 13:00, reaching 1.55-1.95 ℃ (average 1.78 ℃) (<0.05). There was no significant temperature difference between the two sheds in the rest stages (>0.05). Also, there was a significant linear positive correlation between the ambient temperature and the inner surface temperature of the roof, as well as the radiant heat of inner surface of the roof (< 0.01). 3) The average daily gain of lambs in the film shed increased by 10.97 % (< 0.05). There was a significant difference in the amount of water consumption between the fattening lambs in mid- and late-stage of the test (< 0.05), which was 15.58 % and 12.66 % higher than that in the control. The respiratory rate of sheep in the film shed decreased by 5.31%, 7.85 times/min lower than the control (< 0.05) in the middle stage. In summary, the single-color steel roof pasted by the reflective film can be expected to effectively improve the thermal insulation performance of the roof, and then to improve physiological and growth performance in the fattening lambs to relieve heat stress.

temperature; environmental control; sheep shed; environment; thermal insulation; growth performance; physiological parameter

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.24.024

S826.9+2

A

1002-6819(2021)-24-0216-08

2021-10-26

2021-12-10

河北省重点研发计划项目(20326612D);河北省自然科学基金(C2021204128);河北省现代农业产业技术体系羊产业创新团队建设专项(HBCT2018140205);承德市科学技术研究与发展计划(202103B026);河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2021323)

赵俐辰,研究方向为动物营养与环境工程。

高玉红,博士,教授,研究方向为畜禽环境控制和环境工程。Email:gyhsxs0209@126.com

赵俐辰,孙新胜,刘爱瑜,等. 反光膜对育肥羔羊生理指标和生长性能的影响[J]. 农业工程学报,2021,37(24):216-223. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.24.024 http://www.tcsae.org

Zhao Lichen, Sun Xinsheng, Liu aiyu, et al. Effects of reflective film on the physiological parameters and growth performance in fattening lambs[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(24): 216-223. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.24.024 http://www.tcsae.org

中国农业工程学会会员:高玉红(E040800011M)

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