北方地区大型钟楼式驴舍环境的监测与评价

高睿恒，郭世伟，石璐璐，毛晨羽，高 俊，张勇伟，闫素梅，史彬林*(.内蒙古农业大学 动物科学学院，内蒙古 呼和浩特 0008；.内蒙古草原同源牧业有限公司，内蒙古 呼和浩特 0600； .内蒙古草原御驴科技牧业有限公司，内蒙古 呼和浩特 057 )

驴舍是驴活动的主要场所，因建筑类型和建造材料及所处地域气候的不同产生不同的舍内温热环境，是影响驴生产的重要因素。驴舍的环境主要包括温热环境、有害气体含量、粉尘含量等。温热环境包括温度、相对湿度、空气流动等因素，它们通过不同的途径共同作用于机体，直接影响机体的热调节，从而影响家畜的健康和生产力[1-4]。NH3等有害气体含量过高可造成畜禽采食量下降，体质虚弱，易感疾病，以致生产力下降[5]。粉尘最大的危害是引起家畜呼吸道相关疾病[5-6]。中国北方地区四季分明，气温变化明显，在此气候条件下应合理选择驴舍设计类型及管理方式以保证驴舍环境能达到驴健康生产的要求。钟楼式畜舍为北方地区常见的奶牛舍设计类型，而其在驴舍建筑中的应用尚不多见，且其环境监测数据也鲜见报道。本试验选择内蒙古呼和浩特市境内某规模化驴场中一栋大型钟楼式驴舍，对其全年舍内外的环境指标进行监测与评价，为北方地区驴舍的规划设计提供参考。

1 材料与方法

1.1 测定地点及时间

选择内蒙古清水河县境内某规模化驴场中一栋大型钟楼式驴舍，在1年内每个季节中的正常天气连续7 d测定驴舍内外的环境指标：春季(2019年3月23日至2019年3月29日)、夏季(2019年7月29日至2019年8月4日)、秋季(2019年10月14日至2019年10月20日)及冬季(2020年1月2日至2020年1月8日)。

1.2 畜舍建筑参数

1.2.1 畜舍平面 驴舍坐北朝南，舍长132 m，宽24.4 m。东西两侧端墙各设1个外门，供饲喂所用，门口坡度为1∶7，南北两侧纵墙各设4个外门，供驴通往运动场。所有通往运动场的大门在夏季和过渡季均打开，驴可自由出入；而在冬季白天打开，夜晚关闭。驴舍中央饲喂通道宽3.6 m。饲喂通道两侧至纵墙各宽10.4 m，每侧均分为4个圈舍，相邻两个圈舍间隔处设饮水槽，供驴饮水。每个圈栏饲养50头驴，整个驴舍可饲养400头驴。舍内地面向南北纵墙方向设1 %的坡度。

1.2.2 畜舍剖面 驴舍跨度24.4 m，总高6.0 m，檐高3.5 m，窗台高1.6 m，窗口高度为1.9 m。整栋驴舍窗台以下为砖混结构，厚度为36 cm，窗台以上为钢架结构，屋顶为双层夹心彩钢板，厚10 cm。舍内饲喂料槽宽0.8 m，饲喂档沿高出饲喂通道0.7 m。驴舍两侧端墙大门为2.8 m(高)×3.6 m(宽)。

1.2.3 畜舍立面 驴舍长132 m，高6 m。南北两侧纵墙上的窗口为1.9 m(高)×3.0 m(宽)，每隔3 m设一个窗口，窗户为钢架双层玻璃窗；各有4个大门通往运动场，所有大门均为推拉门，3.5 m(高)×6.0 m(宽)。

1.3 驴的饲养管理

驴场依据年龄阶段分圈饲养，共分为青年驴圈、子母驴圈、妊娠驴圈、种驴圈4种类型，采用TMR日粮搅拌车饲喂，一天共饲喂五次(7:00、10:00、13:00、17:00、20:00)，其中早晨7:00饲喂青贮及精料，剩余四次均饲喂草料，自由采食和饮水，圈舍每月利用铲车清粪一次，自然通风。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 温度、湿度 均匀选取舍内三点(舍中心及舍东侧、舍西侧)和舍外运动场中心点，利用日计型温湿度自计仪全天连续测定畜体高度上的空气温度和湿度。每天选择4个时间点(2:00，8:00,14:00,20:00)的温、湿度数据进行统计分析。

1.4.2 风速 按1.4.1选择采样点，利用EY3-2A型电子微风仪(测量范围0～1 m/s)和CFJD5叶轮式风速仪(测量范围0.3～5 m/s)测定畜体高度的风速。每天监测3次(8:00,14:00,20:00)。

1.4.3 温湿指数(THI) THI=0.81×干球温度+(0.99×干球温度-14.3)×相对湿度+40.6，式中温度单位为℃。

1.4.4 风冷却力(H) H= (100×风速)1/2+10.45-风速 × (33-气温)×4.184 ，式中，H单位为kJ/m3h，风速单位为m/s，气温单位为℃。

1.4.5 热辐射 按1.4.1选择采样点，利用MR-5型辐射热计测定畜体高度辐射热，每天监测3次(8:00,14:00,20:00)。

1.4.6 二氧化碳(CO2)和氨气(NH3) 按1.4.1选择采样点，利用采样器吸取畜体高度处空气100 mL，将空气注入有害气体(CO2、NH3)检测管中，每100 mL进气时间为2～3 min，完全注入后读数，每天监测3次(8:00,14:00,20:00)。

1.4.7 粉尘 按1.4.1选择采样点，利用LD-3C型微电脑激光粉尘仪测量畜体高度的粉尘，每天监测3次(8:00,14:00,20:00)。

1.5 数据统计及分析

试验数据利用Microsoft Excel 2010进行整理以及SAS软件进行t检验，结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 温热环境指标

由表1可知，夏季舍内温度范围17.99～28.19 ℃，冬季舍内温度范围 -7.34～-0.20 ℃，过渡季节舍内温度范围2.62～14.26 ℃，春冬两季夜间舍内温度显著高于舍外温度(P<0.05)，升高幅度达到5～8 ℃，其他各时间点舍内外温度差异不显著(P>0.05)，低温季节舍内温度略高于舍外，高温季节舍内温度略低于舍外，说明此畜舍具备一定调温功能。春季舍内湿度范围18.17%～37.64%，夏秋两季舍内湿度范围38.64%～67.17%，冬季舍内湿度范围54.21%～63.62%，春冬两季夜间及凌晨舍外湿度显著高于舍内湿度(P<0.05)，其他时间点差异均不显著(P>0.05)。春季舍内外湿度低于适宜范围，夏秋冬三季舍内的湿度值有一半以上时间处于驴的适宜湿度范围(一般认为，畜舍适宜湿度为50%～70%[5])，春、夏、冬舍内湿度略高于舍外，秋季舍内湿度略低于舍外。各时间点舍外风速均显著高于舍内(P<0.05)，夏季舍内测得的风速为0.18～0.61 m/s，冬季舍内测得的风速为0.05～0.08 m/s，过渡季节舍内测得的风速为0.12～0.30 m/s。舍内热辐射极弱，且显著低于舍外(P<0.05)。

表1 舍内外温度、湿度、风速、热辐射测定结果Table 1 Measured results of inside and outside temperature, humidity, wind speed and thermal radiation of donkey house

由表2可知，夏季舍内测得THI为63.29～68.37，全天舍内外THI差异不显著(P>0.05)。冬季舍内风冷却力显著低于舍外(P<0.05)，舍内早晚风冷却力均高于中午风冷却力，这与中午温度升高成正相关。

表2 舍内外温湿指数、风冷却力测定结果Table 2 Measured results of inside and outside temperature-humidity and wind-chill of donkey house

2.2 有害气体与粉尘

由表3可知，除夏季中午(14:00)外，其余各时间点舍内NH3含量均显著高于舍外(P<0.05)。全年舍内NH3含量范围为0.69～3.28 mg/m3。 春季全天，夏秋两季早晚舍内CO2含量显著高于舍外(P<0.05)，冬季舍内外CO2含量差异不显著(P>0.05)。全年舍内CO2含量范围为278.10～582.38 mg/m3。舍内外粉尘含量差异显著时间点多出现于早晚，全年测得的舍内粉尘含量为0.13～0.29 mg/m3。

表3 舍内外NH3、CO2、粉尘测定结果Table 3 Measured results of inside and outside ammonia, carbon dioxide and dust of donkey house mg/m3

3 讨 论

现阶段国内外对驴的研究较少，导致目前仍没有较为清晰准确的驴舍环境质量标准，本试验在对比舍内外环境质量的基础上，综合考虑实验动物种类与监测畜舍类型，以国家农业行业标准NY/T388-1999[7]、《家畜环境卫生学》[5]及《畜牧场规划设计》[8]中牛舍环境质量标准作为辅助参考。

3.1 温热指标

一般低温会刺激动物加大采食量，但会导致饲料消化率和免疫力下降，且突然低温往往会导致某些疾病的发生，尤其是呼吸道疾病[5]。本试验结果表明，春冬两季夜间舍内温度显著高于舍外温度(P<0.05)，升高幅度达到5～8 ℃，其他各时间点舍内外温度差异不显著(P>0.05)。牛的生产环境界限-13～27 ℃[9]，适宜温度范围0～24 ℃[10]，本试验所监测的夏季舍内温度范围17.99～28.19 ℃，冬季舍内温度范围 -7.34～-0.20 ℃，过渡季节舍内温度范围2.62～14.26 ℃，大部分温度处于上述参考范围，冬季舍内温度明显高于舍外温度，说明该畜舍起到了保温作用，但仍未达到适宜温度范围，在夜间温度较低时仍有可能产生冷应激。因此，就北方地区驴舍而言，上述温度条件基本能够满足驴生产的需求。

空气湿度也是评价驴舍内环境的一个重要指标，与体表水分蒸发及散热有关，可影响畜体的热调节及生产性能[10]。无论是冷、热条件下，湿度较低都有利于缓和家畜的应激，此外，高湿环境阻碍驴体散热且容易滋生各种病原体和寄生虫，使机体抵抗力减弱，发病率上升[5]。本试验结果表明，春冬两季夜间及凌晨舍外湿度显著高于舍内湿度(P<0.05)，其他时间点差异均不显著(P>0.05)。本试验所监测的春季舍内湿度范围18.17%～37.64%，夏秋两季舍内湿度范围38.64%～67.17%，冬季舍内湿度范围54.21%～63.62%，春季舍内湿度均低于适宜范围，夏秋两季舍内湿度有一半以上处于适宜范围，冬季舍内湿度全部处于适宜温度(一般认为，畜舍适宜湿度为50%～70%)[8]，研究表明，动物受低湿的影响较小，在寒冷季节低湿条件可以减缓动物产生冷应激[11]。

本试验结果表明，各时间点舍外风速均显著高于舍内(P<0.05)。牛舍夏季通风参数为0.8～1.0 m/s，过渡季节通风参数为<0.5m/s，冬季通风参数为0.3～0.4 m/s[5,7]，本试验夏季舍内测得的风速为0.18～0.61 m/s，低于上述参数，应增加通风设施，加强舍内空气流通；过渡季节舍内测得的风速为0.12～0.30 m/s，低于上述参数；冬季舍内测得的风速为0.05～0.08 m/s，低于上述参数，相对较低的风速不利于舍内有害气体及粉尘的排出，建议适当加大舍内风速，增加舍内通风量，但应严格把控冬季舍内风速，避免风速过大，造成冷应激。

THI是结合空气温度和空气湿度来综合评价天气炎热程度的指标，能够反映动物在高温季节是否产生热应激及热应激的程度[15]。风冷却力是结合空气温度和风速来综合评价寒冷程度的指标[16]。以牛作为参考，一般认为，当THI低于69，不会产生热应激，当THI高于69但低于76时，产生轻度热应激[10,17]。本试验结果表明，夏季测得舍内THI为63.29～68.37，小于上述参考范围，不会产生热应激。舍内风冷却力显著低于舍外风冷却力(P<0.05)。薛天柱研究表明驴具有体质健康、寿命长，抵抗、耐受力强，不易生病等特性[18]。因此，推测驴的THI适宜范围将略大于牛的适宜范围。

畜舍因建筑材料和建筑高度不同对辐射热有不同的吸收阻隔作用。研究发现屋顶高4 m以上时可减缓太阳辐射对舍温的影响，而且夹心彩钢板热阻高，可有效隔热[19]。本试验所测驴舍檐高3.5 m，棚顶最高处可达6 m，屋顶为夹心彩钢板材料，阻隔了大量辐射热，舍内辐射热测量值极弱，显著低于舍外的环境条件(P<0.05)，因此，在炎热季节即使舍内外温差不大，但体感温度仍有较大差异，起到了一定的防暑降温作用。

温热环境是温度、湿度、风速等多因素共同作用产生的，单一的指标并不能全面反映畜舍的温热环境。综合上述指标可见，本试验所监测畜舍舍内冬季早晚温度较低，夜间温度下降较快、湿度较大，驴场管理者应结合实际情况合理开关门窗，以增加白天舍内通风量及夜间保温效果，避免产生冷应激；在高温季节应结合实际情况合理增设风扇、喷淋等设备以减缓热应激，保证驴健康高效生产。

3.2 有害气体指标

NH3是畜舍内的主要有害气体，通常由粪尿混合物、饲料等有机质经微生物发酵产生[22]。一般通风良好时不会产生高浓度NH3环境。本试验结果表明，全年舍内NH3含量范围为0.69～3.28 mg/m3，除夏季中午(14:00)外，其余各时间点舍内NH3含量均显著高于舍外(P<0.05)，但均符合卫生标准学(<20 mg/m3)[5]，说明畜舍的通风能够满足驴舍的空气质量要求。本试验中，舍内NH3含量春、夏季较高，可能是温度较高，加快了含氮有机物的分解。李保明等[23]研究表明，有害气体排放与温度有关，这与本试验结果相符。

驴舍内的CO2主要由驴呼吸产生，其产生量取决于驴的饲养密度[20]。本试验结果表明，全年舍内CO2含量范围为278.10～582.38 mg/m3，均符合卫生学标准(<1 500 mg/m3)[5]，春季全天，夏秋两季早晚舍内CO2含量显著高于舍外(P<0.05)，冬季舍内外CO2含量相差不大， CO2含量低也间接表明其他有害气体浓度较低。一年中春季CO2含量最高，这与高玉红等[24]关于河北北部寒区密闭奶牛舍舍内CO2含量春季高于秋季的报道一致。这也与李保明等[23]关于有害气体排放与温度有关的试验结果相符。

3.3 粉尘含量

舍内粉尘主要源自于饲料、粪便、垫草等。粉尘较多可引发家畜呼吸道疾病、尘肺病，影响家畜的热调节，造成皮肤干燥受损[5]。本试验结果表明， 舍内全年粉尘含量为0.13～0.29 mg/m3，均符合卫生学标准(< 2 mg/m3)[5]，能够满足驴健康生产的需求。粉尘含量受管理活动及驴群所处的位置等因素影响较大。本试验所监测的驴舍，1 d内进行5次投料，3次清扫，管理者活动较多，驴的活动也相应增多，同时驴有打滚的生物习性，且在休息前后打滚次数较多，上述行为都会使粉尘含量增多。

4 结 论

本试验结果表明,钟楼式驴舍各项环境指标基本可以满足驴的日常生产，但现阶段关于驴舍清晰准确的环境质量标准尚未明确，仍需继续探究。钟楼式驴舍较适合北方地区规模化的驴养殖，宜推广应用，针对极端天气应采取相应措施预防驴产生冷热应激。