宁夏银川地区哺乳期犊牛舍环境因子监测

马丽娜，于 洋，高海慧，梁小军

（宁夏农林科学院动物科学研究所，宁夏 银川 750002）

宁夏银川四季分明、春迟夏短、秋早冬长、昼夜温差大、雨雪稀少、蒸发强烈、气候干燥、风大沙多；年平均气温约8.5 ℃，年平均日照时数2 800～3 000 h，是我国太阳辐射和日照时数最多的地区之一；年平均降水量约200 mm，无霜期约185 d；夏季温度达38 ℃，冬季长而严寒，最低温度为-30 ℃。

畜牧业生产中，环境因素对动物的影响通常占20%～35%，仅次于饲料效应[1]。犊牛体温调节能力较差，对外界气温的抵抗力较弱，易因此引发疾病甚至死亡[2]。有研究表明，通过环境控制可大幅降低犊牛肺炎发病率，提高犊牛育成率[3]。圈舍环境是影响犊牛早期生长发育的重要因素之一。因此，加强监测控制犊牛舍环境非常重要。本研究选取宁夏银川地区有代表性建筑类型的犊牛舍，测定四季舍内的环境温度、相对湿度、风速以及二氧化碳、氨气的浓度，确定哺乳期的犊牛舍适宜环境范围，为宁夏银川地区犊牛舍设计和管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物

选取10日龄左右的犊牛8头，公、母各半，来自宁夏银川市永宁县宁夏犇旺生态养殖有限公司14号棚，犊牛单栏饲养。试验前犊牛经临床检查健康，体况良好。

1.2 试验地点

试验选用永宁县犇旺犊牛舍，牛舍东西走向、小跨度，双列式、半开放型圈舍，屋顶采用双层彩钢板覆盖，南北开放，自然通风。

1.3 试验设计

试验自2020年12月1日开始，至2021年11月30日结束。利用风火信息技术（河北）有限公司生产环境监测仪，监测犊牛舍内环境因子。在犊牛舍中央纵轴上选择距地面3 m垂直高度处放置环境因子检测仪，分别对温度、相对湿度、风速、二氧化碳和氨气浓度进行测定，每20 min收集一次数据。试验结束后，利用软件导出数据，绘制夏季犊牛舍内温湿指数（THI）的连续曲线图。温热环境的评价采用国内外公认的THI指标。

式中：THI为温湿指数；AT为摄氏温度；RH为相对湿度[4]。

1.4 数据统计与分析

采用Excel软件对试验数据进行相关统计整理分析。

2 结果与分析

2.1 犊牛舍环境变化情况

2.1.1 1～11月犊牛舍环境连续变化情况（见表1）

由表1 可知，2021 年1～11 月犊牛舍内最大风速为6.77 m/s，最低风速为0；氨气浓度最高为1.90 mg/m3，最低为0；最高气温为42.30 ℃，最低为-25.60 ℃；空气湿度最高为90.30%，最低为7.10%；二氧化碳浓度最大值为972.00 mg/m3，最低为182.00 mg/m3。

表1 1～11月犊牛舍环境连续变化Tab.1 Continuous changes of calf shed environment from January to November

2.1.2 哺乳犊牛牛舍适宜温、热环境（见图1、图2）

哺乳犊牛牛舍温热环境要求适宜温度为17 ℃，相对湿度为70%。 由图1、图2 可知，以犊牛舍温度（17.0±0.5）℃、相对湿度（70.0±0.5）%筛选得犊牛最适温湿度的时间段：6 月11 日5:00～6:00、7 月27 日4:00～5:00、8月13日2:00～4:00、9月1日0:00～1:00、9月5日7:00～8:00、9月12日4:00～6:00、10月7日8:00～9:00。

图1 犊牛舍环境最适宜温度范围Fig.1 Optimum temperature range for calf shed environment

图2 犊牛舍环境最适宜湿度范围Fig.2 Optimum humidity range for calf shed environment

2.2 1～11月犊牛舍THI的连续变化情况

据公式可得，79＜THI≤88，为中度热应激环境；72＜THI≤79，为轻度热应激环境；THI≤72，为非应激环境[4]。

2.2.1 犊牛舍中度热应激持续时间变化情况（见表2）

表2 犊牛舍中度热应激持续时间变化情况Tab.2 Changes in duration of moderate heat stress in calves

由表2可知，夏季犊牛舍热应激持续时间最长，建议牛场夏季增加防暑降温设备，减缓犊牛热应激损伤。

2.2.2 犊牛舍轻度热应激持续时间变化情况（见表3）

由表3可知，全年犊牛均处于轻度热应激状态，夏季持续时间最长。春秋冬季降温时，应注意控制温度和湿度。

表3 犊牛舍轻度热应激持续时间变化情况Tab.3 Changes in duration of mild heat stress in calves

2.2.3 夏季犊牛舍THI的昼夜连续变化情况（见图3）

由图3 可知，选择7 月20 日犊牛舍的THI昼夜连续变化，发现当天24 h均处于热应激状态，其中9 h处于中度热应激状态，15 h处于轻度热应激状态。

图3 7月20日犊牛舍THI的昼夜连续变化情况Fig.3 Continuous diurnal change of THI in calf shed on July 20

2.3 犊牛舍冬季冷应激变化情况

冬季平均气温低于-10 ℃时，建议采取风炉等取暖设备，保证舍内温度高于10 ℃，尽量减少每天的昼夜温差变化，保持犊牛舍处于干燥状态。

2.4 犊牛舍二氧化碳、氨气监测情况（见图4）

图4 犊牛舍二氧化碳超标时间情况Fig.4 Time when the carbon dioxide exceeds the standard in the calf barn

由图4 可知，本试验中犊牛舍二氧化碳浓度最高为1 816.208 mg/m3，最低为1504.970 mg/m3。

监测过程中，二氧化碳超标时间为：5 月20 日21:00～23:00、5 月28 日22:00～23:00、5 月30 日2:00～3:00、6 月22 日4:30～5:00、6 月25 日21:00～22:00、7 月7 日21:00～22:00、7 月8 日21:00～24:00、7 月9 日21:00～23:00、7 月16 日1:00～2:00、7 月30 日20:00～21:00、8 月26 日1:00～2:00、9 月2 日1:00～2:00、9 月10 日6:00～7:00、10 月1 日19:00～20:00、10月8日23:00～24:00。

2.5 犊牛舍风速超标时间情况（见图5）

图5 犊牛舍风速超标时间情况Fig.5 Time when the wind speed of the calf barn exceeds the standard

根据畜禽养殖场环境质量标准（NY/T 388—1999），牛舍风速应低于1.0 m/s。由图5可知，试验犊牛舍检测最大风速为4.66 m/s，集中于12个月中的270个时间段内。

适宜的风速可增加设备通风换气，具有降温除湿、减少有害气体生成的作用，能够改善舍内卫生环境状况。因此，牛舍的通风换气必须作为畜舍建筑设计的一个重要因素加以考虑。赵婉莹等[5]建议每头犊牛冬季最小通风量推荐值为25 m3/h，冬季犊牛生存空间区域风速需低于0.5 m/s，夏季风速应高于1 m/s，但0.2 m/s左右的风速可显著降低半月龄以上犊牛的免疫状况。对哺乳期犊牛来说，控制风速应综合考虑犊牛月龄和外部环境变化。

3 讨论

3.1 环境温湿度对哺乳犊牛的影响

舍内温度是影响犊牛健康和生产力的首要温热因素，高温、低温均可对犊牛产生应激反应。犊牛舍内的适宜温度范围是10～24 ℃，最适温度为17 ℃。一般当温度低于13 ℃时，犊牛会出现冷应激反应[4]，温度高于25 ℃时犊牛会出现热应激反应[5]。有研究表明，通过环境控制可大幅降低犊牛肺炎发病率，提高犊牛育成率[6]。

肉牛养殖的最适温度为5～15 ℃，相对湿度一般为60%～80%为宜[7]。本研究中，仅有8个时间段的温、湿度为犊牛最适宜围内。肉牛热应激症状为体温快速升高、采食量减少或者不进食、呼吸急促、焦躁不安，严重可导致死亡[8]。谈晨等[2]研究发现，10 日龄犊牛每周增重情况与温度情况呈负相关。冯曼等[4]选取河北省寒区3种有代表性建筑类型的犊牛舍，结果显示，酷暑和湿热均可引起犊牛热应激反应，表明应加强牛舍保温防寒和防暑降温。有研究表明，环境温度超过25 ℃时，应采取有效措施控制牛舍温度，如搭建凉棚或在牛舍内安装强制通风装置，加快空气流通速度；若环境温度过高，还可结合使用湿帘降温[7]。

在中国北方寒冷地区的牛舍设计中，研究人员多从冬季提高舍内温度有利于肉牛日增重角度考虑，推荐牛舍采用一定保温措施，但冬季不应过度保温[1]。王美芝等[9]采用DEST软件模拟了西北甘肃地区不同围护结构和通风率肉牛舍的冬季自然舍温，参考CIGR牛舍环境建造标准，提出了适应当地环境的牛舍设计与建造的建议。卜也等[10]通过对北方冬季牛舍环境对肉牛生产影响的研究分析，认为北方寒区牛舍设计核心条件是要保持干燥无风，并建议牛舍降低湿度和有害气体浓度。陈晓阳等[11]研究发现，西南地区夏季热应激相比冬季冷应激更加普遍，建议采用加铺垫料防寒、冷风机防暑。马明新等[12]提出，在冬季犊牛圈舍的低温、高湿的环境下，尽量保持犊牛舍温暖干燥。

3.2 环境质量对哺乳犊牛的影响

犊牛舍环境质量检测主要是氨气和二氧化碳。根据畜禽养殖场环境质量标准（NY/T 388—1999），牛舍氨气浓度应低于20 mg/m3，二氧化碳为1 500 mg/m3。犊牛舍内有害气体主要来自犊牛排泄物分解产生的氨气、硫化氢、挥发性脂肪酸等气体，有害气体大量蓄积会对肉牛产生较严重的危害，肉牛出现食欲变差、采食量下降、免疫力降低、抗病能力下降等问题[13]。李宏双等[14]选取河北北部山区3 种有代表性建筑类型的犊牛舍，对春秋季节舍内外空气中氧化碳含量进行检测，结果显示，3种建筑类型犊牛舍的二氧化碳含量均符合国家现行标准，其中通风效果最好的为两侧带窗密闭舍，其次是半开放舍。北方地区冬季利用封闭式暖舍育犊能够为初生犊牛提供较好的温度条件，但忽视了犊牛生长中需要的新鲜空气，导致犊牛免疫力下降[15]。畜禽舍环境对于畜禽健康生长具有重要作用，建议通过电净化处理、喷雾和加温等技术，有效消除畜禽环境内的有害物质，控制畜禽内部环境温、湿度，优化提升畜禽环境质量[16]。

4 结论

本研究中，犊牛舍内温度范围为-25.6～42.3 ℃，犊牛舍内温度范围为-25.6～42.3 ℃，舍内平均湿度为7.1%～90.3%，舍内风速范围为0～6.77 m/s，氨气浓度范围为0～1.9 mg/m3，二氧化碳浓度范围为182～942 mg/m3；12个月中犊牛出现中度热应激累计34 d，轻度热应激累计55 d；7 月20 日犊牛舍24 h 均处于热应激状态，其中9 h 处于中度热应激状态，15 h 处于轻度热应激状态；犊牛舍二氧化碳在12 个月中有18 d 检测超标；冬季的平均温度为-12 ℃，犊牛处于不利于生长的冷应激状态。建议牛场考虑夏季增加防暑减温措施，冬季增加保暖措施；应合理调配日粮配方，加强舍内通风换气，抑制有害气体产生。