湿度对奶山羊健康与生产性能的影响及应对措施

张华文，边会龙，史怀平，王鹏飞，邱小为，王晓冬，何海军，左林军

1 西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌 712100

2 陇县畜牧工作站，陕西陇县 721200

3 泾阳县动物卫生监督所，陕西泾阳 713700

4 泾阳县畜牧兽医工作站，陕西泾阳 713700

5 西安市农业农村局，陕西西安 710000 6 陕西千阳莎能奶山羊发展有限公司，陕西千阳 721100

0 引言

养殖环境关系着家畜的健康和生产性能，湿度是畜舍环境的重要指标之一。奶山羊喜清洁干燥，厌潮湿[1]；适宜的空气相对湿度为55%～65%，最高不超过75%[2~4]。畜舍内湿度主要受外界气候影响，在梅雨季节及南方湿热地区，羊舍内湿度较高，阻碍奶山羊的体热调节，细菌等微生物也大量滋生，危害奶山羊的健康。而在北方干旱少雨地区，空气湿度较低，导致羊舍内粉尘浓度高，刺激奶山羊黏膜和呼吸系统，维持适宜湿度对保护奶山羊健康和提高生产力非常关键。近年来，我国奶山羊产业发展迅速，奶山羊养殖规模逐年扩大，但养殖环境管控水平普遍较低，在实际生产中，羊舍湿度控制常常被忽略。对一些中小型养殖户而言，设施标准化水平低，经费受限，如何调控羊舍湿度是一个难题。本文综述了湿度对奶山羊健康和生产性能的影响以及控制湿度的措施，为解决此类问题提供参考。

1 羊舍湿度概述

畜舍湿度是指舍内空气中含水量的多少，通常使用相对湿度（Relative Humidity，RH）表示，即实际空气中水分含量与该温度下饱和水分含量的比值。畜舍内空气中的水分大部分来自于动物的呼吸代谢，少部分来自排泄物、水槽、垫草的水分蒸发和外界空气流通[5]。一般情况下，空气中相对湿度大于80%视为高湿，小于40%视为低湿[6]。羊舍夜间相对湿度较高，白天相对湿度先降后升，午间相对湿度最低。羊舍内水汽主要来源于羊的呼吸和畜体蒸发，因此舍内1.0～1.6 m处相对湿度较高，靠近地面、舍顶则相对湿度较低。舍内湿度总是高于舍外，冬季较春季湿度更高[7~10]。不同类型羊舍中以半开方式羊舍平均湿度最高，密闭控温舍居中，开放舍较低[11]。

2 湿度对奶山羊生理健康的影响

2.1 湿度对羊舍环境的影响

奶山羊易患咳嗽、肺炎、伪结核等呼吸道疾病[12]，湿度能够影响空气中一些污染物，如颗粒物（Particulate Matter，PM）和有害气体[13，14]的产生和排放，进而影响奶山羊呼吸道感染和过敏的发病率。畜舍PM是指由动物饲料、毛发、粪便和皮屑等产生的悬浮细颗粒物[15，16]，根据粒径分为总悬浮颗粒物（Total Suspended Particles，TSP）（空气动力学直径≤100 μm）、可吸入颗粒物（Particulate Matter，PM10）（空气动力学直径≤10 μm）和可吸入肺颗粒物（Particulate Matter，PM2.5）（空气动力学直径≤2.5 μm），这些悬浮颗粒能够吸附大量有害气体离子（ SO42-、NO3-、NH4+等）、致病微生物形成气溶胶，粒径微小的颗粒物能够通过呼吸道进入肺泡，PM2.5甚至能渗入肺泡进入血液循环，导致免疫力降低与呼吸道感染[17~20]。湿度与PM浓度有强负相关性，湿度高会加速PM的沉降速度，湿度越低越容易产生扬尘，空气PM浓度越高。欧阳宏飞等[9]对冬季密封羊舍检测发现，TSP与羊舍湿度之间有显著相关，相关系数为-0.5844。低湿也能够减小PM形成的感染性气溶胶的粒径，增加气溶胶向呼吸系统的渗透。因此，适当增加湿度有益于奶山羊呼吸系统的健康。

有害气体主要是羊的呼吸运动、粪尿及垫料分解产生的氨气、硫化氢、一氧化碳、甲烷等[21]。相对湿度高的空气流动速度低，通风差，容易大量积聚有害气体。氨气和硫化氢易溶于水，具有一定的腐蚀性和刺激性，更容易吸附于潮湿的墙壁、地面和家畜体表。此外，高湿的环境有利于羊舍不断分解产生有害气体，粪尿中的尿素经脲酶分解产生氨气，随湿度的增加，脲酶的活性升高[22]，加剧粪便等排泄物发酵。高湿也会增加垫料中的水分含量，使垫料更容易腐败分解，增加有害气体的产生。长期饲养在高浓度有害气体环境下，奶山羊体质变弱，免疫力、生产性能下降，极易患上呼吸系统疾病、神经质、眼炎，甚至发生中毒和心率衰竭。

高湿环境也是某些真菌、细菌、病毒及寄生虫生存和繁殖的温床，极易导致山羊痢疾、肺炎及体内外寄生虫病的流行。羊长期处于潮湿泥泞的圈舍或牧场，容易蹄质软化，抵抗力下降，感染坏死杆菌或节瘤拟杆菌而诱发腐蹄病。高湿环境加速饲料和垫料的腐败，霉菌旺盛繁殖并产生大量毒素，羊采食变质饲料，轻者会引起食欲不振、腹泻、下痢，重者会导致曲霉菌病、霉菌毒素中毒。李云格等[23]发现饲料中大部分霉菌在65%RH时生长缓慢，67%～75%RH时容易发霉，75% RH以上时发霉迅速。同时羊舍环境也不能过于干燥，有研究表明，低湿环境下流感病毒和革兰氏阳性菌繁殖速度加快。Schaffer等[24]发现流感病毒于低湿环境下最为稳定，高湿下稳定性适中，中湿稳定性最低。Arundel等[25]研究发现RH 40%～70%，空气中细菌或病毒的存活率和感染力最低。

2.2 湿度对奶山羊体热平衡的影响

奶山羊喜干燥温暖，湿度过高不利于奶山羊体温的维持。家畜主要通过水分蒸发来发散体热，蒸发程度取决于空气湿度。在温度较高的夏秋季节，高湿会抑制奶山羊体表蒸发散热，造成羊体热积聚、呼吸困难、神经质和食欲不振。而在冬春季节，低温高湿的空气热容量较大，导热性和长波辐射吸收能力增强，促进奶山羊体热流失和能量消耗，加剧了低温对奶山羊的危害。温度适宜时，羊舍湿度过高也会导致奶山羊产生烦躁不安等不适症状。有研究报道，山羊的呼吸频率、直肠温度和皮肤温度随着湿度（35%～80% RH）的升高在（26～34 ℃）呈现先下降后上升的趋势，在高温38 ℃呈现一直上升的趋势[26]。湿度对动物体热发散的影响会进而影响所有的生理机能。

2.3 湿度对奶山羊生理、生化的影响

高湿会增加奶山羊的能量代谢。高温高湿时，奶山羊的蒸发散热受阻，体内蓄热，物理调节不能维持体温恒定，维持能量需要增加，从而引起基础代谢率增加，低温高湿时奶山羊的散热量增加，为了维持体温恒定，需要提高代谢率，增加产热。李金朋等[27]研究报道，当温度在26～38 ℃，随着湿度增加，山羊血清血糖（GLU）降低，尿素氮（BUN）增加，血脂的主要组成甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）无显著变化，表明高温下湿度增加，山羊的糖代谢和蛋白质代谢增强，能量贮存减少，不利于奶山羊的生长发育。

无机离子对动物机体的内环境平衡、凝血、排泄等过程都有重要的意义，李金朋等[27]研究发现，湿度和温度对山羊血清中的Ca2+、Na+、K+含量有显著的交互作用，温度不变时湿度增加，Cl-含量显著下降，可能是高湿环境加剧了动物对热应激的反应，导致山羊的采食量下降、饮水量增加、排尿量增加引起的。

李金朋等[27]还发现湿度增加可引起山羊血清碱性磷酸酶（ALP）及第3天肌酸激酶（CK）活性降低，而乳酸脱氢酶（LDH）及第5天门冬氨酸氨基转移酶（AST）和CK升高。这些酶能够反映动物的热应激状态[28]，HELAL等[29]研究发现，热应激使山羊ALP和LDH活性降低。因此，这些指标变化说明，高湿环境下山羊更容易热应激。另有研究报道，热休克蛋白HSP70的表达量随着湿度（35%～80% RH）的升高基本呈现先下降后上升的趋势，相对湿度在65% HSP70表达量最低，进一步说明，高湿不利于机体散热，可能促进热应激的产生。在高湿环境下，动物的应激会更强烈，时间更长[26]。

2.4 湿度对奶山羊抗氧化能力和免疫功能的影响

T-AOC（总抗氧化能力）是机体防御体系的抗氧化能力，丙二醛（MDA）是在脂质过氧化过程中产生的脂质过氧化产物，它们是衡量机体抗氧化系统功能状况的综合性指标[30]。超氧化物歧化酶（SOD）是一种重金属酶，它对机体的氧化与抗氧化之间的平衡起着极其关键的作用。SOD、过氧化氢酶（CAT）和谷光氨肽过氧化物酶（GSH-Px）可以清除超氧阴离子自由基，起到抗炎作用，反映机体清除氧自由基的能力[31]。根据研究，相对湿度升高，山羊血清MDA浓度升高，而T-AOC、GSH-Px以及SOD浓度下降[27]，表明高湿环境下山羊的抗氧化能力受到影响，抗氧化系统失衡。

血清中的TP（总蛋白）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLO）含量是反映机体蛋白质利用率、非特异性体液免疫及功能的重要指标。白球比降低、球蛋白的合成增加，说明机体免疫机能提高，抵抗力增强。研究发现[27]，相对湿度（RH）升高，山羊血清TP有升高的趋势，GLO先升高后降低，白球比（A/G）先降低后升高，在RH为65%时GLO和A/G分别达到最高和最低，与35%RH相比，80%、65%和50%RH山羊血清TP和GLO含量显著升高，而80%、65%RH山羊血清A/G显著降低，说明低湿和高湿均降低了山羊的免疫力，RH在65%时山羊的免疫机能较良好。此外也有研究表明[26]，山羊的免疫球蛋白IgA、IgM、IgG含量随湿度增加，先升高再降低，在处理48 h时，RH65%时最高；处理96 h时，在RH80%时最高。湿度高还会降低白细胞介素IL-2、IL-6的浓度，升高IL-4的浓度[26]，白细胞介素在机体免疫调节中起着重要作用。在高湿度下，血清TP和GLO的降低可能与山羊采食量减少，摄入蛋白质含量不足，蛋白质代谢发生改变有关。除了对免疫球蛋白的影响，高湿也有利于病原微生物、细菌和寄生虫的滋生繁殖，破坏山羊抵抗力。相对湿度过低，空气非常干燥，羊的皮肤和黏膜容易干裂，破坏机体保护屏障，降低了对致病微生物的抵抗力[4]。

3 湿度对奶山羊生产性能的影响

3.1 湿度对奶山羊采食量及利用的影响

湿度与温度对动物生产性能的影响存在显著的交互作用，单一的湿度因素对动物生产性能的影响有限[32，33]。高温时，每增加10%的环境湿度相当于环境温度升高1 ℃[34]。高湿会加剧热应激的不利影响，马燕芬等[35]研究发现，热应激使奶山羊干物质的采食量、乳制品质量及其生长性能显著下降。李金朋等[27]发现随着温度和RH的升高，山羊的平均日采食量显著降低，在30 ℃、80%RH下，平均日采食量下降开始明显。采食会产生热增耗，动物在热应激时为减少热增耗而减少采食量。RH升高，山羊平均日饮水量先减少后增多，可能是其通过调节饮水量来缓解热应激。长期处于高温高湿，奶山羊会营养不良、脱水、日增重下降，低温高湿会增加动物产热耗能，生长发育受阻，饲料报酬率降低，也会对奶山羊的生产造成不利影响。

除了影响采食量，湿度还会影响山羊的营养消化代谢率，从而影响养分的摄入。刘素趁[36]发现，温度和相对湿度升高，可降低山羊的平均日采食量，而营养表观消化率方面，随相对湿度增加，山羊的干物质、钙、磷、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、脂肪的表观消化率呈先升高后降低趋势，高温高湿可降低钙、磷利用率[36，37]；能量代谢方面，温度、相对湿度及两者之间的交互作用对山羊的能量消化代谢有不同程度的影响，在温度为38 ℃相对湿度为80%，山羊的能量消化率和代谢率最低；氮消化代谢方面，在温度为26 ℃、30 ℃、34 ℃时，随相对湿度增加，山羊氮的表观消化率呈先增高后下降趋势，在温度为38 ℃时，随相对湿度增高而下降。在温度为26 ℃时，随相对湿度增加，山羊氮的表观沉积率呈上升趋势，在温度为30 ℃、34 ℃、38 ℃时随相对湿度增加，山羊氮的表观沉积率呈下降趋势。造成氮沉积率下降的原因可能有以下几点：高温高湿影响瘤胃细菌活性，使菌体蛋白合成减少进而降低氮的利用率。张灿等[38]发现，湿热应激下藏绵羊和山羊瘤胃内白色瘤胃球菌数量和主要的淀粉降解菌（牛链球菌、嗜淀粉瘤胃杆菌、栖瘤胃普雷沃氏菌）数量降低。高温高湿环境下会影响动物的内分泌系统，研究发现[39]，皮质醇、甲状腺激素（T3、T4）、胰岛素等可能参与机体蛋白质的合成与代谢，影响动物对氮的利用效率。在高温环境下，动物合成蛋白质所需能量不足，从而导致机体蛋白质沉积率降低。

此外高温下湿度增加，山羊血清ALP的含量下降[26]，ALP与成骨细胞的活性成正比，在正常情况下与骨胶原蛋白的形成、骨盐沉积以及动物生长发育有关， 这也是高温高湿导致奶山羊生长性能下降的一个原因。

3.2 湿度对奶山羊产奶量和乳成分的影响

相对湿度对奶山羊的产奶量与乳成分也有显著影响。但研究结果并不统一，Kljajevic等[40]发现，温湿度指数（THI）与羊奶脂肪率呈显著负相关，相关系数可达-0.93，湿度增加，萨能奶山羊羊奶脂肪率上升，酸度增加。Zhu等[41]发现，温湿度与关中奶山羊产奶量成显著负相关，高温高湿环境下产奶量、乳脂率明显下降，然而除去温度的效应，湿度与产奶量呈显著正相关，对乳成分无显著影响，表明湿度对产奶量和乳成分有一定影响，但产奶量和乳成分更多受到温湿度交互作用的影响。在高温环境下，降低湿度、缓解热应激有助于提高乳脂率和产奶量。泌乳母羊在THI超过80时产奶量下降[42]。不同品种产奶量受温湿度的影响程度不一，阿尔卑奶山羊耐受性较差，努比亚、萨能奶山羊相对耐受性较强[43，44]。

3.3 湿度对奶山羊繁殖力的影响

邓玉英等[45]对山羊的繁殖性能指标与气温、相对湿度进行了相关性和线性回归分析，结果表明，高温高湿对母羊繁殖性能影响最大。相对湿度对母羊受胎率无大影响。但母羊受胎率与月均气温和相对湿度的交互作用有关。在高温环境下，高湿会更加剧高温的不良作用，湿热环境对母羊的影响表现为体温升高、呼吸加快，采食量降低，生殖机能发生障碍，受胎率下降且易造成流产。

4 羊舍湿度控制措施

控制羊舍湿度的方法，不能单看湿度，应结合实际羊舍温度进行选择。我国气候分为四种：一是高温（>30℃）高湿（>75%）气候，出现时间在夏季6—9月，多见于国内淮河以南地区；二是低温（<10℃）高湿（>75%）气候，时间在冬季12—次年2月，多见于国内淮河以南地区；三是高温（>30℃）低湿（30%～50%）气候，出现时间在夏季6—9月，多见于国内淮河以北地区；四是高温（>30℃）极低湿（<30%）气候，出现时间在夏季6—9月，多见于国内黄河以北地区，尤其是西北和内蒙古地区。对于高温高湿和低温高湿，需要采取除湿措施，降低羊舍和舍外流入空气的湿度。湿度最好降到70%以下，不低于50%。高温低湿和极低湿时，需要增加湿度，可以采取蒸发降温技术如湿帘、水空调[46]。羊舍增湿较容易，增湿方法大多简单有效，除湿比较困难，本文主要列举几种除湿方法以供参考。

4.1 羊舍建造与管理

羊舍应建造于地势高燥，四周排水性能良好的地方，舍向应坐北朝南，结构以楼式结构为宜，最好设有羊床，离地面0.4～0.6 m。羊舍四周安装有通风排气的门窗，地面铺有水泥或沙石，其场地还应有一定的坡度，以利排水防潮。每天应定期打扫羊舍和运动场，及时消除粪尿和草料残渣，最大限度地减少羊舍的水分蒸发和有害气体的产生。运动场内可配备有专用的饮水池，舍内最好采用饮水器。高湿天气时养殖户应尽量避免水冲舍内地面和活动场，在夏季高温高湿天时禁止采用洒水降温。

4.2 通风除湿

通风除湿是最简单常见的除湿方法，其原理是设置通风口、抽风机，加快空气流动，促进舍内气体交换，将室外湿度较低的空气通入舍内同时将舍内湿度较高的空气置换出去，同时可以采取加温。由于舍内外湿度差在不同季节或者同一天的不同时刻都是不同的，因此可以在条件允许的前提下利用通风的方法。这种方法简单易行、运行和投资费用也比较低，但受季节、室外环境影响较大。对于一些高温高湿地区，或者雨季，舍外环境湿度大，采用通风方式不仅不能降低室内湿度还有可能使其进一步增加，因此这种方法并不能通用，比较适合封闭式畜舍。羊舍和运动场的通风系统应经常保持良好，并及时根据舍内的干湿度、空气新鲜程度和天气变化，随时灵活掌握羊舍通风。

4.3 固体吸附除湿

固体吸附除湿在生产中较为常用，其原理是使用相对表面积比较大的多孔固体除湿材料，通过其表面孔隙的吸附作用吸收空气中的水分，吸附过程通常可分为物理吸附和化学吸附两大类[47]。比较简单的方法是在畜舍地面铺撒沸石、膨润土、活性炭、生石灰、木炭、煤渣等材料，除湿的同时还可以吸收氨气、硫化氢、甲烷等有害气体，成本较低，但效果不是很明显，吸附剂吸湿后就会逐渐失去除湿效果，需要频繁替换，人力需求大；且一些化学吸附剂如生石灰，遇水会发生反应产热并具有腐蚀性，可能危害舍内动物健康和设施。因此，这种方法已经更新，现在通常采用没有腐蚀性的吸附材料装载在空气流道内，对流过的空气进行除湿，称为固体床吸附法。也有将固体吸湿剂附着在转轮上的转轮除湿法，通过转轮的运转对空气进行吸附除湿，是固体吸附除湿的改良方法[48]。新的固体除湿法除湿效率相对较高，系统体积小，核心的除湿材料可以通过太阳能和工业余热等低品位热源进行脱附回收利用，绿色环保且消耗低。

4.4 液体吸附除湿

液体吸附除湿是利用除湿剂具有吸湿特性来达到除湿的目的，是一个复杂的传热和传质过程。液体除湿剂的溶液表面饱和蒸气压较低，与空气中水蒸气的分压之间存在压差，因此能够吸附空气中的水分。目前通常采用溴化锂、氯化锂、氯化钙及混合溶液等作为除湿剂。氯化钙的吸湿性能较好，价格便宜（只有溴化锂、氯化锂的1/16），成本低且易再生，因此，在农业工程领域中通常考虑使用氯化钙作为除湿剂，但是氯化钙具有腐蚀性，因此在实际应用中多考虑使用非金属材料来防腐[49]。袁青妍等[50]采用浓度为含37%氯化钙的溶液在鹅舍外喷淋，在不同风速下测定鹅舍内湿度变化情况，发现氯化钙溶液喷淋可以显著降低鹅舍内湿度，舍内较舍外湿度为81.2 %、71.1%时分别下降了15.89%、12.44%。在一定温度条件下，除湿剂的浓度和吸湿能力是成正比关系，即浓度越高，吸湿能力也就越强。但随着吸收剂的吸湿度接近饱和，吸湿能力降低，需要进行再生。再生时需要大量热源，可通过太阳能和地热能进行再生，浓度为30%～34%的氯化钙溶液在温度为50～75 ℃的热源条件下可实现再生[50]。

4.5 空间电场除湿

空间电场系统的除湿原理是利用水汽在空间电场中电荷性质，电净化湿度调控系统将空气中多余的水分进行电力吸附，使其脱离畜禽舍内结构物质表面，实时监控畜禽舍雾气发生情况，并及时进行清除措施，畜禽舍内相对湿度保持在70% 以下时，能有效地抑制病原菌的增殖与疫情发生[51]。舍外的汽雾也会被空间电场阻挡在畜舍外。张玉坤等[52]采用空间电场对喷施电解水后的羊舍进行除湿，发现能够达到较好的除湿效果，相对湿度低于70%，符合畜禽生长环境控制标准。空间电场系统一般包括主电源、控制器、绝缘子和空间电极线网。空间电极线网由主电源供电，空间电极与地面和建筑结构之间形成强静电场。空间电场采用高压小电流，能耗较低，同时在干燥过程中伴随产生一定量的臭氧，还能起到灭菌和空气净化的作用，适宜冬季羊舍封闭与通风不足时除湿。此外，张玉坤等[52]发现，一栋羊舍配置一套3DDF-450型空间电场系统，工作电压42 kV，电极线离地面高度为2.5 m，在空间电场系统的一个工作循环内，使电场工作持续时间是其停歇时间的3 倍左右，就可以满足封闭式羊舍内的空气除湿要求。

4.6 压缩空气除湿

压缩空气机或冷冻除湿机主要包括压缩器、冷凝器、蒸发器、风机等结构，其原理是通过制冷压缩器、蒸发器冷却湿空气至露点温度之下，使空气中的水汽凝结成水析出排掉，再经过冷凝器部分或全部加热，可以将空气恒温降湿。这类除湿机除湿快速，根据制冷系统的大小，可以适应不同环境的除湿需求。其不足在于设备昂贵，能耗高，且功率大的压缩空气机的风口噪音大。目前畜禽生产上使用相对较少。

5 结论与展望

奶山羊对环境湿度极其敏感，防止羊舍湿度过大，保持恒湿是生产上的一个难题。目前一些除湿技术如固、液吸附除湿，空间电场除湿等节能环保，是畜舍除湿的最佳途径。但在畜禽生产中应用较为困难，缘由是设备设计、参数计算和除湿效果等研究较少，实际应用缺乏参照；固、液体除湿系统中除湿剂的再生研究不够深入，再生效果差；一些技术应用的造价和能耗成本太高，经济效益不明显等。因此，未来应需围绕生产实际，开展除湿剂的快速再生方法、能耗降低、除湿效果等相关研究，使除湿技术和相关设备能够投入畜牧生产，提高经济效益，促进畜牧业良性发展。