江淮地区夏季羊舍小气候环境检测及评价.docx

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江淮地区夏季羊舍小气候环境检测及评价

江淮地区夏季羊舍小气候环境检测及评价

0 引 言

江淮地区（安徽、河南、江苏等）属农业部规划的肉羊优势产区，具有丰富的饲草料和农村劳动力等发展养羊业的资源优势，是中国优质山羊肉主产区，夏季气候炎热潮湿，非常不利于肉羊的健康和生产，随着养羊业由放牧为主向舍饲养殖方式的转变，广大养羊生产者对羊舍小气候环境调控技术的需求己非常迫切[1]。

但由于当地猪鸡业比较发达，而养羊业仍然以传统的分散饲养方式为主，再加上羊只抗病力强、生态幅广、环境应激不明显等原因，导致羊舍环境调控问题在当地一直不受重视。

随着畜牧业的集约化发展，人们认识到环境条件对畜牧业生产的贡献率很大（20%以上），相关专家在猪、鸡、牛舍小气候环境调控方面也取得了不少有价值的研究成果，但在羊舍环境调控方面的研究工作却相对薄弱，有关羊舍小气候环境监测与调控方面的文献报道很少，尚没有人对南方羊舍小气候环境参数和调控措施做过系统研究。

羊舍环境是羊群赖以生存和生产的物质条件，与品种、饲料和疾病共同构成了影响养羊业生产水平的四大要素，通过对舍内空气环境质量的区域性监测和研究，探寻环境因子与羊群相互作用的基本规律，提出合理的小气候环境调控措施，将会使优良品种的遗传力得以充分发挥、饲料报酬率增加、群体发病率降低，显著改善羊群动物福利，满足现代养羊业的标准化、规范化和产业化发展需要。

为了探明中国南方羊舍环境条件和存在的问题，本试验连续2a对南方最常见的双坡式漏缝地板有窗封闭羊舍夏季最热月（7月）的空气环境参数进行了系统研究。

1 材料与方法

1.1试验地夏季气候特点

试验分别于2011年7月6日--7月30日和2012年7月6日m7月30日在江淮地区的合肥博大牧业科技开发有限责任公司肥东种羊场开展。

该场位于安徽省合肥市肥东县石塘镇（117063'E、31094'N），属亚热带大陆性季风气候与暖温带半湿润气候的过渡地带，年均气温14.8℃，无霜期216d，夏季炎热潮湿，温湿指数（temperaturehumidityindex，THI）大于70的月份有4～6个月，大多数地区日平均气温大于30℃的天数约30d。

1.2双坡式漏缝地板有窗封闭羊舍结构特征

双坡式漏缝地板有窗封闭羊舍是一种双坡屋顶、高床漏缝地板、双列式、有窗封闭式砖混结构建筑，坐北朝南，东西走向，长墙21m、厚0.34m，山墙8m、厚0.34m，羊舍净高3.3m，钢屋架、屋顶标高4.1m。

西侧山墙设1个2.05m×1.52m舍门；东侧山墙设1个0.75m×0.45m单层窗与门形成空气对流。

北侧长墙设有6个1.1m×0.52m单层窗用于采光和通风换气和3个1.75m×0.65m小门通运动场，南侧长墙设有10个0.75m×0.57m单层窗和3个1.2m×0.65m舍门，窗户下缘距地面2.5m。

两堵长墙各设5个1m×0.9m出粪口、夏季洞开用于通风换气。

羊床高1.0m、对头双列式分布，中间设1.5m饲喂走道。

 （见图1）

1.3试验期羊只的饲养管理

羊舍内饲养安徽白山羊新类群羊100只（其中空怀母羊75只、周岁母羊25只），羊只平均年龄1.5岁，平均体质量38.6kg，饲养密度为1只/m2。

试验期内羊群日粮配方保持不变，采用人工投料加自由饮水的全舍饲饲养方式，每天饲喂3次，早晨06:

30饲喂精料和花生秧秸秆、青绿苏丹草等粗饲料，中午11:

00时和下午17:

00时再各投喂1次粗饲料，每月清粪1次，自然通风。

1.4主要仪器设备

272--A型干湿温度计（天津宏大仪表厂，天津）、181--F型最低最高温度计（上海盟浩机电设备有限公司，上海）、QDF-3型热球式风速仪（上海润晋机电有限公司，上海）、ST-80C数字照度计（北京师范大学光电仪器厂，北京）、HS5618型积分声级计（上海双旭电子有限公司，上海）、722N可见分光光度计（上海棱光技术有限公司，上海）、SI--114型分析天平（上海优浦科学仪器有限公司，

1.5采样及分析方法

各种参数的监测及采样点、采样办法、采样高度、采样频率均遵照《环境监测技术规范》（NY/T388-1999）和《家畜环境卫生学试验指导》[10]执行，测量方法参照《家畜环境卫生学》常规方法[8]。

通过前期预试验发现，羊舍夜间（20:

00--6:

00）温度较白天低，羊群对环境热应激不明显，故试验期间未对夜间羊舍环境进行监测，选择于每天6:

00、8:

00、10:

00、12:

00、14:

00、16:

00、18:

00、20:

008个时间点进行监测。

在垂直方向选3个平面（分别距地面0.3、1、1.7m），各平面分别选取5个测试点。

由于同一平面5个测试点的数值差异不显著，试验中，直接记录了各平面的平均值。

同时测量试验羊日采食量、日增质量、体温、脉搏、呼吸等性能及生理指标。

1.6温湿指数的计算

温湿指数（THI）是气温和气湿两者相结合来评价炎热程度的1个指标：

THI=O.72（Td+Tw）+40.6[8]   

（1）式中，Td为干球温度，℃；Tw为湿球温度。

1.7有效温度的计算

有效温度（ET）亦称“实感温度”，是在人类卫生学中根据气温、气湿、气流3个主要温热因素对人综合作用时，人的主观感觉制定出的1个指标：

ET=0.35Td+0.65Tw[8]   

（2）

1.8数据统计方法

数据以平均值±标准差形式表示，用Excel2003软件进行图形绘制，运用SAS9.1进行方差分析和多重比较。

2结果与分析

2.1 羊舍空气环境参数测定结果

连续2a的测定结果表明，江淮地区双坡式漏缝地板有窗封闭羊舍最热月（7月）空气日平均温度、相对湿度、气流速度、光照强度、噪音与氨气和二氧化碳浓度分别为30.5℃、70.2%、0.16m/s、99.45lx、49.82dB、1.98mg/m’、0.060%。

以上指标中，除日平均温度超标外，其他指标均符合环境卫生学标准。

此外，温湿指数、有效温度、最高温度和最低温度平均值分别为82.08、28.3℃、32.4℃和29.6。

C，数值均己超出卫生学标准，主要是由于南方夏季天气潮湿炎热、羊舍内气流速度较慢及羊舍隔热效果不理想导致的（详见表1）。

如表所示，虽然羊舍各项空气环境参数由于受到外界环境变化的影响而发生波动性变化，但整个试验期变化幅度较小、变化规律也比较稳定（除阴雨天气温指标明显下降外），预示各测定参数指标稳定性较好，可以作为评价和调控当地羊舍小气候环境的重要参考依据。

对羊舍不同位置空气温度、相对湿度、氨气和二氧化碳浓度4项主要指标的差异显著性分析，发现在该类羊舍内夏季自然通风状态下各项环境参数的空间分布特征差异不显著（详见表2），这比较有利于统一实施小气候环境调控措施。

2.2羊合内气温变化情况

决定环境温热程度的主要因素是气温，本试验对气温的空间分布特征、日变化规律、一月内的变化规律、昼夜变化等均做了测定和分析。

舍内空气温度明显随着外界环境温度的变化而变化，空间上呈现垂直分布，从地面向顶棚逐渐升高，距地面0.3、1、1.7m水平面的空气日平均温度分别为29.9、30.4、31.2℃，但差异不显著（P>0.05）。

舍内空气温度日变化规律明显（见图2a，图中数据为试验期间均值），一天中从早晨06:

00时至下午20:

00时温度先升后降，最低温度出现在早晨06:

00时，中午14:

00时达到最高值，气温日较差变动范围在4.3410.4℃。

最热月舍内空气平均温度、最高温度、最低温度均呈波动性变化，一月内的变化情况较为一致、变化幅度也不大（见图2b）。

晴天舍内平均气温为34.0℃（舍外32.5℃），阴天舍内平均气温为27.1。

C（舍外25.0℃），阴天与晴天的舍内气温变化很大。

试验期间，舍内外平均温差为1.8℃，监测时间段内舍内空气温度只在早晨06:

00时至08:

00时比外界气温高，其他时间均低于外界气温，说明该类羊舍具有较好的保温隔热性能。

2.3羊合内相对湿度变化情况

测试期间羊舍平均相对湿度最高为90.55%，最低为53.55%，平均为70.21%。

可以看出，在不同测试垂直高度和时间，相对湿度有所不同。

舍内距地面0.3、1、1.7m高度层和外界的相对湿度平均值分别为65.9%、75.8%、68.9%和62.1%，一般以lm最高，0.3m最低，两高度相对湿度平均最大差值为14.8%，其中，1m高度层相对湿度最大，外界最小，前者相对湿度显著（P<0.05）高于后者，其他各层之间差异不显著（P>0.05）。

试验期间，相对湿度的变化规律，各测试高度较为一致，且受舍外气候的影响。

在06:

00至20:

00之间出现先降后升的变化，其中，1.7m高度层和外界相对湿度在12:

00时出现最低值；0.3和lm高度层相对湿度在14:

00时出现最低值（见图3）。

2.4羊舍内氨气和二氧化碳浓度的分布和变化

舍内距地面0.3、1和1.7m位置的氨气质量浓度平均值分别为1.71、1.51和1.73mg/m3，1.7m处最高，不同高度氨气浓度分布和变化均无显著差异（P>0.05）（见表2），舍内氨气浓度日变化规律不明显（见图4a）。

分析测定结果认为，舍内氨气浓度随着粪便累积情况和天气阴晴变化发生变化（见图4b）。

二氧化碳浓度在距地面0.3、1和1.7m高度的平均值分别为0.057%、0.065%和0.059%，lm高度位置二氧化碳浓度显著高于0.3m高度位置（P<0.05）（见表2），说明二氧化碳主要分布在与畜体等高的空间，舍内二氧化碳浓度的日变化规律和月变化规律均不明显，总量保持在一个稳定状态（见图）。

2.5羊舍内各环境参数间的相关性分析

羊舍内各环境参数之间相互影响、相互作用。

经逐步回归分析得知：

氨气质量浓度与空气温度和相对湿度之间呈现显著的相关关系：

回归方程为

二氧化碳浓度与空气温度和相对湿度之间呈现负相关但不显著。

氨气质量浓度与二氧化碳体积分数之间相关关系不显著：

回归方程为

2.6试验羊性能及生理指标

对比参考标准可知，在炎热的夏季，试验羊只采食量和日增质量均有下降，体温、呼吸频率和脉搏次数均高于正常水平，整个羊群热应激反应明显。

 （见表3）

3讨论

3.1 羊舍小气候空气环境变化的原因

温热环境是指家畜周围空气的温暖、炎热和寒冷等条件，它由空气的温度、湿度、气流速度（风）和太阳辐射等温热因素综合而成，其中气温是决定环境温热程度的主要因素，在自然界中气温主要来源于太阳辐射，太阳辐射是造成外界温热环境变化的根本原因，羊舍小气候空气环境变化首先归因于外界温热环境的变化，本试验数据分析结果显示羊舍小气候空气环境各项参数明显随着外界环境温度的变化而变化，这与其他学者的研究结果是一致的[2，5-7]。

欧阳宏飞等研究表明冬季密闭羊舍内各环境因子呈垂直分布，而本研究结果表明夏季羊舍小气候各项空气环境参数垂直方向分布特征不明显、日变化规律明显而一月内变化规律不明显但变化情况较稳定，这主要是因为本试验空气样品的采集和各项指标的测定是在羊场正常生产状态下进行的，在炎热的夏季羊场管理技术上要求羊舍的门窗、通气孔等完全洞开以最大限度实现通风换气和降温防暑目的，2个研究结论并不矛盾，主要差别在于冬季和夏季管理要求不同。

羊舍内各项环境参数的变化还受到羊群的活动、饲养密度等因素的影响，一日中氨气浓度出现了先降后升的变化，是由于早上羊群都出圈，氨气浓度降低，14:

00时温度达到最高，氨气挥发加剧，舍内浓度有所增加，14:

00时之后温度开始降低，氨气浓度降低，晚上羊群进舍休息，氨气浓度就会增加。

分析各项环境参数的变化情况和相互作用发现，在炎热的夏季，羊舍小气候环境的变化具体是由于舍内气温因子的改变造成的，这与其他学者的报道一致[2-3，6-7]。

综合以上所述，如何在适应外界环境条件变化的前提下，有效地降低舍内空气温度，是南方夏季羊舍小气候环境调控技术的难点。

3.2羊舍小气候温热环境对山羊的影响

羊舍小气候环境对羊只的生产性能、健康状况、生殖和行为等均有影响，这种影响主要通过改变羊只的热调节机能实现[8]，而且各种环境因子相互影响、相互作用，羊只个体接收到的往往是综合作用的后果，本试验与所有学者研究结论一致认为舍内空气温度是影响羊只热调节机能的主效因子，因此，探明温热因素对山羊的影响机理应该是羊舍小气候环境调控的正确切入点。

伍晓雄等取3只健康山羊处于人工高温环境中（环境温度37.5～38.5℃），一小时后回到自然环境（24.5～26.5。

c），发现山羊的血糖浓度在15min，60rain，180rain后分别上升2.68%，7.63%，10.59%，说明高温对能量代谢影响较大。

邓玉英等以隆林山羊为试验对象，结合南宁当地气候资料，研究高温高湿环境下对母羊受胎率的变化的分析结果表明，相对湿度对母羊受胎率无大影响，但母羊受胎率与月平均气温之间的相关性与相对湿度有关，并且提出在高温环境下，高的湿度会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，生殖机能产生障碍，受胎率下降且易造成流产。

韩晶等指出运动场有遮阳设施的羊舍，其舍内空气温度、相对湿度低、氨气和二氧化碳的含量均比无遮阳设施的羊舍低。

臧强等认为舍饲环境下小尾寒羊的行为谱主要由采食、反刍、休息和运动四个行为变量构成，环境温度对羊只的躺卧区域选择及躺卧姿势有很大影响[6】。

羊舍日平均气温为30.5。

c，远高于山羊等热区（20～28。

c）。

健康羊体温38.5～39.5℃，每分钟呼吸10～20次，成年羊脉搏70～80次/min，试验羊平均体温39.7℃，呼吸22次/min，脉搏88.8次/rain，热应激反应非常明显，严重影响了羊只的健康状况和生产水平，在炎热的夏季必须采取必要的降温措施。

3.3夏季羊舍小气候环境调控措施

如前表1所示，虽然羊舍相对湿度、气流速度、光照强度、噪音与氨气和二氧化碳浓度均符合环境卫生学标准，但由于南方夏季天气潮湿炎热、羊舍空气流通不畅以及羊舍隔热效果不理想，羊舍内日平均气温（30.5℃）、最高温度（32.4℃）、最低温度（29.6℃）、温湿指数（82.08）和有效温度（28.3。

c）均显著超标且高于外界（山羊等热区为20～28℃），尤其是温湿指数远远高于参考标准（<74），同时昼夜温差（2.3℃）和舍内外温差（1.8℃）又比较小，说明夏季该类羊舍中饲养的羊只明显处于严重的热应激状态，必须采取必要的降温措施。

目前，畜舍夏季防暑降温的方法很多，主要有洒水、风扇、喷淋、湿帘负压、通风降温等方法[15-23]。

如：

Shane.Davis等指出，给处于热应激中的牛洒水可以降低体温、呼吸率和脉搏数，减少牛的热应激；郭立永等指出，夏季采用喷雾冷风机对敞棚式牛舍进行降温通风，有助于缓解肉牛舍夏季高温造成的热应激，并且可在一定程度上提高肉牛生产性能；何英俊等通过比较不同牛舍的抗热效果得出结论，在夏季高温季节以开放牛舍采取风扇加地面洒水降温效果较好；欧阳宏飞认为通过控制通风和日粮中添加丝兰宝2种方式进行调控，均能明显改善羊舍的空气质量[7]；如韩晶等指出运动场有遮阳设施的羊舍，其舍内空气温度、相对湿度低、氨气和二氧化碳的含量均比无遮阳设施的羊舍低‘27]；乔克认为水雾降温在半开放式猪舍可行；汪开英对中国东南地区猪舍夏季各种降温措施进行了试验研究，试验结果表明，屋顶遮阳网的降温效果优于其他降温措施，在高温时段与猪体颈部喷淋结合，效果更佳;曹亚如等提出了猪舍双层多孔砖墙缝隙水帘降温技术，有效地解决了猪舍夏季降温难、温度控制难这一实际问题；王吉庆等研究表明夏季温室内直接采用外遮阳+强制通风+水源热泵的降温措施较好;李保明等将风机安装在畜舍的山墙上组织纵向通风，将舍内高温空气用风机排除而将舍外凉爽新鲜空气引入舍内，对猪舍通风起到较好作用。

江淮地区夏季羊舍调控措施的制定，在借鉴前人的研究成果基础上，结合当地区域气候、羊舍结构、生产特点、操作成本和山羊生物学特性等实际情况，应该重点考虑如何合理地增大舍内气流速度和增加通风换气量的问题，同时适度降低饲养密度，这样就可以在适应外界环境条件变化的前提下，有效地降低舍内的空气温度，从而使羊舍小气候环境得到改善。

4结论

1）经连续2a的系统测定，南方常见的双坡式漏缝地板有窗封闭羊舍最热月（7月）空气日平均温度、相对湿度、气流速度、光照强度、噪音与氨气和二氧化碳浓度分别为30.5℃、70.2%、0.16m/s、99.45lx、49.82dB、1.98mg/m3、0.060%，以上指标，除日平均温度超标外，其他各项指标均符合环境卫生学标准。

2）羊舍内空气温度和相对湿度有明显的日变化规律，而一月内的变化比较稳定，阴雨天降温幅度较大（6.9。

c），试验期昼夜平均温差为2.3℃，舍内外平均温差为1.8℃，舍内氨气和二氧化碳浓度日、月变化幅度均很小，而且不同采样点测定结果显示各参数空间分布特征不很明显，空气温度、相对湿度、氨气浓度等主要环境因子之间具有显著的相关性。

3）羊舍小气候环境的变化主要是因为外界环境条件的改变，同时受到羊群活动等因素的影响，气温是影响山羊健康状况和生产水平的关键因素，测定结果显示日平均气温（30.5℃）、最高温度（32.4℃）、最低温度（29.6℃）、温湿指数（82.08）和有效温度（28.3℃）均显著超标且高于外界（山羊等热区为20~28℃），尤其是温湿指数远远高于参考标准（<74），同时昼夜温差（2.3℃）和舍内外温差（1.8℃）又比较小，说明夏季该类羊舍中饲养的羊只明显处于严重的热应激状态，必须采取必要的降温措施。

4）江淮地区夏季羊舍调控措施的制定，应该重点考虑如何合理地增大舍内气流速度和增加通风换气量的问题，同时适度降低饲养密度，这样就可以在适应外界环境条件变化的前提下，有效地降低舍内的空气温度，从而使羊舍小气候环境得到改善。

张子军1，2，陈家宏1，黄桠锋1，郭晓飞1，骆仲悦1，凌英会1，2※（1．安徽农业大学动物科技学院，合肥230036;2．安徽地方畜禽遗传资源保护与生物育种省级实验室，合肥230036）

第29卷 第18期   农业工程学报2013年   9月