不同抗热应激模式对奶牛棚内微环境的影响Word格式.docx
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试验牛棚为上海市奶牛研究所实验牧场提供的六、七、八号棚，所饲奶牛均为泌乳期奶牛，采用双列尾对尾栓系式饲养，仅八号棚牛只夜晚为放养式。
三个棚采用不同的防暑降温模式：
六号棚采用隔热草帘、喷淋、风扇、无动力风机、冰块等五种措施，以隔热草帘为主要措施；
七号棚采用风扇、喷淋、无动力风机、冰块等四种措施，以风扇为主要措施；
八号棚采用湿帘、无动力风机、冰块等三种措施，以湿帘为主要措施。
1.1.2降温设备
1.1.2.1喷淋
喷淋为自动模式，于牛头部上方约0.5m处横向安装一供水管，每隔2m设置一个喷头，当牛舍内温度达到34℃以上时自动启动，每次喷淋凉水持续时间为20s，可以将奶牛头部和部分牛体喷湿，以达到降温的目的。
1.1.2.2风扇
风扇设有壁式风扇（0.45kw）和轴流式风扇（0.37kw），前者每4m设置一台，后者每8m设置一台，风扇的持续使用，一方面有助于增强牛舍空气流动，另一方面，在使用喷淋后能加速牛体表水分蒸发，带走牛体热量，两方面都能使得奶牛体温下降。
1.1.2.3无动力风机
无动力风机采用了空气“热胀冷缩”的原理，棚内热空气往上升，冷空气往下降，棚内的热气或污烟会聚集于屋顶附近，棚内气温高、压力大，配合屋顶上转动的涡轮，将棚内的热气或污烟由叶片的空隙旋出棚外，进而达到调节气温、去除污烟的效果，让棚内的空气变得清净凉爽。
1.1.2.4冰块
冰块在气温较高时，由牧场管理人员订购。
在最高气温前约一个小时，即中午十二点左右，搬入各牛舍，于牛舍南面和北面每隔8m置一同等规格的大冰块，冰块融化持续时间为5-6个小时，对牛舍内降温具有一定的作用。
1.1.2.5湿帘
湿帘仅用于8号棚，现有11台能正常使用，平均约7m设有一台。
其主要原理是利用大功率的风机（1.1kw）鼓入空气，将鼓入的空气进入牛棚前通过湿帘，使其温度降低，最终使得牛舍内温度降低，达到防暑降温的目的。
1.1.2.6隔热草帘
隔热草帘，由稻草和塑胶带编制而成，铺于牛棚顶部，具有一定的防晒隔热效果。
1.2试验设计
试验从2009年7月23日开始至8月13日结束。
试验期间，不定期测定8点、13点和20点三个试验牛棚内东端南和北、中部南和北、西端南和北等六个点（试验点）两台风扇之间，每个牛棚选定2个死角点以及距离牛棚50m以上处（对照点）测定的柱状干球温度、柱状湿球温度、风速；
通过干球温度和湿球温度示数，查询相对湿度。
最后对试验结果进行统计分析，得出结论。
牛棚温度（干球温度和湿球温度）的测定，分别为选定的测定点在牛头部位距地面0.5m、1.0m处进行，所用仪器为上海医联控温仪器厂生产的272-A型干湿计；
风速测定在风扇之间靠近牛头部进行，测定一段时间内（2-3min）最大风速和最小风速，所用仪器为PROVA公司生产的AVM-05型风速测定仪；
相对湿度值查询相关书籍[12]获得。
2结果与分析
试验期间，由于室外或室内未出现高温情况，喷淋和冰块均未投入防暑降温使用。
在试验总结时，可以不考虑喷淋和冰块对奶牛棚内微环境的影响。
其余设备，如无动力风机、风扇、湿帘、隔热草帘等，均正常运作，少有故障发生；
若有，能及时发现并通知相关人员，进行适当处理。
2.1三种降温模式对奶牛棚内干球温度的影响
试验牛棚干球温度示数，如图1、图2、图3。
图1：
三种抗热应激模式8：
00干球温度比较
图2：
三种抗热应激模式13：
图3：
三种抗热应激模式20：
由图1、图2、图3可以看出：
试验期间，总体上各牛棚内温度随室外温度变化而变化，八号棚温度总体低于其余两个牛棚内温度。
其中六号棚随室外温度变化波动较大（尤其在8：
00），可能是由于六号棚窗口开设较大，较易随外界温度变化而变化；
就图1所示，三个棚降温效果从强到弱为：
八号棚>
七号棚>
六号棚；
就图2所示，三个棚防暑效果从强到弱为：
六号棚>
七号棚；
就图3所示，三个棚降温效果从强到弱为：
六号棚。
试验期间，各牛棚8点、13点、20点测得干球温度平均值如表1。
表1：
各棚8点、13点、20点干球温度平均值
8:
00
13:
20:
6#
27.15
27.72
26.35
7#
26.91
27.83
26.32
8#
26.65
27.26
25.83
室外
27.59
28.26
25.57
从表1可以看出，试验期间，各牛棚白天（8：
00、13：
00）棚内温度均低于室外温度，夜晚（20：
00）温度高于室外温度，可能是室外温度变化较大，棚内温度比较恒定，且受室外温度影响较小所致；
八号棚各时间点温度平均值为三个棚中最低，七号棚其次，六号棚最高，说明八号棚所用的防暑降温模式为三种模式中降温效果最明显，其次为七号棚的模式，最后为六号棚的模式。
2.2三种降温模式对奶牛棚内风速的影响
试验牛棚风速示数，如图4、图5、图6。
图4：
00风速比较
图5：
图6：
由图4、图5、图6可以看出，整体上，各棚内风速与室外风速变化没有明显关系；
各棚内风速变化波动较小，比较稳定；
室外风速波动较大，可能是由于大气运动比较不稳定，和测定的时间点风速运动变化差异；
就图4所示，三个棚风速从强到弱为：
（或=）七号棚>
就图5所示，三个棚风速从强到弱为：
就图6所示，三个棚风速从强到弱为：
试验期间，各牛棚8点、13点、20点测得风速平均值如表2。
表2：
各棚8点、13点、20点风速平均值
1.7±
0.18
1.76±
0.16
1.75±
0.21
2.14±
0.29
2.07±
0.38
2.03±
0.31
2.25±
0.41
2.39±
0.62
2.3±
0.42
1.65±
0.69
1.61±
0.73
1.32±
0.98
从表2可以看出，试验期间，各牛棚各时间点（8：
00、20：
00）棚内风速均高于室外风速，是由于各棚内大量使用大功率风扇所致；
八号棚各时间点风速为三个棚内最高，七号棚其次，六号棚风速最低，说明八号棚所用的防暑降温模式为三种模式中增加风速最明显，其次为七号棚的模式，最后为六号棚的模式。
2.3三种降温模式对奶牛棚内相对湿度的影响
试验期间，各牛棚8点、13点、20点测得相对湿度（RH）平均值如表3。
表3：
各棚8点、13点、20点相对湿度（RH）平均值
88.82
87.66
90.87
90.22
87.72
91.47
90.52
89.83
93.21
88.51
86.20
93.46
由表3可以看出，试验期间，各牛棚白天（8：
00）棚内相对湿度均高于室外相对湿度，夜晚（20：
00）相对湿度低于室外相对湿度；
八号棚各时间点相对湿度值为三种模式中最高，七号棚其次，六号棚最低；
八号棚相对湿度最高，可能是因为八号棚较为密闭，空气与外界交流不畅，奶牛呼吸释放水汽以及湿帘鼓入空气时带入水分不能及时排除棚外所致；
六号棚最低，可能是由于六号棚窗口开设较大，通风性能较好，棚内空气能很好地与外界交流的原因所致。
2.4三种降温模式对奶牛热应激程度的影响
评价奶牛热应激程度的常用指标主要有“有效温度”、“温湿指数”和“等温指数”。
本次试验选定的评价指标选用“等温指数”。
等温指数（EquivalentTemperatureIndex，ETI）是Baeta等（1985）用气温、相对湿度和风速相结合来评定不同状态奶牛热应激程度的一个指标。
该指标以20℃气温、40％RH和0.5m/s风速作为基础舒适环境，在气候室中以大量试验数据求得计算ETI值的回归公式[13]为：
ETI=27.88-0.456Td+0.010754Td2-0.4905RH+0.00088RH2
+1.1507v-0.126447v2+0.019876Td*RH-0.046313Td*v
式中，Td—气温（℃）；
RH—相对湿度（％）；
v—风速（m/s）。
当16<
ETI<
26.5时，认为奶牛热应激程度为安全（Safe）；
当26.5<
31.5时，认为奶牛热应激程度为小心（Caution）；
当31.5<
37.5时，认为奶牛热应激程度为高度警惕（ExtremeCaution）；
当37.5<
43.5时，认为奶牛热应激程度为危险（Danger）；
当43.5<
ETI时，认为奶牛热应激程度为致死（ExtremeDanger）。
一般认为ETI值低于23，奶牛较为舒适；
ETI值越大，奶牛舒适度越差，甚至发生死亡。
该式适用于气温16-41℃，相对湿度40％-90％，风速0.5-6.5m/s。
可计算ETI值，并对奶牛舒适度进行评价。
试验牛棚ETI值，如图7、图8、图9。
图7：
00ETI值比较
图8：
图9：
由图7、图8、图9可以看出，三种抗热应激模式下奶牛的ETI值大多处于31.5-37.5之间，即试验期间各牛棚内奶牛热应激程度处于高度警惕；
各棚ETI值有一定差异，ETI值从小到大为：
八号棚<
七号棚<
六号棚，说明不同方式降温模式对奶牛抗热应激程度从大到小为：
值得注意的是，在夜晚（20：
00）ETI值整体较小，有条件的奶牛场可考虑将奶牛进行放养，一方面，棚内防暑降温设备可以停用，达到节能、降低成本的目的；
另一方面，奶牛在户外活动，进行适当运动，有利于奶牛身心健康，提高奶牛生产性能。
各棚干球温度、风速、相对湿度、ETI的总体平均值见表4。
表4：
各棚整体Td、v、RH、ETI平均值
Td
v
RH
ETI
27.07±
1.42
1.73±
0.18A
89.12±
5.65a
34.05±
2.18a
27.02±
1.36
2.08±
0.33B
89.81±
5.19ab
33.89±
2.09ab
26.58±
1.38
2.32±
0.38C
91.18±
4.04b
33.20±
2.06b
空白
27.14±
2.23
1.53±
0.81D
89.39±
7.77ab
34.11±
2.62a
注：
表中数据，同列右上肩标有不同小写字母者为差异显著（P<
0.05）；
标有不同大写字母者，为差异极显著（P<
0.01）。
下同。
由表4可以看出：
各棚内干球温度（Td）示数差异不显著（P>
各棚的风速（v）均有极显著的差异（P<
0.01）；
相对湿度（RH）的比较，八号棚的相对湿度（RH）总体较高，是和湿帘的运用相关；
三个牛棚中，八号棚ETI值最低，说明八号棚的抗热应激模式具有最好的防暑降温作用。
综上，在三种防暑降温模式对奶牛抗热应激均具有一定作用，其中：
采用无动力风机、湿帘（主要）的防暑降温模式对奶牛抗热应激具有最好效果；
采用无动力风机、风扇（主要）的防暑降温模式对奶牛抗热应激具有中等效果；
采用无动力风机、风扇、隔热草帘（主要）的六号棚防暑降温模式对奶牛抗热应激效果最差。
3讨论
试验期间，室外温度最低温度23.88℃，最高温度34.34℃，以阴雨天气为主，可能会对几种抗热应激模式的防暑降温效果有一定影响。
现将试验期间所有室外温度大于30℃时的数据进行处理，以模拟高温天气，测定三种不同防暑降温模式对奶牛抗热应激的效果。
试验共测得十次室外温度大于30℃，如表5。
表5：
室外温度>
30℃时各棚Td、v、RH、ETI平均值
29.15±
0.88a
0.17A
82.09±
6.8
36.2±
0.17
28.98±
1.02aA
2.24±
83.53±
6.35
35.87±
1.49a
28.39±
0.79aA
2.5±
0.25B
85.6±
4.15A
35.17±
1.37A
30.92±
1.76bB
1.97±
0.96
77.08±
7.58B
37.6±
1.77bB
从表5可以看出，在室外温度>
30℃时，各抗热应激模式均获得较好的效果。
八号棚以湿帘为主的抗热应激模式，整体上防暑降温效果较好，棚内各点温度差异不显著，但值得注意的是：
棚内南北面风速相差较大，表现为南面（进风口）风速明显大于北面（出风口）风速，差异极显著（P<
牧场管理人员可以考虑采取相关措施以提高出风口处奶牛的舒适度。
六号棚的防暑降温模式预期为中等。
试验结果与试验预期效果不符合，究其原因，可能是六号棚格局所致。
六号棚窗口开设较大，密闭性差，与室外交流密切，导致棚内干球温度、风速均比七、八号棚不理想，从而导致ETI值偏大。
由此可以看出，我国夏季炎热，在使用防暑降温措施帮助奶牛抗热应激的同时，奶牛棚内的密闭性是十分必要的。
参考文献
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EffectsofDifferentAnti-heat-stressSystemsontheMicroenvironmentofBarns
ZhouNiu1，ZhangRuihua1，2，ZhangKechun2，HuangKehe1
（1.CollegeofVeterinaryMedicine,NanjingAgricultureUniversity,Nanjing210095;
2.TheInstituteofShanghaiDairyScience,Shanghai20032）
Abstract:
Thestudyobjectivewastoinvestigateeffectsofthreeanti-heat-stresssystemsonthemicroenvironmentofcowbarns.Dry-bulbtemperature,wet-bulbtemperatureandwindspeedindifferentbarnsunderdifferentanti-heat-stresssystemshadbeenmeasuredtocalculaterelativehumidityandtoevaluatethegradeofheat-stress.Theresultsindicatedthatthreesystemsallhadsomeeffectsonheat-stress.Inthethreesystems,thesystemmainlyusingair-conditioningshowedgoodperformanceonresistingheat-stress，thesecondwasthefansystem,thelastwastheshadesystem.Probably,theshadesystemwasinfluencedbytheconfigurationofthebarn.Inordertogetgoodperformanceonsunstrokepreventionandcooling,theobstructionofbarnsisessential.
Keywords:
dairycows;
heatstress;
microenvironment;
temperature;
relativehumidity;
windspeed
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