王亞男，李宏雙，馮 曼，高玉紅，邱殿銳，郭建軍*，張久德（.承德市畜牧研究所，河北承德067000；.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北保定0700；.承德市豐寧縣滿(mǎn)族自治縣農(nóng)牧局，河北承德06850）

河北省北部山區(qū)夏季奶牛舍和犢牛舍二氧化碳的檢測(cè)和分析

王亞男1，李宏雙2，馮 曼1，高玉紅2，邱殿銳1，郭建軍1*，張久德3
（1.承德市畜牧研究所，河北承德067000；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北保定071001；3.承德市豐寧縣滿(mǎn)族自治縣農(nóng)牧局，河北承德068350）

［目的］本試驗(yàn)旨在研究河北省北部寒區(qū)夏季不同建筑類(lèi)型成奶牛舍和犢牛舍的空氣質(zhì)量。［方法］選取4種建筑類(lèi)型的奶牛舍和3種犢牛舍，對(duì)舍內(nèi)外空氣中的二氧化碳（CO2）含量進(jìn)行檢測(cè)。［結(jié)果］表明，大跨度有窗密閉奶牛舍早晚CO2含量最高，約2202m g/m3，遠(yuǎn)超國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，半開(kāi)放奶牛舍CO2含量最低，約550m g/m3，所有奶牛舍CO2的日變化均表現(xiàn)為早晚高、中午低的規(guī)律；單側(cè)帶窗密閉犢牛舍的CO2含量在早中晚三個(gè)時(shí)間段內(nèi)均顯著高于雙側(cè)帶窗密閉犢牛舍和半開(kāi)放犢牛舍（P＜0.01），而后兩種舍的CO2含量間未表現(xiàn)出顯著性差異（P＞0.05）。此外，所有奶牛舍和犢牛舍的CO2含量均顯著高于舍外（P＜0.05），而舍外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和場(chǎng)中的CO2含量差異不顯著（P＞0.05）。該研究可為奶牛舍和犢牛舍的設(shè)計(jì)和環(huán)境改善提供借鑒。

建筑類(lèi)型；奶牛舍；犢牛舍；二氧化碳

反芻動(dòng)物排放的二氧化碳（CO2）是溫室氣體的重要來(lái)源，CO2的高低不僅影響全球的氣候變化，而且直接影響奶牛的生產(chǎn)性能和健康程度［1-2］。河北省北部山區(qū)氣候獨(dú)特，四季分明，為了增加冬季舍內(nèi)的保溫，牛舍的結(jié)構(gòu)密閉性較高，導(dǎo)致夏季牛舍溫度和濕度會(huì)相對(duì)增加，有害氣體擴(kuò)散和揮發(fā)速度也隨之加快，加之規(guī)?；?chǎng)養(yǎng)殖密度的增大，有害氣體極易在舍內(nèi)聚集，對(duì)奶牛健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。研究已證明，舍內(nèi)高濃度的CO2是造成動(dòng)物缺氧的重要因素，主要表現(xiàn)為精神萎靡、食欲減退、免疫力低下以及疾病多發(fā)等［3］。近年來(lái)，關(guān)于牛舍空氣質(zhì)量的研究已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視，尤其是牛舍有害氣體的研究［4-8］，但我省寒冷山區(qū)關(guān)于奶牛舍有害氣體的研究卻較少，本研究選擇河北省北部山區(qū)具有代表性建筑類(lèi)型的四種成奶牛舍和三種犢牛舍，對(duì)夏季舍內(nèi)外空氣中CO2的含量進(jìn)行了檢測(cè)與分析，為奶牛舍建筑類(lèi)型的選擇、通風(fēng)設(shè)計(jì)以及環(huán)境調(diào)控等方面提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)牛舍基本情況

選取河北省承德地區(qū)豐寧縣四種建筑類(lèi)型的成奶牛舍和三種建筑類(lèi)型的犢牛舍，所檢測(cè)牛舍的通風(fēng)類(lèi)型均為自然通風(fēng)，且管理制度基本相同：奶牛TMR日糧每天飼喂兩次，自由采食；刮板清糞每天一次。犢牛每天飼喂兩次，人工清糞一次。所測(cè)奶牛舍和犢牛舍的建筑類(lèi)型與特點(diǎn)如表1所示。

1.2試驗(yàn)儀器

CO2含量的檢測(cè)儀器為加拿大進(jìn)口的二氧化碳測(cè)定儀，型號(hào)為Gas Alert Micro5 IR。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

試驗(yàn)于2014年7月份對(duì)試驗(yàn)牛舍內(nèi)外空氣中的CO2含量進(jìn)行連續(xù)一周的檢測(cè)，以分析不同建筑類(lèi)型牛舍的CO2含量，并對(duì)舍內(nèi)外的CO2含量進(jìn)行比較。按照《環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（NY/T 388-1999）要求，采用均勻布點(diǎn)原則，奶牛舍的料道和兩側(cè)牛欄在水平方向上均勻布置6～7個(gè)點(diǎn)，舍外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和凈道均水平布置4個(gè)點(diǎn)，舍內(nèi)外采樣點(diǎn)的垂直高度均為1.2m。檢測(cè)時(shí)間為每天早上7∶00～8∶00、中午12∶00～13∶00和晚上18∶00～19∶00。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用SPSS（Standard Version19.0，SPSS Inc.）統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），多重比較采用鄧肯氏多重比較法，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

表1　牛舍的建筑特點(diǎn)

2　結(jié)果與分析

2.1不同建筑類(lèi)型成奶牛舍空氣中的CO2含量

2.1.1不同類(lèi)型奶牛舍內(nèi)空氣中的CO2含量 四種奶牛舍空氣中的CO2含量在不同時(shí)間段的如圖1所示。各種舍內(nèi)CO2含量中午為全天最低。大跨度有窗密閉舍（舍4）早晚CO2含量最高，約2202m g/m3，已遠(yuǎn)超出國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 388-1999，≤1500m g/m3），極顯著高于其他三種舍（P ＜0.01）。其次是有窗密閉舍（舍2），約1411m g/ m3，半開(kāi)放舍最低（舍3），約550m g/m3，而晚上有窗密閉舍（舍2）CO2含量全天最高，極顯著高于舍1和舍3（P＜0.01）。

圖1　不同建筑類(lèi)型的奶牛舍在不同時(shí)間段的CO2含量

2.1.2不同類(lèi)型牛舍內(nèi)外CO2含量 四種奶牛舍的舍內(nèi)外空氣中CO2含量如圖4所示，無(wú)窗密閉舍（舍1）的CO2含量與運(yùn)動(dòng)場(chǎng)比較，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），與場(chǎng)中比較，達(dá)到極顯著差異水平（P ＜0.01），其他三種舍（舍2、舍3和舍4）的CO2含量與舍外（運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和場(chǎng)中）比較，差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），尤其是大跨度的有窗密閉舍4內(nèi)的CO2含量高達(dá)舍外的4.7倍。各牛舍的舍外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和場(chǎng)中CO2含量差別不大（P＞0.05）。

2.2不同建筑類(lèi)型犢牛舍空氣中的CO2含量

2.2.1不同建筑類(lèi)型的犢牛舍在不同時(shí)間段空氣中的CO2含量 三種犢牛舍在不同時(shí)間段CO2含量的變化如圖3所示。各時(shí)間段單側(cè)帶窗密閉舍（舍3）的CO2含量其顯著高于其他兩種舍（P＜0.01），而雙側(cè)帶窗密閉舍（舍1）和半開(kāi)放式舍（舍2）之間未表現(xiàn)出顯著性差異（P＞0.05）。

圖2　不同建筑類(lèi)型的奶牛舍內(nèi)外空氣中的CO2含量

圖3　不同建筑類(lèi)型的犢牛舍在不同時(shí)間段的CO2含量

2.2.2不同建筑類(lèi)型的犢牛舍內(nèi)外空氣中CO2含量 3種犢牛舍的舍內(nèi)和舍外（場(chǎng)中）空氣中CO2含量如圖4所示，雙側(cè)帶窗密閉舍的CO2含量與舍外比較，差異不顯著（P＞0.05），而其他兩種舍的舍內(nèi)外CO2含量比較，均達(dá)到顯著水平（半開(kāi)放舍，P＜0.01；單側(cè)帶窗密閉舍，P＜0.05）。各舍內(nèi)早晚CO2含量約為舍外的2.6～3.4倍。

圖4　夏季不同建筑類(lèi)型的犢牛舍內(nèi)外空氣中的CO2含量

3　討論

動(dòng)物呼吸和胃腸道微生物發(fā)酵是奶牛舍CO2的主要來(lái)源［9］，而尿素的水解和糞便的厭氧消化所產(chǎn)生的CO2遠(yuǎn)不及動(dòng)物呼吸所產(chǎn)生CO 2的5%［10-12］，同時(shí)，奶牛飼喂過(guò)程中自身代謝的加強(qiáng)，也會(huì)提高牛舍內(nèi)的CO2水平。研究指出，CO2含量的高低可以直接反映牛舍通風(fēng)狀況和空氣的污濁程度，CO2濃度已經(jīng)作為監(jiān)測(cè)空氣污染程度的主要指標(biāo)，而且CO2濃度的增加可能會(huì)伴隨著其他有害氣體（如氨氣和硫化氫）含量的增高［13］。

河北省北部山區(qū)不同建筑類(lèi)型成奶牛舍和犢牛舍空氣中的CO2含量表現(xiàn)出不同程度的差異，這與與牛舍的建筑類(lèi)型和檢測(cè)時(shí)間密切相關(guān)。本研究中四種建筑類(lèi)型的成奶牛舍中，大跨度有窗密閉舍的CO2含量早晚最高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且明顯高于場(chǎng)外；三種建筑類(lèi)型的犢牛舍中，單側(cè)帶窗密閉舍中CO2含量顯著高于其他兩種牛舍，這主要是因?yàn)樵擃?lèi)結(jié)構(gòu)的牛舍封閉性較好，通風(fēng)較差，導(dǎo)致舍內(nèi)有害氣體含量的增加，因此需引起業(yè)內(nèi)人士的高度重視；而頂部小鐘樓結(jié)構(gòu)且有較大通風(fēng)口的無(wú)窗密閉舍和半開(kāi)放舍因舍內(nèi)空氣流動(dòng)較大，CO2含量相對(duì)較低，均未超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。另外，不同建筑類(lèi)型的成奶牛舍CO2含量均表現(xiàn)出早晚高中午低的變化趨勢(shì)，這與丁露雨等［14］和高玉紅等［15］關(guān)于肉牛舍有害氣體的研究報(bào)道基本一致。從舍內(nèi)外的CO2含量比較可以看出，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和場(chǎng)中的CO2含量相差不大，與大氣中CO2濃度基本相近，說(shuō)明當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和風(fēng)力狀況可以將牛群產(chǎn)生的CO2擴(kuò)散到周?chē)h(huán)境，并且被很快消散。由此可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)空氣中的有害氣體對(duì)奶牛不會(huì)造成太大威脅。

4　結(jié)論

奶牛舍和犢牛舍空氣中CO2的含量與牛舍的建筑類(lèi)型直接相關(guān)，密閉性好的牛舍CO2含量較高，甚至超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可能會(huì)對(duì)奶牛的生產(chǎn)性能造成一定影響。建議在寒冷地區(qū)考慮牛舍的冬季保暖設(shè)計(jì)的同時(shí)，也要兼顧夏季牛舍通風(fēng)設(shè)計(jì)，保證通風(fēng)換氣的正常進(jìn)行，以提高舍內(nèi)的空氣質(zhì)量。

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Investigation and Analysis of Carbon Dioxide of Dairy Cattle Houses and Calf Houses in Northern Mountainous Area of Hebei Province in summer

WANG Ya-nan11，LI Hong-shuang2，F(xiàn)ENG Man1，GAO Yu-hong2，QIU Dian-rui1，GUO Jian-jun1*，ZHANG Jiu-de3
（1.Chengde Animal Husbandry Institute，Chengde，Hebei，068150，China；2.College of Animal Science and Technology， Hebei Agricultural University，Baoding，Hebei，071001，China；3.Agriculture and Animal Husbandry Bureau of Fengning Manchu Autonomous County，Chengde，Heibei，068350，China

【Objective】This experiment aimed at studying air quality of the dairy cattle and calf houses with different types of architecture in northern cold region of Hebei province in summer.【Method】Four styles of dairy cattle houses and three styles of calf houses were used to detect indoor and outside carbon dioxide（CO2）level.The results showed that the CO2concentration in the large-span dairy house was highest in all dairy houses，reaching up to approximately 2202mg/m3 in the morning and evening，which even beyond present national standards，while the concentration of semi-open dairy house was the lowest with 550mg/m3.The daily variation of CO2concentrations in all dairy houses showed the high level in both the morning and evening while the low level at noon；In all three periods，the CO2concentrations in closed calf house with one-side windows was significantly higher than closed calf house of double-side windows and semi-open calf house（P＜0.01），while there was no significant difference between the latter two types of houses（P＞0.05）.Besides，the indoor CO2concentrations were significantly higher than the outdoor concentration in all dairy houses and calf houses.but there was no significant difference between the outside playground and infield（P＞0.05）.The present study would provide reference for the design of cow and calf houses and environmental improvement.

House style；Dairy cattle house；Calf house； Carbon dioxide

S8-1

A

1001-9111（2015）

2015-03-09 修改日期：2015-03-20

河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系奶牛產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金；規(guī)?；膛?chǎng)環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù)與示范（20141309）

王亞男（1987-），女，河北人，碩士研究生，主要研究動(dòng)物科學(xué)，E-mail：85661495@qq.com

高玉紅（1971-），女，河北承德人，副教授，博士，主要從事畜禽環(huán)境控制和牧場(chǎng)設(shè)計(jì)，E-mail：gyhsxs 0209@

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