張 杰，郭忠羽，師旭明，孔令卓，馬 娟，

李 浩1，趙 超1，馮 斌1

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，烏魯木齊　830091；2.新疆庫(kù)爾勒市培訓(xùn)中心，新疆庫(kù)爾勒　841000；

3.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院安寧渠試驗(yàn)場(chǎng)，烏魯木齊　830087)

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新疆冬季雙坡式拴系飼養(yǎng)自然通風(fēng)肉牛舍的環(huán)境空氣質(zhì)量測(cè)定與分析

張 杰1，郭忠羽2，師旭明3，孔令卓1，馬 娟1，

李 浩1，趙 超1，馮 斌1

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，烏魯木齊830091；2.新疆庫(kù)爾勒市培訓(xùn)中心，新疆庫(kù)爾勒841000；

3.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院安寧渠試驗(yàn)場(chǎng)，烏魯木齊830087)

摘要：【目的】測(cè)定與分析冬季新疆雙坡式拴系飼養(yǎng)自然通風(fēng)肉牛舍的環(huán)境空氣質(zhì)量，為有效控制牛舍中的溫濕度及部分有害氣體提供理論依據(jù)?！痉椒ā繉?duì)舍內(nèi)環(huán)境因素如溫度，濕度，NH3濃度，H2S濃度和CO2濃度進(jìn)行測(cè)試和分析?！窘Y(jié)果】舍內(nèi)空氣日平均溫度分別在不同高度層的0.5、1.5和3.0 m中,依次為3.33、4.54和6.36℃，其中，3.0 m顯著高于0.5和1.5 m(P<0.05), 0.5 、1.5 m之間差異不顯著(P>0.05)；舍內(nèi)相對(duì)濕度平均值分別為98.5%，97.2%及99.3%，各層相對(duì)濕度差異均不顯著(P>0.05)；CO2濃度平均值分別為2 083、2 102和2 021 mg/kg，各層濃度差異均不顯著(P>0.05)；NH3濃度平均值分別為0.02、1.02和1.70 mg/kg，各層濃度間差異均較為顯著(P<0 .05 )；H2S未檢測(cè)出?！窘Y(jié)論】新疆冬季雙坡式拴系飼養(yǎng)自然通風(fēng)肉牛舍內(nèi)的溫度、相對(duì)濕度、CO2濃度、NH3濃度等環(huán)境因素呈現(xiàn)出各自不同的分布及變化規(guī)律，它們之間存在著一定的相關(guān)性，其中溫度對(duì)其他因素均有不同程度的影響。采取單一的工程措施是難以實(shí)現(xiàn)減少有害氣體的目的，必須從牛舍設(shè)計(jì)，生產(chǎn)管理等方面采取綜合措施，確保健康肉牛，提高肉牛生產(chǎn)性能。

關(guān)鍵詞：雙坡牛舍；環(huán)境因素；變化規(guī)律；相關(guān)性

0引 言

【研究意義】肉牛舍飼拴系飼養(yǎng)是新疆肉牛育肥養(yǎng)殖的主要模式，采用了無(wú)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的全舍飼飼養(yǎng)養(yǎng)殖方式，舍內(nèi)有飼槽、送料通道、躺臥牛床、清糞通道等不同的功能區(qū)。這種飼養(yǎng)工藝因其具有占地面積少、管理方便、肉牛的飼料轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)而得到了肉牛育肥場(chǎng)及生產(chǎn)管理人員的喜愛(ài)。但在這種飼養(yǎng)模式下,牛舍內(nèi)空氣質(zhì)量狀況影響重大，相關(guān)研究越來(lái)越受到重視?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前研究人員對(duì)密閉式畜舍中溫濕度的調(diào)節(jié)和舍內(nèi)CO2、NH3、H2S有害氣體的來(lái)源、分布狀態(tài)、控制舉措以及其對(duì)畜生產(chǎn)性能的影響等方面的問(wèn)題越來(lái)越重視，已成為家畜環(huán)境研究中的一大熱點(diǎn)。Demmers 等[1]對(duì)氨排放及自然通風(fēng)問(wèn)題進(jìn)行了討論。李保明等[2]對(duì)舍飼散養(yǎng)奶牛舍自然通風(fēng)條件下的溫度，氨，甲烷，氧化亞氮，水蒸氣，進(jìn)行了試驗(yàn)分析。戴四發(fā)等[3]在棟密閉式種豬舍里觀測(cè)了有害氣體的分布。從婁玉杰等[4]的研究結(jié)果中可以得出,冬季封閉式試驗(yàn)牛舍內(nèi)的平均風(fēng)速小于0.2 m/s,空氣濕度均在80%以上,導(dǎo)致舍內(nèi)設(shè)施多處結(jié)霜,有害氣體濃度偏高,舍內(nèi)空氣污濁程度高。欒冬梅等[5]對(duì)位于黑龍江的兩種不同類型的牛舍進(jìn)行了環(huán)境監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明彩鋼結(jié)構(gòu)的保溫牛舍內(nèi)表面的最高溫度僅為-1.1℃，最低溫度為-9.9℃。該牛舍的CO2濃度為3 163(mg/m3)，比畜禽場(chǎng)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高出1 663 mg/m3；另外一種非保溫磚牛舍內(nèi)表面的溫度差僅為3.6℃，基本與牛舍外溫度接近，由于其通風(fēng)良好，牛舍的CO2濃度只有1 387(mg/m3)。Xuan Y M及Chaiyabutr N[6-7]就噴霧、噴淋技術(shù)應(yīng)用于牛舍環(huán)境控制進(jìn)行了研究，認(rèn)為兩者屬于蒸發(fā)降溫，在牛舍環(huán)境控制中的實(shí)用性較強(qiáng)。Berman A[8]認(rèn)為噴霧通過(guò)霧滴氣化可以達(dá)到降低空氣溫度的目的，但如果不做任何前期處理直接將霧滴噴于舍內(nèi)會(huì)增加牛舍內(nèi)的濕度，這種方法不適用于相對(duì)濕度在55%以上的地區(qū)。丁露雨等研究表明噴淋可以加強(qiáng)牛體自身蒸發(fā)散熱[9-10]，但對(duì)于拴系式養(yǎng)殖肉牛而言，會(huì)導(dǎo)致牛床積水，致使牛的飼料轉(zhuǎn)化率和增質(zhì)速率降低[11]。程瓊儀等[12]將濕簾冷風(fēng)機(jī)-纖維風(fēng)管降溫運(yùn)用在敞篷式牛舍中，研究結(jié)果顯示這種做法有助于緩解肉牛的熱應(yīng)激性能。【本研究切入點(diǎn)】目前有關(guān)肉牛舍飼拴系飼養(yǎng)舍內(nèi)空氣質(zhì)量狀況的系統(tǒng)調(diào)查研究工作仍然相對(duì)薄弱，有關(guān)肉牛舍冬季小氣候環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控方面的文獻(xiàn)報(bào)道不多，截至目前還沒(méi)有相關(guān)人員對(duì)新疆雙坡式拴系飼養(yǎng)肉牛舍冬季舍內(nèi)空氣環(huán)境，以及調(diào)控措施做過(guò)系統(tǒng)規(guī)范的研究?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】選取安寧渠綜合試驗(yàn)場(chǎng)育肥牛場(chǎng)的1個(gè)典型的自然通風(fēng)雙坡拴系養(yǎng)殖肉牛舍, 對(duì)其溫度、相對(duì)濕度、CO2濃度、NH3濃度、H2S濃度分別進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,了解新疆地區(qū)舍飼拴系飼養(yǎng)模式下肉牛舍自然通風(fēng)有害氣體的流動(dòng)及變化,為該工藝模式下牛舍的養(yǎng)殖管理和環(huán)境調(diào)控,通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置與管理等提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1　材 料

L99-LXWS溫濕度記錄儀(杭州路格科技有限公司)、GT2000復(fù)合氣體分析儀(深圳市科爾諾電子科技有限公司)、便攜式智能氣體檢測(cè)報(bào)警儀(京恒奧德儀器儀表公司)、Kestrel1000型風(fēng)速儀(上海耀壯檢測(cè)儀器設(shè)備有限公司)、照相機(jī)。列出試驗(yàn)所需儀器性能參數(shù)。表1~3

表1 L99-LXWS溫濕度記錄儀技術(shù)指標(biāo)
Table 1 Technical indicators of L99-LXWS temperature and humidity recorder

測(cè)量參數(shù)Parameters分辨率Resolutionratio測(cè)量精度Precision精密測(cè)量范圍Range間隔時(shí)間Interval(h)空氣溫度Temperature0.1℃±0.5℃-40~70℃(內(nèi)置)-40~100℃(外置)3空氣濕度Humidity0.1%RH±0.3%RH0~100%RH3

表2GT2000復(fù)合氣體分析儀
Table 2 Composite gas analyzer

測(cè)量參數(shù)Parameters量程Range(mg/kg)測(cè)量精度Precision最小讀數(shù)Minimumreading(mg/kg)響應(yīng)時(shí)間Responsetime(s)二氧化碳CO20~10000<±3%(F.S)1≤5硫化氫H2S0-~100<±3%(F.S)0.01≤5氨氣NH30~200<±3%(F.S)0.01≤5

試驗(yàn)日期為2015年1月22~29日，試驗(yàn)地點(diǎn)在新疆農(nóng)科院安寧綜合渠試驗(yàn)場(chǎng)肉牛場(chǎng)。

試驗(yàn)肉牛舍為雙坡半墻封閉式建筑，東西走向，舍長(zhǎng)為80 m，舍寬為12 m，南北兩側(cè)半墻高1.5 m，半墻上安裝1.25 m寬陽(yáng)光板覆蓋采光帶，屋頂高度為5.3 m，門形鋼屋架,屋面輔材為彩鋼夾芯板。舍內(nèi)采用雙列對(duì)頭飼養(yǎng)方式，牛舍中間是飼喂通道，飼喂通道兩側(cè)分別是飼槽、牛床及清糞槽道。圖1

表3 便攜式智能氣體檢測(cè)報(bào)警儀
Table 3Technical indicators of portable intelligent gas detection alarming device

測(cè)量參數(shù)Parameters量程Range(mg/kg)測(cè)量精度Precision最小讀數(shù)Minimumreading(mg/kg)響應(yīng)時(shí)間Responsetime(s)二氧化碳CO20~10000<±3%(F.S)1≤20硫化氫H2S0~100<±3%(F.S)0.01≤30氨氣NH30~100<±3%(F.S)0.01≤20

1.清糞槽道2.牛床3.飼槽4.通風(fēng)管.5.飼喂通道

圖1牛舍結(jié)構(gòu)及主要設(shè)施布置
Fig.1 Barn structure and facility layout

1.2　方 法

1.2.1試驗(yàn)期肉牛的飼養(yǎng)管理

牛舍內(nèi)拴系飼養(yǎng)肉牛100只，肉牛平均年齡1.5歲，平均體質(zhì)量500 kg，飼養(yǎng)密度為1只/2 m2。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集期內(nèi)牛群的日糧配方是保持不變的，飼喂方式采用人工喂料、定時(shí)喂水的全舍飼飼養(yǎng)模式，飼喂次數(shù)為每天3次，每天08:30喂玉米青貯和精料以及麥草等粗飼料，13:00時(shí)和下午19:00時(shí)各喂1次粗飼料，采用人工清糞每天清糞1次，通風(fēng)換氣方式采取直徑為160 mm的通氣管自然通風(fēng)。

1.2.2采樣

環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的各項(xiàng)參數(shù)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)，取樣方法，監(jiān)測(cè)高度的確定和監(jiān)測(cè)頻率的要求，根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(NY/ T388 - 1999)[13]執(zhí)行。測(cè)量方法參照各測(cè)量?jī)x器說(shuō)明書。在舍內(nèi)選取5個(gè)測(cè)試處，5個(gè)測(cè)試處將東西走向牛舍均分為6段,在每個(gè)測(cè)試處垂直方向各取3個(gè)層面, 分別距地面為0.5、1.5和3.0 m 。測(cè)試過(guò)程中，記錄了每個(gè)層面的溫度、相對(duì)濕度、NH3、H2S 和CO2的數(shù)值。由于5個(gè)測(cè)試點(diǎn)處數(shù)據(jù)差異不顯著，故取平均值記錄。同時(shí)在牛舍東西向舍外選取一個(gè)測(cè)試處，測(cè)試處離牛舍20 m，距地面高度1.5 m。測(cè)試過(guò)程中，自動(dòng)記錄室外溫度、相對(duì)濕度。

1.3　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)用Excel2003軟件進(jìn)行圖形繪制，運(yùn)用SPSS16.0 進(jìn)行方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1　肉牛舍舍內(nèi)外溫度變化

溫度的變化在一定程度上影響肉牛的健康和生產(chǎn)性能，主要表現(xiàn)在對(duì)能量轉(zhuǎn)化率和進(jìn)食量的影響上[14]。過(guò)高和過(guò)低的環(huán)境溫度，均對(duì)肉牛健康和生長(zhǎng)不利。對(duì)溫度的空間分布特征、日變化規(guī)律進(jìn)行測(cè)定和分析。測(cè)試期間肉牛舍的平均氣溫最高為9.12℃，最低為-0.09℃，平均溫度為4.61℃，距地面0.5、1.5、3 m 高水平面的空氣日平均溫度分別為3.33、4.54、6.36℃，其中，3.0 m顯著高于0.5 m、1.5 m(P<0.05), 0.5和1.5 m之間差異不顯著(P>0.05)。可以看出，牛舍內(nèi)不同高度的空間，溫度是不同的，一般表現(xiàn)為：3.0 m溫度最高，0.5 m溫度最低，兩個(gè)高度層溫度平均最大差值為6.04℃。舍內(nèi)空氣溫度日變化規(guī)律較為明顯，隨外界環(huán)境溫度的變化而變化，最低溫度出現(xiàn)在09:00~11:00，下午15:00~17:00達(dá)到最高值。雖然在儀器放置初期有一定的波動(dòng)階段，但是在空間上仍然可以看出呈現(xiàn)垂直分布的規(guī)律，從地面向頂棚溫度逐漸升高。測(cè)試期間舍內(nèi)空氣溫度均高于舍外溫度，溫度變換較舍外平緩，說(shuō)明該類型的牛舍在寒冷冬季具有較好的保溫效果，可以滿足肉牛冬季清糞、飲水管理的需要。圖2

圖2不同時(shí)間溫度分層日變化
Fig.2 Daily change of temperature at different height

2.2　肉牛舍舍內(nèi)外相對(duì)濕度變化

相對(duì)濕度較高，有利于空氣中灰塵的凈化和呼吸系統(tǒng)疾病的控制。但在溫度處于高低極端的條件下，相對(duì)濕度將嚴(yán)重影響肉牛的熱調(diào)節(jié)功能[15]。在一般情況下，肉牛在高濕度環(huán)境下的抗病性降低，發(fā)病率和死亡率增加；高濕環(huán)境為病原微生物的繁殖、感染、傳播創(chuàng)造條件，使肉牛對(duì)傳染病的感染率增加。圖3

圖3不同時(shí)間相對(duì)濕度分層日變化
Fig.3 Daily change of relative humidity at different height

測(cè)試期間雙坡式肉牛舍內(nèi)平均相對(duì)濕度的最高值達(dá)到100%，最低值為83.6%，平均相對(duì)濕度為98.3%。舍內(nèi)相對(duì)濕度在距離地面0.5、1.5、3.0m 不同高度層的平均值分別為98.5%，97.2%及99.3%，相對(duì)濕度差異不顯著。由于不同的測(cè)試時(shí)間和不同的測(cè)試高度，相對(duì)濕度有所差異，整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，舍內(nèi)不同高度層的相對(duì)濕度均隨著外界濕度的變化而變化，受舍外相對(duì)濕度的影響較大。舍外相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)，舍內(nèi)各測(cè)試層面均達(dá)到100%，舍內(nèi)外相對(duì)濕度最小值均出現(xiàn)在中午13:00~15:00。24 h內(nèi)相對(duì)濕度較大出現(xiàn)在18:00至次日早晨11:00。由于測(cè)試牛舍沒(méi)有安裝通風(fēng)設(shè)備，濕度無(wú)法調(diào)節(jié)。建議在牛舍東西山墻上安裝風(fēng)機(jī)或牛舍頂部安裝風(fēng)帽，采用不定時(shí)手動(dòng)或定時(shí)自動(dòng)通風(fēng)來(lái)降低舍內(nèi)濕度，通風(fēng)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，避免因通風(fēng)時(shí)間過(guò)程而出現(xiàn)的舍內(nèi)溫度驟降。圖3

2.3　肉牛舍內(nèi)CO2的變化

CO2主要來(lái)自于肉牛的呼吸功能，會(huì)造成缺氧，引起慢性毒害。肉牛長(zhǎng)期在缺氧的環(huán)境中生長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)精神萎靡、喪失食欲、體力下降等癥狀，抵抗力會(huì)有所下降。當(dāng)CO2含量增加時(shí)，其他有害氣體含量也有可能增高[16]。

圖4不同時(shí)間CO2濃度的分層日變化
Fig.4 Daily change of CO2concentration at different height

試驗(yàn)期間，CO2濃度在距離地面0.5、1.5、3.0 m 不同高度層的平均值分別為2 083、2 102及2 021 mg/kg，各層濃度間的差異均呈不顯著狀態(tài)(P>0.05)。整個(gè)測(cè)試期間，CO2濃度呈現(xiàn)波動(dòng)變化，各測(cè)試高度層的變化趨勢(shì)較為一致。每個(gè)高度層的最低值均出現(xiàn)在10：00~15:00，且濃度值均低于畜舍空氣中CO2的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)1 500 mg/kg。其余時(shí)間段里CO2濃度高于衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是每天10：00~15:00是飼喂與清糞時(shí)間段，工人頻繁進(jìn)出牛舍并開關(guān)大門。由于風(fēng)力作用CO2隨空氣擴(kuò)散，因而其含量處于降低水平；相反，15:00以后直到次日10：00，牛舍大門基本是處于關(guān)閉狀態(tài)，且夜間風(fēng)力較小，CO2不易擴(kuò)散，因此其濃度相對(duì)較高。圖4

2.4　肉牛舍內(nèi)NH3變化

NH3同樣是畜舍中含氮有機(jī)物分解輸出的[17]。肉牛長(zhǎng)時(shí)間處于高濃度NH3環(huán)境中，疾病抵抗力明顯減弱[18]。牛舍內(nèi)的NH3對(duì)飼養(yǎng)人員同樣會(huì)產(chǎn)生危害，高濃度的氨刺激眼結(jié)膜，產(chǎn)生灼痛和流淚，并引起咳嗽。

試驗(yàn)期間，氨氣濃度在距離地面0.5、1.5、3.0 m 不同高度層的平均值分別為0.02、1.02及1.70 mg/kg，各層濃度間差異均較為顯著(P<0 .05 )。氨氣濃度的日變化分析得出，NH3濃度在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中呈波動(dòng)變化，各測(cè)試高度層的晝夜變化規(guī)律較為一致。氨氣濃度從地面到頂棚逐漸增大，在空間上可以看到明顯的垂直分布。各個(gè)測(cè)試高度層的濃度低點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間與二氧化碳濃度低點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間較為一致。整個(gè)測(cè)試期間各個(gè)測(cè)試層氨氣濃度均顯著低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的≤20 mg/m3(26.4 mg/kg)，滿足肉牛正常生長(zhǎng)要求。圖5

圖5不同時(shí)間NH3濃度的分層日變化
Fig.5 Daily change of NH3concentration at different height

2.5　肉牛舍內(nèi)H2S的變化情況

H2S是畜舍內(nèi)含硫有機(jī)物厭氧分解生成的。肉牛長(zhǎng)期生活在低濃度硫化氫的空氣環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢甚至中毒現(xiàn)象。飼養(yǎng)人員長(zhǎng)期接觸硫化氫也會(huì)引起頭痛、惡心、心跳緩慢，組織缺氧和肺水腫等。我國(guó)勞動(dòng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定空氣中的硫化氫含量不得超過(guò)5.6 mg/kg(10 mg/m3)，畜舍空氣中硫化氫含量最高不得超過(guò)10 mg/kg。

整個(gè)試驗(yàn)期間檢測(cè)的牛舍H2S濃度為0。原因是畜舍內(nèi)的冬季舍內(nèi)溫度低，糞便清理較為及時(shí)。

2.6　溫度與舍內(nèi)氣體(CO2、NH3)含量日變化之間的關(guān)系

溫度與CO2濃度、NH3濃度的關(guān)系。作為呼吸代謝的產(chǎn)物，CO2濃度與溫度變化的相關(guān)性并不顯著，舍內(nèi)CO2濃度的高低主要取決于肉牛個(gè)體本身CO2釋放量的多少以及舍內(nèi)肉牛養(yǎng)殖密度的大小，舍內(nèi)溫度的高低對(duì)CO2濃度影響較小。圖6

圖6溫度與CO2濃度關(guān)系
Fig. 6Relationship between temperature and CO2concentration

在06：00~21:00，NH3隨溫度變化趨勢(shì)明顯，呈現(xiàn)一定的正相關(guān)關(guān)系。隨著溫度的升高, 肉?；顒?dòng)旺盛,排尿量和排尿頻次增多, 尿素水解產(chǎn)生的NH3增多，導(dǎo)致NH3濃度的上升,這與牛尿中的尿素水解是NH3產(chǎn)生的主要因素[19]相一致。此外升溫可加速舍內(nèi)糞尿中有機(jī)物發(fā)酵,還會(huì)使吸附在維護(hù)結(jié)構(gòu)中的NH3釋放出來(lái)，也會(huì)促使NH3濃度的上升。圖7

圖7溫度與NH3濃度關(guān)系
Fig. 7Relationship between temperature and NH3concentration

3討 論

3.1　冬季雙坡式自然通風(fēng)肉牛舍內(nèi)的溫度與相對(duì)濕度

肉牛舍內(nèi)高度不同溫度有所不同，0.5、1.5和3.0 m處的溫度逐漸升高,呈現(xiàn)垂直變化的趨勢(shì)。不同高度層的相對(duì)濕度略有不同，但均高于97%，是由于通風(fēng)不良造成。溫度和相對(duì)濕度呈現(xiàn)出明顯的晝夜變化規(guī)律, 溫度白天高于夜間而相對(duì)濕度則相反是夜間高于白天。全舍飼飼養(yǎng)工藝模式下的自然通風(fēng)牛舍舍內(nèi)溫濕度情況主要受外界溫、濕度的影響較大。

3.2　舍內(nèi)CO2濃度的變化

整個(gè)試驗(yàn)期間，CO2的濃度在961～3 166 mg/kg變化,平均值2 070 mg/kg。CO2濃度呈現(xiàn)波動(dòng)變化，各測(cè)試高度層的變化趨勢(shì)較為一致，各高度層差異不顯著。10：00~15:00各高度層CO2濃度值均低于畜舍空氣中CO2的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)1 500 mg/kg，但其余時(shí)間段里CO2濃度高于衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。這是由于為了確保冬季舍內(nèi)溫度，畜舍采取全封閉狀態(tài)。10：00~15:00為飼喂和清糞時(shí)間段，大門頻繁打開，增加了舍內(nèi)空氣流動(dòng)使得CO2濃度降低。建議在牛舍東西山墻上安裝軸流風(fēng)機(jī)或在牛舍屋頂安裝無(wú)動(dòng)力風(fēng)帽，實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)或不定時(shí)手動(dòng)通風(fēng)。

3.3　舍內(nèi)NH3濃度、H2S濃度的變化

試驗(yàn)期間，NH3濃度在0～2.2 mg/kg變化,平均值0.9 mg/kg。不同高度層的NH3濃度均不同，并呈現(xiàn)出明顯的垂直變化規(guī)律，0.5、1.5和3.0 m處的NH3的濃度逐漸升高。還可以看出,NH3濃度在舍內(nèi)的變化呈現(xiàn)由低溫流向高溫的現(xiàn)象, 與溫度的變化存在一定的正相關(guān)關(guān)系。試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果顯示，試驗(yàn)牛舍中NH3濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)規(guī)定，主要原因是因?yàn)榕Ｉ岵扇∫惶煲磺?，清理糞便較為及時(shí)以及飼喂、清糞時(shí)開門增加了空氣流動(dòng)。整個(gè)測(cè)試期沒(méi)檢測(cè)出H2S。

4結(jié) 論

新疆冬季雙坡式拴系飼養(yǎng)自然通風(fēng)肉牛舍內(nèi)的溫度、相對(duì)濕度、CO2濃度、NH3濃度、H2S濃度等環(huán)境因素呈現(xiàn)出各自不同的分布及變化規(guī)律，它們之間存在著一定的相關(guān)性，溫度對(duì)其他因素均有不同程度的影響。舍內(nèi)的溫度和NH3呈現(xiàn)明顯的分層和日變化,各測(cè)試高度變化規(guī)律較為一致, 且顯著受到舍外氣候的影響；舍內(nèi)相對(duì)濕度和CO2分層現(xiàn)象不明顯，但呈現(xiàn)一定的日變化, 兩種氣體夜間的平均濃度均高于白天；溫度對(duì)舍內(nèi)的NH3的含量有顯著影響，兩者之間有顯著的相關(guān)性；溫度高低對(duì)舍內(nèi)CO2的含量影響不大，主要取決于肉牛個(gè)體本身CO2釋放量的多少以及舍內(nèi)肉牛養(yǎng)殖密度的大小。

整個(gè)測(cè)試期間試驗(yàn)牛舍內(nèi)的溫度、NH3濃度、H2S濃度均在畜禽場(chǎng)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，而相對(duì)濕度及CO2濃度部分時(shí)間超標(biāo)。導(dǎo)致相對(duì)濕度及CO2濃度超標(biāo)的原因有很多[20]，采取單一的預(yù)防措施很難達(dá)到減少有害氣體的目的，必須從牛舍設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理等多方面入手，采取綜合性措施，確保肉牛健康、提高肉牛生產(chǎn)性能的目標(biāo)。首先要從生產(chǎn)管理方面入手，及時(shí)清除糞尿污水，建議糞便一天一清；其次要配備合理的通風(fēng)系統(tǒng)和制訂適宜的通風(fēng)換氣制度，建議在牛舍東西山墻上安裝軸流風(fēng)機(jī)或在牛舍屋頂安裝無(wú)動(dòng)力風(fēng)帽，實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)或不定時(shí)手動(dòng)通風(fēng)，增加舍內(nèi)空氣流動(dòng)，降低濕度及CO2濃度。

參考文獻(xiàn)(References)

[1]Demmers T. G. M., Phillips V. R., Short L. S., Burgess L. R., Hoxey R. P., & Wathes C. M. (2001). Validation of ventilation rate measurement methods and the ammonia emission from naturally ventilated dairy and beef buildings in the United Kingdom.JournalofAgriculturalEngineeringResearch. 79(1)：107-116.

[2]李保明，施正香，G Zhang，等.丹麥舍飼散養(yǎng)自然通風(fēng)奶牛舍的空氣環(huán)境分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004,20(5)：231-236.

LI Bao-ming，SHI Zheng-xiang, Zhang G.，et al. (2004). Contaminant gas survey of naturally ventilated dairy-cow freestall houses in Denmark [J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 20(5): 231-236. (in Chinese)

[3]戴四發(fā)，王立克，李如蘭，等.密閉式種豬舍部分有害氣體分布狀況觀測(cè)[J].安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2004,18(1)：7-10.

DAI Si-fa, WANG Li-ke, LI Ru-lan, et al. (2004). Observation of Distribution of Some Nocuous Gases in Airtight [J].JournalofAnhuiTechnicalTeachersCollege，18(1)：7-10. (in Chinese)

[4]婁玉杰,紀(jì)術(shù)遠(yuǎn),周海柱.不同類型肉牛舍冬季環(huán)境質(zhì)量測(cè)定與分析[C]//. 2010年家畜環(huán)境與生態(tài)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2010: 88-90.

LOU Yu-jie, JI Shu-yuan, ZHOU Hai-zhu. (2010).Thewinterenvironmentalqualitydeterminationandanalysisofdifferenttypeofbeefcattlebarns[C]// Collected papers of 2010 livestock environmental and ecological symposium：88-90. (in Chinese)

[5]欒冬梅,趙靖,馮春燕,等.黑龍江省冬季育肥牛舍的環(huán)境測(cè)定[C]//. 2010年家畜環(huán)境與生態(tài)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2010: 156-160.

LUAN Dong-mei, ZHAO Jing, FENG Chun-yan，et al. (2011). Research on the winter environment of different types of beef houses in Heilongjiang province [C].JournalofNortheastAgriculturalUniversity, 42(6): 66-70. (in Chinese with English abstract)

[6] Xuan, Y. M., Xiao, F., Niu, X. F., Huang, X., & Wang, S. W. (2012). Research and application of evaporative cooling in china: a review (i) - research.Renewable&SustainableEnergyReviews, 16(5)：3,535-3,546.

[7] Chaiyabutr, N., Chanpongsang, S., & Suadsong, S. (2008). Effects of evaporative cooling on the regulation of body water and milk production in crossbred holstein cattle in a tropical environment.InternationalJournalofBiometeorology, 52(7)：575-585.

[8] Berman, A. (2009). Predicted limits for evaporative cooling in heat stress relief of cattle in warm conditions.JournalofAnimalScience, 87(10)：3,413-3,417.

[9]丁露雨，王美芝，陳昭輝，等. 南方開放式肉牛舍夏季噴霧降溫效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(2)：224-231.

DING Lu-yu, WANG Mei-zhi, CHEN Zhao-hui, et al. (2013). Effects of spraying cooling on open beef cattle barn in Southern China[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 29(2): 224 - 231. (in Chinese )

[10] Berman, A. ,. (2008). Increasing heat stress relief produced by coupled coat wetting and forced ventilation.JournalofDairyScience, 91(12)：4,571-4,578.

[11]Abney, C., S., Galyean, M. L. (2006).Seasonalandenvironmentaleffectsonenergyrequirementsandperformanceofhigh-producingcattle[C]// .Mid-South Ruminant Nutrition Conference, America：43-50.

[12]程瓊儀，劉繼軍，靳薇，等.冷風(fēng)機(jī)-風(fēng)管對(duì)南方開放式牛舍的降溫效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014,30(8)：126-134.

CHENG Qiong-yi, LIU Ji-jun, JIN Wei, et al. (2014). Effects of cooling fan-duct on cooling performance in open-sided beef barn in Southern China [J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 30(8): 126-134. (in Chinese)

[13](NY/ T388 -1999)動(dòng)物防疫標(biāo)準(zhǔn)匯編[S] .2003.

[14] Loomis, R. S., Morris, J. G., & Rechcigl, M. (1983). Handbook of agricultural productivity. Bioscience, 33.

[15] Kelly et al .LivestockEnvironment,1982,II,p.392.

[16]要志強(qiáng)，李玉春.畜禽舍中有害氣體對(duì)畜禽的影響及防控措施[J].畜禽業(yè)，2010，(10)：22-23.

YAO Zhi-qiang, LI Yu-chun. (2010). The influence of harmful gas in the corral for livestock and the prevention or control measures on it. [J].LivestockandPoultryIndustry,(10)：22-23. (in Chinese)

[17]蔣勇軍,陳來(lái)文,李桂琴.雞舍中有害氣體的產(chǎn)生及控制措施[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2011,(12):66-67.

JIANG Yong-jun, CHEN Lai-wen, LI Gui-qing. (2011). The formation of harmful gas in the henhouse and control measures [J].HeilongjiangAnimalScienceandVeterinaryMedicine,(12): 66-67. (in Chinese)

[18]李建國(guó),曹玉風(fēng).肉牛標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2003:275-297.

LI Jing-guo, CAO Yu-feng.(2003).Standardizationofbeefcattleproductiontechnology[M]. China Agricultural University Press：275-297. (in Chinese)

[19] Muck, R. E., & Richards, B. K. (1983).Lossesofmanurialnitrogeninfreestallbarns.AgriculturalWastes, 7(2)：65-79.

[20] 趙麗榮.冬春季規(guī)?；u舍有害氣體的控制措施[J].畜牧獸醫(yī)雜志，2000，19(1)：27-31.

ZHAO Li-rong. (2000). Scale henhouse control measures of harmful gas in winter and spring [J].JournalofAnimalScienceandVeterinaryMedicine，19(1)：27-31. (in Chinese)

Fund project:Supported by National Science and Technology Support Project of'12th Five-Year Plan': Research on and Demonstration of Application Facilities and Equipment for Beef Cattle Breeding in Xinjiang" (2011BAD47B03)and the Youth Funds of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences: Research on the Air and Temperature in the Warm Beef Cattle Shed Based on CFD Plastic Films (xjnkq-2015014)

Measurement and Analysis of Air Quality in Double-slope-type-tether-

edfeeding Cowshed by Natural Ventilation during Xinjiang Winter Time

ZHANG Jie1, GUO Zhong-yu2, SHI Xu-ming3, KONG Li-zhuo1, MA Juan1,

LI Hao1, ZHAO Chao1, FENG Bin1

(1.ResearchInstituteofAgriculturalMechanization,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.KorlaCityTrainingCenter,KorlaXinjiang841000,China; 3.AnninquExperimentFarm,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830087,China)

Abstract：【Objective】 To measure and analyze the air quality in double-slope-type-tethered-feeding cowshed by natural ventilation during Xinjiang winter time in order to provide theoretical basis and suggestions for effective control of temperature and humidity in the barn and some harmful gases.【Method】Testing the environmental factors such as the inner temperature, relative humidity, concentration of NH3, concentration of H2S and CO2concentration as the main factors and analyzing the various factors change rules and correlations.【Result】Test results showed that at the different levels of the inner 0.5, 1.5 and 3.0 m, the average daily temperature of air ws 3.33 , 4.54 and 4.54 ℃ respectively, and at 3.0 m the temperature was significantly higher than at 0.5, 1.5 m (P < 0.05), but there was no significant difference between 0.5 and 1.5 m (P > 0.05); Inner average relative humidity was 98.5%, 97.2% and 99.3%, at 3.0 m level, the relative humidity was significantly higher than at 1.5 (P < 0.05), 0.5 and 0.5 m relative humidity difference was not significant (P > 0.05), 0.5 m and 1.5 m relative humidity difference was significant; The average CO2concentration was 2,083, 2,102 and 2,021 mg/kg, respectively. At each layer there was noo significant difference (P > 0.05); The average NH3concentrations were 0.02 mg/kg, 1.02 mg/kg, and 1.02 mg/kg, between them, there were no significant difference (P < 0.05); H2S was not detected.【Conclusion】The environmental factors such as temperature, relative humidity, concentration of CO2, concentration of NH3, concentration of H2S in Winter of dual slope and tied raise natural ventilation beef cattle in XinJiang, showed different distribution and change rule, there is a certain correlation between them, the temperature on the influence of other factors to some extent.Single engineering measures is difficult to achieve the goal of reducing harmful gas, we should take comprehensive measures, for example: the design of barn, production management and other aspects, Ensure the health of beef cattle, improve the performance of beef cattle production.

Key words:dual slope cowshed; environmental factors; change rule; correlation

通訊作者:馮斌(1968-),男，陜西人，研究員，碩士，研究方向?yàn)樾竽裂b備，(E-mail)xjwsfb@sina.com

作者簡(jiǎn)介:張杰(1984-)，女，山東泰安人，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)樾竽凉こ萄b備，(E-mail)369441769@qq.com

基金項(xiàng)目:“十二五”國(guó)家科技支撐課題“新疆肉牛養(yǎng)殖適用設(shè)施及設(shè)備的研究與示范”(2011BAD47B03)；新疆農(nóng)科院青年基金項(xiàng)目“基于CFD的塑膜暖棚肉牛舍冬季氣流場(chǎng)和溫度場(chǎng)研究”(xjnkq-2015014)

收稿日期：2015-07-15

中圖分類號(hào)：S823.4+4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-4330(2016)02-0383-08

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2016.02.027