法式產仔豬舍內環境參數規律研究

龔建軍,何志平,雷云峰,楊 禮,曾 凱,陶 旋,李學杰,楊 洋,萬昭軍*

（1.四川省畜牧科學研究院，成都 610066 2.四川川嬌生態豬業股份有限公司，成都 611332）

現代畜牧業在全國蓬勃興起，規模化、超大規模化豬場在國內不斷推陳出新，為了進一步追求利益最大化，豬舍內圈養密度愈來愈大[1]，盡管在較好的營養、疫苗防治、飼養管理方面給予了較好條件，但母豬年提供商品豬頭數僅12～15頭之間[2]，究其原因，主要是現今生豬品種滿足高效與高瘦肉率要求之后，對疫病抵抗力愈來愈差，環境已成為影響動物生產成績的關鍵因素之一[3]，但與發達國家相比，我國的設施養殖業，特別是畜牧工程領域還有較大差距[4]，生豬生存的環境難以調控，障礙了其生產潛力的發揮。豬是恒溫動物, 其平均溫度為38.0 ℃[5], 據NRC( 1988)[6]測定 , 氣溫升高 1 ℃ , 豬采食量減少40 g；在持續高溫環境下( 28～35 ℃) , 30～60 kg 的豬日采食量較常溫環境下降低了14% ,日增重下降了21% , 料重比增加了0.23（艾地云，1996)[7]。汪開英（2002）[8]研究結果表明：高溫將導致豬的體溫升高、心率加快、生產性能降低等熱應激反應，高溫時環境濕度增大10%, 相當于環境溫度升高1 ℃對豬的影響。由此可見，豬舍過熱、過冷、潮濕、有毒有害氣體濃度偏高等不良環境條件，可導致豬體不適、生產成績下降、成活率降低，并可能誘發引起豬只感冒、腹瀉或呼吸道等疾病；2012年，四川川姣集團從法國引進全套生豬生產設備，舍內環境控制系統是其主要的亮點。2014年3月，課題組對集團的法式產仔舍內的氨氣、二氧化碳、硫化氫、溫度、濕度、風速在春季的時空分布規律進行了系統研究與評價，現將研究結果報告于下，供國內同行業參考。

1 材料與方法

1.1 時間與地點

研究于2014年3月25日—2014年4月1日在四川省大邑縣川姣集團的法式產仔舍進行，本產仔舍由法國I-TEK公司設計，并采用其全套設備。

1.2 試驗豬舍布局

豬舍長33.9 m，寬13.2 m，舍內產仔欄4列式布局，共72欄。測定期間，存欄哺乳母豬65頭，均重182 kg，哺乳仔豬650頭，均重6.3 kg。舍內有個5通道，其中中間、兩側通道為進風通道（通道1、通道3、通道5），其余為工人操作通道（見圖1、圖2）。

1.3 監測位置與時間點

在通道2、通道3、通道4平面上選擇前中后各3個點，共9個點（見圖1中，點2-1、點2-2、點2-3；點3-1、點 3-2、點 3-3；點 4-1、點 4-2、點 4-3）。通道2、通道4每監測點選擇離地面0、50、100、150 cm 共4層，通道3每監測點選擇離地面-25、0 cm、50、100、150 cm 共5層（見圖2），每天于6:00、12:00、18:00、24:00這 4個時間段監測舍內環境指標參數。

1.4 測定儀器與參數

1.4.1 深圳市科爾諾電子科技有限公司生產的GT-2000多功能復合氣體分析儀

氨氣：量程0～100/(mL/m3)，分辨率：0.01/(mL/m3)，檢測方式：電化學傳感器檢測。

硫化氫：量程0～100/(mL/m3)，分辨率：0.01 /(mL/m3)，檢測方式：電化學傳感器檢測。

二氧化碳: 量程0～5 000 /(mL/m3)，分辨率：1 /(mL/m3)，檢測方式：紅外吸收氣體傳感器檢測。

1.4.2 美國TSI公司的TSI 9545數字式測定儀

溫度：量程：-10～60 ℃，分辨率0.1 ℃, 檢測方式：鉑電阻RTD傳感器。

濕度：量程：0～95%，分辨率0.1%, 檢測方式：電容式傳感器。

風速：量程：0～30 m/s，分辨率0.01 m/s, 檢測方式：熱式傳感器。

1.5 數據采集方法

圖1 產仔舍平面布局

每點待儀器測定數據穩定后，由儀器每5 s采集貯存1次，取連續3次數據平均值，作為該點當天測定值，每點連續測定7 d作為此次試驗的觀測值。

1.6 數據處理與統計分析

用EXEL2007軟件建立監測數據庫，用SPSS11.5進行單因素方差分析，用Duncan法進行多重比較，結果以平均數±標準差表示。

1.7 均勻度計算方法

均勻度：指在對環境參數進行分析時，不同時間或不同測定位點的最高值與最低值之差的絕對值。

2 結果與分析

2.1 豬舍內各環境參數春季監測結果

連續7 d監測舍內3個通道共39個點環境參數分布規律（其中通道3為新風通道；通道2與通道4為工作通道，可代表哺乳母豬周圍空氣環境狀況），測定結果見表1，由表1可知，該舍內哺乳母豬周圍環境參數為（通道2與通道4平均值）：氨氣20.72/(mL/m3)，硫化氫氣體0.31/(mL/m3)，二氧化碳996.14/(mL/m3)， 溫 度 22.26 ℃、 濕度66.16%，風速0.04 m/s。除二氧化碳濃度超出20/(mL/m3)推薦值以外，其他值均在德國工業標準DIN 18 910與Hongwei Xin（2014）北京研討會報道推薦值范圍內。

2.2 豬舍環境參數時間分布規律分析

豬舍內外環境參數時間分布規律見表2，測定結果表明，此豬舍內各環境參數較穩定，分布均勻，各種環境參數均勻度分別為：氨氣2.33/(mL/m3)、硫化氫0.12/(mL/m3)、二氧化碳 265.78/(mL/m3)、溫度 1.44 ℃、濕度7.98%、風速0.04 m/s。各種環境參數按時間分布規律分析如下：

2.2.1 氨氣

圖2 產仔舍剖面圖

表1 通道3、通道2與通道4環境參數監測結果

表2 豬舍內外環境參數時間分布規律

由表2可知，氨氣濃度在0:00、6:00時最高，分別為18.98/(mL/m3)與 19.19/(mL/m3)； 在 12:00、18:00時濃度較低，分別為17.68/(mL/m3)與 16.86/(mL/m3)；0:00、6:00與12:00、18:00時之間差異達極顯著水平（P＜ 0.01）。 氨 氣 濃 度 按 06:00、12:00、18:00、24:00呈先降后升趨勢（見圖3）。低于GB/T 17824.3-2008（國家標準）的28.76 /(mL/m3)，低于Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的20 /(mL/m3)。

2.2.2 硫化氫

由表2可知，硫化氫濃度在18:00時最高，達0.37/(mL/m3)，在0:00、12:00時濃度最低，均為0.25/(mL/m3)，18:00、6:00與 0:00、12:00之 間差異達極顯著水平（P＜0.01），0:00與12:00之間差異不顯著（P＞0.05），硫化氫濃度時間分布趨勢（見圖4）。低于GB/T 17824.3-2008（國家標準）7.2/(mL/m3)，低于Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的5/(mL/m3)。

2.2.3 二氧化碳

由表2可知，二氧化碳濃度在0:00、06:00、較高，分別為1 006/(mL/m3)、 1 071/(mL/m3)；在 12:00、18:00時濃度較低，分別為805/(mL/m3)、901/(mL/m3)；各時間段之間差異達極顯著水平（P＜0.01）。二氧化碳濃度時間分布趨勢（見圖5）。此豬舍內二氧化碳氣體比GB/T 17824.3-2008（國家標準）722.39/(mL/m3)略高，但遠低于Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的3 000 /(mL/m3)。

圖3 不同時間段的氨氣濃度

圖4 不同時間段的硫化氫濃度

圖5 不同時間段的二氧化碳濃度

圖6 舍內外溫度時間分布規律

2.2.4 溫度

由表2可知，舍內溫度在12:00時較高，為22.18 ℃，其余溫度均在20 ℃以上，各時間點之間差異極顯著（P＜0.01）。此豬舍內受舍外溫度影響較小、溫度隨時間分布較均勻（見圖6），說明此豬舍對溫度調控能力強。且均在GB/T 17824.3-2008（國家標準）18～ 22 ℃與 Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的16～24 ℃之間。24:00時，測舍內保溫燈下的溫度為22.8 ℃（乳豬局部保溫），較舍內僅高2.06 ℃，遠低于仔豬32～38 ℃溫度要求[9]。

2.2.5 濕度

由表2可知，舍內濕度在06:00時較高，為73.2%，其余濕度均在70%左右，各時間點之間差異極顯著（P＞0.01）。此豬舍內濕度較均勻，受舍外濕度影響較小（見圖7），與GB/T 17824.3-2008（國家標準）接近,略高于Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的范圍。

2.2.6 風速

由表2可知，在18:00、24:00時，舍內風速最大，分別為0.06 m/s、0.05 m/s；06:00、12:00時較低，分別為0.02 m/s、0.03 m/s；各時間點之間差異極顯著（P＜0.01）。此豬舍內風速較均勻，受舍外影響較小（見圖8），且低于GB/T 17824.3-2008（國家標準）0.15 m/s。說明此豬舍對風速的調控能力強。

2.3 豬舍環境參數空間分布規律

空間分布規律結果見表3，經分析表明，舍內-25 cm處的氨氣、硫化氫、二氧化碳濃度最低，說明此處空氣質量較好，與此通道為新風通道有關。此豬舍內各環境參數均勻度分別為：氨氣 2.33 /(mL/m3)、硫化氫12 /(mL/m3)、二氧化碳 265.78 /(mL/m3)、溫度1.44 ℃、濕度7.98%、風速0.04 m/s，表明舍內空氣分布均勻、穩定性高，說明此豬舍環境調控能力強。各種環境指標的空間分布規律分析如下：

2.3.1 氨氣

由表3可知，氨氣濃度在室外最低為4.8/(mL/m3)，其次為舍內-25 cm處，為11.81/(mL/m3)；舍內氨氣濃度最高位于0 cm與50 cm處，分別為19.83/(mL/m3)、19.03/(mL/m3)， 此位置為糞尿排出層，表明氨氣主要來自糞尿溢出；各層顯著性檢驗結果見表3肩標。所有層的氨氣濃度均低于GB/T 17824.3-2008（國家標準）28.76 /(mL/m3)， 低 于 Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的20/(mL/m3)。各層變化趨勢（見圖9)。

2.3.2 硫化氫

圖7 舍內外濕度時間分布規律

圖8 舍內外風速時間分布規律

圖9 氨氣空間分布規律

由表3可知，硫化氫濃度在0 cm處最高，為0.30/(mL/m3)，顯著高于舍內其他層（P＜0.05），表明硫化氫主要來自糞尿溢出。50、100、150 cm處硫化氫濃度值差異不顯著（P＞0.05），均顯著高于室外（P＜0.01）。舍內各層的硫化氫濃度均顯著低于GB/T 17824.3-2008（國家標準）7.2 /(mL/m3)，低于 Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的5/(mL/m3)（P＜0.01）。各層變化趨勢(見圖10)。

2.3.3 二氧化碳

由表3可知，二氧化碳濃度在150、100 cm處最高，分別為1 022.18/(mL/m3)、1 007.94/(mL/m3)， 兩 者 之 間差異不顯著（P＞0.05）；其次為50、0 cm處， 分 別 為895.81/(mL/m3)、930.78/(mL/m3)，兩者之間不顯著（P＞ 0.05）；50、0 cm 處 與 150、100 cm處達差異顯著水平（P＜0.01），由此表明，二氧化碳主要由豬只呼出氣體產生，因它比空氣重，所以在100 cm處后，濃度不再上升。所有層的二氧化碳濃度除室外與室內-25 cm處外，其他層均略高于GB/T 17824.3-2008（國家標準）722.39/(mL/m3)，遠低于Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的 3 000/(mL/m3)（P＜ 0.01）。 各 層變化趨勢(見圖11)。

表3 豬舍內外環境參數空間分布規律

圖10 硫化氫氣體空間分布規律

圖11 二氧化碳氣體空間分布規律

圖12 溫度空間分布規律

圖13 濕度空間分布規律

圖14 風速空間分布規律

2.3.4 溫度

由表3可知，舍內最高溫度位于150 cm處，為22.44 ℃，極顯著高于其他各層（P＜0.01）。其次為100 cm處，為21.82 ℃,極顯著高于50、0 cm處（P＜0.01）；50、0 cm處溫度分別為21.20、20.88 ℃，但兩處差異不顯著（P＞0.05）；以上空氣分布表明符合熱空氣位于冷空氣上方規律。舍內各層溫度且均在GB/T 17824.3-2008（國家標準）18 ～ 22 ℃與 Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的16～24 ℃之間。各層變化趨勢(見圖12)。

2.3.5 濕度

由表3可知，舍內濕度位于-25 cm處最高，為71.05%，與其他層達差異極顯著水平（P＜0.01）；濕度最低處為150 cm處，為66.45%，與50 cm處、-25 cm處達差異極顯著水平（P＜0.01），可能與此層溫度較高有關系；各層差異比較見表3。舍內除-25 cm處 外， 與 GB/T 17824.3-2008（ 國家標準）接近,略高于Hongwei Xin（2014）北京研討會報道的范圍。各層變化趨勢(見圖13)。

2.3.6 風速

由表3可知，風速舍外最高，達0.28 m/s，極顯著高于舍內其他各層（P＜0.01）；舍內隨著高度增加，風速依次降低；舍內風速最高為-25 cm處，為0.09 m/s，極顯著高于舍內各層（P＜0.01）， 最 低 處 為 100、150 cm 處，均為0.02 m/s。各層風速的變異系數較大，但均低于GB/T 17824.3-2008（國家標準）0.15 m/s。各層變化趨勢(見圖14)。

3 討論與分析

3.1 法式豬舍的環境調控能力較理想

通過連續、系統、全面的環境參數測試，表明法式豬舍的環境控制能力較強，所有環境參數中，除二氧化碳指標略高于國家標準外，其他指標均低于國家標準《規模化豬場環境參數及環境管理》（GB/T 17824.3-2008）以及Hongwei Xin （Endowed Professor，Iowa State University，2014北 京 ）北京研討會報道的環境參數指標，且舍內溫度與風速受舍外影響極小，說明此豬舍的環境調控系統比較理想，所以尚需要對法式豬舍的通風系統進一步進行研究，對其環境工程控制原理進行剖析，以消化、吸收、創新有自主知識產權的環境控制工藝，在全國范圍內推廣。

3.2 法式豬舍尚應控制的環境參數

連續7 d測試豬場內環境參數，參考Hongwei Xin先生提供的環境參數指標，在所測指標中，尚有氨氣及風速超指標現象。其中氨氣共測定3 249次，其中有985次超標，占所測總次數的30.32%；風速共測定2 688次，超標176次，占所測總次數的6.55%。由此可見，氨氣及風速是豬舍中不穩定因素，尚應加強此指標的控制。另外由于產仔舍內沒有仔豬保溫箱，盡管有紅外線保溫燈，哺乳仔豬局部溫度尚不能達到其生長發育需求，建議此豬舍改進乳豬局部保溫措施。

[1] Steven J. Hoff. The Environment in Swine Housing[J].factsheet, 2009(1):1-7.

[2] 曾勇慶.國內外母豬年生產力概況與改進措施[J].中國豬業，2012（8）：10-11.

[3] H.Van den Weghe,Wofgang Büsche. Peter Cremer,Berechnungs- und Planungsgrundlagen für das Klima in geschlossenen Stllen[M].Berlin. AEL AEL -Heft (17) 2007:1-20 .

[4] 李保明.我國畜牧工程研究進展[C]/2002農業工程青年科技論壇論文集.北京：中國農業工程學院，2002：5-9.

[5] Wofgang Büsche，Gerd Franke，Bernhard Haidn.Lueftung von Schweinest?llen [M].GLG-Arbeitsunterlage，2003: 11-12.

[6] NRC.Nutrient Requirement of Swine[M].Washington, DC, National Academy Press, NRC,1998: 90-120.

[7] 艾地云.常溫與高溫季節肥育豬主要營養素采食量研究[J].中國飼料,1996(11)：9-11.

[8] 汪開英，苗香雯, 崔紹榮,等.豬舍環境溫濕度對育成豬的生理及生產指標的影響[J].農業工程學報，2002,18(1)：99-102.

[9] 彭國良，唐錦輝，李楠，等.環境調控豬舍的設計建造進展[J].豬業科學，2011，28(9):28-31.