“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)妊娠豬舍內(nèi)溫度影響研究

陳軍，何志平，雷云峰，楊躍奎，陳曉暉，楊雪梅，龔建軍

（1.綿陽(yáng)市三臺(tái)縣畜牧獸醫(yī)局，四川綿陽(yáng)621100；2.四川省畜牧科學(xué)研究院，四川成都610066）

豬場(chǎng)建設(shè)與經(jīng)營(yíng)

“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)妊娠豬舍內(nèi)溫度影響研究

陳軍1，何志平2，雷云峰2，楊躍奎2，陳曉暉2，楊雪梅2，龔建軍2

（1.綿陽(yáng)市三臺(tái)縣畜牧獸醫(yī)局，四川綿陽(yáng)621100；2.四川省畜牧科學(xué)研究院，四川成都610066）

通過(guò)對(duì)配套有“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)的妊娠豬舍進(jìn)行自動(dòng)化改造，研究其夏季降溫效果，以及冬季保溫效果。結(jié)果表明：在夏季，豬舍1（自動(dòng)控制）與豬舍2（傳統(tǒng)模式）的日平均溫度分別為26.20℃、27.24℃，豬舍1比豬舍2低1.04℃，低3.8%（P<0.01），降溫效果明顯；在冬季，豬舍1與豬舍2的日平均溫度分別為15.37℃、13.49℃，豬舍1的溫度比豬舍2高1.88℃，高13.94%（P< 0.01），保溫效果明顯。由此可見(jiàn)，對(duì)配套有“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)的豬舍進(jìn)行自動(dòng)化改造，既可滿足夏季豬舍降溫要求，又可滿足豬舍冬季通風(fēng)要求。

“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)；豬舍環(huán)境；溫度；自動(dòng)化

近年來(lái)，養(yǎng)豬生產(chǎn)水平大幅提高，如引進(jìn)的丹麥大白豬窩產(chǎn)仔數(shù)高達(dá)16.02頭，公、母豬達(dá)100 kg體重日齡分別為158.99 d與164.22 d[1]。它們生長(zhǎng)潛能的發(fā)揮，除受疫病、營(yíng)養(yǎng)等因素制約外，還受生長(zhǎng)環(huán)境因素制約。高溫是養(yǎng)豬生產(chǎn)環(huán)境中關(guān)鍵影響因素之一，據(jù)NRC報(bào)道，豬舍環(huán)境溫度升高1℃，豬只采食量減少40 g[2]。為了減少高溫對(duì)養(yǎng)豬造成的熱應(yīng)激，四川省內(nèi)外大部分豬場(chǎng)都配套了“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)，用于夏季降溫，且效果比較理想。研究證明，室外熱空氣經(jīng)濕簾后，溫度可降低7.06℃，整個(gè)舍內(nèi)溫度較室外低5.72℃[3]。目前，該系統(tǒng)運(yùn)行主要由飼養(yǎng)員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制，造成舍內(nèi)降溫效果不理想，特別是在夜間更難控制。冬季，豬舍門窗的開(kāi)關(guān)均由飼養(yǎng)員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制，感覺(jué)溫度低時(shí)，關(guān)閉門窗，豬舍為密閉狀態(tài)，達(dá)到保溫的目的。但此時(shí)舍內(nèi)有毒有害氣體濃度驟升，飼養(yǎng)員根據(jù)自己的嗅覺(jué)，又將豬舍門窗開(kāi)啟或部分開(kāi)啟，冷空氣趁機(jī)進(jìn)入。所以在冬季豬舍內(nèi)溫度要么溫度過(guò)低，要么氨氣等有毒有害氣體的濃度偏高。據(jù)報(bào)道，舍內(nèi)氨氣濃度過(guò)高，可造成豬只咳嗽、打噴嚏等癥狀[4-5]。因此，如何對(duì)現(xiàn)有“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并進(jìn)行自動(dòng)化控制，達(dá)到夏季降溫，冬季輸送新風(fēng)的目的，是養(yǎng)殖業(yè)者迫切需要解決的問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題，該研究對(duì)“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)自動(dòng)化改造的效果進(jìn)行了比較分析，結(jié)果如下。

1 材料與方法

1.1 “濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)改裝方法

該研究選擇四川省畜牧科學(xué)研究院豬育種基地裝有“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)的妊娠豬舍兩棟，每棟長(zhǎng)52 m，安裝的濕簾面積9.8 m2，厚度15 cm；風(fēng)機(jī)Munte 4臺(tái)，其直徑1.0 m，通風(fēng)量17 600 m3/h。改裝前，系統(tǒng)運(yùn)行由飼養(yǎng)員在夏季根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)其控制。

本研究對(duì)其中1棟的“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)化改造，改造方法：根據(jù)妊娠舍內(nèi)適宜溫度為10～18℃[6-7]，當(dāng)舍內(nèi)溫度低于18℃時(shí)，風(fēng)機(jī)保持低續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足舍內(nèi)每頭妊娠母豬最低通風(fēng)量24.6 m3/h的需要[7]。當(dāng)舍內(nèi)溫度高于18℃時(shí)，利用變頻技術(shù)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行速度加快，達(dá)到降溫目的。當(dāng)舍內(nèi)溫度達(dá)到26℃時(shí)，抽水電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，將地下水池中的冷水泵到濕簾中，進(jìn)一步達(dá)到降溫目的。且4臺(tái)風(fēng)機(jī)間隙式運(yùn)行，即當(dāng)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，另兩臺(tái)風(fēng)機(jī)休息，每臺(tái)風(fēng)機(jī)每天運(yùn)行12 h。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

豬舍內(nèi)豬只存欄量與設(shè)施布局：選擇的兩棟豬舍，其內(nèi)部的妊娠欄呈雙列式排列，欄位150個(gè)。本研究將改造后的妊娠舍記為豬舍1，未改造的妊娠舍記為豬舍2。試驗(yàn)期間，每棟飼養(yǎng)的妊娠豬均為137頭，豬只平均體重240 kg。

夏季降溫效果對(duì)比研究：分別在兩棟豬舍內(nèi)選擇相同位置（舍內(nèi)右列妊娠欄中部位置）及室外安裝連續(xù)式溫度測(cè)定儀1個(gè)，每小時(shí)自動(dòng)記錄溫度1次，從2015年8月21日至30日，連續(xù)測(cè)定10 d，對(duì)比分析兩豬舍及室外溫度變化情況。

冬季保溫效果對(duì)比研究：分別在兩棟豬舍內(nèi)選擇相同位置安裝連續(xù)式溫度測(cè)定儀5個(gè)（舍內(nèi)呈“米”字型布局），室外安裝1個(gè)連續(xù)式溫度測(cè)定儀，每小時(shí)自動(dòng)記錄溫度1次，從2015年12月5日至12月31日，連續(xù)測(cè)定27 d，對(duì)比分析兩豬舍及室外溫度變化情況。

1.3 試驗(yàn)期間“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)管理

試驗(yàn)期間，豬舍1門窗全部關(guān)閉，“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)全年自動(dòng)運(yùn)行，在本文中稱為自動(dòng)控制模式。豬舍2則由飼養(yǎng)員觀察舍內(nèi)溫度情況，夏季當(dāng)溫度高于30℃時(shí)，開(kāi)啟“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)；冬天則“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)關(guān)閉，豬舍內(nèi)環(huán)境由飼養(yǎng)員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過(guò)關(guān)閉門窗控制，在本文中稱為傳統(tǒng)模式。

1.4 測(cè)定用儀器、參數(shù)與方法

溫度測(cè)量選用DS1921紐扣溫度儀，其特點(diǎn)、量程、精度、檢測(cè)方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)[3]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

測(cè)定數(shù)據(jù)用Excel 2007軟件處理，用SPSS 11.5軟件進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏季降溫效果分析

分別對(duì)豬舍1、豬舍2與室外溫度進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明：豬舍1與豬舍2的日平均溫度分別為26.20℃、27.24℃，豬舍1比豬舍2低1.04℃，低3.8%（P＜0.01）。從時(shí)間規(guī)律分析（圖1），溫度按“豬舍2＞豬舍1＞室外”排列的時(shí)間段為0：00—8：00與19：00—23：00，其中0：00、1：00、2：00、5：00、6：00、7：00時(shí)，三者之間溫度達(dá)顯著差異水平（P＜0.05），豬舍2、豬舍1與室外溫度差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；3：00與4：00時(shí)，三者之間差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；在19：00時(shí)，豬舍1與豬舍2之間差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），豬舍1與室外之間差異不顯著（P＞0.05），豬舍2與室外之間差異極顯著（P＜0.01）；在20：00、21：00時(shí)，三者之間差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），但豬舍1與室外之間差異未達(dá)極顯著水平，但與豬舍2之間差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；在22：00、23：00時(shí)，豬舍2與豬舍1之間差異不顯著（P＞0.05），他們與室外差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。溫度按“豬舍2＞豬舍1=室外”排列時(shí)間段為9：00，且三者之間差異不顯著（P＞0.05）。溫度按“室外＞豬舍2＞豬舍1”排列的時(shí)間段為10：00—17：00，其中在10：00與17：00時(shí)，三者之間差異不顯著（P＞0.05）；在11：00時(shí)，豬舍2、豬舍1之間差異不顯著（P＞0.05），它們與室外溫度差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）；在12：00時(shí)，三者之間差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），但豬舍1與豬舍2之間、豬舍2與室外之間差異未達(dá)極顯著水平，豬舍1與室外之間差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；在13：00、14：00、16：00時(shí)，豬舍1與豬舍2之間、豬舍2與室外之間差異不顯著（P＞0.05），豬舍1與室外之間差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）；在15：00、17：00時(shí)，三者之間差異不顯著（P＞0.05）。在18：00時(shí)，溫度排列順序?yàn)椤柏i舍2＞室外＞豬舍1”，且三者之間差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 夏季室外以及“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)不同控制模式下的妊娠豬舍內(nèi)溫度隨時(shí)間變化對(duì)比分析

2.2 冬季舍內(nèi)溫度對(duì)比分析

連續(xù)測(cè)定27日，分別對(duì)豬舍1、豬舍2與室外的溫度進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明：豬舍1、豬舍2與室外的日平均溫度分別為15.37℃、13.49℃與9.37℃，豬舍1的溫度比豬舍2高1.88℃（P＜0.01），高13.94%。豬舍1、豬舍2舍內(nèi)溫度均比室外日均溫度高6.00℃與4.12℃，分別高達(dá)64.03%（P＜0.01）、43.97%（P＜0.01）。從時(shí)間規(guī)律分析（圖2），溫度按“豬舍1＞豬舍2＞室外”排列的時(shí)間段為0：00—10：00與15：00— 23：00，其中除15：00時(shí)，豬舍2與室外差異不顯著（P＞0.05），豬舍1與他們之間差異極顯著（P＜0.01）；其它時(shí)間段三者之間差異極顯著（P＜0.01）。溫度按“豬舍1＞室外＞豬舍2”排列的時(shí)間段有11：00、12：00、13：00、14：00，其中在11：00、14：00時(shí)，豬舍2與室外差異不顯著（P＞0.05），豬舍1與他們之間差異極顯著（P＜0.01）；在12：00、13：00時(shí)，豬舍1與室外差異不顯著（P＞0.05），他們與豬舍2差異極顯著（P＜0.01）。

圖2 冬季室外以及“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)不同控制模式下的妊娠豬舍內(nèi)溫度隨時(shí)間變化對(duì)比分析

3 討論與小結(jié)

3.1 “濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)在自動(dòng)控制模式下，夏季降溫效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)模式

從圖1可知，配套有“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)的豬舍，在白天高溫時(shí)都可以起到很好的降溫作用，測(cè)定期間在12：00時(shí)，室外連續(xù)7 d的平均溫度最高為32.00℃，自動(dòng)控制模式下的平均溫度為27.15℃，傳統(tǒng)控制模式下溫度為28.10℃，室外分別比自動(dòng)控制模式與傳統(tǒng)控制模式高4.85℃與3.90℃，分別高達(dá)17.86%（P<0.01）與13.88%（P<0.05）；在整個(gè)測(cè)試期內(nèi)，“濕簾-風(fēng)機(jī)”降溫系統(tǒng)采用自動(dòng)控制模式下的豬舍，其室內(nèi)溫度低于傳統(tǒng)模式3.8%（P<0.01），降溫效果明顯。在自動(dòng)控制模式下豬舍溫度的變異系數(shù)為4.54%，傳統(tǒng)模式控制下豬舍溫度的變異系數(shù)為6.09%，表明通過(guò)自動(dòng)模式控制“濕簾-風(fēng)機(jī)”降溫系統(tǒng)，舍內(nèi)溫度波動(dòng)幅度小、穩(wěn)定性高。夏季豬舍溫度低于30℃，則認(rèn)為降溫效果比較滿意[6]。該研究中，每種模式與室外均有240次溫度記錄，在自動(dòng)控制模式下，舍內(nèi)溫度超過(guò)30℃為0次，舍內(nèi)溫度等于30℃為3次，占1.25%，其它次數(shù)均低于30℃，占98.75%。在傳統(tǒng)控制模式下，舍內(nèi)溫度超過(guò)或等于30℃為24次，占10%，其它次數(shù)均低于30℃，占90%。而室外溫度超過(guò)或等于30℃為47次，占19.58%，其它次數(shù)均低于30℃，占80.42%。由此可見(jiàn)，自動(dòng)控制模式下的“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)模式。

3.2 “濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)在自動(dòng)控制模式下，冬季保溫效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)模式（自然通風(fēng)）

從圖2可知，在整個(gè)測(cè)試期間，自動(dòng)控制模式下的豬舍溫度高于室外溫度與自然通風(fēng)模式下的豬舍，溫度分別高64.03%（P<0.01）、13.94%（P< 0.01）。室外溫度除在11：00—14：00間高于傳統(tǒng)模式控制下的豬舍溫度外，其它時(shí)間段均低于傳統(tǒng)模式控制下的豬舍溫度。根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，妊娠母豬適宜的環(huán)境溫度為10～18℃[6-7]，測(cè)定期間，每種模式有3 240次溫度記錄，在自動(dòng)控制模式下，豬舍溫度低于10℃的次數(shù)為69次，占2.13%；在傳統(tǒng)模式下（自然通風(fēng)條件下），豬舍溫度低于10℃的次數(shù)為105次，占3.24%；而室外溫度有648次溫度記錄，其中371次低于10℃，占57.25%。以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，自動(dòng)控制模式，既保持了舍內(nèi)適量的新風(fēng)，又保持了一定的溫度。而傳統(tǒng)模式（自然通風(fēng)）下，門窗的開(kāi)關(guān)全由飼養(yǎng)員感觀控制（豬舍內(nèi)空氣難聞時(shí)，打開(kāi)門窗；感覺(jué)較冷時(shí)，關(guān)閉門窗），所以豬舍內(nèi)溫度低于10℃的次數(shù)較多，而且飼養(yǎng)員勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作繁瑣。

以上研究表明，對(duì)現(xiàn)配套有“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)的豬舍進(jìn)行自動(dòng)化改造，既可滿足夏季豬舍降溫的要求，又可滿足豬舍冬季通風(fēng)保暖的需要，可實(shí)現(xiàn)豬舍內(nèi)環(huán)境的自動(dòng)控制，減少飼養(yǎng)員的勞動(dòng)量，從而達(dá)到豬只對(duì)環(huán)境的要求，以發(fā)揮豬只的最佳生長(zhǎng)潛能。

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（編輯：郭玉翠）

S828

A

1002-1957(2016)03-0075-03

2016-05-09

四川生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)—生產(chǎn)工藝崗位（SCCXTD-005）；國(guó)家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系—成都綜合試驗(yàn)站（CAR-36）；四川省畜禽育種攻關(guān)項(xiàng)目—主要畜禽養(yǎng)殖環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù)研究與示范

陳軍（1968-），男，綿陽(yáng)三臺(tái)人，獸醫(yī)師，主要從事畜牧技術(shù)推廣研究.E-mail：460616227@qq.com

龔建軍（1971-）男，四川安岳人，研究員，主要從事豬遺傳育種與養(yǎng)豬生產(chǎn)工作.E-mail：gongj2001@126.com