生猪养殖业在我国畜牧业中占有重要地位。随着规模集约化养猪的蓬勃发展,养猪生产过程中产生的NH3 污染问题也日益严重。NH3 是一种无色具有强烈刺激性臭味的气体,长期吸入会发展为一种慢性压力,引起咳嗽、气管炎和肺水肿等症状,影响畜禽免疫力和生长性能,高浓度NH3 可造成组织蛋白变性、导致脑代谢障碍。生猪养殖中NH3 的排放和扩散已经成为一个全球性的环境问题。
因此,本文通过调查和检测不同地面类型与清粪方式、不同屋顶形式与材料以及不同通风方式的猪舍中NH3 浓度及其排放的差异, 寻找在猪场环境控制中降低NH3 浓度的主要方法和措施,促进生猪健康养殖,为畜牧业的可持续发展提供理论参考依据。
01
材料与方法
调查猪场概况
调研选取位于河南省东部的商丘、周口,西部的三门峡,南部的南阳,北部的安阳、济源以及中部的平顶山、郑州等地市的典型规模化养猪场(规模存栏数为1 000 头以上)34 家,按照猪舍的地板类型与清粪方式、通风方式、屋顶形式与材料将猪场分为3 类,统计结果见表1。调查猪群为65~180 日龄,猪舍全部为自然采光。
NH3 浓度检测
NH3 浓度检测采用纳氏试剂分光光度法和便携仪器检测2 种方法,温度、湿度、风速等环境参数检测采用便携仪器记录测量。分别在猪舍的进风口、排风口以及猪舍的中心位置设置检测点。
02
结 果
在机械通风模式下,猪舍内NH3 浓度因地面类型与清粪方式不同而有所差异,猪舍内NH3浓度由高到低依次为缝隙地面水泡粪、水泥地面干清粪、生物发酵床舍、缝隙地面刮板清粪,猪舍内NH3浓度日变化呈现早低、午高、晚降低的趋势。
缝隙地板刮板清粪和生物发酵床猪舍内NH3 排放系数显著降低。
自然通风舍内NH3 浓度显著高于自然+ 机械和机械通风2 种通风方式(P <0.05),分别高出36.71% 和58.57%。
舍内通风量越大NH3排放速率越小。
不同屋顶形式与材料对猪舍内NH3 浓度的影响均符合NH3浓度日变化规律,即呈现早低、午高、晚降低的趋势,但不同屋顶形式与材料对猪舍内NH3浓度和NH3排放系数无显著影响(P >0.05)。
03
讨 论
猪舍中的NH3 是反映猪舍空气环境质量的一项指标。NH3 浓度持续超过一定限制值时,会对猪的呼吸系统及中枢系统造成危害,影响猪生长性能、降低饲料利用率和种猪繁殖性能。本研究调查结果显示,通风方式、地板类型与清粪方式以及屋顶材料与形式对猪舍内的NH3 浓度有着不同程度的影响。
对于机械通风条件下的猪舍,NH3 浓度由高到低依次为缝隙地面水泡粪、水泥地面干清粪、生物发酵床舍、缝隙地面刮板清粪;同一种地面清粪模式下的猪舍,不同的通风方式对舍内NH3 浓度会产生显著的影响,以自然通风猪舍的NH3 浓度最高,其次为自然+ 机械通风猪舍,最低为机械通风猪舍, 这说明在同一种地面类型和清粪管理模式下,改善通风状况,可以减少猪舍内的NH3 浓度。
叶章颖研究表明,增大通风量能够增加挥发表面的气流速度, 达到减少挥发表面的空气层厚度,从而降低NH3 挥发的阻力,增加NH3 排放速率。但本研究结果显示, 猪舍NH3 排放系数在自然+ 机械 猪舍和机械通风猪舍内降低的情况与上述研究结果矛盾,但Zhang 等 发现较高的气流速度开始会增加NH3 的排放速率, 随着粪便表面的可挥发氨浓度逐渐降低,气流速度越大反而会减小NH3 排放速率具有部分的一致性。
另外,本研究结果显示,同一种材料不同形式的屋顶对于猪舍NH3 浓度没有影响,而粘土砖拱形顶的猪舍内的NH3 浓度最高。
本研究结果显示,缝隙地面水泡粪的NH3 日排放系数最大,这与半缝隙地面水泡粪方式粪便残留不断累积有关,猪舍内粪、尿是舍内NH3 释放的最主要来源,不能及时对粪尿进行清理将显著提高舍内NH3 浓度。生物发酵床舍在微生物作用下将粪尿及时分解,也可以显著降低猪舍内NH3 浓度, 其效果与缝隙地板刮板清粪方式相当。由此说明, 畜舍地面结构对畜禽粪尿中氮的转化和氮损失有很大的影响,漏缝地板的面积影响NH3 的散发,猪舍内减少漏缝面积可以减少NH3 的挥发。此外,改善猪舍清粪模式,及时清出猪舍粪污,会降低舍内NH3 浓度及排放系数。这个结果与Aamink 等 和Hartung报道结果一致。Nicks 等 研究表明, 添加新的垫料可以使NH3浓度降低50%,并持续12~24 h。
04
结 论
在机械通风模式下,NH3 浓度由高到低依次为缝隙地面水泡粪、水泥地面干清粪、生物发酵床舍、缝隙地面刮板清粪,NH3 浓度日变化呈现早上浓度较低、中午浓度升高、晚上浓度降低的趋势。缝隙地板刮板清粪和生物发酵床猪舍内NH3 排放系数显著降低。
通风模式对舍内NH3 浓度存在影响。自然通风舍内NH3 浓度显著高于自然+ 机械和机械通风通风方式,分别高出36.71% 和58.57%。舍内通风量越大反而会减小NH3 排放速率。
不同屋顶形式与材料猪舍内均符合NH3 浓度日变化依然呈现早上浓度较低、中午浓度升高、晚上浓度降低的趋势,不同屋顶形式与材料对猪舍内NH3 浓度和NH3 排放系数无明显影响。
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