豬舍內環境空氣參數監測系統的應用研究

張　艷，劉小譚，鄧　佳，王　鵬（四川省農業機械研究設計院，四川 成都 610066）

豬舍內環境空氣參數監測系統的應用研究

張艷，劉小譚，鄧佳，王鵬*
（四川省農業機械研究設計院，四川 成都 610066）

摘要：針對四川規模豬場如何了解豬舍內空氣參數的變化情況，本研究根據相關標準設計了一套空氣參數連續監測系統，用以監測豬舍內的空氣濕度、溫度及硫化氫、氨、二氧化碳氣體的濃度。

關鍵詞：豬舍；空氣參數；監測系統

國家標準《規模豬場環境參數及環境管理》（GB/ T 17824.3-2008）規定：豬舍內硫化氫氣體的濃度不得超過10mg/m3，氨氣的濃度不得超過25 mg/m3，二氧化碳氣體的濃度不得超過1500mg/m3。四川省規模化養豬場目前沒有相關的測試設備，無法實時掌握豬舍內的空氣質量狀況，無法做到有效調控。針對規模豬場如何了解豬舍內的空氣參數變化情況，本研究根據相關標準設計了一套空氣參數連續監測系統，用以監測舍內的空氣濕度、溫度及硫化氫、氨、二氧化碳氣體的濃度。在系統運行過程中，根據系統暴露的一些問題作出改進；針對豬舍結構和設計中以及管理和維護中存在的不合理地方，提出改進意見；并對豬舍內環境的空氣監測和控制提出應用方案。

1　材料和方法

1.1試驗點本試驗點設于四川省畜牧科學研究院豬育種試驗基地，位于簡陽市石盤鎮龍泉湖社區，占地面積為91畝，建有養殖圈舍24棟，圈舍面積共10 000 m2。該養殖場于2011年開始運行，常年存欄能繁母豬520余頭，2013年實際存欄2600頭，出欄8000頭。該試驗豬場集科研、試驗于一體，基礎設施條件較好，功能比較完善。外部氣象參數由當地氣象部門提供參考數據。

選取哺育母豬舍進行試驗。哺育母豬舍采用水沖糞工藝建筑模式，長25m、寬8m、高3m，舍內布置金屬圍欄和漏糞地板，中間過道寬1.1m，墻邊過道寬0.75m。屋頂無排風口，側墻安裝水簾風機用于圈舍降溫，使用紅外線加熱燈對哺育仔豬進行局部保暖。在沒使用水簾風機時，人工開窗通風。配置自主研發的豬舍空氣參數監測系統（傳感器安裝于豬只呼吸高度），用于現有養殖模式下豬舍內的環境變化監測。

1.2系統構成監測系統由傳感器、數據采集卡（無線發送）、液晶顯示屏（無線接收）、數據接口、電腦、數據庫軟件、電源及連接電線構成。

1.3設備安裝液晶屏及電腦安裝于豬舍端頭的飼料間（由220V交流電源供電），傳感器和數據采集卡連接為一體，采集卡由鋁合金防水安裝盒保護，安裝于舍內。信號發送天線用磁吸座固定在安裝固定架上，天線延長線由帶塑料保護套的螺旋管穿管保護。溫濕度傳感器按照舍內平面5點布置，離墻面最近距離約0.8m，安裝高度0.5m，由電池供電；氣體傳感器三個，集中布置在靠舍內邊墻中點上，安裝高度0.5m，由24V直流電源供電。供電電纜、傳感器和數據采集卡之間的電線用PVC線管穿管保護。

2　試驗分析

2.1試驗情況該系統于2013年7月安裝調試完畢，經過半年的運行，取得了一定的數據。

2.2系統改進縮短傳感器和數據采集卡之間的連接電線，全部采用較大直徑的PVC管保護，防止老鼠咬；縮短天線延長線，調整無線傳輸頻率；采用棒狀天線，直接固定在鋁合金防水保護盒上，防止老鼠咬；調整數據采集卡的數據發送頻率，統一調整為每15min發送一次，使數據樣本長度一致，便于統計分析。

2.3監測結果哺育母豬舍的空氣參數監測系統由溫濕度、氣體檢測系統和顯示系統兩大部分組成。傳感器實時檢測的數據通過數據采集卡發送至顯示系統顯示并保存。分別選取夏季和冬季兩組數據作為分析對比，數據動態變化如圖1～圖8所示。

2013年7月24日，氣溫25～32℃，白天多云，夜間陣雨，微風。哺育母豬舍內的平均溫度30.86℃，平均相對濕度84.15%，硫化氫平均濃度29.34mg/m3，氨氣平均濃度21.75 mg/m3，二氧化碳平均濃度1174.77mg/m3。

圖1　2013-7-24哺育母豬舍空氣環境參數（除CO2、粉塵）

圖2　2013-7-24哺育母豬舍CO2日濃度變化

圖3　2013-7-25哺育母豬舍空氣環境參數（除CO2、粉塵）

圖5　2013-12-9哺育母豬舍空氣環境參數（除CO2、粉塵）

圖6　2013-12-9哺育母豬舍CO2日濃度變化

圖7　2013-12-10哺育母豬舍空氣環境參數（除CO2、粉塵）

圖8　2013-12-10哺育母豬舍CO2日濃度變化

2013年7月25日，氣溫26～35℃，白天多云，夜間多云，微風。哺育母豬豬舍內平均溫度31.38℃，平均相對濕度80.92%，硫化氫平均濃度29.84mg/m3，氨氣平均濃度21.85 mg/m3，二氧化碳平均濃度1 239.57mg/m3。

2013年12月9日，氣溫8～12℃，白天陰，夜間陰，微風。哺育母豬舍內的平均溫度19.65℃，平均相對濕度74.99%，硫化氫平均濃度9.80mg/m3，氨氣平均濃度47.76mg/m3，二氧化碳平均濃度2512.55mg/m3。

2013年12月10日，氣溫8～14℃，白天多云，夜間多云，微風。哺育母豬舍內的平均溫度18.49℃，平均相對濕度73.13%，硫化氫平均濃度9.11mg/m3，氨氣平均濃度47.69 mg/m3，二氧化碳平均濃度2302.75mg/m3。

以上各監測時間點的試驗數據對比情況見表1。

3　結果

由以上圖、表可以看出夏季舍內溫度超標，相對濕度超出范圍值上限不多，硫化氫超標，氨氣略微超標，二氧化碳平均濃度沒有超標。冬季舍內溫度、濕度適宜，硫化氫平均濃度略微超標，氨氣超標，二氧化碳超標。

4　結論

豬舍內環境空氣參數監測系統能有效、及時地反映豬舍內的空氣質量情況，為環境參數的調控提供數據支持。此系統只是做了初步的應用研究，如何達到有效的部件配比，如何選定測試點位置以及各參數之間的相關性等，都需要進一步的深化研究。豬舍內環境溫度是影響各項參數的主要因素，可通過噴霧降溫、濕簾風機降溫、淋水、滴水、遮陰等方式達到降溫效果。而對有害氣體的調控，首先需要加強豬舍環境管理，如日常清潔，適當的飼養密度，合理的通風制度等；其次可以提高保健養豬技術，從飼料配合、體內代謝調控等方面綜合考慮。■

表1　　夏冬兩季的監測數據對比表

參考文獻：

［1］中國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.規模豬場環境參數及環境管理［S］.GB/T 17824.3-2008.

［2］周益明，楊祥龍，王華，等.畜禽舍硫化氫檢測方法的研究現狀［J］.農機化研究，2008（4）：186-190.

［3］劉希穎，趙越，趙永.封閉豬舍中硫化氫氣體濃度變化的研究［J］.中國飼料，2004（17）：21-22.

［4］伍清林，金蘭梅，周玲玲，等.規模化豬場舍內外空氣質量變化的研究［J］.中國畜牧獸醫，2012，39（11）.

［5］肖雨賢.哺乳仔豬舍溫濕度環境自動控制系統設計及試驗研究［D］.長春：吉林農業大學，2005.

中圖分類號：S828.46

文獻標識碼：B

文章編號：1001-8964（2016）06-0024-03

收稿日期：2016-04-20

基金項目：四川省“十二五”畜禽育種攻關項目（2011NZ0099-10）

作者簡介：張艷（1981-），女，四川彭州人，碩士，工程師，研究方向：農業機械化應用。

*通訊作者：王鵬（1962-），男，四川達縣人，研究員，研究方向：農業機械化應用。

The Application Research of Ambient Air Detection in Piggery

ZHANG Yan，LIU Xiaotan，DENG Jia，et al.
（Sichuan Research&Design Institute of Agricultural Machinery，Sichuan Chengdu 610066，China）

Abstract：This research aimed at how to understand the change of the parameters of the air in intensive pig farms in Sichuan province.According to the related standard，a monitoring system of ambient air parameters was designed to detect the temperature，humidity and the concentration of hydrogen sulfide，ammonia and carbon dioxide of the inner air in piggery.

Key words：Piggery；Ambient air parameters；Monitoring system