加強環(huán)境生理研究應(yīng)用 支撐畜禽養(yǎng)殖綠色發(fā)展

張宏福

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加強環(huán)境生理研究應(yīng)用 支撐畜禽養(yǎng)殖綠色發(fā)展

張宏福

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所/動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京 100193）

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，而畜牧業(yè)占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的比重是衡量一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要標志[1]。改革開放以來，我國畜牧業(yè)取得了巨大發(fā)展，2015年我國肉類、禽蛋、牛奶產(chǎn)量分別達8 625萬噸、2 999萬噸和3 755萬噸，肉、蛋類總產(chǎn)量連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一，奶產(chǎn)量居世界第三，畜牧業(yè)總產(chǎn)值達2.9萬億元，為世界第一生產(chǎn)大國[2]。

我國畜牧業(yè)在生產(chǎn)數(shù)量增長的同時，生產(chǎn)方式也從傳統(tǒng)的農(nóng)戶粗放式飼養(yǎng)向規(guī)模化、工廠化快速發(fā)展。2017年畜禽養(yǎng)殖規(guī)模化率達58%[3]。出現(xiàn)了一批生豬、奶牛、肉雞、蛋雞、肉鴨單體生產(chǎn)規(guī)模超大型的養(yǎng)殖場舍，各種不同規(guī)模的工廠化集約養(yǎng)殖方式更是鱗次櫛比。環(huán)境是畜禽健康養(yǎng)殖最重要要素，是畜禽生長、發(fā)育最直接的條件。工廠化集約生產(chǎn)畜禽飼養(yǎng)密度大、應(yīng)激源多，若養(yǎng)殖場舍條件及管理不善容易滋生各種疫病，因此環(huán)境條件的優(yōu)化和精準控制是工廠化集約養(yǎng)殖生產(chǎn)的前置條件。由于受技術(shù)貯備、投資不足及養(yǎng)殖觀念落后的制約，在我國養(yǎng)殖環(huán)境優(yōu)化、動物福利沒有得到應(yīng)有重視，存在“生產(chǎn)效率低、成本高；畜禽健康水平低、病死率高；濫用獸藥疫苗；畜產(chǎn)品質(zhì)量安全隱患多”等嚴峻問題。

我國自“十一五”開始倡導(dǎo)健康養(yǎng)殖，以“畜禽健康、生產(chǎn)高效、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)安全、環(huán)境友好、養(yǎng)殖過程的標準化”為其核心要素，并呼吁“畜禽健康是養(yǎng)出來的”[4]。改革開放以來畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展歷程及發(fā)達國家的經(jīng)驗使人們越來越認識到“養(yǎng)重于防、防重于治”。關(guān)注養(yǎng)殖環(huán)境、維護動物自身健康和免疫抗病能力進而保證人類食品安全已成業(yè)內(nèi)外共識，也是畜牧產(chǎn)業(yè)的重大技術(shù)需求和發(fā)展方向[5]。

歐美發(fā)達國家非常重視畜禽環(huán)境生理、優(yōu)化控制研究的應(yīng)用，關(guān)注飼養(yǎng)環(huán)境對畜禽精準飼養(yǎng)和動物情感與健康的影響，不斷改進生產(chǎn)工藝、養(yǎng)殖設(shè)施，以保障畜牧養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。20世紀60年代開始研究了溫度、熱輻射、濕度、風(fēng)速等對畜禽采食、產(chǎn)熱和性能的影響，建立畜禽環(huán)境生理參數(shù)體系，提出了蛋雞有效溫度、奶牛溫濕指數(shù)、豬風(fēng)冷指數(shù)和等效標準環(huán)境溫度等養(yǎng)殖環(huán)境評價體系，并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。美國NRC（2012）提出了以環(huán)境溫度和飼養(yǎng)密度為變量的代謝能攝入量動態(tài)模型，實現(xiàn)營養(yǎng)供給的動態(tài)預(yù)測[6]。歐盟以動物福利理念為指導(dǎo)，在畜禽行為與認知、生理與代謝、環(huán)境參數(shù)與裝備設(shè)施等領(lǐng)域開展了大量研究，提出了飼養(yǎng)密度、空間與群體需求參數(shù)與閾值，建立了基于良好飼養(yǎng)條件與設(shè)施、良好健康狀態(tài)和恰當行為模式為內(nèi)容的畜禽福利養(yǎng)殖評價指標與參數(shù)體系，并應(yīng)用于裝備研發(fā)畜禽福利養(yǎng)殖生產(chǎn)[7]。歐盟農(nóng)場動物福利法規(guī)定了畜禽飼養(yǎng)的環(huán)境參數(shù)限值，并建立了以滿足動物福利需求的新型畜牧生產(chǎn)體系。

養(yǎng)殖舍內(nèi)環(huán)境因子眾多，包括溫?zé)帷⒂泻怏w、單元密度、空氣顆粒物、光、噪音、電磁波、微生物等物理、化學(xué)、生物、情感等，各因子間還存在復(fù)雜的互作關(guān)系。例：動物的實感溫度即是溫度、濕度、風(fēng)速及輻射等因子的組合效果；微生物對環(huán)境具有感知能力，能夠根據(jù)環(huán)境溫度改變自身的致病力[8]。同樣，環(huán)境因子對動物不同生理階段及生理活動的影響程度和敏感性也有很大不同，例：溫度對不同日齡豬的影響差別很大；還有，分別以生長性能、免疫指標和繁殖性能不同指標來衡量，豬舍內(nèi)的適宜氨氣濃度要求差異很大[9]。因此，針對某個特定生理階段的畜禽舍適宜環(huán)境研究，并制訂出相應(yīng)標準不僅在手段和方法上非常難，而且耗時、耗資很大，更受到試驗條件和設(shè)備的限制。特別是畜禽舍空氣顆粒物（PM）的成分、來源、微粒大小、微粒含量、影響微粒形成的機制非常復(fù)雜，對動物健康、尤其是繁殖健康的影響研究還很稀少[10]。并且畜禽種類多、生產(chǎn)方式迥異，畜禽舍設(shè)計和環(huán)境控制缺少依據(jù)，難以統(tǒng)一規(guī)范，發(fā)達國家對畜禽適宜環(huán)境條件的研究也莫衷一是，環(huán)境因子影響畜禽健康的整合生物學(xué)機制也不甚明了。

國內(nèi)畜禽環(huán)境衛(wèi)生學(xué)科長期處于邊緣化的窘境，研究應(yīng)用嚴重滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。正是在這種背景下，“十三五”國家重點研發(fā)計劃“畜禽重大疫病防控與高效安全養(yǎng)殖綜合技術(shù)研發(fā)”專項將“養(yǎng)殖環(huán)境對畜禽健康的影響機制研究”列入基礎(chǔ)前沿類項目，并于2016年首批批準立項（項目編號2016YFD0500500）。項目研究目標聚焦于為“全封閉、智能化、自動化、信息化”養(yǎng)殖工藝提供精準環(huán)境參數(shù)，更重要的是為建立“少用藥、慎用苗”的健康養(yǎng)殖技術(shù)體系，從養(yǎng)殖源頭保障動物食品優(yōu)質(zhì)安全[6]。項目按照“研究基礎(chǔ)+平臺條件+創(chuàng)新人才”3個方面的研究要求篩選組建了由4個中央級優(yōu)勢研究所、9所大學(xué)等36個單位的94名骨干專家組成的研究團隊，集合了擁有精密環(huán)境生理、呼吸代謝、生物氣溶膠安全研究條件的優(yōu)勢單位協(xié)同攻關(guān)。

項目圍繞畜禽“全封閉”養(yǎng)殖環(huán)境控制技術(shù)發(fā)展理論需求，解決畜禽對環(huán)境需求的“人－畜對話”重大難題，研究揭示溫?zé)醄10-11]、有害氣體[12-13]、光照[14]、群體密度、空氣顆粒物及氣溶膠[15]等5類主要環(huán)境因子影響畜禽生長、免疫、繁殖、泌乳健康的機制及評價指標；提出11種主要畜禽高密度舍飼舒適環(huán)境參數(shù)、限值及多元化控制技術(shù)模型，為我國不同氣候生態(tài)區(qū)安全、高效養(yǎng)殖畜禽舍設(shè)計、環(huán)境的精準控制提供支撐。

自2016年7月項目啟動至今，科研人員在畜禽環(huán)境生理研究方面開展了大量的文獻調(diào)研與科研工作，召開了項目年度推進會及家畜環(huán)境生理學(xué)術(shù)年會，取得了一批研究成果。本期刊登的“畜禽舍環(huán)境與健康專題”其包含7篇綜述論文，涉及家畜舍溫?zé)岘h(huán)境因子[16-17]，家禽舍光照因子[18-19]，畜禽舍內(nèi)有害氣體[20]，養(yǎng)殖舍顆粒物[21]和有關(guān)豬舍各種環(huán)境因子[22]對畜禽生長的影響的研究進展綜述。文章涉及不同的環(huán)境因子和畜種，試圖幫助讀者了解該領(lǐng)域國內(nèi)外研究和發(fā)展動態(tài)，為進一步開展畜禽環(huán)境生理研究提供參考。

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（責(zé)任編輯 林鑒非）

Strengthen the application of environmental physiology research and support the development of healthy livestock and poultry farming

ZHANG Hongfu

(Institute of Animal Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences/State Key Laboratory of Animal Nutrition, Beijing 100193)

國家重點研發(fā)計劃（2016YFD0500502）、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金（CARS-40）、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（ASTIP-IAS04）

張宏福，E-mail：zhanghongfu@caas.cn

2018-07-09；

2018-07-16