遮陽網對西北地區夏季圍欄牛場環境和肉牛生理特征的影響

陳昭輝，熊浩哲，張霞霞，劉繼軍，林 梁

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遮陽網對西北地區夏季圍欄牛場環境和肉牛生理特征的影響

陳昭輝1,2，熊浩哲1,2，張霞霞1，劉繼軍1,2※，林 梁3

（1. 中國農業大學動物營養學國家重點實驗室，北京 100193； 2. 中國農業大學動物科技學院，北京 100193；3. 張掖市祁連牧歌有限公司，張掖 734000）

為了研究遮陽網在中國西北地區應用于圍欄育肥牛場以緩解夏季肉牛熱應激的效果，該試驗對現場環境指標進行實測，同時對肉牛的皮膚溫度、呼吸頻率進行了記錄，通過數據分析，對不同時段牛場的溫熱環境進行了評價。結果表明：遮陽網在各個時段都能改善肉牛生長環境，在午時可減少87%的太陽輻射，使溫度降低3.95 ℃，黑球溫度降低19.9%，從而將環境從嚴重熱應激狀態轉變為中度熱應激狀態；中午肉牛的躺臥行為百分比從14.21%升高至59.9%（<0.01），而站立行為的百分比從64.5%降至29.7%（<0.01），且各個時段肉牛飲水行為占比較低；非遮蔽區的黑球溫度與肉牛皮溫和呼吸頻率的相關性最高，相關系數分別為0.53和0.20。以上結果通過環境和肉牛生理特征的變化，反映了遮陽網主要通過減少太陽輻射來降低肉牛熱應激水平，改善肉牛的生長環境，從而在維持其生產性能的同時提高了動物福利。該研究可為遮陽網在中國肉牛行業中的應用效果提供參考。

降溫；溫度；太陽輻射；遮陽網；熱應激；環境；肉牛

0 引 言

經過將近30年的發展，中國肉牛產業已形成西北、中原、東北、西南4大產業帶，肉牛存欄量、屠宰量和牛肉產量約占全國的90%左右[1]。其中西北地區幅員遼闊，農牧資源豐富，肉牛產業發展潛力大，然而由于太陽輻射造成的夏季高溫往往給牛群造成嚴重的熱應激。研究表明，在炎熱的夏季，太陽輻射會使環境溫度升高，畜體吸收熱量，肉牛代謝加快，飼料報酬低。因此高溫對不采取任何遮蔭措施的牛的健康、福利和生產性能等方面都有巨大的負面影響[2]。輕者會降低采食量、飼料利用率和生長速率，重者則可能導致機體代謝衰竭最終死亡，這使得熱應激給肉牛生產帶來巨大的經濟損失[3]。

降低夏季太陽輻射的措施通常有遮陽網遮陽、綠化遮陽、利用噴淋技術等。研究表明，樹木提供的遮蔭可以在改善奶牛運動場極端溫度的同時減緩風速，既能保證產奶量又有利于動物福利[4]。Tucker等[5]發現在炎熱的氣候條件下，奶牛在遮蔭區活動的傾向十分明顯。但由于綠化遮陽投資往往較大，適用性不廣。噴淋技術在降低溫度的同時也增大了動物活動區的空氣濕度與環境溫濕度指數，其應用效果不盡人意[6]。遮陽是近年來備受關注的一種降溫策略，不同類型的材料可以達到不同的遮陽效果。在選擇遮陽網時需要考慮以下要素：遮陽材料的物理特性、動物對材料的反應、材料的耐用性和其生產成本[7]。為應對夏季奶牛熱應激，Eigenberg等[8]研究表明黑色塑料材質遮陽網的遮陽效果可達60%，可作為一種經濟實用的降溫措施。目前，遮陽網已在中國溫室種植業中廣泛應用于冬季保溫和夏季降溫，并得到了較好的節能效果和經濟效益，但有關其在畜牧業應用效果的研究較少，除在豬舍中發現使用黑色遮陽網的豬舍平均溫度為29.3 ℃，平均濕度為70%外[9]，在其他畜禽上鮮有應用。尤其是在遮陽網對圍欄育肥場小氣候影響方面的研究還未見報道。

牛的耐熱性與品種（系）、生產性能有密切關系[10-11]。西雜牛是為改善中國地方黃牛生產性能而與西門塔爾牛雜交的改良種，在中國農區和牧區肉牛養殖中有著舉足輕重的地位。然而目前關于反芻動物熱應激的研究主要集中于奶牛，國內肉牛熱應激的研究幾乎處于空白狀態[12-13]。因此，探究緩解西雜牛熱應激的方法在肉牛養殖領域具有重要意義。本試驗從環境指標和肉牛行為生理指標兩方面衡量遮陽網在中國西北地區圍欄育肥牛場的遮陽降溫效果，以期確定可靠的環境指標以預測當前牛群生理特征的變化，為緩解西北地區夏季肉牛的熱應激提供參考。

1 材料與方法

1.1 圍欄育肥牛場

本試驗在甘肅省張掖市（38.55°N，100.26°E）的祁連牧歌圍欄育肥牛場進行，試驗時間為2018年6月至同年7月。張掖位于中國甘肅省西北部，河西走廊中段，屬于溫帶大陸性干旱氣候。夏季炎熱而短暫，氣溫日差較大，7月平均溫度為11～24 ℃，日間最高氣溫達41.5 ℃，風向以西北風和東風為主[14]。

圍欄育肥牛場長198 m、寬100 m，牛場內共設置4排牛欄，每排11列，牛欄長18 m、寬18 m。第二排牛欄沿對角線在距離地面3 m處安裝2塊9 m×9 m的黑色塑料材質遮陽網（見圖1），其針數為4針，透光率在40%左右，可為每頭牛提供5.4 m2的遮陽面積。每個欄位飼養12頭西門塔爾雜交牛，其被毛呈紅白色。每牛欄內配有一個飲水槽，供肉牛自由飲水；飼喂方式為人工飼喂，時間為8:00與17:00；全天不清糞；試驗期間的飼料配方為：麥草1 kg，苜蓿0.5 kg，青貯玉米9 kg，全價料7 kg，玉米粉1.5 kg，小蘇打60 g。肉牛自由活動，無法控制其所在區域。

圖1 圍欄育肥牛場遮陽網布置圖

1.2 檢測方法

試驗檢測指標包括溫度、相對濕度、風速、太陽輻射強度、肉牛體表溫度、呼吸頻率、肉牛行為。各環境指標每天測定3次，時間為7:00、14:00、19:00，且分別記錄為早、午、晚。在第二排牛欄中選擇3個牛欄進行環境指標的測定，具體布點圖見圖2，同時將遮蔽區記為S（shade area），非遮蔽區記為NS（no shade area）。根據頭牛體尺，本試驗的測定高度選取0.7、1.4 m作為肉牛躺臥、站立高度。對于溫度、濕度、風速、熱輻射的測定：分別使用手持溫濕度測定儀（HE710-EX，北京思普特科技有限公司）、風速計（MODEL600，加野麥克斯Kanomax）、手持熱輻射檢測儀（TD-JTR09，北京同德創業科技有限公司）對20個環境指標測點進行測定，采樣間隔10 min；對于肉牛體表溫度的測定：每個測定欄位選擇2頭體質量、年齡及生理狀況相似的肉牛，使用激光紅外測溫儀（HT-8962，上海宏誠科技）測定肉牛腹部皮膚表面溫度；對于呼吸頻率的測定：觀察腹部的起伏情況，記錄肉牛1 min的呼吸次數；對于肉牛行為的記錄：分躺臥、站立、飲水、采食4種行為，其中把肉牛的走動行為也歸類為站立行為，記錄各行為牛的數量占牛總數的百分比。

注：●代表環境指標測定點；陰影區表示遮陽區域

Note: ● represents for environmental measuring points; Shaded area represents the shaded area of sunshade net

圖2 環境指標測定點平面布置圖

Fig.2 Arrangement plan of environmental measuring points of layout plan

1.3 熱應激評價指標

選取常用的環境評價指標評價肉牛的熱應激程度，溫濕度指數（temperature-humidity index，THI）與黑球溫度（black globe temperature，T）。雖然T和THI都考慮了2個環境因素，但并不全面，其中T沒有考慮空氣的流動與環境濕度，THI沒有考慮空氣流動與熱輻射[15]。因此采用3個綜合指標，包括校正后的THI（adjusted temperature-humidity index，THIadj）、熱負荷指數（heat load index，HLI）和黑球-濕度指標（black globe humidity index，BGHI）以考慮太陽輻射、風速、濕度的影響。上述環境指標的計算公式分別如式（1）～式（6）所示[8,16-17]。

THI=(0.8T)+(/100)×(T?14.4)+46.4 （1）

T=1.33T?2.65T0.5+3.21×lg10(+1)+3.5 （2）

THIadj=4.51+THI?1.992+0.006 82.5（3）

BGHI=(0.8T)+(/100)×(T?14.4)+46.4（4）

若T＞25 ℃，

HLI=8.62+0.38+1.55T?0.5+e(2.4-WS)（5）

若T＜25℃，

HLI=10.66+0.28×+1.3×T?（6）

式中T為環境溫度，℃；為相對濕度，%；為太陽輻射熱，W/m2；為風速，m/s；e為自然對數。

根據之前的試驗結果[16-20]，評價肉牛熱應激程度的各指標閾值如表1所示。其中HLI的初始臨界值是以未遮陽、黑色普通牛的喘息評分建立的，其上、下臨界值分別為86和77，可根據牛的品種及實際飼養情況進行校正[18]。本次試驗對象為生理健康、舍飼130 d以上、被毛紅白相間的西門塔爾雜交牛，遮陽面積為5.4 m2/頭，飲用15～20 ℃的地下水，全天不清糞。因此，其校正后的上、下臨界值分別為89和80[17]。

表1 熱應激閾值

1.4 試驗儀器

試驗儀器如表2所示。

表2 試驗儀器

1.5 數據分析

試驗數據采用Excel與SPSS20.0軟件進行分析，結果以“平均值±標準差”的形式表達，＜0.05為差異顯著，＜0.01為差異極顯著，＞0.05為差異不顯著。

2 結果與分析

2.1 肉牛熱應激程度

2.1.1 環境實測結果

試驗期間圍欄育肥牛場遮蔽區與非遮蔽區在各個時段的溫度、濕度、風速以及太陽輻射熱的實測結果如表3所示。試驗數據表明：由于該地晝夜溫差大，再加上太陽輻射的影響，造成不同時段肉牛場的環境狀況差異較大，具體表現為早晚溫度較低，濕度較高；午間溫度最高，濕度最低；早、午時段，遮陽網能顯著降低牛場的溫度，提高濕度（＜0.01），而對風速無影響；在傍晚，遮蔽區與非遮蔽區的環境差異不顯著（＞0.05），說明此時遮陽網不改變牛場環境。對于太陽輻射熱而言，在中午遮陽網的效果最為明顯，可減少87%的太陽輻射，但在傍晚，由于太陽直射角度發生變化，遮陽網僅能減少約20%的太陽輻射，遮蔽區與非遮蔽區的輻射熱無顯著差異（＞0.05）。通過以上結果可以推斷，遮陽網主要通過減少太陽輻射來降低環境溫度、提高濕度，從而改善肉牛的生長環境，降低其熱應激水平。

研究表明，肉牛適宜的飼養溫度為10～15 ℃，最適育肥溫度為15～20 ℃。在夏季日平均溫度超過21 ℃時，肉牛的呼吸頻率上升，當平均溫度超過25 ℃時，肉牛的采食量與日增質量都有明顯的降低，育肥的溫度應低于30 ℃[20-21]。因此，常以25 ℃作為夏季肉牛較好生產環境溫度的界限，30 ℃作為肉牛的高溫生產環境界限；對于濕度而言，NY/T388-1999規定牛舍環境濕度上限為80%[22]，肉牛適宜的相對濕度為40%～70%；對于風速而言，一般認為牛舍夏季的通風速度以0.8～1.0 m/s為宜[23]。因此，根據表3中結果可知：在早晨，遮陽網能使環境溫度保持在25 ℃以下，保證了肉牛的福利及其生產性能；午時遮陽網的效果達到最佳，與非遮蔽區相比，遮蔽區溫度降低了3.95 ℃，濕度增加4.66個百分點，太陽輻射減少了87%，但仍然不利于肉牛的生長；傍晚遮陽網雖有改變環境的趨勢，但效果并不顯著；各時段風速基本滿足夏季肉牛通風需求。

表3 環境實測結果

注：同一時段內，同行數據不同大寫字母表示數值存在極顯著差異，<0.01，相同小寫字母表示無顯著差異，>0.05，下同。遮蔽區記為S，非遮蔽區記為NS，下同。

Note: During the same period of time, different capital letters indicate that there is a extremely significant difference in the values within the same line of data with,0.01, and the same lowercase letter means that there is no significant difference,0.05, Same as below. The shaded area is denoted as S and the non-shaded area as NS, Same below.

2.1.2 環境綜合評價

試驗期間圍欄育肥牛場各環境綜合指標值如表4所示。由表4可知，在各個時段，遮蔽區的各項環境評價指標均低于非遮蔽區；午時非遮蔽區的環境會給牛群造成巨大的熱應激，其中THIadj、BGHI與HLI的平均值分別為86.24、92.98、93.89，均超過了各自的上臨界值，因此可判讀午時肉牛處于嚴重熱應激狀態；遮陽網能降低熱應激程度，其中以午時HLI值的降低幅度最為明顯。與非遮蔽區相比，遮蔽區HLI值降低了9.09，環境由嚴重熱應激狀態轉變為中度熱應激狀態；在傍晚，由于太陽直射角度的改變，各項環境綜合指標均在其下臨界范圍內，同時遮蔽區與非遮蔽區的各項環境指標之間無差異（＞0.05）。說明此時環境適宜，且遮陽網對環境的影響程度小，不能改善環境的熱應激程度。

表4 環境綜合指標值

2.1.3 生理特征測定結果

試驗期間牛場遮蔽區與非遮蔽區未隔開，肉牛可自由活動。各時段對肉牛皮溫、呼吸頻率的記錄如表5所示。經測量，7:00、14:00、19:00肉牛各時段的皮溫分別為（30.45±3.38）、（35.24±2.50）、（31.76±2.56）℃，且三者之間存在顯著差異（＜0.05）；呼吸頻率分別為（44.63±10.04）、（48.74±11.32）、（34.93±8.63）次/min，且三者之間存在顯著差異（＜0.05）。

表5 皮溫及呼吸頻率的測定結果

研究表明，在適宜的環境溫度下，牛的呼吸頻率為20～40次/min，皮溫為38.5 ℃左右。熱應激狀態下肉牛通過增加呼吸頻率來增加蒸發散熱[8]，當產熱量超過散熱量時，動物的體溫就會升高[24]。試驗結果顯示：各時段肉牛的皮溫均在38.5 ℃以下，但早晨肉牛的呼吸頻率為44.63次/min，午時為48.74次/min。由此可以判斷，牛群在早、午時段均處于熱應激狀態，且午時的熱應激程度更高。傍晚的呼吸頻率在適宜范圍內，說明此時牛場的環境較為舒適，動物無熱應激反應。

2.2 熱環境對肉牛的影響

2.2.1 熱環境對肉牛生理特征的影響

在熱應激條件下，機體交感神經興奮導致體溫升高，散熱困難。機體通過加快肺通氣量加快呼吸散熱，此時表現為呼吸頻率升高，機體易發生呼吸性堿中毒。嚴重時，會導致肺部、出血、呼吸功能衰竭等癥狀。故呼吸頻率與環境溫熱條件存在極大的相關性。結合表4與表5可知，肉牛皮溫與呼吸頻率的變化特征與熱應激程度變化相似：早晚皮溫與呼吸頻率較低，中午最高。現將各環境綜合指標按照遮蔽區與非遮蔽區分類，與肉牛呼吸頻率和皮溫的線性相關關系如表6所示。

表6 環境綜合指標與肉牛生理特征之間的相關系數

注：*表中該環境綜合指標和生理特征之間顯著相關，＜0.05，ns表示該環境綜合指標和生理特征之間不顯著相關，＞0.05。

Note: * indicates there is a significant correlation between the environmental comprehensive parameters and physiological characteristics,< 0.05; ns means that there is no significant correlation between the environmental comprehensive parameters and physiological characteristics,> 0.05.

由表6可知，對于肉牛皮溫而言，相關度最高的環境綜合指標為非遮蔽區的黑球溫度，相關系數為0.53，二者線性關系見圖3。對于呼吸頻率而言，各指標與呼吸頻率的相關系數均偏低，相關關系不明顯，其中相關系數最高的指標同樣為非遮蔽區的黑球溫度，二者相關系數為0.20，其次為遮蔽區的HLI，相關系數為0.17。

圖3 皮溫與非遮蔽區黑球溫度線性關系

2.2.2 熱應激對肉牛行為的影響

在試驗期間觀察到，隨著熱應激水平的增加，牛群更加傾向于在遮蔽區活動，且在中午躺臥行為多發生在遮蔽區。對于牛群站立、躺臥、采食、飲水行為的百分比在各個時段的分布如表7所示。結果表明在不同時段，肉牛的主要行為表現出一定的差異：從早晨到中午，肉牛的躺臥比例從14.21%升高至59.9%（＜0.01），而站立的百分比從64.5%降低到29.7%（＜0.01），說明遮蔽區牛群的熱應激水平較低，肉牛無需維持站立姿勢增加機體散熱量；傍晚肉牛的行為與早晨相似，超過一半的肉牛表現為站立，采食與躺臥的百分比較為接近；各時段肉牛飲水的傾向不明顯，均低于3%。根據上述結果，認為整體而言，肉牛的熱應激程度不高。此外，牛場另飼有黑色被毛的安格斯牛，與被毛紅白相間的西門塔爾牛相比，其趨向遮蔽區的行為更明顯，躺臥的百分比也更高，如圖4所示。

表7 不同時段牛群行為

圖4 安格斯牛更傾向于在遮蔽區停留

3 討 論

遮陽網可通過減少熱輻射從而達到明顯的降溫效果。Schütz等[25]研究發現，在試驗期間，太陽輻射減少50%或99%的遮蔽區的環境溫度始終保持在25 ℃以下，且與同一時間的非遮蔽區相比，分別降低了日均溫度2 ℃和3.8 ℃。Eigenberg等[26]研究發現，黑色塑料材質的遮陽網平均可減少60%的太陽輻射，同時可減少22%處于嚴重熱應激狀態的牛的數量。Brown-Brandl等[7]研究了不同遮蔽程度的遮陽網對環境的影響，結果表明與不采取任何遮蔽措施相比，任意程度的遮蔽都能降低黑球溫度和太陽輻射，并且中午的遮蔽效果最明顯：最多可使太陽輻射降低86.8%，黑球溫度降低11.9%。本試驗實測結果表明，遮陽網在午時最多可減少87%的太陽輻射，使溫度降低3.95 ℃，黑球溫度降低19.9%，同時將環境從嚴重熱應激狀態轉變為中度熱應激狀態，其遮陽降溫結果與上述試驗結果相似。此外有研究表明，在炎熱氣候下，采取遮蔽措施會延長牛的采食時間和增加干物質攝入量，從而提高日增質量[27-28]。因此，可以認為試驗期間采取的遮蔽措施對肉牛生產性能有積極影響。

通過肉牛行為，認為遮陽網可以改善夏季溫熱環境，降低熱應激程度，提高動物福利。試驗期間，觀察到肉牛在中午使用遮陽網的頻率高于早、晚時段。Tucker等[5]在研究夏季奶牛行為與熱應激的試驗中發現，在太陽輻射值較高的日子里，為應對增加的熱負荷，奶牛在遮蔽區停留的時間會延長，當環境溫度超過25 ℃時，牛群使用遮陽網的次數會增加；且在一天內，在太陽輻射值最高的時候，遮陽網的使用率達到峰值，這與本試驗觀察到的現象相吻合。研究表明，動物采取站立的姿勢可以最大限度地增加暴露在環境中的表面積，以增加身體周圍的空氣流動[24]。Zahner等[29-30]的研究發現，在炎熱的夏季，牛群會通過減少躺臥和采食行為來對熱負荷做出反應。本試驗發現在達到嚴重熱應激條件的中午，肉牛更傾向于在遮蔽區停留，且躺臥行為的百分比較其他行為更高，可以認為由于遮陽網下的小氣候環境較為舒適，所以牛群不必采取站立姿勢來應對熱負荷。Schütz等[31]也同樣發現遮蔽區牛群的躺臥比例高于非遮蔽區。現有研究表明，深色被毛的牛比淺色被毛的牛對熱應激更加敏感[32]。被毛白色的比利時藍牛比黑色的安格斯牛的HLI上限高出3個單位，紅色安格斯牛比黑色安格斯牛的HLI上限高1個單位[18]。根據上述結論可以解釋試驗期間觀察到的黑色安格斯牛更偏好于使用遮陽網的現象。

各環境綜合指標對肉牛生理特征的影響表明在本試驗中，太陽輻射是影響肉牛生理特征的主要因素。研究表明，由于肉牛品種、被毛顏色、生長環境以及測量方法等的不同，各環境綜合指標與生理特征之間的相關程度也不盡相同。牛的皮膚溫度與其品種和被毛顏色相關，淺色被毛牛的皮溫往往偏低，與體溫之間相差約3.3 ℃[33]。同時Kendall等[34]發現牛群的體溫、呼吸頻率與氣溫、THI和HLI之間呈正相關關系。李璟輝等[15]研究了4個環境綜合指標：BGHI、THVI、THI和HLI與西門塔爾肉牛呼吸頻率之間的相關性，結果表明HLI與呼吸頻率的相關性最大，相關系數為0.603 81。而在研究綜合環境指數（comprehensive climate index, CCI）、HLI、BGHI、奶牛熱應激指數（index of thermal stress for cows, ITSC） 4指標與奶牛生理特征的相關性時，發現CCI與荷斯坦奶牛的呼吸頻率相關性最大，相關系數為0.365[35]。此外，Atkins[36]等利用探測器監測肉牛每日連續變化的生理特征與環境參數時發現，牛的呼吸頻率、體溫與THI的變化趨勢高度一致。而在本試驗中，非遮蔽區的黑球溫度與皮溫的相關性較高，二者的相關系數為0.53；各指標與呼吸頻率的相關性較低，最大相關系數僅為0.20，其原因可能是觀測的牛的數量較少，導致觀測值的標準差較大，造成相關系數偏小。黑球溫度主要受太陽輻射的影響，根據其與牛群生理特征的相關性可以推斷，太陽輻射對肉牛的生理特征的影響占據主導地位，而遮陽網能通過降低太陽輻射。達到改善肉牛的生長環境，緩解熱應激的目的。

4 結 論

本研究對設有黑色塑料材質，針數為4針，透光率約為40%的遮陽網圍欄育肥牛場進行了現場環境指標實測，并通過數據分析，最終得出以下結論：

1）現場環境實測結果表明，遮陽網在各個時段都能改善肉牛的生長環境，且午時的效果最為明顯：可減少87%的太陽輻射，使溫度降低3.95 ℃，黑球溫度降低19.9%，將環境從嚴重熱應激狀態轉變為中度熱應激。

2）肉牛行為的統計結果表明，隨著熱應激程度的升高，肉牛更傾向于在遮蔽區躺臥，且躺臥比例由14.21%升高至59.9%，站立比例由64.5%降低至29.7%。說明遮陽網下的小氣候環境較舒適，能為肉牛提供適宜的飼養環境，提高動物福利。

3）分析各環境綜合指標與肉牛生理特性的相關性，結果表明，非遮蔽區的黑球溫度與肉牛皮溫和呼吸頻率的相關性最高，相關系數分別為0.53與0.20，進一步說明了遮陽網能通過降低太陽輻射來達到緩解肉牛熱應激水平的目的。

綜上，本試驗通過環境指標的對比和對牛群生理特性的分析，闡明了遮陽網在中國西北地區圍欄育肥牛場中的遮陽降溫效果，可為緩解該形式肉牛場的夏季熱應激提供參考。

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Effects of sunshade net on environment of fenced feed lot and physiological characteristics of beef cattle in northwest China in summer

Chen Zhaohui1,2, Xiong Haozhe1,2, Zhang Xiaxia1, Liu Jijun1,2※, Lin Liang3

(1.100193,;2.100193,; 3. Gansu734000,)

In order to study the effects of sunshade net applied in fenced feed lot in northwest China to alleviate heat stress of beef cattle in summer, this paper was conducted to measure environmental parameters, and recorded the physiological characteristics of beef cattle to evaluate the environment of fenced feed lot in different periods. This test was in Zhangye city, Gansu province (38.55 °N, 100.26 °E). The experiment was conducted from June 2018 to July of the same year. The fence feed lot was 198 m long and 100 m wide. There were 4 rows of cattle pens in the feed lot, each row had 11 columns. The length of each pen was 18 m and the width of 18 m. 2 black plastic shading nets were installed along the diagonal of the second row of cattle hurdles, with a light transmittance of about 40%, providing a shading area of 5.4 m2for each cattle. Each stall was provided with a drinking tank for beef cattle to drink freely, and the feeding method was manual feeding at 8:00 and 17:00. 12 Simmental crossbred beef cattle with red and white coats were kept in each stall. Measurement parameters included temperature, relative humidity, wind speed, solar radiation intensity, skin temperature of beef cattle, respiration rate and behavior of beef cattle. Each environmental index was measured 3 times a day at 7:00, 14:00 and 19:00, and denoted as morning, afternoon and evening respectively. 3 stalls in the second row were selected for the recording of environmental parameters. The results showed that the microclimate environment under the shading net was relatively comfortable, which could provide a suitable feeding environment for beef cattle and improve animal welfare. At noon, the environment in the no shaded area would cause great heat stress to the cattle. The mean values of THIadj（adjusted temperature-humidity index，THIadj）, BGHI（black globe-humidity Index，BGHI） and HLI（heat load index，HLI） were 86.24, 92.98 and 93.89 respectively, all of which exceeded their upper critical values. However, sun shade net could decrease 87% of the solar radiation, decrease the temperature by 3.95 ℃at the same time, meanwhile decrease black-globe temperature by 19.9%, and also can transfer the environment from severe heat stress into a moderate heat stress state. Through the behavior of beef cattle, it is believed that due to the level of heat stress, the main behaviors of beef cattle were different. The percentage of lying behavior of beef cattle increased from 14.21% to 59.9% (<0.01), while the percentage of standing behavior decreased from 64.5 % to 29.7% (<0.01). It was observed that the behavior of lying mostly occurred in the shade area at noon. In addition to the significantly increased proportion of lying behavior, the cattle were more inclined to move in the shelter area. Therefore, we considered that the sunshade net could improve the environment in summer and reduce the degree of heat stress. The outcome of various environmental comprehensive parameters on the physiological characteristics of beef cattle indicated that in this experiment, solar radiation was the main factor affecting the physiological characteristics of beef cattle. Black-globe temperature in no sunshade net area had the highest correlation with beef cattle skin temperature and their respiratory rate, correlation coefficients were 0.53 and 0.20 respectively. According to comparing the environment and the change of the beef cattle physical characteristics, the results indicated that the sunshade net reduced the beef cattle heat stress level mainly by reducing the radiation from the sun, improved the environment condition of the beef cattle. Thus, it could help to maintain the performance of beef cattle, improve the animal welfare at the same time. This study can provide a reference for the application effect of sunshade net in beef cattle industry in China.

cooling; temperature; solar radiation; sunshade net; heat stress; environment; beef cattle

2019-01-17

2019-05-29

國家肉牛耗牛產業技術體系（CARS-38）

陳昭輝，副教授，研究方向為畜牧環境工程。Email：chenzhaohui@cau.edu.cn

劉繼軍，教授，研究方向為畜牧環境工程。Email：liujijun@cau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.020

S823.9+2

A

1002-6819(2019)-11-0175-07

陳昭輝，熊浩哲，張霞霞，劉繼軍，林 梁. 遮陽網對西北地區夏季圍欄牛場環境和肉牛生理特征的影響[J]. 農業工程學報，2019，35(11)：175－181. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.020 http://www.tcsae.org

Chen Zhaohui, Xiong Haozhe, Zhang Xiaxia, Liu Jijun, Lin Liang. Effects of sunshade net on environment of fenced feed lot and physiological characteristics of beef cattle in northwest China in summer[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(11): 175－181. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.020 http://www.tcsae.org