日光溫室改造牛舍冬季舍內(nèi)環(huán)境參數(shù)時(shí)空分布規(guī)律

劉 濤，王國(guó)強(qiáng)，齊新洲

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆 烏魯木齊830091）

0 引言

針對(duì)新疆日光溫室由于各種原因空置而導(dǎo)致資源浪費(fèi)的情況[1]，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所開(kāi)展了日光溫室肉牛散欄養(yǎng)殖適用設(shè)施及設(shè)備技術(shù)的研究，結(jié)合溫室結(jié)構(gòu)、畜舍建筑、養(yǎng)殖工藝、機(jī)械設(shè)備、環(huán)境控制、飲水設(shè)施設(shè)備等技術(shù)，將日光溫室改建成牛舍[2]。日光溫室改建牛舍特點(diǎn)：

（1）在原日光溫室結(jié)構(gòu)、維護(hù)、骨架基礎(chǔ)上，按照肉牛習(xí)性，合理布局功能區(qū)，通過(guò)增加內(nèi)部圍欄，環(huán)境調(diào)控、飲水等設(shè)施，改建為牛舍。

（2）在原日光溫室周邊新建青貯池、草料庫(kù)、堆糞池等配套設(shè)施，既節(jié)約了建設(shè)成本，又充分利用了空置土地資源[3]。

目前，已在烏魯木齊西山農(nóng)場(chǎng)建立技術(shù)示范基地，為周邊及新疆種養(yǎng)結(jié)合起到積極的示范帶動(dòng)作用。

本文的目的是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，分析日光溫室改建牛舍內(nèi)溫度、濕度、CO2濃度、NH3濃度這些主要環(huán)境參數(shù)在牛舍內(nèi)不同高度和不同時(shí)間段的分布規(guī)律，找出日光溫室牛舍內(nèi)濕度、CO2濃度、NH3濃度較高、溫度較低的時(shí)間和位置，便于日光溫室改建牛舍內(nèi)環(huán)境調(diào)控，為推廣日光溫室改建牛舍技術(shù)及該牛舍環(huán)境調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)牛舍

試驗(yàn)牛舍為新疆烏魯木齊市烽火臺(tái)鎮(zhèn)西山農(nóng)場(chǎng)日光溫室改建牛舍。牛舍坐北朝南，跨度為12 m，長(zhǎng)度為52 m，屋脊高5 m，肉牛采用雙列式對(duì)頭拴系養(yǎng)殖模式，飼養(yǎng)肉牛100頭，舍內(nèi)改建的養(yǎng)殖工藝設(shè)施包括牛床、飼喂通道、清糞槽道、飲水器等。牛舍通風(fēng)方式主要靠2個(gè)清糞通道門（寬1.95 m，高2 m）和1

個(gè)飼喂通道門（寬3 m，高2.9 m）的開(kāi)啟和1個(gè)負(fù)壓

軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，風(fēng)機(jī)風(fēng)量55 800 m3/h。

1.2 測(cè)試儀器

溫濕度用L99-LXWS溫濕度記錄儀檢測(cè)，杭州路格科技有限公司產(chǎn)品；NH3、CO2和H2S濃度用便攜式智能氣體檢測(cè)報(bào)警儀檢測(cè)，北京恒奧德儀器儀表公司產(chǎn)品。測(cè)試儀器主要參數(shù)見(jiàn)表1和表2。

表1 L99-LXWS溫濕度記錄儀技術(shù)指標(biāo)

表2 便攜式智能氣體檢測(cè)報(bào)警儀技術(shù)指標(biāo)

1.3 試驗(yàn)方法

牛舍內(nèi)主要環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度、CO2、NH3、H2S濃度，根據(jù)前期試驗(yàn)判斷出新疆牛舍內(nèi)H2S氣體濃度接近于0[4-6]，可以忽略。本次試驗(yàn)中，溫度和濕度數(shù)據(jù)采用L92-1溫濕度記錄儀采集并自動(dòng)儲(chǔ)存記錄；CO2、NH3濃度采用GT2000復(fù)合氣體分析儀采集并自動(dòng)儲(chǔ)存記錄；同時(shí)利用便攜式智能氣體檢測(cè)報(bào)警儀進(jìn)行牛舍外溫濕度和氣體濃度的即時(shí)檢測(cè)。

試驗(yàn)時(shí)間為2019年2月17日8:00至2019年2月23日8:00，為期5天，數(shù)據(jù)每隔10 min保存一次。參數(shù)采集點(diǎn)選擇牛舍中部飼喂通道正上方，距離地面高度分別為1 m、2 m、3 m位置，每個(gè)高度不間斷測(cè)試24 h。環(huán)境參數(shù)在時(shí)間上的分布規(guī)律試驗(yàn)，將24小時(shí)分解為8:00-12:00、12:00-16:00、16:00-20:00、20:00-24:00、0:00-4:00、4:00-8:00這6個(gè)時(shí)間段，采集點(diǎn)為牛舍中部飼喂通道正上方3 m處。各因素相關(guān)性數(shù)據(jù)采集點(diǎn)選擇牛舍中部飼喂通道正上方2 m高度處，時(shí)間為24小時(shí)的數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同高度牛舍內(nèi)主要環(huán)境參數(shù)分布

日光溫室改建牛舍內(nèi)不同高度處主要環(huán)境參數(shù)測(cè)試值見(jiàn)表3。結(jié)果表明，日光溫室改建牛舍內(nèi)溫度隨著高度變化不大，1 m、2 m、3 m不同高度處，溫度差異不顯著（P＞0.05），日光溫室改建牛舍舍內(nèi)溫度保持在2℃～8℃間，能夠滿足肉牛生產(chǎn)環(huán)境溫度要求；在2 m、3 m高度處，濕度值顯著高于1 m高度處（P＜0.05）；CO2濃度在3 m高度處顯著高于1 m和2 m高度處；NH3濃度在1 m高度處顯著高于2 m和3 m高度。考慮到NH3濃度在日光溫室牛舍內(nèi)整體比較低，不作為環(huán)境調(diào)控因素，濕度和CO2濃度較高，是日光溫室牛舍內(nèi)需要調(diào)控的參數(shù)，3 m高度處濕度和CO2濃度均在高位，為此，可以判斷3 m高度處是日光溫室改建牛舍內(nèi)環(huán)境最需要調(diào)控的高度。

表3 不同高度處各環(huán)境參數(shù)值

2.2 不同時(shí)間段牛舍內(nèi)主要環(huán)境參數(shù)分布

日光溫室改建牛舍內(nèi)不同時(shí)間段，主要環(huán)境參數(shù)測(cè)試值見(jiàn)表4。結(jié)果表明，溫度在12:00-16:00這個(gè)時(shí)間段達(dá)到了最大值，顯著高于其他時(shí)間段，4:00-8:00這個(gè)時(shí)間段為最低值，顯著低于其他時(shí)間段，溫度在12:00-16:00顯著高于其他時(shí)間段，說(shuō)明日光溫室改建牛舍由于前屋面采用塑料薄膜覆蓋結(jié)構(gòu)，對(duì)太陽(yáng)光吸收好[7-8]；濕度在0:00-4:00這個(gè)時(shí)間段顯著高于其他時(shí)間段，在16:00-20:00顯著低于其他時(shí)間段；CO2濃度在0:00-4:00顯著高于其他時(shí)間段、16:00-20:00顯著低于其他時(shí)間段；NH3濃度8:00-12:00顯著高于其他時(shí)間段，其他時(shí)間段差異不顯著。不同時(shí)間段的各參數(shù)值再次說(shuō)明，NH3濃度總體較低，不作為重點(diǎn)調(diào)控因素，濕度和CO2濃度是主要調(diào)控因素[9-10]。考慮到在0:00-4:00這個(gè)時(shí)間段濕度和CO2濃度均達(dá)到最大值，可以說(shuō)明0:00-4:00是牛舍內(nèi)環(huán)境最需要調(diào)控的時(shí)間段。

表4 不同時(shí)間段各環(huán)境參數(shù)值

2.3 各因素間相關(guān)性分析

各因素間相關(guān)性分析見(jiàn)表5。通過(guò)PERSON相關(guān)性分析表明，溫度和濕度相關(guān)性顯著，呈負(fù)相關(guān)；溫度和CO2濃度相關(guān)性顯著，呈負(fù)相關(guān)；濕度和CO2濃度相關(guān)性極顯著，呈正相關(guān)；濕度和NH3濃度相關(guān)性極顯著，呈負(fù)相關(guān)；濕度和時(shí)間相關(guān)性極顯著，呈正相關(guān)；CO2濃度和時(shí)間相關(guān)性極顯著，呈正相關(guān)；NH3濃度和時(shí)間相關(guān)性顯著，呈負(fù)相關(guān)；溫度與時(shí)間相關(guān)性不顯著；CO2濃度和NH3濃度相關(guān)性不顯著。

表5 各因素間相關(guān)性分析

3 結(jié)論

通過(guò)日光溫室改建牛舍不同高度和不同時(shí)間段主要環(huán)境參數(shù)分布規(guī)律試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，可得出：

（1）日光溫室改建牛舍在外界溫度處于-10℃～-4℃時(shí)，舍內(nèi)溫度保持在2℃～8℃，說(shuō)明日光溫室牛舍保溫效果優(yōu)異，舍內(nèi)溫度滿足冬季肉牛生產(chǎn)環(huán)境溫度要求。牛舍內(nèi)不同高度，溫度差異不顯著，不同時(shí)間段，溫度變化差異顯著，說(shuō)明日光溫室牛舍內(nèi)溫度變化受太陽(yáng)輻射能影響較大。溫度和濕度、溫度和CO2濃度相關(guān)性均為極顯著，且都呈負(fù)相關(guān)。

（2）冬季日光溫室改建牛舍主要調(diào)控因素為濕度和CO2濃度。濕度和CO2濃度分別在不同高度和不同時(shí)間段差異均顯著。3 m高度處和0:00-4:00時(shí)間段，牛舍環(huán)境最需要調(diào)控。濕度和CO2濃度相關(guān)性極顯著，呈正相關(guān)，說(shuō)明通過(guò)工程手段降低圈舍內(nèi)濕度，對(duì)降低CO2濃度有一定的幫助。