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        濕簾降溫原理及其在食蟹猴飼育設(shè)施中的初步應(yīng)用

        2016-10-06 08:23:02邢正弘上海實驗動物研究中心上海西普爾必凱實驗動物有限公司上海201203
        關(guān)鍵詞:濕簾食蟹降溫

        邢正弘(1. 上海實驗動物研究中心; 2. 上海西普爾-必凱實驗動物有限公司, 上海 201203)

        濕簾降溫原理及其在食蟹猴飼育設(shè)施中的初步應(yīng)用

        邢正弘1,2
        (1. 上海實驗動物研究中心; 2. 上海西普爾-必凱實驗動物有限公司, 上海 201203)

        目的應(yīng)用濕簾降溫原理設(shè)計開發(fā)一種實用節(jié)能型食蟹猴飼育設(shè)施并進(jìn)行初步應(yīng)用。方法根據(jù)食蟹猴的生活習(xí)性和上海地區(qū)氣候特點并參考濕簾降溫有關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計,對建成的設(shè)施進(jìn)行相關(guān)環(huán)境指標(biāo)的測試,并初步應(yīng)用于食蟹猴的飼養(yǎng)。結(jié)果該設(shè)施的環(huán)境條件能適用于上海地區(qū)氣候條件下食蟹猴的人工飼養(yǎng)。結(jié)論該設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)氣候條件的人工調(diào)節(jié),能在節(jié)能的前提下滿足食蟹猴的正常生長于繁育,具有一定的應(yīng)用和推廣前景。

        濕簾降溫; 食蟹猴; 飼育設(shè)施

        食蟹猴(Macaca fascicularis)作為非人靈長類實驗動物,是基礎(chǔ)生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究中繼獼猴之后最重要的靈長類實驗動物。已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)、病毒學(xué)、藥理學(xué)、關(guān)節(jié)炎、心血管疾病和行為生物學(xué)等方面的研究。近年來,我國南方的廣東、廣西、海南和云南等地食蟹猴飼育迅速發(fā)展,實驗食蟹猴馴養(yǎng)繁育種群數(shù)量不斷增長,已初具規(guī)模,但在實驗食蟹猴的福利保護(hù)、馴養(yǎng)繁殖、標(biāo)準(zhǔn)化飼育等方面出現(xiàn)了一些新問題和新情況。嚴(yán)格意義上,食蟹猴作為國家二級重點保護(hù)動物,必須是人工繁育的子代才可以進(jìn)行商業(yè)活動,所以建立適合食蟹猴生長繁育的人工氣候條件設(shè)施,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化繁育是實現(xiàn)食蟹猴市場供應(yīng)的主要途徑之一,必須進(jìn)行科學(xué)研究,以保證該行業(yè)的良性健康發(fā)展。

        食蟹猴主要產(chǎn)于泰國、老撾、越南、柬埔寨、緬甸、馬來西亞、印尼、菲律賓及印度尼科巴島,亞熱帶季風(fēng)氣候是其較適合的野外環(huán)境氣候,其特點為全年高溫且濕度大,最冷月分平均氣溫也在18 ℃以上。

        作者采用陽光房設(shè)施和工程技術(shù)手段[1], 按照食蟹猴生長發(fā)育要求,通過在局部范圍改善或創(chuàng)造環(huán)境氣象因素,為上海地區(qū)食蟹猴生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件,在一定程度上擺脫對自然環(huán)境的依賴從而可進(jìn)行有效馴養(yǎng)繁殖。根據(jù)上海地區(qū)近年氣候特點(最高氣溫: 40 ℃, 最低氣溫: -10 ℃)設(shè)計了適合食蟹猴繁育的人工氣候設(shè)施,并進(jìn)行了繁育實驗,測定了動物的生長繁育、血液生理生化、血壓等生物學(xué)指標(biāo), 并進(jìn)行了比較研究, 結(jié)果證實該設(shè)施的環(huán)境條件能滿足食蟹猴在上海地區(qū)的馴養(yǎng)與繁育。

        1 國內(nèi)食蟹猴飼育設(shè)施的現(xiàn)狀

        一般采用舍養(yǎng)型房舍,該房舍分為內(nèi)室和外室。內(nèi)室設(shè)通風(fēng)換氣和降溫供暖設(shè)備,另外要有供動物蹲坐的棲息架,便于動物棲息、遮風(fēng)避雨和防寒。外室為露天的封閉式鐵欄網(wǎng)結(jié)構(gòu),裝有棲息架和秋千,供動物戶外活動。房舍地面為整體水磨石面層,表面防滑耐磨。但與該動物的野外生存環(huán)境相差甚遠(yuǎn),不適合極端氣候下食蟹猴的馴化和人工繁殖。

        靈長類實驗動物飼養(yǎng)房內(nèi)的溫度需控制在18~29 ℃,相對濕度應(yīng)控制在40%~70%。獼猴在人工飼養(yǎng)管理條件下,最適宜的溫度是20~25 ℃,最適濕度為40%~60%。室內(nèi)應(yīng)設(shè)有通風(fēng)換氣設(shè)備,維持室內(nèi)空氣流通,保持空氣新鮮。

        為了保證食蟹猴正常生長繁育, 需要嚴(yán)格按照動物生活習(xí)性進(jìn)行繁育設(shè)施的設(shè)計。該設(shè)施應(yīng)具有調(diào)節(jié)溫度和濕度, 提供新鮮空氣, 排除有害氣體、病原微生物和塵粒的能力, 保證一定的送風(fēng)量, 從而加大了設(shè)施制冷和制熱功率, 增加了建設(shè)投資和運行成本。因此,建立食蟹猴馴養(yǎng)繁育環(huán)境除了要設(shè)計合理,運行可靠,監(jiān)控方便的人工氣候調(diào)節(jié)系統(tǒng)外,還要考慮節(jié)約能源問題,特別是上海地區(qū)夏季空調(diào)制冷用電量大、冬季采暖能耗高等特點。

        2 濕簾降溫系統(tǒng)介紹

        2.1工作原理

        濕簾降溫系統(tǒng)是利用蒸發(fā)降溫原理進(jìn)行降溫[2]。當(dāng)室外熱空氣被風(fēng)機(jī)抽吸進(jìn)入布滿冷卻水的具有內(nèi)螺旋結(jié)構(gòu)的濕簾紙時, 迫使室外未飽和的空氣流經(jīng)多孔的濕簾紙表面, 冷卻水由液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的水分子, 吸收空氣中大量的熱能, 空氣中大量顯熱轉(zhuǎn)變?yōu)檎舭l(fā)潛熱, 從而迫使進(jìn)入空氣的干球溫度降至接近于室外空氣的濕球溫度。濕簾加濕降溫系統(tǒng)設(shè)備運行時, 將源源不斷地使室外空氣經(jīng)濕簾降溫后引入室內(nèi), 與室內(nèi)的熱空氣混合后, 通過負(fù)壓風(fēng)機(jī)排出室外,同時保證了空氣的新鮮度, 降低了空氣含塵量。

        2.2濕簾降溫系統(tǒng)設(shè)備特征

        濕簾降溫系統(tǒng)設(shè)備采用特種高分子材料與木槳纖維分子空間交聯(lián), 并用高耐水、高耐老化性材料膠結(jié)而成。既保證了足夠的濕挺度、高吸水性能,又具有較大的蒸發(fā)表面積和較低的過流阻力損失。濕簾紙降溫效率高、使用壽命長、阻力損失小,是濕簾加濕降溫系統(tǒng)設(shè)備理想的換熱增濕材料。

        2.3濕簾降溫系統(tǒng)優(yōu)點

        高效: 機(jī)組一般降溫能達(dá)到3~15 ℃,并且降溫迅速; 節(jié)能: 運行耗電低,主要電耗為排風(fēng)機(jī)運行能耗; 健康: 不斷提供新鮮干凈的空氣,增加含氧量,降低含塵量; 省錢: 在同等面積安裝濕簾+風(fēng)機(jī)是中央空調(diào)總投資的1/5; 簡便: 易安裝、少維修、操作方便,無須專業(yè)人員維護(hù)。

        3 設(shè)施設(shè)計

        3.1氣候控制模式

        食蟹猴馴養(yǎng)繁育設(shè)施的降溫系統(tǒng)以濕簾為主,普通熱泵立柜空調(diào)為輔的方式,采暖系統(tǒng)以陽光房日照加溫和普通熱泵立柜空調(diào)聯(lián)合方式,濕度調(diào)節(jié)以空氣經(jīng)過濕簾面積大小的方式來實現(xiàn)。

        按照冬季室外環(huán)境溫度為-20 ℃進(jìn)行熱泵立柜空調(diào)機(jī)組配置,采暖面積按實際面積的10倍計算,選定制熱能力為150 kW左右。由于分體式空調(diào)的空氣只能室內(nèi)循環(huán),沒有新風(fēng)供應(yīng),易致室內(nèi)空氣質(zhì)量下降,對動物健康產(chǎn)生不良影響。本設(shè)施在冬季采暖時通過變頻器的運行頻率調(diào)整保證設(shè)施排風(fēng)機(jī)的換氣量為10次/小時左右,濕簾暴露面積為原面積的1/3,室內(nèi)相對濕度控制在40%左右;通過設(shè)定熱泵機(jī)組的的室內(nèi)溫度感應(yīng)器設(shè)定控制溫度為22 ℃以保證設(shè)施室內(nèi)采暖。

        3.2設(shè)施情況

        設(shè)施面積14.0 m×8.5 m=119.0 m2,平均層高5.0 m; 四周及屋頂為透明防爆玻璃,地面為草坪。四周配以0.5 m寬的觀察走廊,食蟹猴飼育區(qū)為鉛絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的防護(hù)棚。

        3.3通風(fēng)量計算

        設(shè)施長度為14.0 m,寬度為8.5 m,平均高度為5.0 m,設(shè)計最高換氣次數(shù)為40.0次/小時,通風(fēng)量為23 800 m3/h (6.6 m3/s)。

        3.4濕簾面積計算

        濕簾面積=通風(fēng)量÷過簾風(fēng)速= 6.6 m3/s÷ 0.2 m/s=33 m2,即需安裝不小于33.0 m2的濕簾。

        3.5濕簾布置

        根據(jù)房舍的結(jié)構(gòu)要求,選取濕簾尺寸為8.5 m ×4.0 m,濕簾面積34.0 m2。采用“側(cè)進(jìn)側(cè)排”的方式進(jìn)行氣流組織(圖1)。同時配置濕簾面積調(diào)節(jié)簾,可根據(jù)環(huán)境濕度調(diào)節(jié)有效濕簾面積。

        4 設(shè)施使用效果觀察

        4.1設(shè)施溫度控制情況

        年平均溫度可以控制在22.6±2.5 ℃ (圖2)。圖中可見夏季室內(nèi)溫度波動較大,這與陽光房吸收日照有關(guān)。

        4.2設(shè)施濕度控制情況

        設(shè)施內(nèi)年平均相對濕度為46.0%±6.6%(圖3),秋冬季節(jié)交替時波動較大。

        5 食蟹猴飼育效果觀察

        5.1食蟹猴繁育情況

        2013年10月5日自海南購進(jìn)2~3歲的成年食蟹猴10只(9♀, 1♂), 并放養(yǎng)于新設(shè)施內(nèi), 進(jìn)行自然交配繁殖。群體平均妊娠率100%、平均妊娠期164±5 d; 平均哺乳期120 d; 平均離乳成活率66.7%(其中1只被母猴咬死,2只因鐵絲網(wǎng)眼過大而掐死)。嬰猴出生后4月齡離乳,離乳幼猴采用籠養(yǎng), 4幼猴同籠以保溫,育成室內(nèi)溫度為23~25 ℃; 離乳前2周以喂牛奶為主,第3周時逐步增加稀飯糊, 第6周以稀飯水果糊為主, 第8周后逐步添加成猴飼料以及水果; 離乳幼猴開始2~3周內(nèi)每日飼喂7餐,上午3餐, 下午3餐, 晚上1餐, 第4周起酌情減為6 餐, 8月齡后可按照常規(guī)方法進(jìn)行大欄飼養(yǎng)。

        圖1 濕簾布置及設(shè)施示意圖

        圖2 食蟹猴設(shè)施溫度控制效果圖

        圖3 食蟹猴設(shè)施濕度控制效果圖

        5.2食蟹猴血液生理生化指標(biāo)測定情況

        飼養(yǎng)一年后,連續(xù)半年對成年雌性動物進(jìn)行血液采集,每月一次, 動物處于清醒狀態(tài),雌性動物禁食12 h后于上午9∶00~10∶00點空腹采集。

        血常規(guī)全血采集及測試方法: 前肢采血, 每只動物采血量為1.0~2.0 mL, 血常規(guī)全血用EDTA-K2抗凝, 采集后的血液置于碎冰中保存, 日本Sysmex-2000i全自動血液分析儀測試, 測定結(jié)果見表1。生化血清采集及測試方法: 用促凝劑真空采血管采集血液, 前肢采血, 采血量為2.0~3.0 mL, 采集后的血液置于碎冰中保存, 采集后1~2 h離心, 離心后分離血清, 用日立-7180型全自動生化分析儀測試, 測定結(jié)果見表2。

        從表1可見, 第5次測試的中性粒細(xì)胞(NEUT#)與第1次相比明顯升高,第5次和第6次測試的淋巴細(xì)胞數(shù)目(LYMPH#)和淋巴細(xì)胞百分比(LYMPH%)與第1次相比明顯降低,第4次與第5雌測試的單核細(xì)胞百分比(MONO%)與第1次相比明顯降低。

        從表2可見,第4次測試的肌酐(CREA)與第1次相比明顯降低,第4次測試的甘油三酯(TG)與第1次相比明顯升高。

        6 討論

        濕簾系統(tǒng)是一種集降溫、換氣、防塵、除味于一體的蒸發(fā)式降溫?fù)Q氣機(jī)組,除了可以給動物設(shè)施帶來新鮮空氣和降低溫度之外,還有節(jié)能、環(huán)保的特點。它是一款全新無壓縮機(jī)、無冷媒、無銅管的環(huán)保產(chǎn)品,主要部件核心(蒸發(fā)式濕簾,多層波紋纖維疊合物)及1.1 kW的風(fēng)機(jī),其耗能是傳統(tǒng)中央空調(diào)耗電1/8。從使用效果看,其溫濕度控制水平基本符合國家標(biāo)準(zhǔn),盡管設(shè)施內(nèi)濕度較高,但食蟹猴本身的習(xí)性也需要高濕環(huán)境,不影響其生長繁育。

        表1 成年雌性食蟹猴血液學(xué)指標(biāo)測定

        表2 成年雌性食蟹猴血清生化指標(biāo)測定

        使用新型設(shè)施進(jìn)行食蟹猴繁殖, 結(jié)果顯示母猴妊娠率、繁殖率和成活率分別為100.00%、100.00% 和66.67%。群體妊娠率、繁殖率較高, 但成活率因管理不善, 與相關(guān)報道比較偏低[3]。其主要原因是鐵絲防護(hù)欄的孔徑較大, 導(dǎo)致初離乳仔猴的頭部鉆出而掐住窒息死亡, 建議圍欄長徑不得大于3.5 cm。

        動物的血液學(xué)檢測的指標(biāo)來看,飼養(yǎng)一年后,比較連續(xù)半年雌性動物的血液生化指標(biāo),有個別指標(biāo)在不同的采集時間有差異,可能與月經(jīng)周期等因素有關(guān),如TG可能受月經(jīng)周期影響[4]。本文血液生化指標(biāo)CREA和TG第4次測試結(jié)果雖與第1次有顯著差異,但這兩項指標(biāo)在第5次測試時又恢復(fù)正常。但所有檢測指標(biāo)整體穩(wěn)定,與黃俊華等[5]、石巧娟等[6]報道的結(jié)果一致,說明在上海地區(qū)使用新型飼育設(shè)施能滿足食蟹猴的生活習(xí)性。

        [1]農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院. NY/T 2133-2012, 溫室濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S]. 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部公告第1723號, 2012-02-21.

        [2]蔣光平, 周道雷. 濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)設(shè)計與參數(shù)選擇方法[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備, 2004, 1(1):44-46.

        [3]孫兆增, 曾林, 洪寶慶, 等. 北京地區(qū)食蟹猴的室內(nèi)試驗性繁殖初報[J]. 中國比較醫(yī)學(xué), 2008, 11(18):33-35.

        [4]馬南花, 黎宗強, 鄭麗萍, 等. 雌性食蟹猴月經(jīng)周期中雌二醇、孕酮水平的變化及其與血脂的關(guān)系[J]. 標(biāo)記免疫分析與臨床, 2008, 15(3):159-161.

        [5]黃俊華, 韋祝梅, 謝莉萍. 食蟹猴血液常規(guī)值及血液生化值的測定[C]. ??冢?第五屆中南地區(qū)實驗動物科技交流會, 2007.

        [6]石巧娟, 初明明, 田朝陽, 等. 人工飼養(yǎng)食蟹猴血液常規(guī)和生化指標(biāo)測定[J]. 實驗動物與比較醫(yī)學(xué), 2012, 32(4):344-347.

        Q95-33

        B

        1674-5817(2016)02-0141-05

        10.3969/j.issn.1674-5817.2016.01.013

        2015-08-12

        上海市科學(xué)技術(shù)委員會科研計劃項目(11140903200)

        邢正弘(1957-), 男, 從事實驗動物設(shè)施管理。E-mail: zhxing57@163.com

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