梅楚剛， 高驥威， 昝林森,2*

(1.西北農(nóng)林科技大學動物科技學院，陜西 楊凌 712100；2.國家肉牛改良中心，陜西 楊凌 712100)

牛舍是牛生產(chǎn)生活動主要場所，牛舍類型及其環(huán)境因素都會間接或直接地影響牛的生產(chǎn)性能[1]。畜舍空氣環(huán)境中的微生物、有害氣體、微粒不僅影響畜禽健康及其生產(chǎn)性能，還能導致氣源性傳染病的發(fā)生和流行，甚至通過氣體交換向周圍環(huán)境散布傳播，造成動物源性生物污染，特別是致病菌和選擇性致病菌，還可對養(yǎng)殖人員及周圍居民的健康構成威脅，甚至空氣中高濃度的非致病菌，也會對畜體或人體產(chǎn)生免疫抑制[2]。目前，我國肉牛舍空氣質量監(jiān)控體系還不夠完善，國內關于不同建筑類型肉牛舍春季空氣質量的研究也相對較少。肉牛舍實際生中的空氣質量狀況、存在的問題和是否能夠很好的滿足肉牛生長育肥需求等問題尚不明確[3]。國內外關于牛場空氣中微生物和有害氣體的研究多集中在奶牛舍[4-8]。

為了對陜西關中地區(qū)春季肉牛舍內外空氣質量進行觀測分析，本試驗對當?shù)嘏Ｉ岱謩e為半開放式、全開放式和全封閉式的3種肉牛養(yǎng)殖場的細菌、真菌、二氧化碳(CO2)、氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)等主要指標進行現(xiàn)場監(jiān)測與采樣，將所得到的數(shù)據(jù)進行分析，從而對肉牛舍內外環(huán)境狀況做出客觀評價，也為肉牛的養(yǎng)殖環(huán)境改善以及疾病預防提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

選擇陜西關中地區(qū)西部3個具有代表性建筑類型的肉牛場。分別為西北農(nóng)林科技大學肉牛良繁場(半開放式牛舍)、陜西秦川牛業(yè)有限公司(開放式牛舍)和陜西省秦川牛保種場(封閉式牛舍)。每個肉牛場選取具有代表性的一個肉牛舍進行測定，舍內畜欄排列方式均為雙列對頭式，糞便清理方式均為干清，每天清理2次，早晚各1次，消毒情況均為1個月1次。測定肉牛舍建筑特點見表1。

表1 測定牛舍的建筑特點

1.2 試驗方法

試驗安排在春季(3—4月)對3種肉牛舍內外空氣中的細菌、真菌數(shù)量進行檢測，同時對舍內外空氣中的氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)、二氧化碳(CO2)進行測定，以及對舍內外溫度、濕度進行實時觀測。每個牛場測定時的天氣都選擇為晴天。

試驗中，牛舍內和舍外空氣中細菌與真菌的檢測采用均勻布點的原則，在同一水平高度上放置，舍內均勻放置5個點，運動場放置2個點、凈道放置3個點、對于有涼棚的牛舍再在涼棚處放置2個點、上風向5 m處與50 m處各放置1個點、下風向相同。微生物培養(yǎng)基分為普通牛肉膏瓊脂培養(yǎng)基(用來培養(yǎng)細菌)與馬鈴薯選擇培養(yǎng)基(用來培養(yǎng)真菌)。檢測方法采用自然沉降法，馬鈴薯選擇培養(yǎng)基暴露于空氣中5 min，普通牛肉膏瓊脂培養(yǎng)基暴露于空氣中10 min，采樣時間為早上7：00—9:00，中午12:00—14:00，下午17:00—19:00，分3次采樣。采完樣后將普通牛肉膏瓊脂培養(yǎng)基放入37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24～48 h后進行菌落計數(shù)，將馬鈴薯選擇培養(yǎng)基放入25 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～5 d后進行菌落計數(shù)。

試驗中，牛舍內和舍外空氣中的氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)、二氧化碳(CO2)測定也采用均勻布點原則，牛舍內布置5～8個點，運動場3個點，舍間(相鄰兩棟牛舍之間的空間)和場中(場內的凈道)分別布置2個點，每個點測量3次后取平均值。其中，氨氣與硫化氫的測定使用便攜式氣體測定儀，二氧化碳的測定采用容量滴定法。測定時間為早上7:00，中午12:00，下午17:00。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運用Excel 2010軟件進行圖形繪制，用SPSS(Standard Version 19.0，SPSS Inc.)統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行方差和相關分析。

2 結果與分析

2.1 不同建筑類型肉牛場舍內外空氣中的細菌含量變化

不同建筑類型牛場舍內外空氣中細菌的含量見圖1～3。從舍內空氣細菌含量可知，封閉式牛舍與全開放牛舍之間差異顯著，半開放式牛舍與全封閉式牛舍差異不顯著，且細菌含量低于封閉式牛舍；從運動場空氣細菌含量可知，封閉式牛舍與全開放式牛舍之間差異顯著，半開放式牛舍與全開放式牛舍之間差異不顯著；從凈道、上風向和下風向的空氣細菌含量可知，該3個測量點的細菌含量在3種牛舍之間差異不顯著，但3種牛舍下風向細菌含量均略高于上風向。

注:同一測量地點小寫字母不同者為差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同者為差異極顯著(P<0.01)。下同。

圖1半開放式的肉牛場不同時間段牛舍內外空氣中的細菌數(shù)量

圖2 開放式的肉牛場不同時間段牛舍內外空氣中細菌含量

圖3 封閉式的肉牛場不同時間段牛舍內外細菌數(shù)量

不同時間段的檢測結果表明，半開放式牛舍運動場早上和中午的細菌含量差異顯著(P<0.05)，其他檢測點在不同時間段的細菌含量差異均不顯著(P>0.05)。

2.2 不同建筑類型肉牛場舍內外空氣中的真菌含量變化

不同建筑類型肉牛場舍內外真菌含量見圖4～6。從舍內空氣真菌含量可知，封閉式牛舍與全開放牛舍之間差異顯著，半開放式牛舍與全封閉式牛舍差異不顯著，且真菌含量低于封閉式牛舍；從運動場空氣真菌含量可知，封閉式牛舍與半開放式牛舍之間差異顯著，半開放式牛舍與全開放式牛舍之間差異不顯著；從凈道空氣真菌含量可知，半開放式牛舍顯著高于其他兩種牛舍，但封閉式牛舍與全開放式牛舍差異不顯著；從上風向和下風向的空氣真菌含量可知，該3個測量點的真菌含量在3種牛舍之間差異不顯著，但3種牛舍下風向真菌含量均略高于上風向。

不同時間段的檢測結果表明，半開放式牛舍運動場中午的真菌含量與早上和下午差異顯著(P<0.05)，早上和下午差異不顯著(P>0.05)；全開放牛舍舍內早上和中午的真菌含量差異顯著(P<0.05)，其他檢測點在不同時間段的真菌含量差異均不顯著(P>0.05)。

圖4 半開放式式的肉牛場不同時間段牛舍內外真菌含量

圖5 開放式的肉牛場不同時間段肉牛場牛舍內外真菌含量

2.3 不同建筑類型肉牛場舍內外空氣中的NH3含量變化

不同建筑類型牛場舍內外氨氣的濃度見圖7。半開放式牛舍內、外不同時間段的氨氣濃度差異不顯著(P>0.05)，同一時間段牛舍內、外的NH3含量差異顯著(P<0.05)；開放式牛舍內、外不同時間段的NH3含量差異不顯著(P>0.05)，同一時間段，牛舍內、外的NH3含量差異顯著(P<0.05)；封閉式牛舍內、外不同時間段的NH3含量差異不顯著(P>0.05)，同一時間段牛舍內、外的NH3含量差異極顯著(P<0.01)。封閉式牛舍內的NH3含量在不同時間段均顯著高于其他牛舍，封閉式牛舍外的NH3含量在不同時段與其他牛舍差異不顯著。

圖7 不同建筑類型肉牛場舍內外空氣中NH3含量變化

2.4 不同建筑類型肉牛場舍內外空氣中H2S含量變化

在整個試驗過程中，3種牛舍均未檢測到硫化氫。可能是因為牛舍中的糞便清理工作是每天2次，牛舍中較為干凈，同時也與楊凌地區(qū)春季的溫度不是很高有關。

2.5 不同建筑類型肉牛場舍內外空氣中CO2含量變化

由牛舍空氣中CO2含量檢測結果可知(見圖8)，3種牛舍在不同時間段空氣中CO2含量差異均不顯著(P>0.05)。

圖8 不同建筑類型肉牛場舍內外空氣中CO2含量變化

2.6 春季不同肉牛場舍內外溫度、濕度的變化規(guī)律

由牛舍的溫度檢測結果(圖9)可知，3種牛舍在不同時間段舍外溫度差異不顯著(P>0.05)，封閉式牛舍在不同時段舍內溫度均略高于其他牛舍，且封閉式牛舍在中午和下午時段舍內溫度顯著高于舍外溫度(P<0.05)，其他牛舍在不同時間段舍內、舍外溫度差異不顯著(P>0.05)。

根據(jù)牛舍濕度檢測結果(圖10)可知，半開放式牛舍與全開放牛舍在不同時間段舍內外濕度差異不顯著(P>0.05)，封閉式牛舍在早上和中午時段舍內濕度顯著高于舍外濕度(P<0.05)。

圖9 不同建筑類型肉牛場舍內外的溫度變化

圖10 不同建筑類型肉牛場舍內外的相對濕度

3 討 論

3.1 牛舍內的微生物

3.1.1 牛舍內的細菌 根據(jù)檢測結果可知，各牛舍空氣細菌含量均未超出國家標準(20×103個/m3，NY/T 388—1999)[33]。各牛舍內的細菌數(shù)量均高于舍外，并且封閉式牛舍細菌含量顯著高于其他牛舍，其主要原因是舍內較舍外,或封閉式牛舍較其他牛舍環(huán)境潮濕、空氣流通差、飼料粉塵多，更利于細菌滋生繁殖；半開放式牛舍運動場細菌數(shù)量顯著高于其他牛舍，其主要原因是半開放牛舍運動場較其他牛舍運動場堆積排泄物過多、面積較全開放式牛舍運動場相對狹小，為細菌滋生繁殖創(chuàng)造了良好條件；各牛舍下風向細菌含量均略高于上風向，原因是各牛舍內的細菌附著在飼料粉塵、微粒上流通至下風向，導致細菌含量增高；半開放式牛舍運動場早上和中午的細菌含量差異顯著，其原因是中午溫度升高，加快了空氣流動和粉塵漂浮導致細菌快速傳播繁殖。

金蘭梅等[10]研究表明，在不同乳牛舍內空氣中，舍內細菌數(shù)量最高可達33.8×103CFU/m3，高于本次對3種肉牛舍的檢測。國外的研究表明，散欄奶牛舍空氣中的細菌數(shù)量約為102～103CFU/m3，本次試驗研究所得的值略高于其結果。這些結果均表明肉牛舍的細菌含量得到了有效控制，這不僅與肉牛場的設計與建設有關，也與近年來越來越先進的牛舍管理有著密不可分的關系。盡管這樣，肉牛舍的空氣環(huán)境仍需要得到重視，否則肉牛長期生活在含大量細菌的空間，疾病的發(fā)生和傳播難以避免，當然其發(fā)病程度不僅取決于細菌數(shù)量，與細菌的致病性也有一定的關系，這有待于進一步研究。

3.1.2 牛舍內的真菌 在3種牛舍中，舍內與舍外的真菌含量差異均顯著，且舍內的真菌含量均高于舍外，尤其是在封閉式牛舍中，舍內的真菌含量顯著高于舍外，由于真菌更適宜在潮濕的環(huán)境中生長繁殖，而舍內較舍外或封閉式牛舍較其他牛舍環(huán)境濕度大、空氣流通差，這正是造成以上真菌含量差異的主要原因。在運動場中，封閉式牛舍與半開放式牛舍真菌含量差異顯著，且半開放牛舍真菌含量大于封閉式牛舍，原因是所測半開放牛舍運動場面積相對狹小，且排泄物處理不及時，導致真菌大量繁殖、擴散。3種牛舍下風向真菌含量均略高于上風向，原因是空氣中的真菌經(jīng)常附著在糞渣、飼料顆粒等塵粒上，在空氣的流通過程中被攜帶至下風向處，導致真菌含量增高。

除此之外，在通風情況不好的牛舍中，舍內會有大量的塵粒長期漂浮并聚集在舍內上空，如果舍頂和墻壁上設有通風口，通過舍內外的空氣流動，攜帶微生物的塵粒或水汽等很容易從通風口排出。但是目前大部分肉牛舍結構簡單，缺乏進氣、排氣口的設置，有的牛舍即使有通風口，也經(jīng)常因為通風口的尺寸不合理和位置的不合適，難以達到通風換氣的目的。

3.2 牛舍內的有害氣體

不同建筑類型，不同時間段的肉牛舍內外空氣中的二氧化碳濃度、氨氣濃度、硫化氫濃度等環(huán)境因素呈現(xiàn)出各自不同的分布及變化規(guī)律。

3.2.1 牛舍內的氨氣 在春季，全開放式牛舍和半開放式牛舍敞開空間雖然較大，但是舍內是肉牛的主要進食場所，在進食過程中容易產(chǎn)生大量的氨氣，所以舍內和舍外的氨氣含量差異顯著(P<0.05)，但是封閉式牛舍由于封閉程度較高，舍內有害氣體向外擴散速度較慢，導致舍內氨氣含量高于舍外，差異極顯著(P<0.01)。綜合兩種試驗結果來看，由于所測封閉式牛舍通風設施簡陋，缺乏進氣口、排氣口的設置，僅僅靠自然通風，換氣量遠遠達不到肉牛的需求，結果造成舍內有害氣體聚集。相比于半開放式牛舍，其頂部具有風扇，和換氣通道，底部也具有換氣口，通風效果較好，所以舍內氨氣含量相對封閉牛舍較低。在試驗期間，氨氣的濃度在0.1～1.4 mg/m3變化。試驗測定結果顯示，試驗中的3種牛舍中的氨氣濃度都遠遠低于國家規(guī)定，主要原因是所測定的牛舍均是采取一天一清或一天兩清，清理糞便較為及時，以及空氣流通較好。其中封閉式牛舍的氨氣含量比其他兩種牛舍都高，是因為其設計不合理，通風采用自然通風，導致產(chǎn)生的氨氣不能及時散發(fā)到空氣中。

3.2.2 牛舍內的二氧化碳 除了舍內氨氣濃度影響牛舍空氣質量外，高濃度的二氧化碳同樣也會威脅肉牛的健康，作為呼吸代謝產(chǎn)物，二氧化碳的釋放量主要取決于機體本身，通風不良的牛舍，二氧化碳大量聚集，造成舍內缺氧和空氣污濁。從實際試驗結果得知，春季各牛舍的二氧化碳含量均沒有超過國家標準，且舍內外二氧化碳含量差異不顯著。

3.2.3 牛舍內的硫化氫 硫化氫是畜舍內有機厭氧物分解產(chǎn)生的。肉牛長期生活在低濃度的硫化氫環(huán)境中會出現(xiàn)生長緩慢甚至中毒現(xiàn)象。飼養(yǎng)人員長期接觸硫化氫也會引起頭痛、惡心、心跳緩慢、組織缺氧和肺水腫等。我國勞動衛(wèi)生標準中明確規(guī)定空氣中的硫化氫含量不得超過5.6 mg/m3，畜舍內空氣中硫化氫含量最高不得超過10 mg/m3。整個試驗期間檢測的牛舍硫化氫濃度為0,原因是畜舍內的春季舍內溫度不高，糞便清理較為及時。

3.3 牛舍的溫度、濕度

封閉式牛舍內的溫度、濕度均顯著高于舍外，由于封閉式牛舍內通風效果不良，肉牛呼吸、排泄、運動產(chǎn)生的水汽、熱量難以散發(fā)出去，是造成此現(xiàn)象的主要原因。

4 結 論

整個測試期間試驗牛舍的NH3濃度、H2S濃度、CO2濃度、溫度、濕度均在畜禽場環(huán)境質量標準允許范圍內，而細菌與真菌在部分時間和地點超標。采取單一的預防措施很難達到減少細菌與真菌含量的目的，必須從牛舍設計、生產(chǎn)管理等多方面入手，采取綜合性措施，確保肉牛健康，提高肉牛生產(chǎn)性能。首先要從生產(chǎn)管理方面入手，及時清除糞便污水，其次要配備合理的通風系統(tǒng)和制定適宜的通風換氣制度，增加消毒次數(shù)，以減少由病原性微生物引起的疾病。