于 桐，陳昭輝，任方杰，劉繼軍*，張國(guó)梁

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林公主嶺 130033）

動(dòng)物的生產(chǎn)力20%取決于遺傳，40%～50%取決于飼料，30%～40%取決于環(huán)境條件[1]。環(huán)境條件的改善可有效提高飼料效率和動(dòng)物生產(chǎn)力。有研究表明，寒冷地區(qū)冬季牛舍有窗式鐘樓通風(fēng)，平均風(fēng)速為0.10～0.15 m/s，空氣濕度大于80%，舍內(nèi)二氧化碳（CO2）和氨氣（NH3）等有害氣體濃度高，甚至舍內(nèi)墻壁結(jié)有20～50 mm 厚的冰霜[2-3]。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，吉林地區(qū)畜舍冬季舍內(nèi)平均溫度在5～6℃，舍外平均溫度-14.4～-19.10℃，舍內(nèi)外溫差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)際農(nóng)業(yè)和生物系統(tǒng)工程委員會(huì)（CIGR）建議的3～5℃[4]。而冬季牛舍過(guò)度保溫則通風(fēng)不足、濕度過(guò)大，易引起牛不同程度的患有皮膚、感冒等疾病，導(dǎo)致生產(chǎn)性能下降，嚴(yán)重影響牛場(chǎng)的生產(chǎn)效益[5]。同時(shí)潮濕的環(huán)境會(huì)使牛只被毛以及皮膚的隔熱性能下降，顯著增加非蒸發(fā)散熱量。因此，在冬季，畜舍需要適當(dāng)?shù)耐L(fēng)來(lái)排出有害氣體和降低空氣濕度。一般寒冷地區(qū)有窗牛舍采用檐下通風(fēng)口和屋脊熱壓自然通風(fēng)的模式，但由于舍內(nèi)外溫差大、濕度高導(dǎo)致通風(fēng)口結(jié)冰、減小通風(fēng)口面積，畜舍通風(fēng)不足。同時(shí)熱壓自然通風(fēng)模式自身受舍內(nèi)外溫差和舍外風(fēng)力影響較大，難以控制實(shí)際畜舍通風(fēng)量。而冬季畜舍的國(guó)內(nèi)外通風(fēng)量參考計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)較多，如CIGR 三大平衡計(jì)算[4]、美國(guó)中西部手冊(cè)[6]及國(guó)內(nèi)常用設(shè)計(jì)推薦值[1]，但究竟多少通風(fēng)量適合我國(guó)北方有窗牛舍仍需深入研究。因此，本試驗(yàn)針對(duì)寒冷地區(qū)冬季有窗牛舍采用屋頂機(jī)械負(fù)壓通風(fēng)模式在不同通風(fēng)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件下，通過(guò)實(shí)際畜舍試驗(yàn)，比較畜舍內(nèi)環(huán)境差異，選擇最優(yōu)的通風(fēng)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 牛舍基本情況和飼養(yǎng)管理 2019年1月20日—2月4日，在吉林省公主嶺市吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧科學(xué)分院的牛場(chǎng)（國(guó)家肉牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系公主嶺綜合試驗(yàn)站）進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)舍南北朝向布置，南側(cè)有運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。畜舍為砌體結(jié)構(gòu)有窗牛舍，彩鋼板雙坡屋頂，屋頂均勻分布4 個(gè)邊長(zhǎng)為0.5 m 方形鐘樓通風(fēng)口。畜舍寬10 m，長(zhǎng)46 m，檐口高3.35 m，舍內(nèi)西側(cè)有一個(gè)長(zhǎng)6 m 飼料間和休息室。北墻均勻布置15 個(gè)窗戶，南墻除門外均勻布置11 個(gè)窗戶，東山墻2 個(gè)窗戶。窗臺(tái)高0.9 m，窗戶尺寸1.2 m×1.9 m。南面四扇鐵門，尺寸為1.6 m×2.25 m，西山墻鐵門為3.5 m×2.8 m。舍內(nèi)為水泥地面，臥床兩側(cè)寬3.3 m，無(wú)墊料。臥床向清糞走道方向傾斜，坡度為1.5%，以利排尿。清糞走道寬度為2.0 m，由中間向兩邊傾斜，坡度為1%，排水溝寬0.3 m，深0.3 m。欄桿將畜舍均勻分為4 個(gè)小欄，無(wú)料槽、飲水設(shè)施。

試驗(yàn)牛04:30—05:00 出舍到運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，自由采食、電加熱水槽飲水；16:30—17:00 回舍無(wú)飼喂飲水。每天飼喂2 次（04:30—05:00 和13:30—14:00）。舍內(nèi)和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)均為人工清糞。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及日糧 選用試驗(yàn)舍內(nèi)共有育肥牛68 頭，平均體重均450 kg，飼養(yǎng)密度為5.28 m2/頭。粗飼料為麥草，約15 kg/（頭·d），精料約2.94 kg/（頭·d），精料配方見(jiàn)表1。

1.3 試驗(yàn)通風(fēng)量確定和風(fēng)機(jī)控制程序設(shè)計(jì) 試驗(yàn)期間4個(gè)鐘樓通風(fēng)口安裝4 個(gè)定頻風(fēng)機(jī)，風(fēng)量為1 800 m3/h，尺寸為0.5 m×0.5 m，用來(lái)改善冬季夜晚有窗牛舍舍內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量。試驗(yàn)期為15 d，每3 d為一個(gè)試驗(yàn)階段，風(fēng)機(jī)由風(fēng)機(jī)控制器按照不同通風(fēng)量人工設(shè)定周期統(tǒng)一開啟或關(guān)閉。風(fēng)機(jī)控制器位于飼料間內(nèi)。

表1 精料營(yíng)養(yǎng)成分

1.4 通風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法 美國(guó)中西部手冊(cè)通風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)為0.056 m3/（h·kg）[6]，而國(guó)內(nèi)薦冬季肉牛舍通風(fēng)量值為0.10 m3/（h·kg）[1]。

根據(jù)Pedersen[7]三大平衡計(jì)算，其中，CO2平衡計(jì)算法：

水汽平衡計(jì)算法：

式中，Vmoist為以水汽平衡計(jì)算的通風(fēng)量，單位為m3/h；L為牛體的潛熱產(chǎn)生量，單位為W；為牛的活動(dòng)系數(shù)，為1；hvap為水汽攜帶潛熱量，單位為J/kg；Hind為舍內(nèi)絕對(duì)濕度，單位為kg/m3；Hout為舍外絕對(duì)濕度，單位為kg/m3。

熱量平衡計(jì)算法：

式中，Vheat為以熱量平衡計(jì)算的通風(fēng)量，單位為m3/h；S為牛體的顯熱產(chǎn)生量，單位為W；Aheat為牛的活動(dòng)系數(shù)，為1；Strans為牛舍外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量，單位為W；Srad為牛舍輻射傳熱量，單位為W；hsp為空氣比熱，單位為J/（kg·K）；ρ為空氣密度，單位為kg/m3；Tind為舍內(nèi)溫度，單位為℃；Tout為舍外溫度，單位為℃。

1.5 環(huán)境指標(biāo)測(cè)定

1.5.1 溫濕度、CO2、NH3環(huán)境指標(biāo)的測(cè)定 試驗(yàn)期間，舍內(nèi)縱長(zhǎng)方向取2 個(gè)等分點(diǎn)，橫寬向取2 個(gè)等分點(diǎn)，如圖1。按照布點(diǎn)懸掛自動(dòng)環(huán)境記錄探頭，同時(shí)每天同點(diǎn)手持測(cè)定16:30（牛進(jìn)舍前）、20:30、00:30 和4:30（牛出舍前）距地1.2 m 處舍內(nèi)CO2、NH3、溫度及濕度指標(biāo)。

自動(dòng)記錄儀連續(xù)測(cè)定溫濕度、CO2、NH3，懸掛位置距離牛舍地面高度1.8 m。試驗(yàn)舍平面布置圖及環(huán)境指標(biāo)測(cè)點(diǎn)水平示意圖見(jiàn)圖1。

1.5.2 風(fēng)速的測(cè)定 由于風(fēng)機(jī)為定頻風(fēng)機(jī)，取3 d 測(cè)定16:30 空舍關(guān)風(fēng)機(jī)、空舍開風(fēng)機(jī)和20:30、00:30 和04:30 有牛開風(fēng)機(jī)時(shí)風(fēng)速。風(fēng)速測(cè)點(diǎn)水平示意圖見(jiàn)圖2，測(cè)點(diǎn)高度0.8 m 和1.2 m[6]，詳見(jiàn)圖3。

1.5.3 試驗(yàn)儀器 試驗(yàn)儀器見(jiàn)表2。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)中環(huán)境數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析。采用Tukey s-b 方法對(duì)各組間平均數(shù)進(jìn)行多重比較，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果

表2 試驗(yàn)儀器

2.1 通風(fēng)量計(jì)算 根據(jù)國(guó)內(nèi)和美國(guó)中西部手冊(cè)推薦值可得通風(fēng)量分別3060 m3/h 和1 713.6m3/h。通風(fēng)量三大平衡計(jì)算方法是基于牛只自身產(chǎn)熱量的通風(fēng)量計(jì)算方法，而2002 年CIGR[4]手冊(cè)中給出最新的肉牛代謝熱相關(guān)公式。其中肉牛20℃時(shí)代謝總熱量計(jì)算公式（4）：

式中，Φtot為20℃環(huán)境中的肉牛總產(chǎn)熱量，單位為W；m為肉牛體重，為450 kg；Y2為肉牛平均日增重，為0.8 kg/d；M為攝入干物質(zhì)能量含量，由于試驗(yàn)牛未集中栓系育肥選10 MJ/kg[4]。

Φtot=744.09 W

肉牛代謝總熱量溫度校正計(jì)算：

肉牛代謝顯熱產(chǎn)熱量計(jì)算：

肉牛代謝潛熱產(chǎn)熱量計(jì)算：

試驗(yàn)期間由于肉牛僅夜晚進(jìn)舍，為方便測(cè)量環(huán)境指標(biāo)不關(guān)閉牛舍夜間燈光，且多次有人進(jìn)出干擾牛的正?；顒?dòng)行為。所有牛的活動(dòng)系數(shù)如和Aheat取值均為1。

二氧化碳平衡計(jì)算中熱量單元hpu（動(dòng)物20℃時(shí)1 000 W總代謝熱）的CO2產(chǎn)生量系數(shù)取值為0.185 m3/（h·hpu），根據(jù)式⑴計(jì)算可得：VCO2=3816.29 m3/h

hvap為水汽攜帶潛熱量，可以根據(jù)室內(nèi)溫度Tind通過(guò)公式（8）：

由于肉牛適宜舍內(nèi)相對(duì)濕度為80%，取試驗(yàn)階舍內(nèi)環(huán)境實(shí)測(cè)平均溫度Tind=5℃，舍外平均溫度Tout=-10℃，舍外相對(duì)濕度取45.4%，則根據(jù)公式（9）可得絕對(duì)濕度：

Hind=5.44×10-3kg/m3，Hout=1.07×10-3kg/m3，則根據(jù)式（2）計(jì)算可得Vmoist=4387.56 m3/h

由于牛群僅在夜晚進(jìn)入牛舍，因此太陽(yáng)熱輻射Srad記為0 W。其中牛舍外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量Strans可根據(jù)公式（10）計(jì)算獲得：

式中，Ab為牛舍外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或地面面積，m2；U為牛舍外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，單位為W/（m2·K），Strans=1273.81W。

空 氣 比 熱hsp取1.01×103J/(kg·K)；空 氣 密 度ρ為1.293 kg/m3。根據(jù)式（3）計(jì)算可得：Vheat=3830.17 m3/h。

2008 年Curt Gooch 研究建議牛舍冬季通風(fēng)換氣次數(shù)一般應(yīng)為6 次/h[8]。因此風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)周期T=10 min，根據(jù)通風(fēng)換氣計(jì)算量和風(fēng)機(jī)總通風(fēng)量比值計(jì)算風(fēng)機(jī)開啟和關(guān)閉的時(shí)間，計(jì)算公式（11）：

由于同等條件下美國(guó)中西部手冊(cè)推薦通風(fēng)量值最小，和其他幾種計(jì)算方式獲得通風(fēng)量值差距較大，此次試驗(yàn)中未進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。

根據(jù)上述公式則可計(jì)算出不同通風(fēng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)下畜舍總通風(fēng)量和風(fēng)機(jī)控制開啟、關(guān)閉時(shí)間如表3。

表3 風(fēng)機(jī)控制程序設(shè)計(jì)

2.2 溫度、濕度 不同通風(fēng)量試驗(yàn)階段舍內(nèi)外溫濕度各個(gè)時(shí)刻變化見(jiàn)圖4。與16:30 空舍相比，牛進(jìn)舍后舍內(nèi)溫濕度迅速提升然后趨于穩(wěn)定，20:30、00:30 和04:30 基本沒(méi)有顯著差異。試驗(yàn)期間即使舍外溫度低至-13.2℃，舍內(nèi)溫度仍可保持在5.3℃，畜舍保溫效果較好。P1～P5 試驗(yàn)階段的舍內(nèi)溫度在00:30 和04:30 無(wú)顯著差異，相對(duì)濕度00:30 時(shí)P1～P5 不存在顯著差異。P1～P5 舍內(nèi)外平均溫度、濕度見(jiàn)表4，舍內(nèi)溫度僅P5階段高于其他試驗(yàn)階段（P＞0.05），P3 濕度顯著低于其他試驗(yàn)階段。

表4 舍內(nèi)外P1～P5 試驗(yàn)階段平均溫度、濕度

2.3 風(fēng)速分布 不同試驗(yàn)階段不同時(shí)刻舍內(nèi)風(fēng)速變化如表5 所示。16:30 空舍、關(guān)風(fēng)機(jī)時(shí)無(wú)論0.8 m 還是1.2 m 平均風(fēng)速都為0.02 m/s，屬于無(wú)風(fēng)狀態(tài)[9]。其他時(shí)間點(diǎn)無(wú)論0.8 m 或1.2 m，A1/B1/C1 和A2/B2/C2 位 置 風(fēng) 速 與A/B/C 存在顯著差異。除16:30 空舍、關(guān)風(fēng)機(jī)外其他時(shí)間點(diǎn)所有測(cè)點(diǎn)位置1.2 m 和0.8 m 風(fēng)速存在顯著差異。A/B/C 測(cè)點(diǎn)1.2 m 和0.8 m 平均風(fēng)速分別為1.36、0.81 m/s。A1/B1/C1 和A2/B2/C2 位置1.2 m 高度平均風(fēng)速分別為0.07、0.06 m/s；0.8 m 高度平均風(fēng)速分別為0.08、0.07 m/s，均小于0.1 m/s，同樣屬于無(wú)風(fēng)狀態(tài)[9]。表5 表明A、B、C風(fēng)速測(cè)點(diǎn)之間不同時(shí)刻的風(fēng)速，3 個(gè)位置平均風(fēng)速0.8 m和1.2 m 處均有顯著差異（P＜0.05）。

2.4 CO2和NH3P1～P5 階段舍內(nèi)各個(gè)時(shí)刻CO2和NH3濃度變化如圖5。CO2在牛進(jìn)舍后迅速升高，在20:30時(shí)濃度到達(dá)最高點(diǎn)。根據(jù)相關(guān)規(guī)定畜舍內(nèi)CO2濃度最大閾值為1 500 ppm（mg/m3）[10]，P1～P5 試驗(yàn)階段CO2濃度均超過(guò)限值。

NH3濃度則隨著牛進(jìn)舍時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，在04:30 時(shí)達(dá)到最大值。且P5 試驗(yàn)階段04:30 舍內(nèi)NH3濃度和其他處理有顯著差異。根據(jù)相關(guān)規(guī)定畜舍內(nèi)NH3濃度閾值為26 ppm[10]，試驗(yàn)期間NH3濃度均未超過(guò)限值。表6 顯示P3 試驗(yàn)階段CO2和NH3濃度均顯著小于其他試驗(yàn)階段。

2.5 舍內(nèi)牛只行為 在試驗(yàn)期間觀察到各個(gè)時(shí)刻牛只站立和躺臥行為統(tǒng)計(jì)如表7，P1 和P5 階段20:30 舍內(nèi)牛只情況見(jiàn)圖6。P1～P5 試驗(yàn)階段隨著牛進(jìn)舍時(shí)間的增長(zhǎng)，地面泥濘程度的增加，站立牛只數(shù)目增加。同時(shí)刻比較，隨著風(fēng)量的增加，牛只在00:30 躺臥百分比變化明顯，P5 相較于P1 階段的5.4% 增加了90.2%（P＜0.05）。但04:30 舍內(nèi)牛只站立比例均達(dá)到了92% 以上，沒(méi)有顯著差異。

表5 牛舍內(nèi)各時(shí)刻風(fēng)速 m/s

表6 牛舍內(nèi)P1～P5 試驗(yàn)階段CO2 和NH3 平均濃度 ppm

表7 牛舍內(nèi)P1～P5 試驗(yàn)階段不同時(shí)刻牛只行為百分比 %

3 討 論

3.1 通風(fēng)量計(jì)算 本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)量的計(jì)算依據(jù)不同，冬季牛舍的推薦通風(fēng)量大小差距較大。美國(guó)中西部手冊(cè)推薦通風(fēng)量＜環(huán)境衛(wèi)生學(xué)推薦通風(fēng)量＜CO2平衡通風(fēng)量＜水汽平衡通風(fēng)量＜熱量平衡通風(fēng)量。本試驗(yàn)中熱平衡計(jì)算方式所得通風(fēng)量明顯大于其他計(jì)算方式所得結(jié)果，接近CO2平衡計(jì)算方式所得通風(fēng)量的2.17 倍?？赡苁怯捎谠囼?yàn)牛舍為提高畜舍保溫性能使用37 砌體墻體作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，但是這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)較為廣泛的應(yīng)用于寒冷地區(qū)的畜舍[2,11-12]，因此熱量平衡計(jì)算所得通風(fēng)量具有一定的參考價(jià)值。

一般畜舍的通風(fēng)換氣量以CO2平衡計(jì)算為主，主要是CO2不受溫度濕度的影響。2005 年Blanes[7]研究認(rèn)為通過(guò)CO2平衡計(jì)算獲得通風(fēng)量平均比實(shí)測(cè)通風(fēng)量低8%，水汽平衡計(jì)算獲得通風(fēng)量比實(shí)測(cè)通風(fēng)量低9%；Li[13]和Xin[14]則認(rèn)為，CO2間接法估算的通風(fēng)量與直接法測(cè)定的通風(fēng)量無(wú)顯著差異；Samer 等[15]認(rèn)為水汽平衡法在冬季表現(xiàn)出可靠的結(jié)果，在夏季表現(xiàn)一般；熱平衡法在夏季、冬季均不可靠；CO2平衡法有時(shí)會(huì)因氣體混合不均與其他原因存在差異。本試驗(yàn)中以CO2平衡計(jì)算為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算通風(fēng)量的試驗(yàn)階段較其他試驗(yàn)階段舍內(nèi)日平均濕度、NH3濃度和CO2濃度顯著較低，因此更推薦使用CO2平衡作為冬密閉牛舍通風(fēng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

在計(jì)算中由于人工測(cè)點(diǎn)對(duì)畜舍內(nèi)牛群活動(dòng)的干擾，將所有牛的活動(dòng)系數(shù)如和Aheat取值均為1，一定程度上減少了CO2平衡計(jì)算所得通風(fēng)量的值。同時(shí)人工干擾和燈光改變牛群正常夜晚的活動(dòng)水平，造成牛只代謝產(chǎn)熱總量和排泄量的增加。而不同文獻(xiàn)對(duì)CO2平衡計(jì)算通風(fēng)量公式中hpu 的CO2產(chǎn)生量系數(shù)有不同推薦值，Pedersen 等[16]1998 年推薦舍飼肉牛CO2產(chǎn)生量系數(shù)為0.185 m3/（h·hpu）；CIGR[4]推薦舍飼肉牛CO2產(chǎn)生量系數(shù)為0.185 m3/（h·hpu）；Pedersen 等[17]推薦舍飼奶牛CO2產(chǎn)生量系數(shù)為0.20 m3/（h·hpu）；Edouard 等[18]推薦舍飼奶牛CO2產(chǎn)生量系數(shù)為0.20、0.22、0.24 m3/（h·hpu）。本試驗(yàn)取常規(guī)值0.185 m3/（h·hpu），通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。因此后面設(shè)計(jì)取值推薦選取0.20、0.22、0.24 m3/（h·hpu）。

通風(fēng)控制程序根據(jù)2008 年Gooch[8]建議的6 次/h換氣次數(shù)設(shè)計(jì)，但試驗(yàn)舍內(nèi)環(huán)境指標(biāo)改善不明顯。2014年王美芝等[19]的研究表明，保溫窗牛舍在通風(fēng)率為10～15 次/h 可以達(dá)到舍內(nèi)外溫差在3.8～8.8℃和3.7～7.6℃，更接近CIGR 推薦冬季舍內(nèi)外溫差3～5℃[4]。在同等通風(fēng)量的條件下，改善通風(fēng)換氣次數(shù)可能會(huì)有效改善舍內(nèi)環(huán)境。

3.2 環(huán)境指標(biāo) 試驗(yàn)期間，舍外P2 階段溫度和其他階段存在顯著差異，基本外部環(huán)境一致。但是舍內(nèi)溫度、相對(duì)濕度、CO2和NH3濃度并沒(méi)有隨著通風(fēng)量的增加而降低。舍內(nèi)相對(duì)濕度P1～P5 均達(dá)到了90%以上，高于牛舍建議濕度80%。

CO2對(duì)家畜沒(méi)有毒害作用，但當(dāng)其濃度過(guò)高時(shí)會(huì)造成動(dòng)物缺氧，如果長(zhǎng)期處在這樣的環(huán)境，會(huì)影響動(dòng)物的健康和生產(chǎn)性能[9]。雖然試驗(yàn)期間舍內(nèi)CO2濃度沒(méi)有達(dá)到病變或致死濃度，但是P1～P5 濃度均大于1 500 ppm，因此P1～P5 的階段通風(fēng)量都沒(méi)有滿足畜舍需求。

舍內(nèi)風(fēng)速在風(fēng)機(jī)正下方A/B/C 和風(fēng)機(jī)北側(cè)A1/B1/C1 和南側(cè)A2/B2/C2 位置風(fēng)速有顯著差異，A1/B1/C1和A2/B2/C2 位置風(fēng)速在1.2 m 和0.8 m 均小于0.1 m/s，屬于無(wú)風(fēng)狀態(tài)。一般冬季適宜風(fēng)速范圍為0.1～0.2 m/s，不超過(guò)0.25 m/s。當(dāng)風(fēng)速高于0.2 m/s 會(huì)帶走過(guò)多熱量，對(duì)牛舍保溫不利；同時(shí)低于0.1 m/s 則通風(fēng)不足，不利于及時(shí)帶走濕氣和有害氣體[20]。因此，舍內(nèi)風(fēng)速分布的不均和過(guò)小可能導(dǎo)致舍內(nèi)氣流不均勻性，從而不能有效地降低舍內(nèi)CO2和NH3濃度，以及將舍內(nèi)的濕氣排出舍外。

同時(shí)有研究表明，實(shí)體地面牛舍加12 h 人工清糞一次畜舍，伴隨通風(fēng)量的增加舍內(nèi)NH3濃度也會(huì)增加[21]，是由于地面的糞尿中所含有的氨被氣流擾動(dòng)加速了其揮發(fā)的速度。但是舍內(nèi)NH3濃度除P3 階段外，NH3濃度沒(méi)有顯著差異，甚至有隨著通風(fēng)量增加下降趨勢(shì)，也可以說(shuō)明舍內(nèi)通風(fēng)氣流分布不均。

3.3 牛只行為 躺臥休息是牛必不可少的行為。Jensen 等[22]試驗(yàn)表明，強(qiáng)迫禁止牛躺臥其體內(nèi)的生長(zhǎng)激素含量會(huì)明顯下降、血漿皮質(zhì)醇水平升高，其他與應(yīng)激相關(guān)的指標(biāo)會(huì)發(fā)生明顯變化，從而影響牛的生長(zhǎng)。Tucker 等[23]研究表明，一般情況下牛會(huì)每天躺臥休息8～16 h；而Chen 等[24]研究表明，當(dāng)舍內(nèi)地面泥濘程度嚴(yán)重時(shí)，牛只每天僅躺臥3.2 h。

通過(guò)試驗(yàn)期間觀察，伴隨著通風(fēng)量的增加00:30 時(shí)躺臥數(shù)量變化明顯，但是隨著牛只在舍內(nèi)的停留時(shí)間增加，地面泥濘程度增加，04:30 基本沒(méi)有牛只躺臥。00:30 時(shí)刻躺臥數(shù)目的增加主要是由于風(fēng)機(jī)的開啟提高了舍內(nèi)地面的干燥程度，促進(jìn)了牛只的躺臥行為。這一結(jié)果也與2018 年Giorgio 等[25]分析吊扇提高地面干燥程度從而促進(jìn)奶牛躺臥數(shù)量一致。

4 結(jié) 論

1）國(guó)內(nèi)推薦通風(fēng)量值和三大平衡計(jì)算通風(fēng)量值均不能滿足寒冷地區(qū)有窗牛舍通風(fēng)需求。

2）CO2平衡通風(fēng)量計(jì)算比較適合作為低溫高濕牛舍通風(fēng)量計(jì)算依據(jù)。但CO2平衡計(jì)算中hpu 的CO2產(chǎn)生量系數(shù)取0.185 m3/（h·hpu）過(guò)小，可以取0.20、0.22、0.24 m3/（h·hpu）。

3）通風(fēng)雖然沒(méi)有顯著改善舍內(nèi)CO2和NH3濃度，但是加強(qiáng)了舍內(nèi)地面的干燥程度，增加了牛只的躺臥比例。