刘玮 李大鹏 韩海霞 雷秋霞 于友利 陈甫 李福伟

摘 要：本试验旨在研究分析不同季节密闭式层叠笼养蛋鸡舍内不同区域的环境质量。试验比较分析了舍内不同季节下的不同笼层、水平方向和垂直方向以及不同监测时间、监测季节的环境指标，并进行了各环境因子之间的相关性分析。结果表明：冬季、春季和夏季层叠式1、2、3层环境指标无显著差异（P>0.05）；不同季节水平方向，冬季有害气体浓度后端显著高于前端（P<0.05），风速前端显著低于后端（P<0.05），春季CO2浓度前端显著低于后端（P<0.05）；垂直方向，冬季和夏季侧墙边有害气体浓度均显著高于中间区域（P<0.05），风速均显著低于中间区域（P<0.05）；不同监测时间，12：00～13：00相对湿度和有害气体浓度显著低于0：00～1：00和6：00～7：00（P<0.05），风速均显著高于其他监测时间（P<0.05）；不同监测季节，夏季温度和湿度显著高于冬季和春季（P<0.05），冬季相对湿度显著高于春季（P<0.05），冬季有害气体浓度均显著高于春季和夏季（P<0.05），春季NH3和CO2浓度显著高于夏季（P<0.05），夏季风速显著高于冬季和春季（P<0.05），春季风速显著高于冬季（P<0.05）；各环境因子间的相关系数，温度与相对湿度和H2S浓度呈显著正相关（P<0.05），相对湿度与NH3、CO2和H2S浓度呈极显著正相关（P<0.01），与风速呈显著负相关（P<0.05）。综上所述，本试验通过监测不同季节密闭式层叠笼养蛋鸡舍内各项环境指标，发现通过合理的环境控制技术能够保证舍内各项环境指标符合相关要求，舍内各监测点不同季节、水平方向、垂直方向、监测时间之间环境质量存在差异，部分环境因子之间存在相关性。

关键词：季节；笼养；蛋鸡；环境质量

家禽在生长发育及生产过程中受到各种环境因子的影响，如温度、光照、NH3和CO2等有害气体、粉尘及传染病等[1]。蛋鸡优秀的生产性能和繁殖性能的发挥离不开舒适的舍内环境[2]。近年来新建的规模鸡场基本采用密闭式鸡舍[3]，蛋鸡饲养方式大多采用多层笼养。密闭式鸡舍虽然摆脱了蛋鸡对外界环境的依赖，但与笼养这种高密度蛋鸡饲养方式相结合后，暴露出的舍内环境问题日益凸显[4]。层叠式鸡笼各层笼沿笼架垂直方向重叠布置，具有饲养密度高、机械化程度高的特点[5]，随着蛋鸡单栋养殖规模不断增加，这种节约土地和劳动力成本的饲养模式发展迅速[6]，对相应的舍内环境质量控制技术提出了更高的要求。本试验以密闭式层叠笼养蛋鸡舍为研究对象，对不同季节舍内环境质量进行测定与分析，为该类型鸡舍环境控制提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验鸡舍

试验在山东省农业科学院家禽研究所济南市长清区试验基地一栋密闭式层叠笼养蛋鸡舍内进行，存栏产蛋鸡7 000只，采用人工喂料、乳头饮水器自由饮水、传送带自动清粪、人工捡蛋。鸡舍东西走向，长40 m、宽15 m，3层4列H型层叠式笼养，占位面积450cm2/只。风机位于后端山墙上，分2层排列，共6台，风机直径为1.2 m。光照系统采用8W LED灯照明，光照时间14.5 h。

1.2 测定指标与方法

试验时间为2022年1月24至31日，4月25至5月1日和7月25日至8月1日（分别代表冬季，春季和夏季）。本试验监测鸡舍南北两侧布局对称，养殖量一致，所以只监测了南侧的环境指标。舍内水平方向，分别在距湿帘端5、20、35 m处设置三组监测点，在垂直方向走道距南侧墙1.2、4.4、7.5 m处各设立三组监测点，共9个监测点，即A1、A2、A3，B1、B2、B3，C1、C2、C3。1～3层监测点的位置，分别距离地面高度0.50、1.20、1.90 m。水平方向和垂直方向的监测点分布见图1。

使用畜禽舍动态环境监测仪（河北鼎力科技有限公司）分别测定鸡舍水平方向、垂直方向和不同笼层的环境指标，将仪器探头放在监测点笼门位置，24 h监测鸡舍内环境，每5 min自动记录温度、相对湿度、CO2、NH3、H2S浓度和风速数据。分别比较分析0：00～1：00时，6：00～7：00时，12：00～13：00时和18：00～19：00时舍内各监测位点环境因子的平均值。

1.3 数据分析

使用Excel 整理数据后，采用SPSS 22.0软件进行相关性分析，使用One-Way ANOVA方法进行方差分析，同时采用LSD法进行多重比较。P<0.05表示差异显著，P>0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 不同笼层环境指标比较分析

不同笼层环境指标比较见表1。不同季节各笼层环境指标均无显著差异（P>0.05）。

2.2 水平方向不同监测点环境指标比较分析

不同水平方向环境指标比较见表2。冬季，A组NH3和CO2浓度均显著低于C组（P<0.05），A组H2S浓度和风速均显著低于B组和C组（P<0.05）；春季，A组CO2浓度显著低于C组（P<0.05）；夏季各个环境指标均无显著差异（P>0.05）。

2.3 垂直方向不同监测点环境指标比较分析

不同垂直方向環境指标比较见表3。冬季NH3浓度1组显著高于3组（P<0.05），H2S浓度1组和3组显著高于2组（P<0.05），风速1组显著低于2组和3组（P<0.05）；春季各个环境指标均无显著差异（P>0.05）；夏季3组CO2浓度显著低于1组（P<0.05），风速1组显著高于3组（P<0.05）。

2.4 不同监测时间环境指标比较分析

不同监测时间环境指标比较见表4。冬季相对湿度、NH3、CO2和H2S浓度，12：00～13：00显著低于0：00～1：00和6：00～7：00（P<0.05），12：00～13：00风速显著高于其他监测时间（P<0.05）；春季12：00～13：00相对湿度显著低于其他监测时间（P<0.05），12：00～13：00NH3浓度显著低于0：00～1：00和6：00～7：00（P<0.05），0：00～1：00和6：00～7：00的CO2浓度显著高于其他监测时间（P<0.05），12：00～13：00的风速显著高于其他监测时间（P<0.05），18：00～19：00显著高于0：00～1：00和6：00～7：00（P<0.05）；夏季，12：00～13：00的风速显著高于其他监测时间（P<0.05）。

2.5 不同监测季节环境指标比较分析

不同监测季节环境指标比较见表5。温度，夏季显著高于冬季和春季（P<0.05）；相对湿度，夏季显著高于冬季和春季（P<0.05），冬季显著高于春季（P<0.05）；NH3和CO2濃度，冬季显著高于春季和夏季（P<0.05），春季显著高于夏季（P<0.05）；H2S浓度，冬季显著高于春季和夏季（P<0.05）；风速，夏季显著高于冬季和春季（P<0.05），春季显著高于冬季（P<0.05）。

2.6 各环境指标间的相关系数

各环境指标间的相关系数见表6。温度与相对湿度和H2S浓度呈显著正相关（P<0.05）；相对湿度与NH3、CO2和H2S浓度呈极显著正相关（P<0.01）；NH3浓度与CO2和H2S浓度呈极显著正相关（P<0.01），与风速呈显著负相关（P<0.05）；CO2浓度与H2S浓度呈极显著正相关（P<0.01），与风速呈显著负相关（P<0.05）。

3 讨 论

3.1 不同笼层环境指标比较分析

随着蛋鸡笼养技术的不断发展，不同笼层之间环境因子的差异影响蛋鸡的生产性能、蛋品质、健康程度和福利水平等[7-10]。舍内温度是影响蛋鸡生产性能的一个重要因素[11-14]。同时，湿度过高不利于畜禽机体散热，湿度过低易产生粉尘，会对畜禽健康产生不利影响[15]。Durmu等[16]认为成年蛋鸡代谢和生产活动的热中性区约为18～23.9℃，Lin等[17]认为成年蛋鸡生产的最适环境温度为19～22℃，温度高于或低于这个范围需要调节温度。本试验中，相同季节舍内各监测点温度较为均衡，无显著差异，但部分监测点温度不在此范围内（由表1～3可知）。常玉等[18]认为环境湿度对家禽的影响与温度有关，但在适温环境下湿度对家禽体温调节的影响不显著。本试验中，大部分时间段（除春季的12：00～13：00、18：00～17：00，夏季的12：00～13：00外）平均相对湿度与钟翔等[19]研究的鸡只适应湿度在40%～72%范围的结论基本一致。周博[20]研究表明，八层重叠智能化蛋鸡舍上下部温度、相对湿度、NH3、CO2、H2S浓度差异显著，风速下三层显著高于其余各层。刘玮等[21]对十二层层叠式笼养蛋鸡舍环境质量进行了监测与分析，结果表明上层和中间层测定点的温度显著高于下层，不同笼层的相对湿度差异不显著，风速除第12层显著高于其他层、第1层显著高于第3层外，其他层间差异不显著。本试验中，三层层叠笼养蛋鸡舍内冬、春、夏季各笼层环境指标均无显著差异，说明通过合理的环境控制，三层笼养模式下各笼层之间环境因子差异不大。

3.2 水平方向不同监测点环境指标比较分析

本试验中，舍内温度前端低于后端，这与金濯[22]的研究结果一致，但差异不显著。1月和4月相对湿度前端低于后端，因为鸡舍内热量和水分绝大部分来自蛋鸡自身的呼吸代谢作用，密闭式鸡舍为负压通风，舍内产生的热量和水分均通过后端山墙风机抽出舍外，所以后端相对湿度显著高于前端，但到了7月，鸡舍通过湿帘降温，前端距离湿帘较近，所以湿度较高。有害气体是影响蛋鸡舍环境水平的重要环境参数之一，主要包括NH3、CO2、H2S等有害气体。NH3对家禽、饲养人员以及环境都会产生不良影响，被认为是鸡舍中最有害的气体之一[23-24]，它主要由粪尿和饲料残渣等含氮物质经微生物分解之后产生[25]。Li等[26]研究表明，环控舱内通过人工制造长时间高氨环境会对蛋鸡的生产性能和健康水平产生不利影响。CO2本身无毒性，其危害主要是造成缺氧，引起慢性毒害，鸡群长期在缺氧环境中表现出精神萎靡、食欲减退、体质下降、生产力降低及对疾病的抵抗力减弱[27]，畜禽舍内的CO2主要来自畜禽呼吸及粪便微生物代谢[28]。H2S是一种无色、易挥发、具有腐败臭鸡蛋气味的毒性气体，是影响舍内空气质量的主要因素，主要来源于粪便和饲料中的含硫有机物分解[29]。本试验中，水平方向不同监测点，1月有害气体浓度后端显著高于前端，风速前端显著低于后端，4月CO2浓度前端显著低于后端，7月份各环境因子之间无显著差异。这与李俊营等[30]的研究结果一致。为保证舍内风速均匀并使每个区域都得到充分通风换气，侧墙通风窗挡风板的开口角度从前到后逐渐减小，所以前部区域进入的外界空气比例较高，整栋鸡舍产生的有害气体均通过后端山墙风机排出舍外，存在累积效应，但是由于7月份外界温度较高，通风量大，所以相对湿度和有害气体浓度整体较低，各环境因子之间无显著差异。

3.3 垂直方向不同监测点环境指标比较分析

本试验中，1月侧墙边有害气体浓度显著高于中间区域，风速显著低于中间区域；7月侧墙边CO2浓度显著高于中间区域，风速显著低于中间区域。这与刘玮等[31]的研究结果一致，因为外界新鲜空气绝大部分通过负压通风由侧墙通风窗进入鸡舍上方中间区域，而侧墙边存在通风死角，通风换气不充分，所以有害浓度较高，风速较低。

3.4 不同监测时间环境指标比较分析

沈丰菊等[32]认为鸡舍内NH3和CO2浓度的变化与舍内通风换气量、鸡的呼吸代谢水平等因素有关。本试验中，12：00～13：00时间段空气质量较好，因为该时间段外界气温相对较高，设置的环控系统通风量较大，相对湿度、有害气体浓度各时间段规律与舍内通风换气量大小基本一致。

3.5 不同监测季节环境指标比较分析

不同监测季节环境指标受通风量影响较大，通风量随着外界温度的升高而增加，这与谢志勤等[33]的研究结果一致。本试验中，温度夏季（7月）显著高于冬季（1月）和春季（4月），相对湿度夏季显著高于冬季和春季，NH3和CO2浓度均为冬季显著高于春季和夏季，春季显著高于夏季，H2S浓度冬季显著高于春季和夏季，风速夏季显著高于冬季和春季，春季显著高于冬季。

3.6 各环境指标间的相关系数

本试验中，温度与相对湿度和H2S浓度呈显著正相关，相对湿度与NH3、CO2和H2S浓度呈极显著正相关，与风速呈显著负相关，这与申李琰等[34]的研究结果一致。因为随着通风量的增加，风速增加，舍内外气体交换加快，舍内相对湿度、NH3和CO2浓度均随之降低。

4 结论

通过监测不同季节密闭式层叠笼养蛋鸡舍内各项环境因子，本试验发现通过合理的环境控制技术能够保证舍内各项环境指标符合相关要求，舍内各监测点不同季节、水平方向、垂直方向、监测时间之间环境质量存在差异，部分环境指标之间存在相关性。

参考文献：

[1] Akbari M， Torki M， Kavaini K. Single and combined effects of peppermint and thyme essential oils on productive performance， egg quality traits， and blood parameters of laying hens reared under cold stress condition （6.8±3℃）[J]. International journal of biometeorology， 2016， 60： 447-454.

[2] 白士宝，滕光辉，杜晓冬，等.基于LabVIEW 平台的蛋鸡舍环境舒适度实时监测系统设计与实现[J].农业工程学报，2017，33（15）：237-244.

[3] 李保明，王阳，郑炜超.我国规模化养鸡环境控制技术的最新进展[J].中国家禽，2019，41（09）：1-7.

[4] 董丽媛，李丽华，白雪洁，等.基于AGA-ELM的鸡舍环境因子对蛋鸡生产影响预测研究[J].中国家禽，2020，42（10）：58-64.

[5] 李俊营，詹凯，刘伟，等.我国蛋鸡笼养工艺和环境控制技术研究进展[J].中国家禽，2020，42（04）：1-8.

[6] 赖成幕.多层层叠式家禽饲养成套自动化设备的应用[J].中国禽业导刊，2009，26（06）：29-31.

[7] Janczak A M， Riber A B. Review of rearing-related factors afecting the welfare of laying hens. Poultry Science， 2015， 94， 1454-1469.

[8] Milan K Sharma， Dima White， Chongxiao Chen， et al. Effects of the housing environment and laying hen strain on tibia and femur bone properties of different laying phases of Hy-Line hens[J]. Poultry Science， 2021， 100（3）：100933.

[9] Damian Konkol， Ewa Popiela， Mariusz Korczyński. The effect of an enriched laying environment on welfare， performance， and egg quality parameters of laying hens kept in a cage system[J]. Poultry Science， 2020， 99（8）：3771-3776.

[10] Andrew M J， Anja B R. Review of rearing-related factors affecting the welfare of laying hens[J]. Poultry Science， 2015， 94（7）：1454-69.

[11] 刁華杰，冯京海，刁新平.环境高温对蛋鸡生产性能的影响及营养调控措施[J].动物营养学报，2017，29（06）：1850-1855.

[12] Nathaniel W， Barrett， Kaylee Rowland， et al.Effects of acute and chronic heat stress on the performance， egg quality， body temperature， and blood gas parameters of laying hens[J]. Poultry science， 2019， 98： 6684-6692.

[13] Maria R S F， Silvana C B L， Angela M V， et al. Thermoregulatory， behavioral and productive responses of laying hens supplemented with different types and dosages of phytases raised in a hot environment： An integrative approach[J]. Journal of thermal biology， 2020， 94：102773.

[14] Da-Hye Kim， Yoo-Kyung Lee， Sung-Dae Lee， et al. Physiological and behavioral responses of laying hens exposed to long-term high temperature[J]. Journal of thermal biology， 2021， 99：103017.

[15] 刘凤华.家畜环境卫生学[M].北京：中国农业大学出版社，2004.

[16] Durmus I， Kamanli S. Effects of cold and heat stress on egg quality traits of a newly developed native hybrid layer[J]. Turkish journal of agriculture-food science and technology， 2015， 3（6）： 44-47.

[17] Lin H，  Jiao H C， Buyse J， et al. Strategies for preventing heat stress in poultry[J]. Worlds poultry science， 2006， 62： 71-86.

[18] 常玉，冯京海，张敏红.环境温度、湿度等因素对家禽体温调节的影响及评估模型[J].动物营养学报，2015，27（05）：1341-1347.

[19] 钟翔，李刚，徐生林，等. 鸡舍环境因子对蛋鸡健康和生长的影响[J].畜牧与兽医，2013（03）：101-103.

[20] 周博.八层重叠智能化鸡舍的构造分析与环境指标的检测及消毒效果评价[D].保定：河北科技师范学院，2022.

[21] 刘玮，赵桂省，韩海霞，等.十二层层叠式笼养蛋鸡舍环境质量监测与分析[J].家畜生态学报，2022，43（09）：88-92.

[22] 金濯.封闭式鸡舍冬季温湿度分布规律[J].中国家禽，2008，30（23）：68-70.

[23] Hale B D， Fairchil D B， Worley J， et al. Comparison of ammonia measurement methods inside and outside tunnel- ventilated broiler houses[J]. Journal of applied poultry research， 2008， 19（3）： 245-262.

[24] Aziz T， Barnes H J.Harmful effect of ammonia on birds[J]. World Poultry， 2010， 26（3）： 1-3.

[25] Pokharel B B， Dos Santos V M， Wood D， et al. Laying hens behave differently in artificially and naturally sourced ammoniated environments[J]. Poultry Science， 2017， 96（12）：4151-4157.

[26] LiDp，Tong Q，shi ZX， et al. Effects of chronic heat stress and ammonia concentration on blood parameters of laying hens[J]. Poultry Science， 2020， 99（8）： 3784-3792.

[27] 赵宇，陈辉，黄晨轩，等.蛋鸡育雏舍环境参数与育雏效果的评测[J].中国家禽，2017，39（11）：42-45.

[28] 李大鹏，仲玉婷，施正香，等.蛋鸡对环境因子的生理反应机制研究进展[J].中国家禽，2021，43（02）：74-81.

[29] 夏湘勤，席北斗，黄彩红，等.畜禽粪便堆肥臭气控制研究进展[J].环境工程技术学报，2019，9（06）：649-657.

[30] 李俊營，杨选将，詹凯，等.冬季八层层叠式笼养鸡舍环境质量测定与分析[J].西南农业学报，2017，30（06）：1467-1472.

[31] 刘玮，韩海霞，高金波，等.标准化肉鸡舍内氨气分布规律的研究[J].山东农业科学，2019，51（08）：79-83.

[32] 沈丰菊，郑长山，李茜，等.层叠笼密闭蛋鸡舍NH3、CO2、PM2.5、PM10浓度变化及其影响因素分析[J].中国家禽，2017，39（23）：31-37.

[33] 谢志勤，张民秀，谢芝勋，等.广西密闭笼养舍内环境参数与花鸡生产性能相关性分析[J].中国家禽，2020，42（02）：69-74.

[34] 申李琰，张希瑶，刘文革，等.夏季层叠式笼养肉鸡舍环境参数变化及其相关性分析[J].中国家禽，2020，42（01）：67-70.

Abstract：  The study was conducted to investigate the environmental quality in different areas of the laying hens caged in different seasons. The experiment compares and analyzes the environmental indicators of different cage layers， horizontal and vertical directions， and different time periods in different seasons， and analyzes the correlation between various environmental factors. The results showed that there was no significant difference in the environmental indicators of each cage layer in different seasons （P>0.05）; In different horizontal directions， the concentration of harmful gases in back was significantly higher than that in front in winter （P<0.05）， the wind speed in front end was significantly lower than that in back end （P<0.05）， and the CO2 concentration in front end was significantly lower than that in back in spring （P<0.05）; In different vertical directions， the concentration of harmful gases near the sidewall in winter and summer were significantly higher than that in the middle area （P<0.05）， and the wind speed was significantly lower than that in the middle area （P<0.05）; At different monitoring times， the relative humidity and the concentration of harmful gases from 12：00 to 13：00 were significantly lower than 0：00 to 1：00 and 6：00 to 7：00 （P<0.05）， and the wind speed was significantly higher than other monitoring times （P<0.05）; In different monitoring seasons， the temperature and humidity in summer were significantly higher than those in winter and spring （P<0.05）， the relative humidity in winter was significantly higher than that in spring （P<0.05）， the concentrations of harmful gases in winter were significantly higher than those in spring and summer （P<0.05）， the concentrations of NH3 and CO2 in spring were significantly higher than those in summer （P<0.05）， the wind speed in summer was significantly higher than that in winter and spring （P<0.05）， and the spring was significantly higher than that in winter （P<0.05）; The correlation coefficient among environmental factors， temperature， relative humidity and H2S concentration were significantly positively correlated （P<0.05）， relative humidity， NH3， CO2 and H2S concentration were significantly positively correlated （P<0.01）， and wind speed was significantly negatively correlated （P<0.05）. In conclusion， through monitoring various environmental indicators in the closed and caged laying hen house in different seasons， this test found that reasonable environmental control technology can ensure that various environmental indicators in the house meet the relevant requirements. There are differences in environmental quality among monitoring points in different seasons， horizontal direction， vertical direction and monitoring time， and some environmental indicators are correlated.

Keywords：  Season; Caged; Laying hen; Environmental quality