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温度对猪影响及猪舍降温技术的国内外研究现状

猪是恒温动物,在机体正常情况下,无论是在炎热的夏季,还是在严寒的冬季,都能通过自身的调节来维持体温的恒定。猪的等热区即动物生产性能最佳情况下的温度范围,其最高点和最低点称为临界温度的上限与下限,在相同饲养水平下,处于等热区内生长的猪的产热最少(Flevio,1997)。猪与环境热量交流的方式主要有四种:对流、传导、辐射和呼吸道蒸发。大猪怕热,小猪怕冷,温度过高或过低均引起生产效率的降低。
温度对猪的影响
温度对猪生产性能的影响
动物应对环境温度变化最有效的策略就是改变采食量,低于临界温度下限,即通过增加采食量来补偿维持需要,高于临界温度上限以上,主要通过减少采食量和减少体增热来适应高温环境的影响。众多研究表明 26~30℃的高温对料肉比没有显著影响(Stahlyetal,1979;Gilesetal,1988)。
郑友民等(2005)研究指出,体重30kg左右的猪在15~20℃的环境中料肉比最低,体重在50~120kg的猪在15℃的环境下料肉比最低。高温和低温均引起饲料转化率的降低(CPrunieretal,1997),Verstegen等(1982)和Close等(1978)研究都表明了低于临界温度下限,随着环境温度的降低,生长育肥猪的采食量呈线性的增加。
Le Dividich等(1987)研究指出环境温度从20℃降到12℃,自由采食量随着环境温度下降1℃而增加29g/d。
郭春华等(2005)与Le Dividich等(1987)的研究结果一致。而高于临界温度上限,生长猪的采食量的降低与环境温度的升高并非线性关系,环境温度高于30℃,采食量急剧下降(胡春华等,2004)。
Angelika等(2007)研究指出,环境温度超出最佳温度后,气温每升高1℃,猪采食量减少40g。
艾地云(1996)研究报道:在持续高温(28~35℃)环境下,生长猪(30~60 kg)的日采食量较常温下降14%,日增重降低21%,料肉比增加0.23。
温度对猪内分泌和生理参数的影响
  有关温度对猪内分泌影响的研究较多。韩博等(1995)报道,仔猪在高温运输后血浆皮质醇浓度升高;张敏红等(1998)研究指出持续日变高温和急性短期高温使猪血浆皮质醇浓度升高,但对血浆胰岛素含量无显著影响。谢爱纯等(2004)报道,冷应激(0℃)显著降低了香猪血浆中T3, T4的浓度(P<0.05),显著升高了皮质醇水平(P>0.05);热应激(36℃)显著升高了香猪血浆中T3, T4的浓度(P<0.05),且显著升高了皮质醇水平(P>0.05)。高温也显著降低了生长猪血清中SOD活性,显著升高了CK活性(张小东等,2004)。这些均说明高温下机体组织受到了一定的损伤,引起机能紊乱,降低了猪只的免疫力,进而引起抗病力的下降。张彩云等(2010)研究指出,适当的高温(28~30℃)比低温(23~25℃)显著增加了仔猪肠道淀粉酶活性(P<0.05),显著降低了肠道PH(P<0.05),增强了仔猪的消化性能。
温湿度指标(Temperature Humidity Index,THI)是环境中的热应激指标,THI是由舍内空气的干球温度T1和湿球温度T2决定的,THI=T1x0. 65+T2x0. 35 (NRC,1981)。当猪舍环境的THI高于28时,育成猪的体温将超过正常体温并伴随着THI的增加而上升,表现出明显的热应激反应(汪开英,2003)。汪开英等(2002)采用动物生理参数无线遥测系统对育肥猪研究发现,猪舍高温引起猪的体温升高、心率加快以及猪的生产性能降低等一系列热应激反应。
温度对猪繁殖性能的影响
  高温对种畜的影响尤为明显,而低温对猪繁殖力的影响较小(Luciaetal, 2000; Tummaruketal, 2006)。从2002-2003年温度、湿度与母猪的繁殖性状相关关系可以看出,母猪繁殖性能与最高温度呈明显的负相关(r=-0.7),而与湿度没有明显的相关(r=0.57)(郭建和黄生强,2004)。
持续的高温热刺激会引起80%的后备母猪不发情,但对其排卵数无显著影响(李玉欣,1996)。Johnstion(1999)和郭春华(2005)报道了29.2℃热环境下母猪断奶后15d的发情率(79.2%)极显著地低于20.4℃环境中的相应发情率(93.4%)。大量研究表明,高温导致分娩母猪的采食量降低,降低母猪的受胎率(王清义等,2002; 赵进等,2006;Farmeretal,2002;Engblometal,2007 ) 。高温引起的分娩母猪采食量下降还会导致产奶量的降低,进而影响仔猪的断奶重(Biensenetal, 1996; Barnettetal, 2001)。荷兰Sterksel养猪中心证明了在夏季单独给母猪降温能够增加分娩母猪的平均日采食量,同时显著提高了仔猪断奶体重。温度过高对种公畜也产生重要的影响,郁炳贤和李雪元(1994)研究指出温度超过26℃,种公猪的精子量下降17%,同时精子活力显著降低。
温度对猪健康的影响
低温能降低仔猪的抵抗力,温度升高则能减少疾病的发生,但温度过高或过低均引起仔猪死亡率的增加(Grandinsonetal,2002;Pedersenetal,2003;Dammetal,2005;Pedersenetal,2006)。Kelley(1980)证明了冷应激显著增加了仔猪腹泻的发病率和死亡率。康文彪和韩庆彦(2006)比较了饲养在平均温度25℃和18℃条件下的哺乳仔猪后指出,高温组哺乳期内腹泻发生率、死亡率均显著低于低温组(P<0.05),且高温组30日龄平均断奶重显著高于低温组(P>0.05),这与梁显锡(1995)的研究结果一致。但温度过高也会对仔猪产生不良的影响,当温度超过30℃,断奶仔猪的生长受到抑制,采食量严重下降(高腾云,1995)。
降温技术
畜舍的防暑降温主要从两方面呈现:即减少产热和增加散热。加强畜舍外围护结构的隔热设计是畜舍防暑降温的基础,合理利用白然通风与机械通风,实行绿化和遮阳,减少太阳辐射,实现自身结构的防暑降温设计。同时在炎热的夏季需要增加人工降温措施,包括湿帘风机降温、喷水喷雾降温、地面洒水降温、空调或干冰降温、地源热泵降温等,或者通过减少饲养密度,来减少热量的产生。
1 湿帘风机降温系统
湿帘风机降温系统主要由风机、湿帘、水循环系统和控制系统组成,其核心部分是湿帘,湿帘采用波纹状的纤维纸粘结而成,添加特种化学成分,耐腐蚀,使用寿命长。湿帘装在封闭猪舍一端侧墙上,风机则装在另一端侧墙上。风机工作时,舍内产生负压,迫使舍外的空气穿过湿润的湿帘进入舍内,导致水分蒸发,从而使畜舍内空气温度下降。湿帘一风机降温系统采用温度感应白动控制,控制范围根据不同畜舍环境要求来设定。例如肥猪舍温度高于25℃时,风机先启动,当温度高于28℃时,水泵启动,并利用湿帘降温;当温度低于28℃后,先关闭水泵,通风气流吹干湿帘,之后在温度降到25℃以下时,风机关闭。
畜舍降温的原理是水转化成水蒸气的过程中需要吸收周围的热量,从而使周围环境温度降低。水分蒸发的多少取决于空气的饱和蒸气压差。温度越高,空气越干燥,经过湿帘的空气降温幅度越大,而舍外空气相对湿度越大,湿帘的最大降温量越小。湿帘风机降温系统可以有效改善猪舍的温湿度,同时实现对猪舍内空气质量的控制,包括引入新鲜空气、减少舍内有害气体等。湿帘风机使用的关键在于舍内气流的充分流通。
肖良荣和邹平(2001)研究发现湿帘风机系统可使猪舍降温幅度达到5-7℃,同时蚊蝇明显减少,畜舍环境大大改善。俞湘麟等(2005)研究也表明了湿帘风机系统有效地降低了猪舍的温度,相比普通猪舍,安装湿帘风机的猪舍夏季明显提高了母猪的繁殖性能,配种受胎率提高10 %,产活仔数提高0.86头。黄成金等(2010)对湿帘的应用效果研究表明,湿帘降温相比电风扇降温显著提高了公猪的精子活力和母猪断奶后10天的发情率。
2 立体降温系统
立体降温系统即喷雾降温和纵向通风设备相结合的系统,它主要由水箱、水泵、管路、过滤器、喷头、计时器、电磁阀和纵向落地风扇组成。通过定时向空气或猪体喷水、喷雾,实现传导和蒸发降温。曹丹等(2010)研究表明,采取立体降温的猪舍比自然通风的猪舍至少低2.25℃,同时育肥猪日增重提高13.9%,饲料转化率提高8.4%。立体降温系统主要劣势在于极大地增加了猪舍的相对湿度,使猪体白身散热更加困难,同时有利于病原微生物的滋生,提高了猪群患病的风险。
3 地源热泵系统
地源热泵系统是指以地下水或地表水为低温热源,由水源水泵机组、地热能交换系统、猪舍内系统组成的空调系统。它主要利用地球热能的转换来实现夏季的降温和冬季的供暖。地源热泵系统根据交换系统形式的不同主要分为地埋管、地下水和地表水三种地源热泵系统。地源热泵技术主要优势在于,夏季降温方面比传统蒸发降温方式节水,冬季供暖方面地源热泵的CO2排放量比燃煤锅炉供暖的CO2排放量减少40%。地源热泵技术的主要缺点在于一次性投资大。