2 種牛舍對冬季伊犁地區肉牛生長性能及環境的影響

劉天旭，尹 浩，賀騰飛，劉芮兵，陳昭輝

（中國農業大學動物科學技術學院，動物營養學國家重點實驗室，北京 100193）

隨著經濟社會高速發展，我國逐步成為世界前列的牛肉生產和消費大國[1]。據國家肉牛牦牛產業技術體系統計，2020 年我國牛肉進出口貿易量總共約211.84 萬t，較2019 年增加45.87 萬t，貿易額總計約101.80 億美元[2-3]。在肉牛育肥過程中，常使用有窗牛舍、半開放牛舍和開放牛舍3 種類型，其中，有窗牛舍結構較為嚴密，需精確考慮通風量和通風時間，在寒冷季節大量通風不利于保溫，反之不利于排出有害氣體；開放牛舍只有一側有墻，設有頂棚和運動場，造價經濟，采光良好，保暖性差，空氣質量與舍外相近[4]。

Andric 等[5]研究發現，環境因素很大程度影響動物的生長性能。畜舍環境會直接影響肉牛的育肥效果，惡劣的環境會讓肉牛成長減緩，降低肉牛免疫力，甚至引發疾病[6]。肉牛生長受環境溫濕度和風速等綜合環境因素影響，只有牛體產熱、散熱平衡才能保障其生長性能[7]?？諝鉂穸葧绊戵w牛體表水分蒸發，干擾體熱調節[8]。同時，NH3與CO2等有害氣體作為畜舍內主要的應激源和污染物，也會引起肉牛食欲不振、生產降低，甚至導致疾病發生[9]。與有窗舍相比，開放舍能夠提升空氣質量，但由于溫度低和風速大等原因，也會導致牛的體感溫度下降，導致肉牛生長性能和效率降低[10]。因此，本試驗旨在探究與有窗牛舍相比，采用開放牛舍育肥對肉牛的生長性能和建設投入的影響，為冬季新疆伊犁地區肉牛育肥模式優化方案提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點概況 試驗開展于新疆伊犁州創錦犇牛牧業牛場，試驗時間為2019 年12 月1 日—2019 年12 月14 日。伊犁哈薩克自治州察布查爾錫伯自治縣位于新疆西北部，地跨溫帶大陸性氣候和高山氣候類型，氣候濕潤溫和，年均降水量222 mm，年均溫度7.9℃，適宜農牧生產。

1.2 試驗動物與飼養管理 選取30 頭7 月齡左右的西門塔爾牛，隨機分為有窗牛舍飼養和開放牛舍飼養2 個處理，每個處理15 頭牛分3 個重復，每個處理3 個重復，每個重復5 頭飼養于同一欄中，飼養密度約為9.36 m2/頭。有窗牛舍初始平均體重為（246.8±23.2）kg，開放牛舍初始平均體重為（245.9±13.9）kg。每日09:30、15:30給料，日糧飼喂方式及配比組成一致（表1），每日供水時間為13:00—13:30。試驗周期為14 d。

表1 日糧組成及營養水平（干物質基礎）

1.3 檢測指標與方法

1.3.1 環境指標 溫濕度自動記錄儀分別在有窗牛舍（圖1）和開放牛舍（圖2）設置5 個測試位點。其中有窗牛舍舍內3 個位點、運動場1 個位點、舍外庇蔭處1 個位點，開放牛舍舍內4 個位點、運動場1 個位點，自動記錄儀每5 min 記錄1 次，用于收集24 h 數據。并于每天10:30、15:40、21:00 手動測定不同舍內NH3及CO2濃度，其中，有窗舍內9 個位點、運動場3 個位點，開放舍內9 個位點、運動場3 個位點。試驗所用環境指標測定設備如表2 所示。

圖1 有窗牛舍測點布置平面圖

圖2 開放牛舍測點布置平面圖

表2 測定項目與使用儀器

1.3.2 生長性能 試驗前后對西門塔爾牛晨飼后稱重，計算平均日增重。

1.3.3 行為觀察 觀察牛只分布情況，記錄有窗牛舍與開放牛舍舍內舍外的牛只數量；記錄2 種牛舍類型的牛只活動情況，包括站立牛數、躺臥牛數以及走動牛數3項，每種行為超過10 s 則開始記錄。每日記錄兩次，每次15 min，分別為10:00 和16:00。行為判定標準如表3 所示。

表3 行為標準

1.4 統計分析 試驗數據由Excel 2019 整理，使用SPSS 21.0 進行獨立樣本T 檢驗以及ANOVA 單因素方差分析，結果以平均值± 標準誤的方式表示，且以P＜0.05 為各組間差異顯著，P＜0.01 為極顯著。

2 結果

2.1 不同類型牛舍對空氣溫濕度的影響 由表4 可見，開放牛舍內溫度與舍外相似，但低于有窗牛舍（P＜0.05）；牛舍與舍外環境的空氣濕度近似，略低于舍外，三者無顯著差異。

表4 不同牛舍內外溫濕度情況

2.2 不同類型牛舍對CO2含量的影響 由表5、6 可見，開放舍內CO2濃度稍高于舍外（P＞0.05），有窗舍內CO2濃度高于舍外與開放舍（P＜0.05），且下午濃度低于早晚（P＜0.01）。

表5 不同牛舍內外CO2 濃度 mg/m3

表6 不同時間牛舍內外CO2 濃度 mg/m3

2.3 不同類型牛舍對NH3含量的影響 由表7、8 可見，開放舍內NH3濃度稍高于舍外（P＞0.05），有窗舍內NH3濃度均高于舍外與開放舍（P＜0.05），且下午濃度低于早晚（P＜0.01）。

表7 不同牛舍內外NH3 濃度 mg/m3

表8 不同時間牛舍內NH3 濃度 mg/m3

2.4 不同類型牛舍對肉牛日增重的影響 由表9 可見，開放舍牛只平均日增重稍大于有窗舍（P＞0.05）。

表9 不同牛舍肉牛增重情況

2.5 不同類型牛舍對肉牛行為的影響 由表10、11 可見，開放舍牛只內外分布較均勻，有窗牛舍舍外牛只數量約為舍內的2 倍，開放舍舍內牛只數量多于有窗牛舍（P＞0.05）。有窗舍牛只多站立，平均站立牛數約占試驗牛數的74.0%，躺臥占比為26.7%；開放舍平均站立牛數約占試驗牛數的54.7%，躺臥占比為42.0%，開放舍的站立牛數量高于有窗舍（P＜0.05），但躺臥比差異不顯著。

表10 不同牛舍牛只分布情況 頭

表11 不同牛舍牛只躺臥情況 頭

2.6 不同類型牛舍對經濟支出的影響 建設成本=（單位面積土地費用+單位面積建設費用）×牛舍占地面積。根據具體建設費用或估計值計算單位面積建設費用，該部分建設費用僅包含育肥區域。該地區單位面積土地費用以500 元/（畝·年）估計，使用年限為50 年時，即為37.5 元/m2。圍欄育肥與舍內育肥肉牛飼養密度不同，每頭牛所占建筑面積不同，因此建設成本計算時需要考慮每頭牛的建筑成本。

有窗牛舍長度約為100 m，寬度約為12.5 m，建筑面積1 250 m2，單位面積建設費用約為500 元/m2。以圍欄育肥及舍內育肥區域單位面積建筑單價估計，建設投入約合537.5 元/m2。1 棟牛舍16 圍欄飼養112 頭肉牛，合每頭牛占地11.16 m2，有窗牛舍建設成本約合5 998.8 元/頭。

開放牛舍長度約為100 m，寬度約為12.5 m，建筑面積1 250 m2，單位面積建設費用約為430 元/m2。以圍欄育肥及舍內育肥區域單位面積建筑單價估計，建設投入約467.5 元/m2。1 棟牛舍16 圍欄飼養192 頭肉牛，合每頭牛占地6.51 m2，開放牛舍建設成本約合3 043.6 元/頭?？梢娦陆晾绲貐^開放舍育肥每頭牛比有窗舍育肥建設投入降低49.26%。

3 討 論

3.1 不同牛舍對畜舍環境的影響 畜舍環境能在很大程度上影響動物生長性能、健康狀況以及動物福利情況[11-12]。本試驗中，有窗舍與開放舍2 種類型牛舍對肉牛生活環境產生了顯著影響。肉牛在有窗舍內育肥過程中，伴隨著各種代謝過程會排出大量的CO2和NH3等物質。有窗牛舍四面環墻，僅依靠門窗、風機等通風，很難將舍內的有毒有害氣體排出。而開放牛舍無墻，依靠自然通風即可凈化空氣。試驗期間，開放牛舍平均溫度約為-4.45℃，比有窗牛舍降低約5℃，這是由于開放牛舍無墻與窗戶，保溫隔熱效果大大降低。牛只呼吸以及汗液蒸發會使牛舍內部的空氣濕度大于等于舍外。周英昊等[13]研究發現，在冬季的冀北地區，牛舍開放程度越高，空氣相對濕度越低。孫妍等[14]研究表明，在北方地區的寒冷季節，相較于雙坡式磚混結構，開放程度更高的鐘樓式彩鋼結構牛舍空氣濕度顯著降低。但在本試驗中，有窗舍平均相對濕度約為75.18 %，稍低于開放舍，原因可能為試驗地區在冬季時常有降雪，地面上的積雪在白天溫度較高時融化導致外界環境空氣濕度提高。

根據本試驗結果可以發現，不同牛舍內的CO2與NH3具有顯著差異，有窗舍中CO2平均濃度約為2 545 mg/m3，約為開放舍的4 倍，最高濃度達到5 659 mg/m3，超過中國畜禽場環境質量標準規定的1 500 mg/m3[15]；有窗舍NH3平均濃度約為6.02 mg/m3，約為開放舍的15 倍，但符合畜禽場環境質量標準。為預測每日氣體濃度變化趨勢，試驗選取了3 個時間點對不同類型牛舍的CO2、NH3進行了檢測，結果顯示在一天之內，夜間有害氣體濃度最高，上午次之，下午最低，且與有窗牛舍差異極顯著?？紤]到牛舍僅依靠自然通風，上述情況出現的原因可能是下午牛只活動更加頻繁，帶動周圍空氣流通從而在一定程度上降低了有害氣體濃度。

3.2 不同牛舍對動物行為的影響 Ellen 等[16]認為動物行為往往能反映出動物的健康狀況。Jenny 等[17]、Munksgaarg 等[18]研究表明，牛只站立時長可以反映是否舒適，與生長性能密切相關。本試驗結果顯示，有窗牛舍肉牛的站立比例顯著高于開放牛舍，躺臥比例低于開放牛舍，說明牛只在開放牛舍較為舒適；另外，兩處理的舍內牛只數量差異雖不顯著，但可以看出有窗舍中牛數少于開放舍，這是由于有窗舍內空氣質量相對運動場較差，牛只選擇了更加舒適的環境。開放舍不受外圍護結構的限制，肉牛代謝產生的CO2和NH3可以迅速擴散被空氣稀釋，從而提高了環境質量。牛只躺臥和在牛舍的位置分布等行為表現出的結果與環境質量情況相吻合，表示結果可信。因此，開放牛舍雖然氣溫比有窗牛舍略微降低，但CO2與NH3濃度也隨之降低，在空氣溫度和空氣質量兩方面因素的綜合影響之下，開放牛舍育肥肉牛的效果比有窗牛舍較好，同時也更滿足動物福利的要求。

3.3 不同牛舍對生長性能影響 7 月齡育成牛正處于生長發育的關鍵階段，CO2、NH3和溫濕度等指標是影響肉牛生長性能的重要環境因素[19]。育肥?？稍?～21℃的溫度范圍內飼養，最適宜10℃左右，不適于飼養在85% 以上相對濕度的環境中[20-22]。本試驗場所空氣濕度最高不超過83.60%，故對牛只無不良影響。Birkels等[23]研究發現，在寒冷季節飼養肉牛會表現出較差的育肥效果。Young 等[25]和Bergen 等[25]研究表明，在寒冷條件下動物會通過顫栗等方式增加產熱以維持體溫，環境溫度每下降1℃將會需要肉牛提高2.89 KJ/kg的維持能量，這就意味著較冷的環境會使肉牛進食量增加進而導致育肥效果較差、耗料增重比降低。低溫飼養肉牛的采食量、日增重和耗料增重比均低于高溫條件下飼養，因此肉牛不適宜在較冷的環境下進行育肥[26]。然而，本試驗中，開放舍肉牛雖處于平均溫度約為-4℃的環境，但生長性能優于平均溫度約為0℃的有窗舍飼養的肉牛，原因之一可能是開放舍溫度雖然低于有窗舍，但未能達到顯著影響肉牛生長性能的程度。肉牛養殖過程中產生的有害氣體主要是NH3和CO2，長期低濃度的NH3會導致肉牛慢性氨中毒，而高濃度NH3會降低肉牛生長性能，造成肝腎損傷和抗氧化應激能力下降，甚至導致死亡；長時間處于CO2較高的環境中會造成肉牛缺氧，身體虛弱等問題[27]。開放牛舍空氣流通好，可以有效降低環境中CO2和NH3等有害氣體濃度。因此，在2 種牛舍不同的溫濕度和空氣質量的綜合影響下，開放牛舍的生長性能好于有窗牛舍。

3.4 不同牛舍對經濟投入的影響 從經濟方面考慮，采用有窗牛舍飼養肉牛需要更多的資金投入。與開放牛舍相比，有窗牛舍往往需要投入更多資金在墻壁、屋頂以及地面等外圍護結構上，同時牛舍內的設施設備如風機、刮糞板等也會增加建設之初的經濟支出。經計算，開放牛舍比有窗牛舍造價約低13.02%。結合飼養牛只數量考慮，每頭牛建設成本約低49.26%。

4 結 論

本試驗結果顯示，與有窗牛舍相比，在冬季伊犁地區采用開放牛舍育肥肉?？梢越档惋曫B環境的溫度、CO2、NH3濃度以及站立牛數，增加躺臥比，提高了肉牛飼養福利與日增重，同時降低了資金成本的投入。