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中国规模化养鸡环境控制关键技术与设施设备研
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摘要:0 引 言 鸡是恒温动物,体温相对较高,正常体温为40.7 ℃左右,但环境气温过高或过低,都影响鸡只机体代谢调节[1]。中国地域气候条件差异大,春秋换季气温波幅大且极端气候频繁出
0 引 言
鸡是恒温动物,体温相对较高,正常体温为40.7 ℃左右,但环境气温过高或过低,都影响鸡只机体代谢调节[1]。中国地域气候条件差异大,春秋换季气温波幅大且极端气候频繁出现[2],复杂多变的气候、鸡舍建筑设施、通风气流和饲养模式等都直接影响舍内环境,造成鸡舍内环境的复杂和多样性,对养鸡生产极为不利[3],且现代养鸡生产大多采用高产性能品种鸡只,对养殖环境温度波动等应激的适应能力相对较弱[4],养鸡业面临更多的风险与考验,温度波动等易造成机体免疫力下降、疾病频发,影响鸡只健康和生产性能,从而直接导致经济效益的下降。鸡只养殖生产中,怎样将养殖设施环境条件控制在一定范围内且保持稳定、减小波动是保障高产性能鸡种发挥遗传潜力和生产效率的基础[1],也是养鸡业持续关注的问题。
养殖环境调控程度低、应激强度大、疾病交叉感染严重和能源浪费大等问题,直接造成养鸡业高额经济损失[3],也一定程度上制约了养鸡产业的可持续发展,主要原因是:1)鸡舍建筑保温隔热性能差。养殖环境温度的稳定性直接受渗透风量和建筑性能的影响[5-7],舍内温度过低会导致产蛋率减少5%、饲料消耗量增大3 g/(d·只)[7];2)气流组织不均匀,舍内冷、热应激强度大。横向通风系统鸡舍内气流组织不均匀,存在通风死区,且舍间交叉污染等问题严重[8];干、湿球温差大的地区,湿帘降温系统启动初期温降幅度大,靠近湿帘端易引发急性冷应激;中国长江流域及其以南炎热气候区,蒸发降温湿帘的降温效率受高温高湿天气的影响,舍内高气温(>30 ℃)、高湿度(>80%)环境下,鸡舍内热应激程度较大,导致饲料消耗、产蛋率均下降,饮水量上升[9];3)鸡舍生物安全防疫差,场区规划布局随性化,场区内气流组织紊乱。鸡舍风机端排出的污浊空气在场区滞留,致使舍间交叉传播;刮板清粪方式下,鸡粪处理不及时且清粪周期长,鸡粪含水量大,发酵后NH3和CO2浓度较高,蛆蝇滋生等问题严重[10-11];鸡场环境净化采用消毒剂消毒模式,消毒防疫频繁、细菌耐药性强和用药量大等问题严重[12]。为解决上述养鸡环境调控程度低、应激大、疾病交叉感染与能源浪费大等难题,实现鸡舍内热环境的稳定性、通风均匀性及场区生物安全,需从适合中国气候特点的通风模式、环境调控机理、场区净化与生物安全、工艺与设施设备研发等多角度开展产学研协同攻关[12]。
本文从规模养鸡环境调控理论、调控技术、设施设备 3 个方面对目前的研究进展进行总结,阐明了鸡舍保温隔热、湿帘降温系统和气流组织理论体系的进展,并
展望了养殖业的智能化养殖管理与监控平台、智能化笼内死鸡识别装置、福利化养殖模式及装备研发等未来发展方向,为规模化养鸡环境调控及设施设备的相关研究提供参考依据,促进现代养鸡产业的绿色高质量转型升级与健康可持续发展。
1 鸡舍热环境调控理论
1.1 鸡舍建筑保温隔热性能
不同日龄鸡只对舍内热环境的需求不同,外围护结构保温隔热性能的模型涉及参数多,鸡舍建筑与民用建筑的采暖方式、建筑形式、使用周期等方面有很大差距,参数取自民用建筑假设值使得鸡舍建筑模型准确性降低,难以应用到不同气候区鸡舍建筑保温隔热的实际生产[13],导致鸡舍建筑结构设计建设不合理,鸡舍外围护结构保温隔热性能较差且外围护结构总热阻远小于冬季低限热阻[11,13-14],致使鸡舍内热环境不均匀、冬季舍内温度低和夏季舍内温度高。鸡舍冬季通风和保温矛盾解决的关键是确定影响舍内温度的主导因素,明确围护结构保温隔热性能和饲养密度要求;Wang 等[15]推导得出了鸡舍内空气温度的解析式,揭示了外围护结构保温性能、通风量、饲养模式、舍外空气温度、舍外计算温度和舍内蓄热体等关键因素对舍内温度的影响机理。王阳等[6,10,16]通过鸡舍热湿空气耦合传递的微环境模拟模型,建立了不同地区无供暖系统蛋鸡舍外围护结构热阻及保温材料经济性模型,得出了不同气候区鸡舍围护结构的热阻(图 1)和控制舍内温度不低于下限值且 CO2浓度不超标下鸡舍通风量随舍外温度的变化规律,研究表明当冬季舍外计算温度分别不低于-25、-15、0 ℃时,蛋鸡舍墙体的热阻应分别大于 0.78、0.57、0.27 (m2·℃)/W。
通过增加外围护结构保温性能可满足鸡舍温度环境要求及减少采暖、制冷能耗,但也增加了外围护结构建设投入成本,且保温层使用寿命有限。Wang 等[13,16]利用经济性评价指标和全生命周期理论研究基层热阻和气候因素等对保温材料厚度影响,建立了鸡舍建筑外围护结构保温材料经济厚度模型,并用经济性评价指标分析了保温材料厚度与设计使用年限内建筑投入成本的交互作用,对哈尔滨、北京、重庆、昆明和广州5 个不同气候区典型城市鸡舍建筑保温材料的选择提出了建议,给出了5 个典型城市使用玻璃棉毡、矿渣棉、泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氨酯、泡沫聚氯乙烯和泡沫聚乙烯6 种保温材料时的保温层厚度、总成本、净现值及回收周期等相关参数,在满足鸡群冬季舍内环境的前提下,探讨了使用年限内总费用最低的外围护结构保温隔热性能和节能效益。
文章来源:《设备监理》 网址: http://www.sbjlzz.cn/qikandaodu/2021/0506/993.html
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