1. 引言
牛舍是牛生长和活动的主要区域，牛舍不同种类和各种客观的因素都会影响肉牛的生长指标和肥育效果。牛舍内的环境直接会影响个体肉牛的身体状况、生产性能、还有后期的食用问题 [1]。相对湿度、空气温度、气流速度、太阳辐射热等因素构成了温热环境，他们合并在一起致力于家畜，使其感受到温暖、炎热或寒冷。温热环境是影响家畜生产和生产性能的重要因素。在畜牧业生产中环境因素对动物的影响通常占20%~35%。动物环境的质量监测对于养殖业是至关重要的。现如今社会越来越重视动物居处场所的环境空气质量和绿色畜产品生产，世界各国对密闭式畜禽舍有害气体的来源、分布状况、控制措施及有害气体对畜禽生产性能和畜产品品质的影响等方面的问题都比较重视，使其成为家畜环境研究的一大热点 [2] [3]。肉牛活动场所的温热环境及空气质量对肉牛个体的健康状况和平均增重状况及肉牛对饲料的采食量以及利用效率非常重要 [4]。现如今相关人士对密闭式畜舍所含的CO2、NH3、H2S以及其他有害气体的来源、分布状态、控制举措等一系列的问题非常的重视，在畜禽环境卫生中也是一大热门 [5]。冬季牛舍内风速、光照强度与细菌菌落总数和氨气含量成正相关 [6]，冬季在寒流严重时节若没有提供防寒保温措施会导致刚产出的牛犊消化不良的状况，严重情况下会导致一系列的肠胃问题，此时设置挡风墙可以减少幼犊发生疾病 [7]。挡风墙对肉用的母牛的影响在于育肥效果，我们可以通过改善外在环境来达到隔热和控温的作用，从而大幅度的降低肉用母牛的冬季热消耗，提高其肉用的经济价值 [8]。
进入冬季之后白天和夜间温差较大，动物居住场所的环境条件也会发生变化。我们首要考虑如何解决保温与通风之间的矛盾 [9]。设置挡风墙是一个有效的措施。肉牛养殖场数字化环境监测是提高肉牛养殖环境效益的一个重要技术手段 [10]。本文研究冬季不同月份肉牛敞棚栏内是否设置挡风墙，对风速、二氧化碳、氨气、硫化氢浓度的影响，为该地区在冬季更好修缮牛栏和更科学的养好可繁母牛提供理论依据，也为冬季肉用可繁母牛安全越冬提供相应参数。
2. 试验材料与方法
2.1. 试验材料
风速仪——鑫思特HT-9829热敏式风速仪AR832+分体式；二氧化碳测定仪——希玛二氧化碳气体检测仪AR8200；氨气测定仪——希玛氨气检测仪AR8500；硫化氢测定仪——进口传感器ZH260。
2.2. 试验方法
2.2.1. 试验时间及场所
在张家口宣化县某肉牛场中，选取5个具有代表性的测试点，牛舍外同样选取5个具有代表性的测试点。每次从每月中旬测试，在早上06:00开始每相隔两个小时测试一次，一直延续到第二天凌晨04:00，共测试12个时间整点。连续测定三天。
2.2.2. 试验方法
通过测定设置挡风墙和不设置挡风墙的敞棚肉牛舍进行24 h (每隔两小时测定一次)测定两种牛栏内外风速、二氧化碳、氨气、硫化氢浓度的情况。
2.2.3. 试验统计方法
利用SPSS 17.0软件的One-Way ANOVA程序进行单因素方差分析和多重比较。
3. 结果与分析
3.1. 风速
舍外对照组、敞棚组、挡风组的风速比较见表1。
Table 1. Influence of whether a wind wall is set in different months of winter on the wind speed in the beef cattle pen (Unit: (m/s))
表1. 冬季不同月份是否设置挡风墙对肉牛栏内风速的影响(单位：(米/秒))
注：表中肩标相邻字母者差异显著P < 0.05，肩标相间字母者差异极显著P < 0.01，下表同。
由表可以看出，在7个试验期间，冬季不同月份设置挡风墙的挡风实验组和敞棚实验组风速与舍外对照组风速相比，均有不同程度的差异，其中在试验中11月、3月、5月的敞棚栏风速与舍外对照组风速相比较差异显著(p < 0.05)，由此可得冬季不同月份设置挡风墙对敞棚肉牛栏对风速有影响，所以冬季不同月份设置挡风墙可以降低风速。
3.2. CO2
舍外对照组、敞棚组、挡风组的CO2比较见表2。
Table 2. Influence of whether or not a wind wall is installed in different months of winter on CO2 in beef cattle pens (Unit: (mg/m3))
表2. 冬季不同月份是否设置挡风墙对肉牛栏内CO2的影响(单位：(mg/m3))
由表可以看出，在7个试验期间，冬季不同月份设置挡风墙的挡风试验组和敞棚试验组CO2舍外对照组CO2相比，均有不同程度的差异，其中在试验中11月、3月、4月的敞棚栏CO2与舍外对照组CO2相比较差异极显著(P < 0.01)，由此可得冬季不同月份设置挡风墙对敞棚肉牛栏对CO2有影响，所以冬季不同月份设置挡风墙可以降低CO2的浓度，由此可得冬季不同月份设置挡风墙对敞棚肉牛栏对CO2的影响较显著。
4. 讨论
4.1. 是否设置挡风墙对风速的影响
风速是指空气相对于地球某一固定地点的运动速率。风的级别是根据风对地面物体的影响程度而确定的。Klooster等人提出了一种建立在猪舍二氧化碳平衡基础上的通风速率计算模型 [11]。邓书辉等对LPCV牛舍内速度场作了仿真分析，得出造成牛舍内的气流不能均匀分布是由于挡风墙和矮墙的设置不当 [12]。舍内围栏的材料和结构，笼具的配置等对气流的速度和方向有一定的影响 [13]。挡风墙可以减少母牛热应激，可以提高肉用母牛的繁殖性能 [14]。
本研究表明：在试验中通过设置挡风墙对肉牛棚在11月、3月、5月的20：00有显著差异(P < 0.05)。实验结果表明：冬季设置挡风墙在11月、3月、5月有明显差异。
4.2. 是否设置挡风墙对CO2的影响
生物源的CO2主要通过生物的呼吸释放的。牛为反刍动物在瘤胃中产生CO2通过嗳气的方式排出体外。据联合国粮农组织估测，畜牧业排放的CO2气体占总CO2排放量的95% [15]。同时CO2的限量为0.25% [14]。有研究表明，牛舍CO2含量为1%时，会出现母牛气喘的症状；CO2含量为2%时，肉牛处于此种环境下4小时以上会出现能量代谢降低的问题牛；浓度为4%时，动物血液中将发生CO2的累积过程；在10%的浓度下会引起严重的气喘，甚至麻痹；当圈舍浓度超过25%时，就会窒息甚至死亡。绍伟等人对新疆冬季奶牛舍的空气环境状况的分析表明了0.8、2.0和4.5 m的不同高度层，CO2会有一定程度的差异 [16]。
本研究表明，设置挡风墙对肉牛棚内CO2在11月、3月、4月的影响有显著的差异。在2:00风速最小的时候CO2浓度最高，呈现一定的负相关。在7个试验期间，冬季不同月份设置挡风墙的挡风试验组和敞棚试验组CO2舍外对照组CO2相比，均有不同程度的差异，其中在试验中11月、3月、4月的敞棚栏CO2与舍外对照组CO2相比较差异极显著(P < 0.01)，但12月、1月、2月、5月无显著差异，所以根据此试验结果刻在冬季肉牛场酌情设置挡风墙。
4.3. 是否设置挡风墙对氨气的影响
氨气，是大气中含量丰富的有机气体。家畜长期受到少量的氨会影响采食量和日增重。中国的饲养动物多，在2007年各种动物饲养量占全球饲养量的比例分别是：牛8.41%、山羊23.20%、绵羊15.46%、猪50.67%，这些动物都是NH3排放量最大的来源 [15]。蔡松峰对2004年~2009年我国饲养动物的NH3排放量进行了估算，并预测2009~2020年，我国动物NH3排放的年平均增长率为3.15% [16]。牛舍中NH3浓度不能超过20 mg/m3 [17]。Moller等用排放因子法计算欧洲各国氮排放量表明，动物的氮排放量占80% [15]。
NH3气体在牛舍中是随着粪便的形成而产生的。牛舍中粪便越多，氨气的浓度也会随之增加。但此次测量并未测出NH3气体，可能由于该肉牛场的生物安全措施比较到位。
4.4. 是否设置挡风墙对硫化氢的影响
硫化氢是畜舍中浓度较低的有害气体，味道恶臭，不仅危害生物体的健康，同时还会污染自然环境 [18]。牛舍中H2S的含量不超过0.001% [17]。刘希颖等人研究表示硫化氢分布的不均匀性在舍内分布，中央接近粪池的地方浓度略高 [19]。
硫化氢气体有牛的代谢物质中产生。牛的粪便会产生硫化氢气体。在牛舍中，牛的排泄物多硫化氢浓度会随之增高。牛舍内牛的消化代谢的直接或间接的产物。但此次测量并未测出硫化氢气体，可能由于该肉牛场生物安全防控措施较好。
5. 结论
本试验所得结论：在河北省张家口宣化区寒冷季节中，肉用母牛养殖棚在设置挡风墙后11月份、3月份、5月份的20:00明显降低了挡风栏内的风速；而在11月份、3月份、4月份的午后2:00设置挡风墙后又增加了CO2的浓度。建议针对这一研究结果可以适当调整挡风墙。
基金项目
河北省现代农业技术体系肉牛产业创新团队肉牛高效养殖岗位(HBCT2018130202)，河北省科技厅项目(16226310D-8)。