畜禽生理、生长和生态新型传感方法研究与设备研制

正畜禽舍有害气体、灰尘颗粒物对畜禽及饲养人员健康造成损害,快速精确检测这些参数,对于改善动物福利及饲养人员健康具有重要意义。在畜禽生态监测方面,基于米散射光谱技术,研制了颗粒物浓度快速检测仪(PM10,PM2.5,PM1.0);基于可调谐二极管激光光谱技术,研制了多组分畜禽舍有害气体高精度激光光谱检测仪(氨气、甲烷、硫化氢、二氧化碳),集成自主研制的颗粒物光学检测仪,可实现畜禽舍有害     

畜禽养殖场颗粒物污染特征及其危害呼吸道健康的研究进展

随着畜禽养殖集约化程度的提高,高密度饲养引起畜禽养殖场空气质量问题日益突出,特别是养殖舍内环境颗粒物(particulate matter:PM)污染引起的家畜呼吸道健康问题不容忽视。畜禽养殖生产过程中可产生大量PM,已成为大气细颗粒物PM2.5(空气动力学直径小于等于2.5μm)和PM10(空气动力学直径小于等于10μm)的重要来源,影响大气环境空气质量。畜禽养殖场的PM主要来源于饲料、粪便、羽毛、皮屑等,其成分主要是有机物,含有C、H、O、N、S、Ca、Na、Mg、Al和K等多种元素;PM表面还附着细菌、真菌、病毒等多种微生物以及内毒素、氨气、硫化氢等有害物质。畜禽养殖舍PM的产生和释放受到家畜的种类、日龄、活动以及季节等多种因素的影响,鸡舍内PM的浓度高于猪舍,冬季舍内PM的浓度高于夏季。但是,目前缺少标准化设备和标准方法来测量不同类型的畜禽舍PM的浓度和排放水平。畜禽养殖舍PM的成分复杂,具有很强的生物学效应,严重危害家畜的健康和生产。畜禽舍内高浓度PM主要通过以下3种形式影响呼吸道健康,一是PM直接刺激呼吸道,降低机体对呼吸系统疾病的免疫抵制;其次是PM表面附着的多种化合物的刺激;第三种是PM表面的病原性和非病原性微生物的刺激。目前关于PM对呼吸道健康危害机制的研究主要集中在PM对呼吸道的致炎作用,研究发现:PM通过刺激肺泡巨噬细胞产生前炎症因子,继而诱发其它细胞释放炎症因子,引起肺发生炎症反应;另外,PM2.5通过引起肺组织细胞发生氧化应激,激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)活性,上调核转录因子κB(NFκB)和转录激活因子AP-1的表达而诱发肺的炎症;PM2.5也可通过激活模式识别受体Toll样受体TLR2和TLR4的表达,激活NFκB信号通路而导致炎症的发生。也有研究发现,PM2.5在诱导呼吸道炎症的同时,还会激活细胞自噬和核因子相关因子-2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)相关信号通路,这为缓解和治疗PM引起细胞损伤提供了靶点。尽管PM危害呼吸道健康的机制研究较多,但是PM成分复杂,并处在不断变化中,因此PM诱导呼吸道损伤的机制也十分复杂,仍需进一步系统深入研究。畜禽养殖生产过程中释放的大量PM严重影响环境空气质量和家畜健康,而PM对环境和家畜健康的危害程度与其组成和浓度密切相关。因此,正确认识畜禽舍PM的形态、大小、组成、浓度水平及其形成排放影响因素,对确定畜禽舍PM的来源和PM的毒性危害具有重要意义。文章就畜禽生产过程中产生的PM的来源、化学组成、浓度、排放、影响因素,以及PM对呼吸道功能的影响及作用机制作一综述,为正确评估PM对畜禽健康生产的影响提供参考依据。     

畜禽养殖业氨排放清单编制技术

氨在环境中起着重要的作用,而畜禽养殖作为人为源氨排放的重要来源备受关注。欧盟和美国均较早开展了对氨排放的管理和控制,制定了相应的清单编制技术文件。主要介绍了畜禽养殖业的氨排放来源,欧盟和美国畜禽养殖业氨排放清单的编制方法及不同畜禽种类的氨排放因子,并对我国开展畜禽养殖业氨排放清单研究提出了建议。     

畜禽废弃物管理过程中碳氮气体排放及控制技术研究进展

畜禽废弃物管理过程是重要的碳氮气体排放源,研究其控制和减排技术对控制污染和温室气体排放具有重要意义。综述了国内外畜禽废弃物管理过程中含氮气体NH3、N2O,以及CH4、CO2等含碳气体的排放特征,分析比较了控制固体堆放、固体堆肥、以及液体废弃物管理过程气体排放的技术, 并提出进一步开展各种畜禽废弃物排放特征、原水与沼液气体排放的对比研究,探索废弃物处理过程气体排放控制的机理和生物学机制的建议,对控制畜禽废弃物碳氮气体排放有重要参考价值。     

雌激素在不同畜禽粪便堆肥过程中的降解研究

近年来随着集约化养殖规模不断扩大,通过畜禽粪便进入环境中的雌激素超出环境容量,因此急需开展畜禽养殖排放内源雌激素的相关控制技术研究,从而降低其环境污染风险。本文对内源固醇类雌激素在不同畜禽粪便堆肥过程中的降解影响因素进行研究。研究结果为畜禽养殖排放的内源类固醇雌激素的污染控制提供理论依据。     

畜禽场空气污染物检测技术综述

随着畜禽养殖集约化程度的提高,高密度、集约化的畜禽养殖引起的畜禽养殖场空气污染问题日益突出,畜牧业已成为我国空气污染的重要来源之一。畜禽场排放的氨气（NH₃）、硫化物（H₂S）、颗粒物（particulate matters,PM）和挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）等空气污染物不仅对畜禽场人畜健康造威胁,还会扩散到周围环境中形成大气污染。科学适用的空气污染物检测方法和技术是研究和控制畜禽场空气污染的前提。文章对国内外畜禽场的NH₃、H₂S、温室气体、PM以及恶臭等主要空气污染物的检测方法与技术进行了介绍与分析。以NH₃、H₂S为代表的畜禽场有害气体检测方法主要有化学分析法、半导体气体传感器检测法、光谱法、质谱法与气相色谱法,其中,湿化学法灵敏度高,成本低,可以准确获取气体浓度,但检测费时费力,且无法实时在线检测;气体检测管法成本较低,操作简单,但误差相对较大;电化学传感器法灵敏度较高,成本适中,可以连续检测气体浓度,但存在装置易老化、使用寿命较短等缺陷;光谱法、质谱法以及气相色谱法可快速准确检测气体,但检测仪器昂贵,使用成本较高,不适合生产性畜禽场的常规检测。文章主要介绍与分析了反刍动物肠道发酵、畜禽舍、粪污贮存与处理过程中温室气体CH₄、CO₂、N₂O的检测方法和技术。畜牧业温室气体排放随时间、季节和采样点等不同而不断变化,实现畜牧业温室气体的精确监测较为困难,目前仍未有国际通用的检测方法与测量标准,畜牧业温室气体检测方法与技术及其标准研究亟待开展。文章从物理特征、化学特征及生物特征三个方面对畜禽场排放的颗粒物检测方法与技术进行了综述。畜禽场PM成分复杂,其吸附的NH₃、恶臭化合物、微生物的影响有待评估,因此亟待完善PM的物理、化学和生物成分的检测方法与技术,以获取畜禽场PM的全面特征信息。文章对畜禽场的主要恶臭物质成分和恶臭感官的检测方法与技术进行了综述。相比气相色谱-质谱联用法,采用专业嗅辨人员对恶臭浓度进行嗅辨分析的方法成本更高,且主观性较强。但气相色谱-质谱联用技术无法仅凭借气体样品确定所有气态有机化合物,同时难以确定引起恶臭的化合物种类。因此结合气相色谱与动态嗅觉仪可更全面的分析恶臭样品指标。文章还对国内外畜禽场空气污染物（包含有害气体、温室气体、颗粒物以及恶臭物质）的主要检测方法与技术进行综述,以期为我国畜禽养殖业的空气污染物检测技术的研发与应用提供参考。     

畜禽养殖智能装备与信息化技术研究进展

我国现代畜禽养殖正朝着规模化、设施化、标准化和信息化方向快速发展,智能养殖技术装备与信息化技术的研发与应用是促进畜禽养殖行业健康可持续发展的关键,对提升我国畜禽养殖产出效率、降低生产过程对劳动力的依赖、实现绿色高质量转型发展具有重要意义。本文从满足规模化畜禽生产对品质安全、健康管理、提质增效的需求出发,重点介绍了模块化装配式畜禽舍建筑与热环境耦合调控技术、养殖环境参数精准监测与智能调控技术以及畜禽智能化饲喂、饮水、投药设备、畜禽舍清粪工艺与自动清粪装备、畜禽生产信息实时采集与智能管理技术等方面的最新研究与应用进展;指出了畜牧装备产业的薄弱环节和卡脖子问题,并对中国畜牧业机械化与智能装备发展的方向进行了展望,为我国现代畜牧业绿色高质量转型升级与健康可持续发展提供参考。     

畜禽舍末端水喷淋废气处理系统的颗粒物净化性能分析与优化

【目的】畜禽养殖舍排出的大量颗粒物及吸附的臭气成分和微生物会对大气环境和周边人员的健康造成严重破坏,降低废气中颗粒物浓度是畜禽舍末端废气净化技术的核心目标之一。【方法】针对畜禽养殖末端卧式水喷淋净化技术,通过自主搭建的卧式水喷淋系统颗粒物净化效率试验平台,设计正交试验方案,采用极差分析和方差分析方法,研究通风风速、喷嘴压力、喷嘴额定孔径及喷嘴雾化角度等关键调控参数对颗粒物(PM2.5和PM10)净化效率的影响规律,并运用参数优化模型获得针对不同粒径颗粒物的最优调控参数组合。【结果】研究结果表明,影响PM2.5净化效果的主次顺序为喷嘴压力>通风风速>喷嘴额定孔径>喷嘴雾化角度;影响PM10净化效果的主次顺序为喷嘴压力>喷嘴额定孔径>喷嘴雾化角度>通风风速。通过优化求解,最优参数组合为通风风速为1.5 m/s、喷嘴压力为60 kPa、喷嘴额定孔径为11.1 mm、喷嘴雾化角度为120°。验证试验结果表明,最优参数组合的PM10净化效率为40.4%,PM2.5净化效率为41.1%。【结论】研究结果可以为畜禽舍末端废气处理系统颗粒物净化设备的设计和运行参数调...     

滇池流域规模化畜禽养殖污染控制规划研究

20世纪90年代以来,滇池流域畜禽养殖规模及生产集约化程度不断提高,由此引发的环境污染问题也日益突出。根据《全国第一次污染源普查》调查结果,首次全面掌握流域范围内规模化畜禽养殖污染产生及排放情况。在深入分析规模化畜禽养殖业污染特征基础上,从污染控制政策、技术管理措施、宣传引导等方面探讨污染控制规划对滇池流域环境保护的重要意义。     

太原市NH_3排放量估算及地域分布特征分析

NH3在大气细颗粒物(PM2.5)和灰霾形成过程中扮演着重要角色。为了解太原市NH3来源及排放情况,利用排放因子法,根据2013年该市各类氨排放源的活动水平数据,对NH3年排放量进行了估算,并分析其地域分布特征。结果表明,太原市NH3排放总量约为11 445 t,其中99.3%来自于人为源排放,0.7%来自自然源排放;在人为NH3排放源中,农业源是太原市的主要排放贡献源,其中畜禽养殖排放量最大,占34.2%;其次为氮肥施用,占18.9%;畜禽源中,鸡是NH3排放最大贡献源,占畜禽源NH3排放总量的31.0%,其次是猪,其贡献率为28.5%;在太原市下辖的六区三县一市中,畜禽NH3排放量约3 904 t,依贡献值从大到小排序为:清徐县小店区阳曲县古交市晋源区尖草坪区娄烦县杏花岭区万柏林区迎泽区。说明在人为氨源排放过程中,畜禽养殖的贡献很大,且主要分布在郊区县市中,建议加强对畜禽养殖业的管理,采取有效措施,严格控制氨气排放。     

中国畜禽粪便管理变化对温室气体排放的影响

畜禽粪便是重要的温室气体排放源,不同粪便管理方式对温室气体排放的影响差异显著,科学分析我国畜禽粪便管理温室气体排放变化及其影响因素,对提高畜禽粪便管理和推进畜禽粪污资源化利用,实现畜禽低碳养殖具有重要意义。本文分析了我国国家信息通报中报告的1994—2014年畜禽粪便管理温室气体排放变化,结果表明:我国畜禽粪便管理温室气体排放量占农业源温室排放总量的比例逐步提高,2014年占比达到17.7%。基于第一次和第二次污染源普查相关数据,分析结果表明目前我国畜禽规模养殖场清粪方式以干清粪为主,粪便管理以固体粪便贮存、液体粪便贮存和厌氧发酵后沼液还田为主;比较分析了不同清粪工艺和粪便管理方式变化对温室气体排放的影响,提出了通过源头减量-过程控制-末端利用的全链条技术创新建议,以期促进我国畜禽低碳养殖和绿色发展。     

基于无线传感网络的智能畜禽舍环境控制系统设计

畜禽养殖在我国农业生产中占有十分重要的地位。为了确保畜禽产量,绝大多数采用封闭式的养殖方式,这种方式具有很多的优点,但畜禽养殖场的恶劣环境容易引起动物传染病,严重的会造成畜禽大面积死亡,给养殖户带来巨大的经济损失。基于无线传感技术,以畜禽养殖为例分析了影响畜禽生长的主要环境因素,将温度、湿度、氨气、硫化氢、二氧化氮等作为监控对象,设计了一套畜禽舍环境智能控制系统。该系统能够实时检测畜禽生长环境数据,实现对畜禽舍实时远程控制,具有组网灵活性好、可靠性高等特点,具有一定的应用和推广前景。     

畜禽健康养殖方式的推广与应用

健康养殖是一种以畜牧业可持续发展为基础的新型养殖模式。在这个过程中,为实现动物健康、人健康、环境健康的畜禽健康养殖目标显得尤为重要,因此,积极开展畜禽健康养殖方式与相关技术应用对大力发展健康养殖,提高畜禽养殖水平具有十分重要的意义。     

基于IPCC方法的福建省农业活动甲烷排放量估算

稻田和畜禽养殖是农业领域甲烷的重要排放源,估算省级农业活动甲烷的排放量,并分析其排放特征,对提出符合福建省农业发展的减排措施有重要意义。本研究基于福建省农业活动水平数据,采用IPCC方法,以2005年为基准年,估算了2005年和2010年福建省农业活动甲烷排放量。结果表明：2005年和2010年福建省农业活动甲烷排放量分别为39.75万t和32.74万t,2010年比2005年减少17.64%。与2005年相比,2010年稻田甲烷排放减少17.37%,动物肠道发酵甲烷排放减少31.59%,动物粪便管理甲烷排放增加1.11%。与2005年相比,2010年稻田面积减少及动物规模化养殖程度提高是农业活动甲烷排放减少的主要原因。稻田甲烷排放受水稻品种、土壤条件、水分状况、施肥管理以及气候条件等因素影响,可从上述途径减少稻田甲烷排放。控制和减少畜禽养殖甲烷排放的关键是优化畜牧业结构,提高规模化养殖水平,改良畜禽品种、改进动物饲养和畜禽排泄物处理技术,提高畜产品产出量,进而减少温室气体排放。研究结果可为决策者制定福建省农业活动甲烷排放控制政策、降低农业活动甲烷排放量提供基础资料。     

畜禽规模化养殖场臭气减排调控技术研究进展

畜禽养殖场恶臭来源多样,成分复杂,随着畜禽养殖呈规模化、集约化发展,畜禽粪便污染日益严重。但是随着畜牧业的发展和人们环保意识的提高,对畜禽规模化养殖场的环境要求越来越高,畜禽养殖行业应向绿色生产方式转变。为了降低粪污对环境的污染以及对人畜的危害,对畜禽粪污进行适当的无害化处理显得尤为重要,对畜禽规模化养殖场臭气及减排调控技术的研究具有重要意义。介绍了畜禽规模化养殖场恶臭气体的来源和主要成分,以及恶臭气体的危害和消减控制技术等方面的研究进展,重点讨论了恶臭异位控制技术和原位控制技术,认为微生物除臭技术在畜禽生产中优势明显,对环境适应能力强,应用范围广,并且除臭效果持久,微生物可以大大降解粪便中产生的氨氮、硫化氢等有害物质,消除养殖场内的臭味。虽然生物除臭法有许多优点,但是对某些高浓度恶臭物质的处理有一定局限性。为了促进我国畜禽规模化养殖场的可持续发展,恶臭问题不能单靠某一种除臭技术,只有综合利用多种除臭技术才能取得较好效果。     

无线射频识别技术在现代畜禽养殖中的应用及发展前景

精细养殖是未来畜禽业发展的必然趋势,其中可追溯系统是一种有效的畜禽产品质量安全风险控制管理手段。无线射频识别(RFID)技术在现代畜禽精细养殖和可追溯系统中具有十分重要的作用。该文主要阐述了RFID技术在畜禽养殖中对于促进经济效益、保障食品安全等方面的重要性,介绍了无线射频识别技术的组成以及工作原理,并对目前RFID技术在畜禽养殖方面的应用进行了阐述,最后通过对RFID技术发展的趋势以及经济社会发展方向的分析,总结了其在畜禽动物养殖中的发展方向及前景。     

畜禽舍空气电净化防病防疫技术应用效果

当前,由于养殖环境落后,导致畜禽病的发生率、死亡率呈高发态势,造成畜禽类产品质量下降,致使畜禽养殖业整体衰退.畜禽舍空气电净化防病防疫技术是将物理技术和高新技术应用在养殖业生产中的一项新技术.在天津市推广这一农业高新技术,将进一步完善畜禽养殖生产技术,增加畜禽养殖业的科技含量,完善畜禽健康养殖技术.     

浅谈畜禽舍空气电净化防病促生系统的应用

随着人民生活水平的不断提高,对家禽产品的需求量的增加,家禽饲养规模与数量持续增长,但养殖环境的改善却相当滞后,造成禽病的发生率、死亡率越来越高,疫病的防治问题已非常突出。畜禽健康养殖作为我国畜禽养殖业的主要发展方向被提上议事日程,而畜禽舍空气电净化防病促生系统的应用,改"以药治病"为"物理治病",为完善畜禽健康养殖技术体系提供了新途径。     

2006-2016年间我国畜禽养殖业氮元素入水通量估算

近年来,我国畜禽养殖业发展迅速,同时规模化养殖水平不断提高,大量畜禽养殖产生的不经有效处理的排泄物也给陆地水环境带来了严重负担,为了评估近十年来我国畜禽养殖氮元素排放通量的变化以及养殖模式转变带来的影响,本研究采用污染物排放因子法,估算了在2006-2016年期间,我国规模化和散养的畜禽养殖向陆地水环境中排放的氮元素通量,重点分析了不同地区（华北、华东、中南、西南和西北）和不同畜禽养殖类型（包括羊、猪、肉牛、奶牛、蛋鸡和肉鸡）氮元素入水通量分布特征。计算结果表明,在2006-2016年期间,全国由畜禽养殖排入水体中的氮元素平均通量为4384 Gg,最大和最小值分别为4832 Gg（2006年）和4010 Gg（2008年）,中南和华北地区是我国的畜禽养殖氮元素排放的主要地区,华东和西南次之,西北地区最少,2016年华北、中南、华东、西南和西北地区的畜禽养殖氮元素水体流失通量比例分别为27%、26%、20%、17%、10%。2016年由规模化养殖所带来的氮元素入水通量占该年畜禽养殖业氮元素入水总通量的53%。在所有畜禽中,猪和肉牛是我国畜禽养殖氮元素进入水体的主要排放单元,2016年猪和肉牛养殖的氮元素入水通量占总量的68%。同时,不同畜禽养殖类型之间氮元素排放通量差异显著,在所有畜禽中,羊、肉牛和蛋鸡经散养排放的氮元素通量较大,而猪和肉鸡的氮元素排放则主要来源于规模化养殖。     

无线传感器网络在畜禽舍监控中的应用现状及展望

畜禽舍环境对家畜的健康、生长及遗传潜力的发挥等有重要影响。随着设施、规模化、集约化养殖的迅猛发展，对畜禽舍环境进行控制、创造一个适宜的生长环境，是目前畜禽业的发展方向。目前我国的畜禽舍监控系统虽然还在发展阶段，但也取得了一些成绩，在自动控制温湿度方面已经比较成熟。如何准确的控制有害气体的浓度，以及微生物以及颗粒是我们未来研究的方向，实现远程控制是我们研究的重点。