加强环境生理研究应用 支撑畜禽养殖绿色发展

张宏福



加强环境生理研究应用 支撑畜禽养殖绿色发展

张宏福

（中国农业科学院北京畜牧兽医研究所/动物营养学国家重点实验室，北京 100193）

农业是国民经济的基础，而畜牧业占农业生产的比重是衡量一个国家农业发展水平的重要标志[1]。改革开放以来，我国畜牧业取得了巨大发展，2015年我国肉类、禽蛋、牛奶产量分别达8 625万吨、2 999万吨和3 755万吨，肉、蛋类总产量连续多年稳居世界第一，奶产量居世界第三，畜牧业总产值达2.9万亿元，为世界第一生产大国[2]。

我国畜牧业在生产数量增长的同时，生产方式也从传统的农户粗放式饲养向规模化、工厂化快速发展。2017年畜禽养殖规模化率达58%[3]。出现了一批生猪、奶牛、肉鸡、蛋鸡、肉鸭单体生产规模超大型的养殖场舍，各种不同规模的工厂化集约养殖方式更是鳞次栉比。环境是畜禽健康养殖最重要要素，是畜禽生长、发育最直接的条件。工厂化集约生产畜禽饲养密度大、应激源多，若养殖场舍条件及管理不善容易滋生各种疫病，因此环境条件的优化和精准控制是工厂化集约养殖生产的前置条件。由于受技术贮备、投资不足及养殖观念落后的制约，在我国养殖环境优化、动物福利没有得到应有重视，存在“生产效率低、成本高；畜禽健康水平低、病死率高；滥用兽药疫苗；畜产品质量安全隐患多”等严峻问题。

我国自“十一五”开始倡导健康养殖，以“畜禽健康、生产高效、产品优质安全、环境友好、养殖过程的标准化”为其核心要素，并呼吁“畜禽健康是养出来的”[4]。改革开放以来畜牧业生产的发展历程及发达国家的经验使人们越来越认识到“养重于防、防重于治”。关注养殖环境、维护动物自身健康和免疫抗病能力进而保证人类食品安全已成业内外共识，也是畜牧产业的重大技术需求和发展方向[5]。

欧美发达国家非常重视畜禽环境生理、优化控制研究的应用，关注饲养环境对畜禽精准饲养和动物情感与健康的影响，不断改进生产工艺、养殖设施，以保障畜牧养殖业的健康可持续发展。20世纪60年代开始研究了温度、热辐射、湿度、风速等对畜禽采食、产热和性能的影响，建立畜禽环境生理参数体系，提出了蛋鸡有效温度、奶牛温湿指数、猪风冷指数和等效标准环境温度等养殖环境评价体系，并在生产中推广应用。美国NRC（2012）提出了以环境温度和饲养密度为变量的代谢能摄入量动态模型，实现营养供给的动态预测[6]。欧盟以动物福利理念为指导，在畜禽行为与认知、生理与代谢、环境参数与装备设施等领域开展了大量研究，提出了饲养密度、空间与群体需求参数与阈值，建立了基于良好饲养条件与设施、良好健康状态和恰当行为模式为内容的畜禽福利养殖评价指标与参数体系，并应用于装备研发畜禽福利养殖生产[7]。欧盟农场动物福利法规定了畜禽饲养的环境参数限值，并建立了以满足动物福利需求的新型畜牧生产体系。

养殖舍内环境因子众多，包括温热、有害气体、单元密度、空气颗粒物、光、噪音、电磁波、微生物等物理、化学、生物、情感等，各因子间还存在复杂的互作关系。例：动物的实感温度即是温度、湿度、风速及辐射等因子的组合效果；微生物对环境具有感知能力，能够根据环境温度改变自身的致病力[8]。同样，环境因子对动物不同生理阶段及生理活动的影响程度和敏感性也有很大不同，例：温度对不同日龄猪的影响差别很大；还有，分别以生长性能、免疫指标和繁殖性能不同指标来衡量，猪舍内的适宜氨气浓度要求差异很大[9]。因此，针对某个特定生理阶段的畜禽舍适宜环境研究，并制订出相应标准不仅在手段和方法上非常难，而且耗时、耗资很大，更受到试验条件和设备的限制。特别是畜禽舍空气颗粒物（PM）的成分、来源、微粒大小、微粒含量、影响微粒形成的机制非常复杂，对动物健康、尤其是繁殖健康的影响研究还很稀少[10]。并且畜禽种类多、生产方式迥异，畜禽舍设计和环境控制缺少依据，难以统一规范，发达国家对畜禽适宜环境条件的研究也莫衷一是，环境因子影响畜禽健康的整合生物学机制也不甚明了。

国内畜禽环境卫生学科长期处于边缘化的窘境，研究应用严重滞后于产业发展需要。正是在这种背景下，“十三五”国家重点研发计划“畜禽重大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发”专项将“养殖环境对畜禽健康的影响机制研究”列入基础前沿类项目，并于2016年首批批准立项（项目编号2016YFD0500500）。项目研究目标聚焦于为“全封闭、智能化、自动化、信息化”养殖工艺提供精准环境参数，更重要的是为建立“少用药、慎用苗”的健康养殖技术体系，从养殖源头保障动物食品优质安全[6]。项目按照“研究基础+平台条件+创新人才”3个方面的研究要求筛选组建了由4个中央级优势研究所、9所大学等36个单位的94名骨干专家组成的研究团队，集合了拥有精密环境生理、呼吸代谢、生物气溶胶安全研究条件的优势单位协同攻关。

项目围绕畜禽“全封闭”养殖环境控制技术发展理论需求，解决畜禽对环境需求的“人－畜对话”重大难题，研究揭示温热[10-11]、有害气体[12-13]、光照[14]、群体密度、空气颗粒物及气溶胶[15]等5类主要环境因子影响畜禽生长、免疫、繁殖、泌乳健康的机制及评价指标；提出11种主要畜禽高密度舍饲舒适环境参数、限值及多元化控制技术模型，为我国不同气候生态区安全、高效养殖畜禽舍设计、环境的精准控制提供支撑。

自2016年7月项目启动至今，科研人员在畜禽环境生理研究方面开展了大量的文献调研与科研工作，召开了项目年度推进会及家畜环境生理学术年会，取得了一批研究成果。本期刊登的“畜禽舍环境与健康专题”其包含7篇综述论文，涉及家畜舍温热环境因子[16-17]，家禽舍光照因子[18-19]，畜禽舍内有害气体[20]，养殖舍颗粒物[21]和有关猪舍各种环境因子[22]对畜禽生长的影响的研究进展综述。文章涉及不同的环境因子和畜种，试图帮助读者了解该领域国内外研究和发展动态，为进一步开展畜禽环境生理研究提供参考。

[1] 张存根. 中国畜牧业经济发展60年变迁. 中国畜牧业, 2009, 19:5-8.

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[2] 王济民. 我国畜牧业发展形势与重点. 兽医导刊, 2017, 15:9.

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[3] 农业部. 2018年畜牧业工作要点.www.moa.cn/gk/tzgg_1/tfw/ 201802/t20180201_6136265.htm.

Department of Agriculture. Main points of animal husbandry work in 2018. www.moa.cn/gk/tzgg_1/tfw/ 201802/t20180201_6136265.htm. (in Chinese)

[4] 张宏福. 畜禽健康：是养出来的. 科技上报. 2007年7月5日

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（责任编辑 林鉴非）

Strengthen the application of environmental physiology research and support the development of healthy livestock and poultry farming

ZHANG Hongfu

(Institute of Animal Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences/State Key Laboratory of Animal Nutrition, Beijing 100193)

国家重点研发计划（2016YFD0500502）、现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-40）、中国农业科学院科技创新工程（ASTIP-IAS04）

张宏福，E-mail：zhanghongfu@caas.cn

2018-07-09；

2018-07-16