張宏福

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加強(qiáng)環(huán)境生理研究應(yīng)用 支撐畜禽養(yǎng)殖綠色發(fā)展

張宏福

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所/動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，而畜牧業(yè)占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的比重是衡量一個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志[1]。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)畜牧業(yè)取得了巨大發(fā)展，2015年我國(guó)肉類(lèi)、禽蛋、牛奶產(chǎn)量分別達(dá)8 625萬(wàn)噸、2 999萬(wàn)噸和3 755萬(wàn)噸，肉、蛋類(lèi)總產(chǎn)量連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一，奶產(chǎn)量居世界第三，畜牧業(yè)總產(chǎn)值達(dá)2.9萬(wàn)億元，為世界第一生產(chǎn)大國(guó)[2]。

我國(guó)畜牧業(yè)在生產(chǎn)數(shù)量增長(zhǎng)的同時(shí)，生產(chǎn)方式也從傳統(tǒng)的農(nóng)戶粗放式飼養(yǎng)向規(guī)?；⒐S化快速發(fā)展。2017年畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；蔬_(dá)58%[3]。出現(xiàn)了一批生豬、奶牛、肉雞、蛋雞、肉鴨單體生產(chǎn)規(guī)模超大型的養(yǎng)殖場(chǎng)舍，各種不同規(guī)模的工廠化集約養(yǎng)殖方式更是鱗次櫛比。環(huán)境是畜禽健康養(yǎng)殖最重要要素，是畜禽生長(zhǎng)、發(fā)育最直接的條件。工廠化集約生產(chǎn)畜禽飼養(yǎng)密度大、應(yīng)激源多，若養(yǎng)殖場(chǎng)舍條件及管理不善容易滋生各種疫病，因此環(huán)境條件的優(yōu)化和精準(zhǔn)控制是工廠化集約養(yǎng)殖生產(chǎn)的前置條件。由于受技術(shù)貯備、投資不足及養(yǎng)殖觀念落后的制約，在我國(guó)養(yǎng)殖環(huán)境優(yōu)化、動(dòng)物福利沒(méi)有得到應(yīng)有重視，存在“生產(chǎn)效率低、成本高；畜禽健康水平低、病死率高；濫用獸藥疫苗；畜產(chǎn)品質(zhì)量安全隱患多”等嚴(yán)峻問(wèn)題。

我國(guó)自“十一五”開(kāi)始倡導(dǎo)健康養(yǎng)殖，以“畜禽健康、生產(chǎn)高效、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)安全、環(huán)境友好、養(yǎng)殖過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化”為其核心要素，并呼吁“畜禽健康是養(yǎng)出來(lái)的”[4]。改革開(kāi)放以來(lái)畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展歷程及發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)使人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到“養(yǎng)重于防、防重于治”。關(guān)注養(yǎng)殖環(huán)境、維護(hù)動(dòng)物自身健康和免疫抗病能力進(jìn)而保證人類(lèi)食品安全已成業(yè)內(nèi)外共識(shí)，也是畜牧產(chǎn)業(yè)的重大技術(shù)需求和發(fā)展方向[5]。

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視畜禽環(huán)境生理、優(yōu)化控制研究的應(yīng)用，關(guān)注飼養(yǎng)環(huán)境對(duì)畜禽精準(zhǔn)飼養(yǎng)和動(dòng)物情感與健康的影響，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝、養(yǎng)殖設(shè)施，以保障畜牧養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。20世紀(jì)60年代開(kāi)始研究了溫度、熱輻射、濕度、風(fēng)速等對(duì)畜禽采食、產(chǎn)熱和性能的影響，建立畜禽環(huán)境生理參數(shù)體系，提出了蛋雞有效溫度、奶牛溫濕指數(shù)、豬風(fēng)冷指數(shù)和等效標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度等養(yǎng)殖環(huán)境評(píng)價(jià)體系，并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。美國(guó)NRC（2012）提出了以環(huán)境溫度和飼養(yǎng)密度為變量的代謝能攝入量動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)供給的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)[6]。歐盟以動(dòng)物福利理念為指導(dǎo)，在畜禽行為與認(rèn)知、生理與代謝、環(huán)境參數(shù)與裝備設(shè)施等領(lǐng)域開(kāi)展了大量研究，提出了飼養(yǎng)密度、空間與群體需求參數(shù)與閾值，建立了基于良好飼養(yǎng)條件與設(shè)施、良好健康狀態(tài)和恰當(dāng)行為模式為內(nèi)容的畜禽福利養(yǎng)殖評(píng)價(jià)指標(biāo)與參數(shù)體系，并應(yīng)用于裝備研發(fā)畜禽福利養(yǎng)殖生產(chǎn)[7]。歐盟農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物福利法規(guī)定了畜禽飼養(yǎng)的環(huán)境參數(shù)限值，并建立了以滿足動(dòng)物福利需求的新型畜牧生產(chǎn)體系。

養(yǎng)殖舍內(nèi)環(huán)境因子眾多，包括溫?zé)?、有害氣體、單元密度、空氣顆粒物、光、噪音、電磁波、微生物等物理、化學(xué)、生物、情感等，各因子間還存在復(fù)雜的互作關(guān)系。例：動(dòng)物的實(shí)感溫度即是溫度、濕度、風(fēng)速及輻射等因子的組合效果；微生物對(duì)環(huán)境具有感知能力，能夠根據(jù)環(huán)境溫度改變自身的致病力[8]。同樣，環(huán)境因子對(duì)動(dòng)物不同生理階段及生理活動(dòng)的影響程度和敏感性也有很大不同，例：溫度對(duì)不同日齡豬的影響差別很大；還有，分別以生長(zhǎng)性能、免疫指標(biāo)和繁殖性能不同指標(biāo)來(lái)衡量，豬舍內(nèi)的適宜氨氣濃度要求差異很大[9]。因此，針對(duì)某個(gè)特定生理階段的畜禽舍適宜環(huán)境研究，并制訂出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不僅在手段和方法上非常難，而且耗時(shí)、耗資很大，更受到試驗(yàn)條件和設(shè)備的限制。特別是畜禽舍空氣顆粒物（PM）的成分、來(lái)源、微粒大小、微粒含量、影響微粒形成的機(jī)制非常復(fù)雜，對(duì)動(dòng)物健康、尤其是繁殖健康的影響研究還很稀少[10]。并且畜禽種類(lèi)多、生產(chǎn)方式迥異，畜禽舍設(shè)計(jì)和環(huán)境控制缺少依據(jù)，難以統(tǒng)一規(guī)范，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)畜禽適宜環(huán)境條件的研究也莫衷一是，環(huán)境因子影響畜禽健康的整合生物學(xué)機(jī)制也不甚明了。

國(guó)內(nèi)畜禽環(huán)境衛(wèi)生學(xué)科長(zhǎng)期處于邊緣化的窘境，研究應(yīng)用嚴(yán)重滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。正是在這種背景下，“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“畜禽重大疫病防控與高效安全養(yǎng)殖綜合技術(shù)研發(fā)”專(zhuān)項(xiàng)將“養(yǎng)殖環(huán)境對(duì)畜禽健康的影響機(jī)制研究”列入基礎(chǔ)前沿類(lèi)項(xiàng)目，并于2016年首批批準(zhǔn)立項(xiàng)（項(xiàng)目編號(hào)2016YFD0500500）。項(xiàng)目研究目標(biāo)聚焦于為“全封閉、智能化、自動(dòng)化、信息化”養(yǎng)殖工藝提供精準(zhǔn)環(huán)境參數(shù)，更重要的是為建立“少用藥、慎用苗”的健康養(yǎng)殖技術(shù)體系，從養(yǎng)殖源頭保障動(dòng)物食品優(yōu)質(zhì)安全[6]。項(xiàng)目按照“研究基礎(chǔ)+平臺(tái)條件+創(chuàng)新人才”3個(gè)方面的研究要求篩選組建了由4個(gè)中央級(jí)優(yōu)勢(shì)研究所、9所大學(xué)等36個(gè)單位的94名骨干專(zhuān)家組成的研究團(tuán)隊(duì)，集合了擁有精密環(huán)境生理、呼吸代謝、生物氣溶膠安全研究條件的優(yōu)勢(shì)單位協(xié)同攻關(guān)。

項(xiàng)目圍繞畜禽“全封閉”養(yǎng)殖環(huán)境控制技術(shù)發(fā)展理論需求，解決畜禽對(duì)環(huán)境需求的“人－畜對(duì)話”重大難題，研究揭示溫?zé)醄10-11]、有害氣體[12-13]、光照[14]、群體密度、空氣顆粒物及氣溶膠[15]等5類(lèi)主要環(huán)境因子影響畜禽生長(zhǎng)、免疫、繁殖、泌乳健康的機(jī)制及評(píng)價(jià)指標(biāo)；提出11種主要畜禽高密度舍飼舒適環(huán)境參數(shù)、限值及多元化控制技術(shù)模型，為我國(guó)不同氣候生態(tài)區(qū)安全、高效養(yǎng)殖畜禽舍設(shè)計(jì)、環(huán)境的精準(zhǔn)控制提供支撐。

自2016年7月項(xiàng)目啟動(dòng)至今，科研人員在畜禽環(huán)境生理研究方面開(kāi)展了大量的文獻(xiàn)調(diào)研與科研工作，召開(kāi)了項(xiàng)目年度推進(jìn)會(huì)及家畜環(huán)境生理學(xué)術(shù)年會(huì)，取得了一批研究成果。本期刊登的“畜禽舍環(huán)境與健康專(zhuān)題”其包含7篇綜述論文，涉及家畜舍溫?zé)岘h(huán)境因子[16-17]，家禽舍光照因子[18-19]，畜禽舍內(nèi)有害氣體[20]，養(yǎng)殖舍顆粒物[21]和有關(guān)豬舍各種環(huán)境因子[22]對(duì)畜禽生長(zhǎng)的影響的研究進(jìn)展綜述。文章涉及不同的環(huán)境因子和畜種，試圖幫助讀者了解該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展動(dòng)態(tài)，為進(jìn)一步開(kāi)展畜禽環(huán)境生理研究提供參考。

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（責(zé)任編輯 林鑒非）

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)

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0500502）、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金（CARS-40）、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（ASTIP-IAS04）

張宏福，E-mail：zhanghongfu@caas.cn

2018-07-09；

2018-07-16