第二章 温热环境.ppt

家畜环境卫生学 第二章温热环境 第二章温热环境 温热环境 thermalenvironment 是指直接与家畜体热调节有关的外界环境因素的总和 包括热辐射 温度 湿度 气流等 它们是影响家畜健康和生产的极为重要的外界环境因素 空气环境的温暖 凉爽的程度 它是由空气温度 空气湿度 气流速度和太阳辐射等温热因素综合而成 名词解释 气象因素 meteorologicalelements 用作描述大气物理现象的特征量 包括气温 气湿 气流 气压 云量和降水等 天气 weather 一个地方在短时期内由大气中所发生的各种物理过程和物理现象所构成的大气综合状态 如阴 晴 风 雨等 气候 climate 是指一个地区多年所特有的天气情况 东北地区有着大面积针叶林 针阔叶混交林和草甸草原 肥沃的黑色土壤 广泛分布的冻土等自然景观 都与温带湿润 半湿润大陆性季风气候有关 昆明四季如春 广东一年四季水汽丰富 温暖多雨等气候特点 第一节热环境与动物热调节 维持动物生命活动的一个重要基础是保持一定的体温 为此必须使体内产生的热量与散发的热量达到平衡 就机体本身而言 这样不是十分困难 但是外界环境复杂多变 所以严重的是在一定的环境中如何使其产热和散热平衡 低等动物采取变温的方式即随环境温度变化而改变体温的方式来调节平衡 恒温动物它有调节产热和散热的生理机能 有维持恒定体温的保证 被毛或羽毛 可以不因环境温度的改变而改变体温 一 体温的概念体温是指身体深部 体核 的温度 deep bodytemperatureorcoretemperature 是衡量恒温动物热平衡的唯一可靠的指标 躯体体内部位不同 温度也不完全相同 一般以直肠温度 rectaltemperature 作为内部体温的代表 一 动物体温 直肠温度能代表体温 又易测量 故长期以来均以直肠温度表示体温 在测量体温时 应使温度表的感应部位伸入直肠深部 成年牛 马等大家畜为15cm 羊 猪为10cm 小家畜和家禽为5cm 2 皮温 皮肤表面的温度称为 皮温 skintemperature 皮温受身体本身和外界温热条件的影响 常随外界条件的变化而变化 动物身体部位不同 其皮温也不相同 凡距离身体内部较远 被毛保温性能较差 散热面积较大 血管分布较少和皮下脂肪较厚的部位 皮温较低 四肢下部 耳部和尾部低温时皮温显著下降 例如 犊牛在35 的高温环境中 直肠温度为39 8 身体各部位的皮温没有很大的差异 范围在36 5 38 5 之间 可是在5 的低温环境中 直肠温度为39 5 胸部皮温为31 2 耳部仅7 两者相差20 动物体表温度分布示意图 上图 动物的体温分布 下图 从动物体内到大气的温度梯度 体温既然从内部向外部递减 而外部温度 特别是皮温 随气温的变化而变化 因此整个动物身体的平均温度 平均体温 和蓄热量亦相应变化 平均体温可按公式估计之 平均体温 0 7 直肠温度 0 3 平均皮肤温度由于皮温随部位而不同 所以应根据不同部位面积大小计算平均皮温 meanskintemperature 通常测定若干点 以测定点部位占全身面积的百分数作权数 采用加权平均数的方法计算平均皮温 例如计算牛平均皮温的公式为 平均皮温 0 25 T躯干上部 0 25 T躯干下部 0 32 T四肢上部 0 12 T四肢下部 0 02 T垂皮 0 04 T耳式中T 该部位的皮温系数 该部位所占全身皮肤面积百分数 牛皮肤各部位温度测定位置示意图 躯干上部和躯干下部各测前后左右4个点 四肢上部前肢在肘部外测定2个点 后肢在股部和胫部外各测2个点 四肢下部前后肢分别在掌部和跖部外各测2个点 在垂皮下部左右各测定1个点 在右耳上部测定1个点 同部位2点以上均取其平均数 3 平均体温平均体温是指整个动物体各部位温度之加权平均值 可以用公式计算 平均体温 0 7 Tr 0 3 Ts式中Tr 直肠温度Ts 平均皮温 一 动物产热的主要形式 1 基础代谢产热基础代谢 basalmetabolism 在动物常称为 饥饿代谢 fastingmetabolism 是指动物处于饥饿 休息 静卧清醒 温度适宜 20 消化道没有养分可吸收 清醒 安静状态下的产热量 此时的能量消耗只用于维持生命的基本生理过程 如血液循环 呼吸 泌尿 神经和内分泌等的正常运行 是动物在清醒状态下的最低产热量 动物睡眠时的产热量比基础代谢产热量降低10 各种动物单位体表面积基础代谢产热量非常相似 如马 鸡和小鼠每日基础代谢产热量平均分别为3966 3946和4971kJ m2 大多数动物基础代谢产热量都很相似 均在4200kJ m2左右 因此 动物的基础代谢产热量是正比例于体表面积而不是正比例于体重 因为动物体表面积较难测量 因而在实践中仍用体重估测动物基础代谢产热量 目前估计代谢产热 仍用体重的0 75次方估测 成年动物不论体重大小 基础代谢产热量均可以下式估计 基础代谢 K1W0 75 kJ 日 式中W 动物质量 kg K1 每千克代谢体重的日平均产热量 kJ kg日 人为134 3 狗为215 5 鼠为2736 3 猪为79 7 2 体增热 当动物休息于舒适的环境中 产热量取决于采食量 饥饿动物因采食而增加的产热量被称为体增热 Heatincrement HI 体增热也被称为 热增耗 增生热 或 特殊动力作用 specificdynamicaction SDA 一部分为动物摄食 消化和吸收饲料时 因细胞生物化学反应使代谢强度增加而产生的热量 另一部分为饲料在消化道运动 被微生物发酵所释放的热量 如反刍动物的瘤胃 马属动物的盲肠和大肠中的内容物被微生物发酵产生大量的热 采食量愈大 热增耗愈多 采食粗料的热增耗比采食精料的热增耗多 蛋白质的体增热最大 约占总代谢能的30 脂肪最少 约占代谢能的5 10 碳水化合物居中 约占代谢能的10 15 体增热对于低温环境中动物御寒具有重要作用 但在高温环境中则会增加动物的热负荷 3 生产代谢产热 生产代谢产热是指动物生产产品如生长 繁殖 产乳 产蛋 产毛等或劳役而增加的产热量 通常净能中的能量在满足维持代谢需要后剩余部分用于生产产品 在动物产品的形成过程中 始终伴随着热量的产生 生产代谢 productivemetabolism 产热量取决于产品的种类和数量 役畜工作时所消耗的能量仅有20 转变为机械能 其余80 直接转变为热能 妊娠后期母牛产热量较空怀母牛增加20 30 泌乳20kg的牛 产热量较干乳期妊娠牛增加50 每生产1kg牛乳 大约需要2 845KJ的能量 4 活动产热 活动产热是指动物因起卧 站立 步行 自由运动 觅食 饮水 争斗 适应环境变化和其它生理活动等而增加的产热量 消化系统生理活动如咀嚼 吞咽 胃肠蠕动 消化酶的分泌 消化 吸收等所增加的热量均属于活动产热 当热环境发生变化时动物进行热调节如外周血管的收缩 竖毛肌收缩 汗腺分泌和肌肉紧张度的改变等所产生的热量也属于活动产热 在总产热量中 基础代谢产热是保障基本生命活动所必须 生产代谢产热始终伴随者生产产品和做功而产生 在维持代谢产热中 有些是对动物生产毫无意义 如 适应环境 应激反应等产热 因此 通过改善环境减少这部分维持代谢产热以及为生产产热散失创造条件 将是提高饲料转化率和饲料报酬的根本措施 二 影响动物产热的因素1 年龄2 性别3 营养状况4 生产水平5 采食量6 活动量7 个体大小 三 散热 heatlossorthermolysis 一 动物散热的方式1 辐射散热辐射 radiation 是指物体表面以电磁波形式连续释放能量的过程 这种能量可以不通过中间介质而传递 温度大于绝对零度的 0K或 273 任何物体都能放出辐射能 其辐射波长随辐射体温度升高而逐渐变短 辐射散热是指动物与周围环境可度量距离内物体之间以电磁波形式进行的热交换 2 传导散热 传导散热 Heatlossofconduction 是指直接接触的两物体通过分子或原子的振动或旋转等将热量从高温处向低温处传递的过程 动物体呼吸道和皮肤都具有传导散热的作用 呼吸道是将热传给较冷的吸入空气 皮肤主要是通过直接与较冷物体如地面 冷水等接触而进行传导散热 动物传导散热取决于与其接触物体的温度 当动物体表温度高于物体表面温度时 动物散失热量 传导散热量为正值 当动物体表温度低于物体表面温度时 动物获得热量 传导散热量为负值 在炎热的夏季 对牛进行冷水浴 可以增加传导散热 3 对流散热 对流 convection 是指流体如空气的相对运动 对流散热是动物与流体 气体或液体 之间分子相对位移造成的热传递 当畜体体表温度低于流体 如 空气和水等 温度时 通过对流可以带走畜体表面热量 发生对流热散 与动物对流散热有关的流体主要是空气 水禽 水牛等动物也通过水体流动进行对流散热 对流形成的原因有两种 一种是由外力作用发生对流 称为 强制对流 forcedconvection 另一种为空气因受热不均导致密度变化而产生的对流 称为 自然对流 naturalorfreeconvection 4 蒸发散热 动物的蒸发散热 Heatlossofevaporation 是指动物体表水从液态变为气态时吸收动物体热量的过程 当皮肤温度为34 时 动物体表每蒸发1g水约散失2 43KJ热量 只要皮肤有水分蒸发 就伴随着热量的散失 动物体表蒸发散热的部位主要为皮肤表面和呼吸道 1 皮肤蒸发皮肤蒸发的机制有二 一为渗透蒸发 diffusionevaporation 即皮肤组织水分通过上皮向外渗透 水分在皮肤表面蒸发 因为渗透蒸发不见有水滴 常称为 隐汗蒸发 insensibleperspirationevaporation 在一般天气条件下 人每天的隐汗蒸发量为600 800ml 为呼吸蒸发的二倍 二为出汗蒸发 perspirationevaporation 即通过汗腺分泌 使汗液在皮肤表面蒸发 出汗多时 常见皮肤表面有水滴残留 故又称为 显汗蒸发 sensibleperspirationevaporation 出汗散热能力与汗腺发达程度和被毛状态有关 马属动物汗腺较发达 牛次之 绵羊有汗腺 但较小且为突发性汗腺 猪无活动汗腺 鸡 兔 狗等均无汗腺 对于大多数动物 由于被毛的阻滞作用 即使动物处于高温高湿汗腺分泌汗液多 但是汗液也很难在皮肤表面蒸发 蒸发对动物散热作用不大 因此 在高温高湿时动物主要靠增加渗透蒸发和呼吸道蒸发而散热 2 呼吸道蒸发呼吸道粘膜湿润 温度高 水汽压大 空气的水汽压一般相对较低 当水汽压较低的空气通过呼吸道时 呼吸道粘膜的水分子很容易从空气中逸出而发生蒸发作用 吸入呼吸道的空气的温度通常低于体温 因经呼吸道的传导 对流的散热作用而使空气温度升高 饱和压水气压亦随之提高 从而能容纳更多的水汽 呼吸道蒸发的主要部位是上呼吸道 上呼吸道水分和热量交换示意图 呼吸道蒸发散热是通过肺泡表面水分蒸发和吸入冷空气变热而进行的 当气温较低时 动物呼吸次数减少而深度增大 当气温升高时 动物呼吸变得短而急促 所谓热性喘息就是指在高温环境中 动物出现的增加呼吸频率 减少呼吸深度的现象 热性喘息常见于汗腺不发达或缺乏汗腺的动物如猪 鸡 狗 热性喘息在排出大量的水蒸气的同时 将体内大量CO2排出体外 导致呼吸性碱中毒 四 畜体热平衡与调节 家畜的产热和得热 必须通过各种途径而散发 才能维持体温的正常与恒定 这就是畜体的热平衡 在较严重的热或冷应激中 散热调节已不足以维持体温恒定时 则必须减少或增加体内营养物质的氧化 以减少或增加热的产生 这种调节称之为 产热调节 或 化学调节 当物理和化学调节同时进行还不能维持热平衡时 表现为体温的升高或下降 说明热平衡破坏 这时往往引起生理机能失常 严重威胁家畜的健康和生产力 甚至危及生命 被毛 羽毛 在体热平衡中的作用 1 被毛 羽毛 对对流 传导散热的影响 2 被毛在阻隔太阳辐射热对皮肤的影响上有大作用 3 减少外界湿度影响 保持畜体皮肤正常蒸发的作用 五 等热区和临界温度 一 概念等热区是指恒温动物主要借物理调节和行为调节即可维持体温正常的外界环境温度范围 当气温下降散热增加时 物理和行为调节无法使动物保持体温正常 必须提高代谢率 增加产热量 以维持体温恒定 这开始提高代谢率的外界温度称为 临界温度 或 下限临界温度 如果气温升高 机体散热受阻 物理调节不能维持体温恒定 体内蓄热 体温升高 体温每升高1摄氏度 代谢率可提高10 20 这因高温引起代谢率升高的环境温度也可称为 临界温度 但为别于下限临界温度 特称为 过高温度 或 上限临界温度 临界温度与过高临界温度之间的环境温度即为等热区 在等热区的下半部偏上尚有一舒适区 在舒适区内畜体代谢产热刚好等于散热 不需要物理调节 而能维持体温正常 家畜最为舒适 舒适区以上开始受热应激 表现为皮肤血管扩张 皮温升高 呼吸加快和出汗等热调节过程 舒适区以下开始受冷应激 表现为皮肤血管收缩 竖毛和肢体体蜷缩等 体温升高引起代谢率 产热量增加的现象是暂时的 家畜在高温时所进行的物理和化学调节 一般能避免体温的无限制升高而危及生命 五 等热区和临界温度 二 影响等热区和临界温度的因素 临界温度的高低 取决于产热的多少和散热的难易 凡产热多 散热难的 临界温度较低 产热少 散热易的 临界温度较高 因此凡足以引起产热和散热变化的一切内在和外界因素 都能影响等热区的宽狭和临界温度的高低 1 动物种类一般体型较大 每单位体重体表面积较小的动物 较耐低温而不耐热 其等热区较宽 下限临界温度较低 影响等热区和临界温度的主要因素 2 年龄和体重临界温度随年龄和体重的增大而下降 幼年家畜由于体热调节机能差 故等热区较狭 临界温度较高 如 体重1 2KG的哺乳仔猪的临界温度为29摄氏度 体重6 8KG下降为25摄氏度 自由采食 体重20KG为21摄氏度 3 皮毛状态被毛绵密或皮下脂肪较厚的动物 较耐寒 临界温度低 等热区宽 如未剪毛的犬 临界温度为13 6 15 1摄氏度 剪毛后为23 8 26 5摄氏度 影响等热区和临界温度的主要因素 4 饲养水平家畜在采食过程中 由于咀嚼 消化器官的活动 产生体增热 饲养水平愈高 体增热愈多 临界温度愈低 如被毛正常的阉牛 维持饲养时临界温度为7摄氏度 饥饿时升高到18摄氏度 影响等热区和临界温度的主要因素 5 生产力泌乳 产蛋 劳役 妊娠 生长 肥育等生产家畜 不但须给较多的饲料 而且在生产过程中代谢率亦提高 因而 临界温度较低 如日产乳为9 5KG的乳牛 临界温度为 6摄氏度 产乳19KG则下降到 18摄氏度 6 对气候的适应性寒冷地区动物的临界温度较低 炎热地区则相反之 一般热带动物的临界温度在20 30摄氏度 寒带动物则很低 等热区很宽 如白狐和北极鸥等热区在 30 30摄氏度之间 这主要与被毛的高度保温效力有关 影响等热区和临界温度的主要因素 7 管理制度由于临界温度都是个体动物在实验室的条件下测定的 如果群体饲养 当气温下降时 动物可互相拥护 减少散热面积 能显著降低临界温度 8 环境状况临界温度是在无风 没有太阳辐射 湿度适宜的条件下测定的 所得的结果不一定适用于自然条件 风 太阳辐射 湿度不宜等都会影响临界温度和等热区 如 乳牛在无风环境里的临界温度为 7摄氏度 当风速增大到3 58M S时 则上升到9摄氏度 影响等热区和临界温度的主要因素 为畜舍的热工建筑设计提供了理论依据动物等热区的理论 从动物与环境热交换的角度 揭示了不同种类 不同生产状态的动物对热环境的要求 而修建畜舍的主要目的就是改善环境和控制环境 因而 等热区的有关理论为畜舍建筑的热工设计提供了理论依据和参考标准 为动物育种提供依据动物适应特定的气候环境是进行生产的前提 在引种和育种工作中 过去人们往往只注意生产性能的选择而忽略动物对环境的适应 使所选择或培育的品种不能很好地适应当地气候 制约了动物生产潜力的发挥 在育种或引进外来品种时 若既重视品种的生产性能和产品品质 又充分考虑品种适应性和抗逆性 就能避免育种工作的盲目性 等热区和临界温度为动物耐热性和耐寒性的选择提供了量化指标 第二节环境温度对家畜生理机能和生产性能的影响 一 热辐射与空气温度1 热辐射的概念气温的日变化在一天中 气温有一个最高值和一个最低值 最低值出现在日出前 最高值出现在14 15时 冬季出现在13时 14时 随后 气温逐渐降低 到日出之前 气温达到最低 之后 气温又缓慢回升 一天中气温最高值与最低值的差被称为 气温日较差 dailytemperaturerange 气温日较差的大小与纬度 季节 云量 地势和下垫面状况等因素有关 我国各地区气温日较差各不相同 一般的规律是 气温日较差从东南向西北递增 东南沿海一带气温日较差为8 以下 秦岭和淮河一线以北地区气温日较差达10 以上 西北内陆地区达15 25 一般而言 越靠近地面 气温日较差越大 在各种下垫面中 气温日较差由大到小依次是 沙漠 裸土 草地 农田 森林 海洋湖泊 根据气象学的要求 每日2时 8时 14时和20时所测得的4个温度值的平均值为日平均温度 气温的年变化气温的年变化是指气温随着时间的变化而具有的周期性变化 表现为在一年中有一个气温最高的月份和一个气温最低的月份 气温年变化幅度可用年较差来表示 气温年较差 annualtemperaturerange 是指最热月份的平均气温与最冷月份的平均气温的差值 我国大多数地区一般7月份气温最高 1月份气温最低 我国1月份南北气温相差很大 平均纬度每向北增加1 气温下降1 5 而7月份则南北普遍炎热 从广州到河北省北部 平均气温都在28 左右 说明夏季气温与纬度的关系较小 而与地势高低和距海远近关系较大 二 环境温度对动物的影响 一 高温对动物生理机能的影响1 呼吸系统在高温情况下 动物的呼吸深度变浅 频率增加 肺通气量增加 进而出现热性喘息 动物张口伸舌 唾液直流 动物通过增加肺通气量来加快呼吸道蒸发散热 在严重的热应激情况下 由于过度呼吸导致动物肺部损伤 表现为肺充血 肺部微毛细血管破裂 毛细血管上皮细胞膜结构不清 胞内细胞器溶解 呼吸系统功能降低 当气温升高到某一限度时 过高温度处 动物开始加快呼吸 表现为呼吸急速 浅表 张口伸舌 唾沫直流 这种反应称为热性喘息 thermalpanting 在热喘息时 牛每分钟呼吸频率可达近200次 猪 绵羊近300 400次 兔最高可达700次 禽类先进行咽喉扇动 gularflutter 频率可高达400次 分 而后为咽喉扇动和喘息并行 蒸发散热主要取决于肺通气量 在热性喘息时 动物体温已开始升高 热性喘息可防止快而深的呼吸所造成的代谢加强和产热增加 也可防止呼出二氧化碳过多而造成呼吸性碱中毒 热性喘息是汗腺不发达动物 如猪 鸡等 在高温状况下的有效散热方式 2 循环系统在高温情况下 动物加强心脏活动 使体内代谢产热迅速随血液流向皮肤排出 此时 皮肤毛细血管扩张 皮温升高 非蒸发散热增加 皮肤潮湿 汗腺分泌活跃 皮肤表面水汽压增大 水分蒸发速度增大 蒸发散热也随之增加 高温时 由于血液流向四周 内脏器官供血不足 在急剧高温时 动物心率加快 但在持续高温时 动物因采食量和代谢率下降而使心率减小 在限制饮水条件下 高温会因血液水分随皮肤蒸发而浓缩 但在自由饮水条件下 高温因使动物饮水量急剧增加而使血液稀薄 在高温情况下 由于热喘息排出大量二氧化碳 使血液中碳酸氢根离子浓度降低 血液pH值升高 血钙 血钠 血钾和血糖浓度显著降低 在严重热应激情况下 心脏发生病理性变化 表现为心肌细胞线粒体崩解 间质毛细管壁增厚 内皮细胞内胞饮小泡大量增加 心肌功能衰退 3 消化系统在高温情况下 动物由于大量出汗 导致氯化物丧失 造成胃酸分泌必需的氯离子储备减少 再加之大量饮水 胃液酸度降低 胃肠蠕动减弱 消化腺分泌的胃蛋白酶 胰酶数量减少 胃液pH升高 酶的活性降低 由于高温使动物血液流向皮肤 导致消化系统供血不足 消化腺分泌的淀粉酶 蛋白酶和脂肪酶数量不足 活性降低 动物消化系统消化吸收营养物质的能力降低 在高温环境中 动物食欲减退 消化不良 胃肠道疾病增多 4 泌尿系统与神经系统在高温情况下 机体大量的水分将通过体表及呼吸道排出 经肾脏排出的水量大大减少 同时 脑垂体受高温的作用后 加强了抗利尿激素的分泌 使肾脏对水分的重吸收能力加强 造成尿液浓缩 甚至在尿中出现蛋白质和红细胞等 高温还抑制中枢神经系统的运动区 使机体动作的准确性 协调性和反应速度降低 在严重的热应激情况下 延脑与大脑神经细胞肿胀变性 肾上腺皮质细胞中脂质小滴减少 髓质细胞中肾上腺素颗粒和去甲肾上腺素颗粒大量脱落 5 免疫系统高温通过抑制细胞免疫 体液免疫和免疫活性细胞因子的活动来降低动物的非特异性免疫机能 在高温情况下 动物的脾 胸腺萎缩 禽类的法氏囊萎缩 血液中嗜酸性白细胞和淋巴细胞减少 高温降低了淋巴细胞RNA聚合酶的活性和ATP的合成 刺激蛋白质和RNA的分解 其结果是抑制了淋巴细胞的增殖 促进了淋巴细胞的分解 导致血液的淋巴细胞减少 这是动物非特异性免疫力下降的另一个原因 在高温环境中 给家禽接种绵羊红细胞悬液 新城疫 ND 疫苗 法氏囊疫苗及牛血清白蛋白 其抗体水平都降低 这表明 在高温环境中 动物免疫力下降 机体抵抗力减弱 6 内分泌机能环境温度对动物内分泌功能产生重要影响 动物的许多生产性都与内分泌功能密切相关 甲状腺素一般认为 在持续高温的作用下 动物甲状腺机能活动减少 甲状腺滤泡缩小15 8 细胞代谢水平降低 产热量和生产性能下降 持续高温会抑制动物甲状腺分泌功能 导致血液甲状腺素含量下降 1 肾上腺皮质激素在急性升温情况下 牛 鸡等动物血浆肾上腺皮质激素含量升高 在缓慢升温或持续高温情况下 血浆皮质醇激素含量下降 2 生殖激素在持续长期高温情况下 动物血浆雌激素 促性腺激素释放素 促黄体生成素等含量下降 但在短期高温情况下 血浆孕酮含量升高 动物体内的甲状腺素 性激素和生长素具有促进蛋白质和脂肪合成的作用 所以 高温造成内分泌失调 导致生物体同化速度减小是畜禽生产性能下降的重要原因 7 行为嗜眠 活动量减少 采食量减少饮水量增加 喜食多汁食物在水中打滚 甩水于冠 嬉水舔舐体表肢体伸展 皮肤松弛群体散开喜伏冰冷地面栖息于温度较低的小气候之处夏眠 二 高温对动物生产性能的影响1 采食量及饲料利用率环境温度在等热区范围内 动物的采食量相对恒定 环境温度高于等热区 随着环境温度的升高 动物采食量下降 消化率提高 在严重高温环境中 有些动物甚至绝食 因此 营养物质摄入不足 是高温环境中动物生产性能下降的直接原因 动物采食量下降 饲料的体增热 营养代谢水平 生产力和饲料本身的代谢产热都减少 有利于降低动物的热负荷 提高动物在炎热环境中的生存能力 高温时 动物消化系统因供血不足而使胃肠蠕动减慢 饲料在胃肠中停留时间延长 营养物质消化充分 在高温情况下 动物营养物质摄入量减少 环境温度在等热区范围内时 随着环境温度升高 动物产热量下降 采食的营养物质可以最大限度地用于生产 因此 此时动物饲料转化率也最高 但当环境温度高于过高温度时 由于采食量减少而伴随生产力急剧下降 用于维持的能量相对增多 饲料转化率降低 2 饮水量在高温情况下 动物饮水量增加 蛋鸡在22 时饮水量为115ml 只 而在36 时则为189 39ml 日 只 40 时则达294 7ml 日 只 牛在气温为2 时 水的消耗量为22 1kg 日 头 27 时耗水量为34 7kg 日 头 35 时则为60 3kg 日 头 在高温环境中 动物饮水量增加主要是用以补充体表和呼吸道蒸发散热所丧失的水 3 繁殖性能 1 公畜在高温环境中 公畜性欲减退 精液品质下降 主要表现为高温使精子数减少 精子活力降低 畸形精子比例增加 高温对公畜精液品质的不良影响一般在遭受高温作用1 2周后才表现出来 即使停止高温作用 也需要7 8周后才能逐渐恢复 高温影响公畜精液品质的直接原因是 高温作用于睾丸 使其温度升高 正常情况下睾丸温度要比体温低3 5 引起精细管生殖上皮细胞变性 使精子的生成 发育和成熟受阻 使死精子数和畸形精子数增加 夏季高温使促性腺激素 性激素和甲状腺素分泌减少 也是造成公畜精液品质下降的主要原因 2 母畜直接影响母畜的受胎和妊娠 使受胎率下降 死胎率上升 受精卵在输卵管内对高温最为敏感 胚胎在附植前的这个阶段受到高温时死亡率很高 这个敏感期在猪为配种后8天内 牛在4 6天内 羊在3天内 一般经过8天后 胚胎死亡率可以减少 母畜在妊娠后期由于代谢旺盛 产热量高 如果遇到高温环境 也可严重影响胎儿发育 以至增加死胎数 在猪还可减轻窝重 甚至流产 2 抑制母畜发情 高温家畜出现不发情或发情期短 或表现微弱 3 受精卵减少 异常卵子显著增加 高温时卵巢仍有活动 但不能产生成熟卵子 也不排卵 从而影响受胎率 高温影响母畜繁殖力的原因主要是 高温导致体温升高高温环境引起母体温升高 使母畜子宫内环境温度升高 易使胚胎死亡 畸形率增加 这是高温环境导致母畜繁殖力降低的直接原因 高温减少母畜子宫供血量高温时皮肤供血量增大 内脏 子宫 供血不足 导致胎儿生长发育所需的养分 如氧 水 蛋白质 脂肪和矿物质缺乏 高温导致内分泌机能失调在持续高温情况下 动物丘脑下部 垂体 性腺轴分泌的促性腺激素和性激素 促甲状腺素和甲状腺素减少 催乳素分泌增加 这是导致动物繁殖力下降的重要原因 高温导致动物营养物质摄入不足高温情况下 动物食欲减退 采食量下降 营养物质摄入不足 是动物繁殖力下降的重要原因 4 生长肥育每种动物在不同的年龄所需适宜的环境温度不同 当环境温度高于生长的适宜温度 生长发育速度减慢 据人工气候室的试验 体重45 158kg的猪 增重速度最大的气温与体格大小成线性负相关 可用下式表示之 T 0 06W 26式中T为增重速度最大的气温 W 体重 kg 体重75kg猪 生长适宜温度为15 25 20 时日增重为0 85kg 30 时增重则下降到0 45kg 35 时日增重下降到0 31kg 60日龄仔猪生长适宜温度为13 27 当环境温度从27 升高到34 时 断奶窝重由159 9kg下降到88kg 高温和低温均导致猪日增重和饲料利用率下降 研究表明 4周龄后 肉鸡生长最适宜温度为21 当环境温度大于21 随着气温的升高 肉鸡生长速度减慢 再如 2 8周龄的来航鸡 在35 29 和21 时的体重分别为684g 只 831g 只和959g 只 绵羊和牛生长肥育的适宜温度为10 20 当环境温度高于20 时 日增重也随之下降 鸡在温度过高的环境中生长缓慢 肉用仔鸡在32 的高温环境中 其增重率显著低于22 科学配制日粮 可提高高温中雏鸡的生长率和饲料利用率 5 产蛋性能高温可使蛋鸡产蛋率下降 蛋体积变小 蛋重减轻 蛋壳变薄 变脆 表面粗糙 短期高温和持续高温都会使蛋鸡产蛋率和蛋重减少 将白色来航小母鸡分别饲养于21 32和38 中 其产蛋率分别为79 72 和41 在32和38 中的蛋重分别较21 轻4 6 和20 但在白昼高温 夜间冷凉的气候条件下 白天气温升高到37 8 对产蛋量没有影响 适度的昼夜温差将有助于减轻高温的不良影响 不同品种对高温的敏感性也不同 高温对重型品种鸡产蛋性能造成的不良影响更为严重 6 产奶性能在持续高温环境中 奶牛和奶山羊产奶量显著下降 无脂固形物和酪蛋白含量减少 高温使动物产奶量下降的主要原因是乳腺组织和卵泡供血量减少 合成乳和蛋的原料供应量不足以及催乳素分泌量下降 7 对畜产品品质的影响对于肉畜而言 环境温度影响胴体的组成 高温环境有利于动物脂肪的沉积 在高温环境中 猪的背膘厚度增加 瘦肉率低 当环境温度过高时 易诱使猪产生PSE pale soft exudative 苍白 软 渗出性肉 高温也可使胴体干物质 脂肪和能量含量下降 蛋白质含量减少 高温导致动物胴体脂肪含量升高的主要原因是在高温情况下 饲料能中用以产热的能量减少 大多数能量以脂肪形式沉积体内 高温使蛋鸡蛋壳变薄 变脆 破蛋率和软壳蛋增加 8 死亡率环境因子对动物成活率具有重要的影响 夏季高温 30 以上 可使蛋鸡月死亡率达到4 5 比17 适温死亡率高62 0 夏季30 以上高温使60日龄断奶仔猪死亡率比18 27 适温高12 一般来说 高温对热调节能力差的幼畜成活率影响较大 对成年牛 羊和猪的成活率影响较小 但高温对成年鸡的成活率具有明显的影响 在集约化 高密度饲养条件下 高温极易导致鸡群死亡率急剧升高 高温导致动物死亡的主要原因 严重高温导致动物散热困难 使机体温度升高 动物的神经系统 内分泌系统失调 代谢机能紊乱 因而使动物死亡 严重高温使动物食欲减退 营养物质摄入不足 机体免疫力下降 高温季节适宜蝇 蚊和蜱等害虫的孳生 易通过吸血引起疾病的发生和传播 三 高温对动物健康的影响 1 高温直接引起动物产生疾病高温环境可使牛 羊 猪 禽等动物发生热射病 热射病就是指动物在炎热潮湿的环境中 机体散热困难 体内蓄积热增加 导致体温升高 引起中枢神经系统紊乱而发生的一种疾病 动物表现为运动缓慢 体温升高 呼吸困难 结膜潮红 口舌干燥 食欲废绝 饮欲增进 三 高温对动物健康的影响 呼吸性碱中毒是动物在高温环境中经常发生的一种疾病 动物在高温环境中 为了增加蒸发散热而使呼吸频率增加 导致血液中CO2大量排出 血液pH值上升而发生呼吸性碱中毒 哺乳动物的体温升高达43 44 鸡45 以上 鸽48 50 时 可导致死亡 三 高温对动物健康的影响 2 高温有利于病原微生物繁衍 诱发传染病某些病原微生物的繁衍需要较高的温度 夏季高温高湿 为此类病原微生物的繁衍创造了条件 有些疾病 常在高温环境中发生 牛 羊的腐蹄病 炭疽病 肉毒梭菌中毒症 气肿病 传染性角膜 结膜 炎等 多发生于高温高湿的季节 炭疽杆菌形成芽胞的适宜温度为30 低于15 或高于42 则停止形成芽胞 因此炭疽病多发生于7 8月 三 高温对动物健康的影响 3 高温有利于病媒昆虫繁衍和活动 有可能导致疾病流行病媒昆虫是疾病的媒介者 主要为蚊 虻 蝇 蚋 蠓 蜱等 传播的病原体包括细菌 病毒 立克次体 原虫和蠕虫等 在夏季高温季节 25 35 蝇 蚊 蠓等病媒昆虫繁衍迅速 活动猖獗 通过它们携带病原体 使动物传染性疾病发生率显著增加 三 高温对动物健康的影响 在夏季 由病媒昆虫诱发的疾病有 牛流行热 牛白血病 日本乙型脑炎 牛 羊 猪 马的钩端螺旋体病 伊氏锥虫病 牛双芽焦虫病 牛环形泰勒焦虫病等 夏季高温 蝇 蚊 虻 蜱等吸血虫类大量孳生 可通过吸血引起疾病的发生和传播 如猪丹毒 日本乙型脑炎 马传染性贫血 炭疽病 锥虫病 血孢子虫病和立克次体病等 三 高温对动物健康的影响 媒介虫是自然界生活的冷血动物 它们的体温随外界环境温度的变化而变化 媒介虫自吸入病原体到能感染易感动物所经历的一段时间被称为外潜伏期 同一疾病 外潜伏期的长短取决于环境温度 如乙型脑炎病毒在蚊体内 20 以下病毒逐渐减少 25 30 时 病毒迅速繁殖 受感染的蚊经4 5天即能传播 三 高温对动物健康的影响 蚊生长发育的温度为10 35 低于10 或高于35 幼虫停止发育 20 30 是幼虫生长最适温度 60 80 的相对湿度是适宜的湿度范围 如气温在22 以上 相对湿度80 左右 可使蚊媒的繁殖周期缩短 寿命延长 活动性增强 也可使病毒在蚊体内更好地生长繁殖 从而引起人 畜传染病的流行 三 高温对动物健康的影响 4 高温为寄生虫繁衍创造了条件 有可能导致寄生虫病的发生和流行由于寄生虫 虫卵及中间宿主的发育和传播都受环境温度 湿度等气候条件的影响 因此 寄生虫病的发生和流行 具有季节性和地方性 三 高温对动物健康的影响 例如肝片吸虫虫卵随牛 羊粪便排出体外 5 时 1 2天失去活力 12 时 其停止发育 虫卵在16 时开始孵化 25 30 仅需10 15天就可以孵化 其毛蚴在4 14 时停止孵化 新鲜雨水可刺激毛蚴孵化 低于10 的低温对发育后期的胚胎及已形成的毛蚴都有致死作用 三 高温对动物健康的影响 虫卵对干燥敏感 粪便中至少要有60 水分才能保持生命 水分低于50 虫卵迅速死亡 孵化后的幼虫必须很快找到锥实螺 否则该吸虫的生命循环即行终止 三 高温对动物健康的影响 5 高温可降低动物抵抗力 诱发疾病高温应激对非特异性免疫和特异性免疫均有影响 高温应激可降低血液中的IgG水平及外源抗原的抗体滴度 增加异嗜性白细胞和淋巴细胞的比率 三 高温对动物健康的影响 乳牛临床乳房炎在高温季节发病率明显升高 热应激不但影响初生仔畜初乳的摄入 而且加速 肠道封闭 gutclosure 妨碍幼畜对初乳球蛋白的吸收 从而影响被动免疫 提高了初生仔畜的发病率和死亡率 三 高温对动物健康的影响 6 高温可降低饲料品质 使动物产生疾病高温可以通过对饲料成份和饲料中有毒物质 有毒真菌和细菌的影响引起疾病 如高温多雨 因土壤淋洗 使饲料饲草钙 镁含量降低 干旱高温使饲料磷含量降低 这些都容易导致动物营养物质摄入不足 发生钙 磷 镁缺乏病 夏季多雨时饲草镁的含量常常降低 使牛 羊发生青草搐搦症 三 高温对动物健康的影响 高温高湿使饲料霉败 动物误食霉变饲料可使动物发生黄曲霉毒素中毒 高温高湿可使干草或青贮料发霉变质 妊娠母畜采食发霉饲料会发生真菌性流产 高温多雨还可加速青饲料中硝酸盐转化为亚硝酸盐 使动物发生亚硝酸盐中毒 二 低温对动物的影响 一 低温对动物生理机能的影响1 消化系统冷环境有助于动物消化系统的发育 寒冷环境中动物的肝 胃和肠的绝对重量比炎热时大 动物在适应冷环境后 消化酶及氨基酸转运速度 肠细胞寿命都比温暖环境动物高 食物温度低 刺激胃肠蠕动 饲料在消化系统停留时间缩短 动物对饲料的消化利用率降低 2 呼吸系统低温环境对家畜上呼吸道粘膜具有刺激作用 长期的冷刺激 可使动物呼吸道产生炎症 如 气管炎 支气管炎和肺炎等都与冷刺激有关 二 低温对动物的影响 3 循环系统在低温环境中 动物的心率下降 脉搏减弱 持续的低温 使家畜的代谢产热达到最高限度后 引起体温持续下降 血压下降 脉搏减弱 在低温环境中 流向畜体表面及四肢的血液减少 一方面降低了体表温度 减少了散热 另一方面畜体末端部位组织因供血不足会被冻伤和冻死 二 低温对动物的影响 4 泌尿系统在低温环境中 动物流经肾脏血流量增加 尿液稀薄 数量增多 二 低温对动物的影响 5 内分泌系统在低温环境中 动物肾上腺素和去甲肾上腺素分泌量增加 甲状腺活动增加 如甲状腺的重量 冬季大于夏季 甲状腺分泌的T 的效率低温环境大于高温环境 冷刺激还可使动物血液中胰岛素和胰高血糖素升高 二 低温对动物的影响 6 行为活动量增加 采食量增加饮水量减少保持体表干燥肢体蜷缩 被毛竖立互相拥挤 聚集喜伏干燥温暖地面栖息于温度较高的小气候之处冬眠 二 低温对动物的影响 二 低温对动物生产性能的影响1 采食量与饲料消化利用率在低温环境中 动物采食量增加 但由于胃肠蠕动加快 食物在胃肠停留时间缩短 消化率降低 动物营养物质的摄取量增加 体增热及转化为热能的饲料能增加 饲料报酬降低 二 低温对动物的影响 2 生长发育在饲料供应充足的情况下 适当低温 对动物生长发育速率没有不良影响 但饲料利用率下降 饲养成本提高 严重的低温 可导致动物的日增重减小 饲料消耗量增加 二 低温对动物的影响 3 产奶量低温也会影响产乳量 一般认为温度低于6 产乳量即会下降 同时低温可使乳脂率 总氮 总干物质和非脂固形物升高 低温降低产奶量的主要原因是催乳素分泌量下降 流经乳腺的血量下降 二 低温对动物的影响 4 产蛋性能环境温度降低 蛋重增加 蛋壳变厚 环境温度不低于10 时 对蛋鸡产蛋率无不良影响 但环境温度过低 则会使蛋鸡产蛋率下降 甚至导致蛋鸡停产 二 低温对动物的影响 5 繁殖力在饲养条件比较好的情况下 低温对繁殖力影响较小 强烈的冷应激也会导致繁殖力的降低 温度过低可抑制公鸡睾丸的生长 延长成年公鸡精子的产生的时间 在低温中培育的小母禽 性成熟期比在适温或高温中培育的小母鸡性成熟期延迟 二 低温对动物的影响 6 畜产品品质在低温环境中 动物胴体瘦肉率较高 脂肪含量减少 因为在低温环境中 动物的活动量大 用于产热的饲料能多 养分作为沉积脂肪的比例减小 但是 低温条件下的这种高瘦肉率是以多消耗饲料为代价的 二 低温对动物的影响 7 死亡率低温环境对雏鸡 仔猪 犊牛 羔羊等动物死亡率具有明显影响 幼畜因热调节机能不健全 低温可导致幼畜体温下降而使动物死亡率增加 若食物供应不充分 15 的环境温度就可导致雏鸡死亡 在饲料供应充足的情况下 低温对成年动物死亡率无明显影响 但在饲料缺乏条件下 低温可导致动物大量死亡 二 低温对动物的影响 三 低温对动物健康的影响1 低温直接导致动物发病低温可造成动物身体局部冻伤 跛行 羔羊肠痉挛 各种家畜感冒等 如果饲料供应充足 动物有自由活动的机会 成年动物产生的热量就足以抵御低温对机体热平衡的不良影响 因此 在一般情况下 低温对成年动物体热平衡的影响较小 二 低温对动物的影响 当低温时间过长 温度过低 超过动物代偿产热的最高限度 可引起体温持续下降 代谢率亦伴随下降 低温可导致呼吸器官渗出性出血和微血管出血 呼吸道粘膜受到破坏 抗体形成和白细胞的吞噬作用减弱 全身机能陷于衰竭状态 最后中枢神经麻痹而冻死 二 低温对动物的影响 初生仔畜来热调节机能尚未发育完全 低温容易导致幼畜冻伤或冻死 在低温环境中 冷空气破坏呼吸道防御机能 易使细菌侵入 导致气管炎和肺炎的发生 环境温度低 动物因采食过冷的食物 易诱发肠炎 胃炎 臌气 下痢等消化道疾病的发生 二 低温对动物的影响 2 低温可通过影响病原微生物 媒介虫和寄生虫而影响动物健康腐败梭菌引起的羊快疫多发生在寒冷的秋季 冬季和早春 当羊受到风寒感冒或采食带霜冻的草料时 机体抵抗力减弱 平时存在于羊消化道的腐败梭菌大量繁殖 产生外毒素 引起动物中毒 二 低温对动物的影响 二 低温对动物的影响 猪传染性胃肠炎和流行性感冒多发于晚秋 冬季和早春 呈地方性流行 这可能与天气寒冷 病毒易于存活和扩散有关 低温不利于蚊 蝇 虻 蠓 蜱等媒介虫的存活 因此 冬季虫媒疾病发病率大大降低 寄生虫虫卵 幼虫及中间宿主大部分不耐低温 侵袭力减弱 寄生虫发病率减少但有少数虫卵能耐低温 如牛 羊丝状网尾线虫的卵 在4 5 时 可以发育 幼虫在低温环境下可生活23周 第三期感染性幼虫的抗寒力更强 二 低温对动物的影响 3 低温改变机体对传染性疾病的抵抗力 使冬季疾病的发生和流行具有季节性冷应激会提高猪对外毒性大肠杆菌和传染性胃肠炎病毒的敏感性 冷应激还使小鸡对沙门氏菌和犊牛对呼吸道传染病的抗病力下降 但冷应激却可提高鸡对多杀性巴氏杆菌和新城疫病毒的抵抗力 二 低温对动物的影响 二 低温对动物的影响 冷应激降低幼畜血清中初乳免疫球蛋白水平是幼畜被动免疫力降低的主要原因 冷应激使初生幼畜相互拥挤和寻找温暖场所 这种热调节行为可减少初乳的摄入 降低幼畜免疫力 最后导致发生疾病甚至死亡 4 低温通过影响饲料品质来使动物发病低温可使块根 块茎 青贮等多汁饲料冰冻 家畜采食冰冻饲料 或饮用温度过低的水 易引起胃肠炎 臌气 下痢等疾病发生 严重者可使孕畜流产 二 低温对动物的影响 第三节空气湿度 一 空气湿度的概念空气在任何状态下都会有一定的水分 来自水面 植物和一些潮湿土壤等的蒸发 表示空气中含有水汽多少的物理量称空气湿度 湿度的表示方法 通常有以下指标 1 水汽压 空气中实有水汽所产生的压力 用帕 斯卡 表示 一定温度下空气能容纳的最大水汽量 亦称最大水汽张力 饱和湿度与空气温度有关 温度越高 饱和湿度越大 即能容纳的水汽量越多 饱和湿度也以水汽压和水汽质量表示 概念 2 绝对湿度单位体积空气中所含水汽的质量 单位为克 立方米 绝对湿度直接表示空气中水汽的绝对含量 即指空气中实行含有的水汽量 概念 3 相对湿度 空气中实际含有水汽量与空气中可容纳的最大水汽含量之比 它表示空气潮湿的程度 以百分率表示 是表示空气湿度最常用的指标 相对湿度 绝对湿度 饱和湿度 100 说明水汽在空气中的饱和程度 是一个常用的指标 概念 4 饱和差 在一定温度下饱和湿度 饱和水汽压 和绝对湿度 实际水汽压 之差 饱和差愈大 表示空气愈干燥 饱和差与温度有关 因饱和湿度随温度而变 空气中实有水汽量不变时 温度越高 饱和差越大 饱和差 饱和湿度 绝对湿度 概念 5 露点 空气中实有水汽量不变 压力不变 当气温下降到使水汽达到饱和状态时 该温度称为露点 水汽含量越高 露点越高 概念 空气湿度也有日变化和年变化的现象 绝对湿度因气温影响地面的蒸发 基本上受气温的支配 所以在一日和一年中 温度最高的时候 绝对湿度最高 而相对湿度则与气温的日变化和年变化相反 在一天中温度最低的时候 相对湿度最高 在清晨日出前往往达到饱和而凝结为露 霜和雾 在我国相对湿度的年变化又受季风的影响 最高值出现于降水最多的夏季 最低值在冬季 概念 二 畜舍中的气湿 来源 在畜舍中由于家畜皮肤和呼吸道 以及潮湿地面 粪尿 污湿垫料等蒸发 故在大多数情况下 舍内空气的绝对温度总是大于舍外 二 畜舍中的气湿 在冬季 尤其是较寒冷的北方 畜舍封闭和通风不良 舍内水汽有75 左右来自畜体的蒸发 显著大于舍外 在门窗洞开 通风良好的夏季 舍内外湿度相差不大 防潮 1 选好场址 牧场场地应选在高燥 排水良好的地区 2 为防止土壤中水分沿墙上升 在墙身和墙脚交界处敷设防潮层 地面下也辅防潮层 3 保温 使舍内气温经常保持在露点温度以上 防止水汽凝结 4 畜舍内粪尿和污水应及时清除 经常更换污湿垫料 5 保持正常的通风换气 一 气湿对蒸发散热的影响 在适宜温度条件下 气湿对热调节影响不大 当温度升高 接近30摄氏度 家畜主要依靠蒸发散热 而蒸发散热受空气湿度的影响 空气水汽量大 畜体蒸发面水汽压与空气水汽压之差减小 这样使蒸发散热量减少 因此在高温高湿的环境中 畜体的散热更为困难 也就是说 高湿加剧了高温对畜体的影响 二 气湿对非蒸发散热的影响 在低温时 家畜以非蒸发散热为主 散热方式以传导 辐射 对流三种方式 低温时 家畜应减少非蒸发散热量以维持体温 在低温时 湿度大对家畜极为不利 1 潮湿空气的导热性和容热量都比干燥空气大 又善于吸收畜体的长波辐射热 所以在低温的情况下 使畜体的热量很易散失 2 在高湿时 家畜的被毛和皮肤能吸收空气中的水分 使其导热系数加大 降低体表的热阻作用 使体内的热量易散失 从以上二方面讲 高湿可加大非蒸发散热 从而不利于低温时的热调节 三 高湿对热平衡的为害程度 高湿主要在高温时为害严重 因为在一般的低温或者适温下 蒸发散热量很小 并可赖产热维持体温 湿度对畜体的影响不显著 高温高湿对有汗腺和无汗腺的家畜 为害程度不同 由于高湿影响有汗腺动物的蒸发散热 故温 湿度二者的作用 以湿度为大 例如可以下式表示温度和湿度对牛的重要性 干球温度 0 35 湿球温度 0 65 三 气湿对家畜生产力的影响 1 生殖在高温环境中 增加空气相对湿度 不利于动物生殖活动 在适宜温度和低温环境中 相对湿度对动物的生殖活动影响很小 当7 8月份平均气温超过35