第一章温热环境1

第一章温热环境 学习要求 1 了解温热因素的概念及对动物的影响 2 掌握临界温度的概念和影响因素 3 掌握动物的热调节方式和高温影响家畜生殖的机制 4 了解气温与家畜疾病的关系 第一节温热环境和畜体的热调节 一 温热环境 二 体温 皮温和平均体温 三 机体的产热和散热 四 畜体热平衡的调节 五 温热环境与畜体热调节 一 温热环境1 概念是指炎热 寒冷或温暖 凉爽的空气环境 由气温 气湿 气压 气流 太阳幅射和降水等外界环境因素组成 是影响家畜生理机能 健康状况和生产水平的重要环境因子 第一节温热环境和畜体的热调节 2研究目的 1 为创造和控制合乎各家畜生物学特性的小气候环境提供依据 2 制定合理的家畜饲养管理措施 3 是发展当地畜牧业和引进新品种的理论基础 4 可根据气候条件培育新品种 5 充分利用丰富的饲料资源 3气候因素的基本概念气象 指对流层所发生的冷 热 干 湿 风 云 雨 雪 霜 雷 电等物理状态和物理现象 气象因素 决定上述物理状态和物理现象的因素称之气象因素 如气温 气湿 气压 气流 云量和降水等 天气 气象因素在一定时间和空间内变化的结果所决定的大气物理状况如阴 晴 风 雨等称为天气 气候 指某地多年所特有的天气情况 小气候 在局部地区 由于地形方位 土壤条件和植被不同 使该地区具有独特的气候状况 称为小气候 4 温热环境对家畜的影响 1 温热环境对畜禽的影响主要是通过对热平衡与热调节的作用而产生的 恒温动物的体热平衡的维系是其生命及生产活动的前提 家畜是恒温动物 畜体内代谢产热必须及时带出体外 才能维持体温恒定 畜体代谢产热通过组织传导和血液循环的对流作用带到皮肤和呼吸道表面 然后通过 辐射 传导 对流 蒸发这四种方式散失 其中气温对热散失起决定作用 决定环境温热程度的主要因素是气温 气温的主要来源是太阳辐射 太阳辐射的光热也直接对家畜发生作用 家畜为维持体温 调动一切生理机能 代谢率 心 肺活动 饮水等 降低生产能力 生长 肥育 产乳 产蛋 4 温热环境对家畜的影响 2 温热环境还可以通过其它条件间接地影响家畜健康和生产力 土壤 植被 饲料 饲草 寄生虫 其它疾病 3 温热环境对家畜健康和生产力的影响因品种 种类 个体 性别 被毛 状态 对气候的适应性和不良气象因素的严酷程度及持续时间而不同 二体温和热调节 恒温动物的体温之所以能维持恒定 是由于具有完善的热调节能力 使产热和散热达到平衡 动物机体一方面从外界环境中摄取食物 从中吸收大量的化学能 供机体生命和生产活动所需 另一方面又需把生命和生产活动中产生的热量向外界散发 动物机体与外界环境间的能量交换受到外界气候环境的影响 这一影响的直接作用是热平衡的失衡 机体可通过其体内的热调节机制 产热和散热的改变 达到新的平衡 否则便会导致违和疾病 甚至死亡 一 体温 皮温和平均体温 1体温严格是指身体内部或深部的温度 是衡量恒温动物热平衡的唯一可靠标准 常采用直肠温度来衡量体温 2皮温皮肤表面的温度 受体温和外界气候条件的双重影响 3平均体温平均体温 0 7直肠温度 0 3平均皮温 二 机体的产热和散热1 体温的来源 产热指动物体内糖 蛋白质 脂类等在酶作用下氧化供能 其中很大一部分能量转变为热量 动物几乎所有组织器官都参与产热 肌肉产热占1 3 消化道产热占25 肝脏产热占10 15 心脏 肾脏 神经系统 皮肤都参与产热过程 1 基础代谢产热指家畜在饥饿 休息 温度适宜 消化道没有养分吸收情况下的产热 基础代谢产热是动物的最低产热量 比动物睡眠时还低10 一般动物的基础代谢均与其体表面积成正比例 而体表面积较难测定 常采用体重估计的方法 基础代谢产热 293W0 75 KJ d 公式中W为体重 kg 系数293为每kg代谢体重的平均产热量 kJ d 家畜基础代谢产热因性别 年龄 个体大小 营养状况 神经 内分泌和生产力等的不同而不同 动物个体越小 单位体重产热量越多 例 鸡基础代谢产热高 体温高 2 体增热因动物采食而增加的产热量称为体增热 Heatincrement 或称饲料的特种动力作用 Specificdynamicaction SDA 体增热的主要来源 饲料的消化吸收 采食等 反刍动物采食精料的体增热占饲料总能的15 20 占代谢能的25 40 粗料分别为20 和40 80 3 肌肉活动产热据估计 动物安静休息时 骨骼肌所产生的热量占全身总热量的20 乳牛站立比躺卧时气体气体代谢强度提高30 役畜工作耗能仅20 转变为机械能 80 转变为热能 马以30km h 负重100kg奔走10min 产热量约为安静时的102倍 役畜负重100kg 产热量最大是马 其次中骡 驴 最小是骆驼 4 生产过程产热动物的生长 发育 繁殖和产乳 肉 蛋 毛等畜产品 都会在维持需要的基础上增加产热量 妊娠100天的母牛 子宫内容物沉积0 168MJ d 增加产热2 4MJ d 妊娠280天 子宫内容物沉积3 94MJ d 增加产热14 86MJ d 每天产1kg牛奶需消化能14 53Kcal d 10天产7枚蛋需代谢能314kcal 畜禽摄食饲料中59 6 用于维持生命 40 4 用于生产 在用于生产的部分中 产热损失15 7 实际用于生产产品的只有24 7 因此 必须提高有效利用率 5 自外界获取热量 受温热环境因素的影响 一般家畜向外散发热量 但在日晒或外界温度高于体表温度时 或者有采暖设备时 家畜也可以从这些外部得到热量 另外加热了的饲料和饮水也是外源热 2 体温的去路 散热各种生命活动产生的余热 surplusheat 向体外散发 否则 热量在体内蓄积 造成体温上升 散热主要途径 皮肤 呼吸器官 加热进入体内的空气 水和饲料 以及排泄粪尿等 其中以前两种途径最为重要 动物散热方式 1 辐射散热 RadiationHeatLoss 外界温度低于畜体皮肤温度时 畜体皮肤以长波辐射方式散热的过程 一切物体只要在绝对温度0 K 273 以上都具有向外辐射热的能力 在理论上能全部吸收投射来的辐射能的物体称为黑体 其发射率和吸收率均为1 其它物体的发射率都小于1 表1 1各种表面对红外线的发射率 辐射散热的公式 HR As 1Ta4 2Ts4 HR为净辐射散热量 KJ h As为体表面积 m2 1 2分别为动物体表和环境发射率Ta Ts分别为动物体表和环境的绝对温度 为斯蒂芬 波尔兹曼常数2 04 10 4KJ h m2 k 4颜色越深 表面越粗糙 畜体辐射热就越多 例 2 传导散热 conductionheatloss 指畜体将热量传递给与其直接接触的低温物体的过程 皮肤和呼吸道是传导散热的主要途径 Hcd As K Ts Tm 式中 Hcd为传导散热量 KJ h As为动物体表与地面接触的有效面积 m2 Ts Tm分别为动物体表与地面温度 传导散热的多少 一方面受外界温度的影响 另一方面受接触物体导热性的影响 如家畜躺卧在水泥地板上 其传导散热量要比躺在干地面上大 在炎热的夏季 水牛和猪喜欢水浴 因水的导热性大约是空气的25倍 3 对流散热当气温低于畜体温时 通过空气流动带走体表热量的过程称对流散热 分自然对流 强制对流 估计对流散热的公式 Hcv As h Ts Ta 式中 Hcv为对流散热量 KJ h As为动物可供对流的体表面积 m2 h为对流系数 KJ h m2 Ts Ta分别为皮肤温和气温 4 蒸发散热 Evaporationheatloss 通过皮肤和呼吸道表面水分蒸发的散热过程称为蒸发散热 每克水分蒸发消耗2 43KJ热量 皮肤蒸发有两种方式 渗透蒸发 体表组织的水分通过上皮向外渗透 由皮肤表面蒸发 因渗透蒸发不见水滴常称为 隐汗蒸发 显汗蒸发 经汗腺分泌汗液 汗液在皮肤表面蒸发时带走大量的热 呼吸道蒸发主要是动物呼吸时 经呼吸道加热 使吸入的空气温度升高 容纳更多的水汽而后被呼出 从而带走热量 呼吸道的蒸发散热主要是在上呼吸道 而不是肺部 估计蒸发散热量的公式为 He K Ae Vn Ps Pa 式中 He为蒸发散热量 KJ h K为蒸发系数 Ae为有效蒸发面积 V为气流速度 n为风速指数 Ps Pa为家畜体表面水汽压和空气水汽压 汗腺不发达或缺乏汗腺的动物 如猪 鸡 狗等 蒸发散热主要依赖于渗透蒸发和呼吸道蒸发 高温时 动物会出现热性喘息 呼吸深度变浅 频率加快 马 驴汗腺较发达 依赖出汗蒸发 牛 羊 通过出汗和喘气来散热 饲料体内贮存 基础代谢产热体增热肌肉活动产热生产活动产热 太阳辐射热环境热 辐射传导对流蒸发 总热 受下列 因素影响 环境因素 气温 气湿气流 太阳辐射等 生理因素 体表面积 被毛性状 血液循环速率等行为因素 三 热环境与散热的关系1 辐射 对流 传导三种散热方式 其散热量只与有效散热面积及体表与环境温差成正比 统称为非蒸发散热或称 可感散热 或 显热发散 能使环境温度升高 2 蒸发散热与环境温度无关 只与体表与环境水汽压有关 低温时 皮肤血管收缩 呼吸量减少 蒸发散热减少 高温时 蒸发散热量增加 3 非蒸发散热与温度的关系 低温时 畜体表面温度高于外界温度 非蒸发散热量增加 以非蒸发散热为主 高温时 畜体体表温度同环境温差减小 非蒸发散热减少 同时 高温时皮肤血管舒张 血液流量加大 皮肤表面所排出的水汽分子增多 皮肤表面水汽压大于环境水汽压 水汽分子逸散而带走热量 因此 高温时以蒸发散热为主 4 蒸发散热 evaporationheatloss 只能使舍内湿度增加 周围物体不感到热 称之为非可感热 insensibleheatloss 约占总散热量的30 随气温升高 非蒸发散热量在总散热量中的比例下降 体重30 200公斤猪在不同气温中散热量分解 四 生产管理中注意事项1热性喘息在炎热天气中畜禽所表现的行为 特征 上呼吸道所进行的呼吸 频率快 短促 这样方式下气体交换少 防止氧化加强 防止呼出二氧化碳过多 可造成机体碱中毒 鸡有九个气囊 容积达肺的5 7倍 只靠呼吸道蒸发散热 例如 牛呼吸率可达200次 min 猪 绵羊300 400次 min 鸡250次 min 兔最高可达700次 min 2畜禽蒸发散热的行为表现 1 伸展 2 皮肤血流加强 多饮水 3 热性喘息 4 猪打泥滚 鸡泼水 3饲养管理措施 1 升降温度 2 加强通风 3 冬季控制通风量 杜绝贼风 动物机体热流动图 引自Curtis 1983 三 畜体热平衡的调节 家畜为维持其体温恒定 主要通过两种热平衡调节进行控制 一种是 散热调节 也叫 物理调节 另一种是 产热调节 也叫 化学调节 1 散热调节 家畜在冷热环境中通过皮肤血管的收缩 增加或减少皮肤的血液流量 通过增加或减弱呼吸作用来进行调节 或者寻找适宜的环境或改变姿势来增加或减少散热量 如 小鸡扎堆 三 畜体热平衡的调节 2 化学调节在散热调节不能维持体温的恒定时 对体内营养物质的氧化进行调节 以减少或增加热的产生 通过激素的作用实现 主要包括肾上腺激素 甲状腺激素和缓激肽 当物理调节和化学调节都不能维持热平衡时 则热平衡破坏 引起生理失常 威胁健康和生命 3 热平衡的调节机制 动物热平衡的调节主要依赖于神经系统的控制 外周感受器 冷感器 热感器 中枢感受器 下丘脑 通过下丘脑支配体温调节 两种说法 下丘脑的前侧 后侧 分别是散热中枢和产热中枢 下丘脑的前侧不是散热中枢 是中枢温度感受器 后侧 对温热信息进行综合处理的部位 目前倾向于第二种说法 第二节太阳辐射 一太阳辐射的概念1 太阳辐射是地球表面热能的主要来源 2 大气中所发生的各种物理过程都是直接或间接的由太阳辐射引起 是引起各种天气现象的主要原因 一概述太阳不停息地以电磁波的形式向宇宙空间放射的巨大能量 即太阳幅射 其能量每秒钟大约为33 5 1025W 相当于1 16 108亿吨煤完全燃烧所释放的能量 中国1997年生产11亿吨煤 只相当于太阳每秒钟辐射能的1 107 但能够到达地球的只占1 22亿 第二节太阳辐射 2作用是自然界气温的来源 是引起复杂的天气变化和形成气候的重要因子 到达地球的太阳幅射 通过大气层时 由于大气中的雾 水汽 灰尘 云等的反射 吸收 到达地面的只占43 并转变为热能 通过幅射 传导 对流等方式传热给空气 成为气温的主要来源 一概述 一概述 太阳辐射到达地面的辐射能一部分大地吸收一部分反射回大气一部分变成热能大地的反射率与地表的物理状态有关 如 雪80 90 黑土7 太阳辐射主要是以光和热的形式对家畜进行作用的 太阳幅射是一种电磁波 其光谱组成按人类的视觉可分为紫外线 4 400nm 可见光 400 760nm 和红外线 760 300000nm 如图所示 射线X射线紫外线可见光红外线无线电波 4400760300000 3分类 一概述 太阳光中的可见光分为红 760 622nm 橙 622 597nm 黄 597 577nm 青 492 480nm 蓝 480 455nm 紫 455 400nm 等七色光 太阳幅射除影响家畜体热调节外 对家畜的健康和生产力也有很大的影响 到达地面的太阳辐射强度 除受大气情况的影响外 还与太阳高度角有关 太阳高度角指太阳光线与地面水平面之间的夹角 太阳高度角大 太阳辐射到达地面所经过的大气层 称大气路径 比较薄 被反射 散射和被云雾 水汽等吸收的部分较少 因而地面得到的辐射量就比较多 相反 太阳高度角小时 地面得到的太阳辐射量就少 4太阳高度角 二太阳辐射与畜体热调节 1 畜体接受太阳辐射热量的估测太阳辐射从三个方面作用于机体 直接辐射其中直接辐射为主 约占总量的2 3 间接辐射太阳辐射散布于天空后对机体的作用 反射 周围物体 地面等 二太阳辐射与畜体热调节 2 影响家畜体接受太阳辐射的因素 畜体接受太阳辐射的表面积 太阳的高度 辐射角 家畜的姿势 卧 立 躺等 天气 阴 晴 太阳的辐射量 动物的被毛 有保温作用和隔热作用 可以减轻辐射对机体的影响 例 气温36 42 时 被毛厚度4cm的绵羊暴露于烈日下 毛尖温度可达85 而皮肤温度只有42 体温为40 0 40 1 被毛隔热性能取决于被毛的颜色 光泽 厚度 密度以及平整度 3 家畜被毛的隔热作用 不同颜色被毛吸收率与吸收辐射量 3 家畜被毛的隔热作用 动物的被毛具有隔热和保护作用 是在长期进行中适应环境的产物 厚的被毛比颜色和光泽对防止太阳辐射更有作用 辐射热作用于被毛表面 一部分被反射 一部分被吸收 被吸收的热在毛层到达皮肤以前 大部分消散 再辐射 对流 一部分到达皮肤的热 在维持体温恒定的前提下 由蒸发散热 以汽化热形式散热 三 太阳辐射与畜体热平衡在太阳幅射下 畜体获得热量 并减少畜体自身的幅射热量受品种 被毛颜色 光泽的影响 猪对太阳辐射最敏感 8月份炎热夏天 气温33 7 白猪 黑猪暴晒1h 白猪皮肤升到39 8 黑猪皮温升至41 1 白猪大部分受紫外线伤害 黑猪皮肤受损少 四 太阳辐射对家畜的影响 强烈的太阳辐射影响家畜的热调节 破坏热平衡 对家畜的生产力有不良的影响 牛 羊降低饲料利用率 日增重下降 严重时发病或死亡 太阳辐射对被毛稀疏的家畜 损害较大 有时造成灼伤或调节失常 轻者影响生产力 重者致病或死亡 中暑 热射病 以猪和剪毛后的绵羊发生较多 所以生产中 猪 凉棚荫蔽 羊 早 晚放牧 一 气温的概念及特点 一 概念气温即空气的温度 是表示空气冷热程度和物理量 主要来源于太阳辐射 气温是温热环境中的首要气象因素 第三节气温 二 特点1周期性变化气温受地理纬度 季节 一天中不同时间等因素影响而呈规律性变化 如从南到北 纬度每向北移1 气温降低1 5 C 一年中 冬季温度低 夏季温度高等 一天中 日出前温度最低 午后2 00温度最高 每日最高与最低气温之差 称气温日较差 dailytemperaturerange 一年内 一月份平均气温最低 七月份平均气温最高 把最高月平均气温与最低月平均气温之差 称为气温年较差 annualtemperaturerange 2非周期性变化大规模空气水平运动的结果 寒潮3温度的表示方法一般所指的气温为 1 日平均气温 每天2 8 14 20时百叶箱温度的平均值 2 瞬时温度 Instaneoustemperature 某时刻的气温 二 畜舍中的气温 一 畜舍内的热平衡1畜舍内热的来源辐射 传导 对流和蒸发等 例1 100头体重500kg 日平均产奶20kg的产乳母牛 每小时散发的可感热为31547MJ 小时 可使754升水从0 C升高到100 C 例2 一幢20万产蛋鸡舍 每小时产热量61923MJ 可使1480升水从0 C升高到100 C 2 畜舍内热的散失受季节 通风换气 舍内外气温高低影响 在畜舍内各部位热量散发情况不同 不加热封闭式畜舍如下所示 此外还同建筑物的建筑材料性能及结构有关 屋顶43 地面7 通风34 门窗5 墙壁 外墙 11 外围护结构 畜禽舍的屋顶和外墙将舍内外环境隔开 称为外围护结构 ex surroundstructure 二 畜禽舍内温度变化情况1昼夜温度不同白天高 夜间低 主要受生产活动的影响 2舍内垂直方向温度不同通常畜禽舍内保温情况较好的 上部温度较高 下部温度较低 上下相差大约1 C m 如果畜禽舍保温性能 屋顶 外墙 不好 上部温度稍低 下部稍高 相差3 5 C m 3地面水平方向也有差异总传热系数 当舍内外温差为1 C时 每小时通过1m2面积的畜禽舍外围护结构传导的热量 J m2 C 该系数越大 说明该结构的导热能力较强 同时也说明其保温隔热能力较差 靠近外墙0 2m地方 传热系数为0 4648W m2 C 2 4m地方 0 2324W m2 C 4 6m地方 0 1162W m2 C 中心区域 0 07W m2 C一般畜禽舍跨度 span 越大 单位面积失热越少 标准化鸡舍要求跨度12m 三 等热区 一 概念1等热区恒温动物仅仅依靠物理调节就能维持体热平衡的环境温度范围 叫等热区 如图 在等热区范围内 畜禽产热最低并保持恒定 体温正常 饲料转化效率最高 2舒适区 指在等热区的某一温度范围内 家畜代谢产热正好等于散热 不需要进行物理调节即可维持体温正常 称此温度范围为舒适区 超出舒适区 无论气温升高还是降低 都会使家畜产生应激 须经热调节才能维持体温恒定 3临界温度 1 下限临界温度气温下降 畜体散热增加 必须提高代谢率以增加产热量 这个开始提高代谢率的温度称为 下限临界温度 或 临界温度 2 上限临界温度气温升高 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 代谢率也提高 这个因高温引起代谢率升高的外界温度称为 上限临界温度 或 过高温度 环境温度和畜禽体热调节的关系 冷应激 热应激 环境温度 D C B A A B C D 存活区 体温恒定区 深部体温 等热区 舒适区 产热量 体温过低区 体温过高区 热死 冷死 二 影响等热区的因素及其意义临界温度的估算公式 CT Tc 1 C HP eHL 式中 CT为临界温度 Tc为体温 常用直肠温度表示 C为导热率 即温差1 C 每平方米面积每小时能传导的热量 1 C为热阻 1 C It Ie It为组织热阻 Ie为被毛热阻 HP为产热量 eHL为蒸发散热量 1动物种类体型大的耐低温 不耐高温 其等热区较宽 临界温度较低 如完全饥饿状态下的临界温度 兔为27 28 C 鸡为28 C 猪为21 C 牛为18 C 2年龄和体重临界温度随年龄和体重的增大而下降 主要受被毛热阻和组织热阻的影响 如猪体重1 2kg 临界温度为29 C 6 8kg为25 C 20kg为21 C 60kg和100kg则分别为20 C和18 C 3皮毛状态被毛致密或皮下脂肪较厚的动物 等热区较宽 临界温度较低 如被毛长1 2mm的刚剪毛绵羊临界温度为32 C 被毛18mm为20 C 120mm为 4 C 4饲养水平饲养水平高 体增热多 临界温度就低 如牛维持饲养时临界温度为7 C 饥饿时为18 C 摄食高营养水平日粮的羊为25 5 C 吃维持日粮的为32 C 5生产力水平生产过程中代谢率提高 产热量增加 临界温度较低 如日泌乳9 5kg的乳牛 临界温度为 6 C 日产乳10kg为 18 C 6对气候的适应性寒冷地区动物的临界温度较低 炎热地区则反之 7管理制度如4 5只体重1 2kg小猪 同放在一起测定 临界温度为25 30 C 单只测定则为35 35 C 8其他气象因素与太阳辐射 气湿 气流等条件有关 如风速从0 22m s增大到4 47m s 绵羊临界温度从22 C升高到27 C 乳牛无风环境临界温度为 7 C 风速3 58m s时则上升到9 C 各种家畜的临界温度 三 不同家畜的临界温度 各种家畜的临界温度 四 不同家畜生产中适宜的温度范围 生产中适宜的温度范围 生产中适宜的温度范围 四 气温与家畜体热调节 1 高温时的热调节高温时家畜为维持体温的恒定 力图减少产热量 增加散热量 1 加速外周血液循环 提高散热量缓激肽的产生促使血管扩张 血流量增加 带动更多的热量到体表 皮温增加 提高了可感散热量 血流中水分还可进入组织和汗腺中 提高皮肤及呼吸道的蒸发散热量 2 提高蒸发散热量在一般气候条件下 畜体的蒸发散热量约占总散热量的25 家禽约占17 但随外界环境温度的升高 皮温与气温之差减少 可感散热作用减弱 而蒸发散热作用逐渐增强 在高温环境中畜体主要靠蒸发散热 不同动物的蒸发散热量不同 低温时 蒸发散热量较小 差异不大 高温时 蒸发散热急剧上升 差异增大 0 10 100 1000 水分散失 g m2 h 猪 绵羊 牛 人 猪 绵羊 牛 人 低于20 高于30 环境温度 鸡在高温时的蒸发散热主要以喘息来实现 主要是因为鸡无汗腺 其体表的羽毛层严重阻碍着皮肤向外散发热量 不同温度下白来航鸡的呼吸道和皮肤蒸发散热情况 3 减少产热量行为调节 哺乳动物和禽类的行为及体温调节 高温环境 低温环境 减少采食量肢体伸张群体散开 避免身体接触减少活动量大量饮水避免阳光直射寻找温度较低的小气候环境躲进洞内 增加采食量身体蜷缩羽毛直立互相拥挤增加活动量作窝寻找温度较高的小气候环境 甲状腺激素分泌减少 导致产热减少 体液调节 环境温度对血浆T3 T4水平的影响 不同温度下鸡的产热量 2 低温时的热调节 1 减少散热量生理上的表现 皮肤血管收缩 血流量减少 皮温下降 皮温与气温之差减少 汗腺停止活动 呼吸变深 频率下降 可感散热和蒸发散热量都显著减少 行为上的表现 肢体蜷缩 群集 竖毛肌收缩 被毛逆立等 2 增加产热量生理上的表现 环境温度下降到临界温度以下时 开始加强体内营养物质的氧化 增加产热量 肾上腺素 去甲肾上腺素 和肾上腺皮质激素分泌加强 糖原和脂肪组织分解加强 行为上的表现 肌肉紧张度提高 颤抖 活动量和采食量加大 如 环境温度自27 降到13 东北民猪早期断奶仔猪产热量自30 8kJ kgW0 75h上升到38 7kJ kgW0 75h 产热量增加了25 环境温度自10 降到 12 8 时 欧洲牛的产热量增加15 20 印度瘤牛增加50 营养水平中等的刚剪毛绵羊 气温自33 降到8 时 产热量增加1倍 而毛长10 20cm的绵羊 在气温11 33 的产热量相当恒定 8周龄的鸡 气温自32 降到1 7 氧消耗量增加1倍 1岁的鸡 气温自18 3 下降到 12 2 氧的消耗量增加50 3 热平衡的破坏 1 高温温度升高热应激热量体内蓄积 超过临界上限温度 体温上升 范特荷普规律支配 分解代谢加强 产生中间代谢产物增多 毒性刺激 中枢神经 机体极度虚弱 中枢神经紊乱 消化酶分泌紊乱 体温继续升高 危及生命 各种家畜的正常直肠温度 哺乳家畜体温最高安全极限为43 44 鸡为45 破坏热平衡的临界温度以及家畜所能忍受的极端气温的限度 受家畜的种类 品种 个体 年龄 性别 生产力 营养水平以及被毛等因素影响 欧洲牛 21 1 23 3 时 开始影响体温 到26 7 体温显著上升 如短角牛在26 7 下的体温比10 时高1 1 瘤牛 在26 7 和10 时的体温相同 年龄小的和生产力高的牛 对高温的反应比成年牛和低产牛敏感 乳牛 在泌乳高峰期受热的影响较泌乳后期严重 猪 猪越大越不耐热 鸡 体温高 较不耐热 兔 对高温敏感 在气温高于21 1 时 兔呼吸加快 到26 7 29 4 体温迅速上升 气温自5 6 升高到36 1 体温则自39 4 升高到41 1 2 低温在低温环境中 如果饲料供应充足 家畜有自由活动的机会 低温对其热平衡的影响就很小 但当低温的时间过长 温度过低 超过家畜代偿产热的最高限度 可引起体温持续下降 代谢率也随之下降 家畜处于病理状态 各种动物对低温的耐受能力不同 一般鸟类比哺乳动物耐低温 动物能维持1h正常体温的最低气温分别为家兔 45 鸡 50 鹅 90 鸭 100 初生动物不耐寒 未哺乳的初生仔猪 在14 下经12小时 体温下降1 此后再经12小时 体温迅速下降到25 在40 高温中 最初2小时体温升高3 此后22小时升高1 雏鸡出壳后12小时 体温为39 在正常育雏温度下经3周 才能达到成年鸡体温 因此 初生动物要注意保温 五 气温对畜禽健康的影响 一 直接引发疾病1直接致病如高温致热射病 中暑 低温致冻伤 2疾病的诱因如气温大幅升降 是呼吸道疾病发生的主要原因 寒冷使幼畜大批发生肺炎 鼻炎 肾炎等 高温或低温还可诱发猪丹毒 羔羊痢疾 牛口蹄疫等 二 通过饲料间接影响可引起如瘤胃臌气 中毒 营养不良等 三 影响病原体和媒介虫类的存活的繁殖1寄生虫鹅矛形剑带涤虫病主要发生在5月 猪姜片吸虫病发生在7月 牛 羊肝片吸虫虫卵16 C开始孵化 25 30 C10 15天可孵化 2媒介虫主要是指蝇 蚊 虻等 可作为病原体的中间宿主 并通过其感染易感动物 如乙脑病毒在蚊体内 20 C以下迅速减少 25 30 C时迅速繁殖 而蚊生长发育的温度是非曲直0 35 C 3病原微生物如气温从28上升到37 C时 空气中鸡白痢沙门氏菌存活率下降 炭疽杆菌形成芽胞的适温是30 C 低于15 C或高于42 C 芽胞停止形成 低温有利于流感 牛痘和新城疫病毒的生活 夏季高温使口蹄疫病毒失去活性 四 影响家畜的抗病力如冷应激可提高猪对外毒性大肠杆菌和传染性胃肠炎病毒的敏感性 使小鸡对沙门氏菌和犊牛对呼吸道传染病的抵抗力下降 高温可引发牛乳房炎 但应注意气温过高或过低 并非造成对所有病源微生物的抵抗力均下降 五 影响幼畜的被动免疫冷 热应激均可使母畜初乳中免疫球蛋白水平下降 降低仔畜获得抗体的能力 可使仔畜减少初乳的摄入 加速 肠道封闭 防碍初乳中免疫球蛋白的吸收 六 气温对家畜生产力的影响 一 繁殖1高温降低公畜的精液品质和性欲睾丸的正常温度要低于体温2 3 高温使阴囊皮温和睾丸温度升高 生殖细胞变性 精子受损 精液品质恶化 高温影响后1 2周 开始见到精液品质下降 4 5周可达最严重程度 一般在高温影响后7 9周 才能使精液品质恢复到正常水平 公羊对高温最敏感 26 7 即可使精液品质下降 35 或更高温度 可使精液完全失去受精能力 气温在35 以上 美利奴公羊精液品质不良 失去受精力 公牛在日变温为27 8 40 下饲养7天 精液品质下降 饲养于18 22 的公猪置于33 下72h 经15 20天精液品质下降 持续5天 经55 60天才能恢复正常 2高温影响母畜的繁殖性能 1 高温可抑制母畜的发情表现为不发情或发情期短或发情表现微弱 不能产生成熟的卵子 也不排卵 如未经热适应的肉用母牛 在32 环境下即停止发情 38 下 即使已经热适应的肉用母牛也停止发情 温度升高 发情持续期亦缩短 2 高温可影响受精卵和胚胎存活率胚胎在附置前这个阶段 受高温刺激时死亡率很高 猪在配种8天内 牛在4 6天 羊在3天内为敏感期 一般8天后死亡率降低 但猪在11 20天对高温仍较为敏感 母畜在妊娠后期对高温也敏感 如猪在配种后102 110天受高温影响则产活仔较少 窝重较小 炎热程度与母羊繁殖反应 2 高温影响母畜繁殖性能的机制A体温升高的直接影响B母畜采食量减少 导致胎儿营养供应不足C高温使垂体前叶机能普遍下降 促性腺激素分泌减少 内分泌平衡失调 二 生长肥育1气温影响生长肥育的机制 1 高温由于散热困难 引起体温升高和采食量下降 生长肥育速率亦下降 2 低温家畜代谢率提高 采食量增加 饲料利用率下降 2猪 1 适温范围最适温为15 25 体重增加 适宜温度下降 如初生仔猪为32 37 此后逐渐下降 体重20kg左右为21 24 产仔和哺乳母猪则为10 16 2 计算临界温度的公式体重45 158kg的猪 其临界温度的计算公式为 T 0 06W 26T是增重速度最高时的气温 W为体重如体重100kg 增重速度最快的气温是20 体重每增加10kg增重速度最高时的气温下降0 6 3 对猪生长肥育的影响气温对肥育猪生产性能的影响 3鸡 1 适温范围鸡生长的最适温度随日龄的增加而下降 如1日龄为34 5 35 此后有规律下降 18日龄为18 0 32日龄为18 9 2 气温对饲料利用率的影响据研究 4 8周龄的肉仔鸡 在舍温24 饲料利用率最高 舍温每降低1 饲料利用率下降3 环境温度对肉鸡生产性能的影响 3 高温对食欲和增重的影响高温条件也会使饲料利用率降低 如舍温29 每增加1 饲料利用率下降2 在舍温32 以上 每增加1 饲料利用率下降3 另白来航鸡自2 32周龄饲养于21 1 29 4 35 在高温中增重率下降20 30 最后一周的采食量只有适温时的50 Wilson和Boone统计鸡的资料 认为鸡的采食量与温度的关系如下 20 25 C每上升1 C 采食量下降1 3g 25 30 C每上升1 C 采食量下降2 3g 30 35 C每上升1 C 采食量下降4g 4牛牛的生长 肥育的适宜温度受品种 年龄 体重等因素的影响 如欧洲牛生长的适宜温度为10 20 1 5岁青年黑白花牛在20 左右生长最快 21 以上增重速率下降 到32 体重开始减轻 我国内蒙的草食家畜在8 20 增膘速度最快 1 高温的影响短角牛在26 7 的生长速度要明显低于10 和自然条件下的生长速度 圣塔格特罗迪斯牛在26 7 的生长速度比在10 慢 但无显著差异 印度瘤牛在26 7 生长最快 2 低温的影响可降低饲料消化率 提高代谢率 增加产热量 饲料利用率则下降 环境温度对小母牛生产性能的影响 三 泌乳1对泌乳量的影响高温高温下乳牛的采食量和泌乳量均大幅度下降 越是高产牛 对高温越敏感 一般认为 欧洲牛产乳的最适温度为10 15 可行范围为4 21 气温高于21 产乳量下降 气温对产奶量的影响 低温环境温度过低 产乳量也会下降 如当环境温度自10 下降到 15 娟姗牛在0 以下产乳量减少 而黑白花牛无明显变化 有研究表明 在5 11 气温每下降10 产乳量减少0 44kg 而在 11 20 气温每下降10 产乳量减少1 55kg 2对乳成分的影响气温升高使乳脂率下降 在温度高产乳量又急剧下降时 乳脂率又异常上升 一般在 11 21 乳成分改变不显著 在高温环境中 乳中非脂固形物和酪蛋白的含量也下降 气温对牛乳组成的影响 气温自4 4 升高到35 非脂固形物自8 26 下降到7 58 酪蛋白自2 26 下降到1 81 四 产蛋1适温范围在一般饲养管理条件下 各种家禽产蛋的最适温度为12 23 2高 低温均可使产蛋率 蛋重和蛋壳质量下降 主要是由于采食量减少和高温直接作用的结果 气温高于26 蛋重减轻80 由高温引起 20 由饲粮能量不足 蛋壳质量下降主要由于热喘息可引起碱中毒 并使子宫中血流减少 钙供应不足 如白来航小母鸡分别饲养在气温为21 32 和38 环境中 其产蛋率分别为79 72 和41 据David 1983 统计 气温自21 起 每下降1 产蛋率下降0 5 气温为25 30 每升高1 产蛋率下降1 5 每只蛋重减轻0 3g 30 以上产蛋率急剧下降 3变温对产蛋的影响气温在一定范围内变动 可消除高温的不良影响 且比恒温对产蛋更有利 如在白昼高温 夜间冷凉的情况下 白昼气温升高到37 8 对产蛋无影响 在气温日变为12 8 32 2 的环境中 产蛋较12 8 恒温中高 但日较差过大 如 12 2 26 7 会降低鸡的产蛋量 使蛋壳变薄 第四节气湿一 概念1气湿 airhumidity 气湿即空气湿度 是表示空气中水汽含量多少的物理量 来源于海洋 江河 湖泊 植物 土壤蒸发 2水汽压 vaporpressure 即大气中水汽所产生的压力 单位是帕斯卡 简称帕 水汽压在一定温度下是定值 超过这个定值 水汽就凝结析出成为露水或降水 这个值随气温升高而增大 2最大水汽压 maximumvaporpressure 当空气中水汽含量达到最大值时 称为饱和水汽 这时的水汽压称为最大水汽压或饱和水汽压 3绝对湿度 absolutehumidity 单位体积空气中含有的水汽质量 可用重量或水汽压表示 g m3或帕 4相对湿度 relativehumidity 空气中的实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比 用百分率表示 超过75 为高湿 低于30 为低湿 5露点空气中水汽含量不变 而且气压一定时 气温下降使空气中水汽达到饱和 此时水汽析出形成露水 此时的气温称为露点 空气中水汽含量越高 则露点温度越高 否则反之 6影响气湿的因素主要受气温 气流 水面面积和植被状况等因素影响 气温是最主要因素 温度越高 绝对湿度越高 相对湿度越低 温度越低 绝对湿度越低 相对湿度升高 二 畜禽舍中的气湿1来源机体排出水分和水汽占70 75 地面 饲料 垫料等水分蒸发10 15 外界进入10 15 一般 开放式和半开放式畜禽舍在其中部湿度较低 边缘较高 而封闭式畜舍则相差不大 2危害使畜舍外围护结构受潮 保温隔热性能下降 从而影响家畜体热调节 容易引发感冒疾患 使饲料 垫草发霉 容易产生中毒 如甘蔗髓作垫料霉变引起小鸡中毒死亡 3畜舍内防潮措施 1 夏季容易解决 通过通风换气等 冬天比较困难 因换气通风会影响舍温 2 建场时考虑场址选择 地下水位低的地方 3 建筑施工时做好防潮层 用沥青做防潮层 4 日常生产管理 及时清除污水 控制生产用水 加强通风换气 三 湿度对畜禽健康的影响 一 高湿对家畜健康的影响1高湿使畜体抵抗力下降 发病率和死亡率增加2高湿有利于病原性微生物的繁殖 感染和传播如高温高湿条件下 猪丹毒 猪瘟等易发生流行 湿度较高时 空气中病毒的感染力增强 高湿还可促进病原性真菌 细菌和寄生虫的发育 使家畜易患疥 癣 湿疹等皮肤病 高温有利于霉菌的繁殖 造成饲料 垫草的霉烂 如寄生于饲料中的黄曲霉毒素在气温28 32 相对湿度85 以上时 产毒量最高 高湿还可造成鸡 兔球虫病的发生和蔓延 3低温时 高湿可引发呼吸道疾病 消化道疾病等试验表明 1月龄的犊牛 在低温7 相对湿度从75 上升到95 下痢日数从19天上升到32天 适温15 相对湿度从75 上升到95 下痢日数则由44天增加到75天 4高湿可促进灰尘沉降 使肺炎发生率下降 二 低湿对家畜健康的影响1低湿将加大皮肤与粘膜干裂 引起脱屑 蹄匣炎等2低湿可引起呼吸道疾病 灰尘 3引起鸡啄癖 还可造成分娩母猪食仔成癖 四 高湿对畜禽生产力的影响 一 生长肥育1猪温度过高和过低均会造成猪的增重率下降 如气温22 相对湿度从60 70 上升到90 95 对猪的生长率无影响 但在28 生长率下降8 据研究猪在11 时 相对湿度为88 6 和95 3 时的增重率分别为62 3 和98 2牛低温时 相对湿度过高会降低犊牛的生长率 适温时 相对湿度高低对其生长率无显著影响 二 产乳及乳成分高温或低温时 湿度升高会加剧对产乳量和乳汁组成的不良影响 气温在24 以下 湿度高低对牛的产乳量 乳组成无影响 但24 以上 湿度升高 产乳量下降 乳脂也减少 黑白花牛在30 相对湿度分别为50 和75 的环境中 产乳量分别下降25 和38 且蛋白质含量下降 相对湿度从45 升高到90 相当于气温升高5 6 三 产蛋1冬季相对湿度80 以上 对产蛋有不良影响 2高湿使产蛋鸡在生产中能耐受的高温下降如气温28 相对湿度75 气温31 相对湿度50 气温33 相对湿度30 三种对鸡产蛋量的影响相同 即相对湿度从30 增加到75 相当于产蛋鸡耐受的最高温度下降5 五 气湿与家畜体热调节 气湿对家畜体热调节的影响主要通过加剧或缓解高温和低温对家畜的不良影响来起作用 1气湿对蒸发散热的影响在高温环境中 蒸发散热是畜体散热的主要方式 而高湿会降低畜体的蒸发散热量 体内蓄热严重 体温上升 环境温度和湿度对育成鸡蒸发散热的影响 2气湿对非蒸发散热的影响在低温环境中 气湿对家畜体热调节的影响主要体现在对非蒸发散热的影响上 在低温环境中 高湿度显著加大家畜散热量 使家畜感到更冷 容易导致感冒冻伤等疾病 总之 高湿在高温或低温时 都对机体热调节不利 而低湿则可减轻高温或低温的不良作用 3气湿对产热量的影响 1 长期处于高温 高湿环境中蒸发散热受到抑制 代谢率下降 产热量减少 以维持体温的恒定 376229262090 温度 20323236湿度 50508085 产热量 kJ h 2 短期处于高温 高湿环境中由于家畜体温升高和呼吸肌的活动加强 可引起家畜产热量的增加 如 体表面积为5m的瘤牛 在气温40摄氏度 水汽压2kPa的条件下 产热量为1719kJ h 当水汽压升高到4kPa 呼吸率自64次 min增加到129次 min 体温升高0 5 产热量增加到1945kJ h 4气湿与畜体热平衡 1 高温湿度对畜体热平衡有重要作用 尤其是在高温 高湿条件下 可引起体温的明显上升 温度对泌乳黑白花牛体温的影响 牛气温18 C 相对湿度50 时 直肠温度是38 72 C 气温升高到32 C 相对湿度不变 直肠温度升高到40 17 C 而同样32 C 相对湿度增加到80 直肠温度上升到41 25 C 猪在气温32 2 C 相对湿度由30 升至94 体重90公斤的猪体温升高1 39 C 鸡气温38 C 湿度超过75 或气温41 C 湿度超过30 时 均有热衰竭的危险 在气温40 6 C 相对湿度75 或气温43 1 C 相对湿度55 都会使鸡体温上升至47 8 C 在40 6 C下 相对湿度升高20 等于气温升高2 5 C 2 低温 低温时 家畜主要通过提高代谢率来维持体温 湿度高低对体温影响不大 如在4 4 11 1 C 相对湿度在47 91 的范围内 牛体温正常 气温在29 4 C下 相对湿度对母鸡的体温没有影响 第五节气压和气流一 概念1气压指地球表面单位面积上所受到的大气压力 气压随海拔的变化而变化 海拔升高气压减小 2气流气流即空气的流动 空气是由高气压处向低气压处 从低温处向高温处流动的 3气流状态风向 winddirection 即风吹来的方向 通常用8或16个方位来表示 风速 windvelocity 指单位时间内风移动的距离 常以m s或km h表示 是天气变化的先兆 风向和风速都是经常变化的 风向的表示法 常用风向频率图也称风向玫瑰 windrose 图表示 是依据某地区一定时间内风向变化的情况绘制成的图 它可以表明一个地方一定时间内的主风向 通常在每天的2 00 8 00 14 00 20 00测定四次 4 365 1460次 某一方向出现的次数为SE 则某一方向出现的概率A为 A SE 1460 100 风向频率图 风向玫瑰图 北 东北 东 西北 西 西南 南 东南 确定风向频率对于场址选择 牧场规划布局 确定畜禽舍朝向等有重要意义 二 畜舍中的气流主要因舍内外气压 气温不同 风可以从舍外通过门 窗或墙壁的缝隙进入舍内 必须在舍内维持一定的气流 冬季不低于0 15 0 25m s 而且要求舍内气流不能有死角 气流分布均匀 三 气流对家畜的影响 一 气流对家畜健康的影响直接影响 散热 皮肤 间接影响 气温 气湿1低温潮湿的气流的影响使机体大量散热 引起冻伤 关节炎 感冒甚至肺炎等 如猪舍内风速超过0 3m s时 就会使仔猪机体受冷 肺炎发病率提高 低温下风速加大 也会使雏鸡死亡率增加 温度和风速对雏鸡死亡率的影响 2高温时气流的影响有利于散热 如 乳牛 从风速0 22m s 气温26 7 时已达最大蒸发量 提高到4 47m s 气温35 时才达到最大蒸发量 猪 32 2 时 风速从0 18m s提高到1 52m s可使其皮温下降1 4 对无汗腺的畜禽 通风必须要和蒸发散热相结合 才会有较好的效果 例如对鸡 热时只吹风扇无效 同时喷水才会有效 3其它作用