家畜环境卫生学.ppt

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1、 气 象 （ meteorology） ： 对 流 层 发 生 的 一 切 冷 、 热 、干 、 湿 、 风 、 云 、 雨 、 雪 、 霜 、 雾 、 雷 、 电 等 一 切现 象 。 天 气 （ weather） ： 气 象 因 素 在 一 定 时 间 和 空 间 内 的变 化 ， 决 定 了 某 一 区 域 的 阴 、 晴 、 风 、 雨 状 态 。 气 候 （ climate） ： 指 某 一 地 区 多 年 所 特 有 的天 气 情 况 。小 气 候 （ microclimate） ： 由 于 地 表 性 质 不 同 ，或 人 类 和 生 物 的 活 动 所 造 成 的 小 范 围

2、内 的 特殊 气 候 。 例 如 农 田 、 牧 场 、 温 室 、 畜 舍 的 小 气 候 。畜 舍 小 气 候 的 形 成 除 受 舍 外 气 象 因 素 的 影 响外 ， 与 舍 内 的 家 畜 种 类 、 密 度 、 垫 草 使 用 、外 围 护 栏 结 构 的 保 温 隔 热 性 能 、 通 风 换 气 与排 水 防 潮 装 置 ， 以 及 日 常 的 饲 养 管 理 措 施 等因 素 有 关 。 畜 牧 场 的 小 气 候 除 与 所 处 的 地 势 、地 形 、 场 区 规 划 、 建 筑 物 布 局 等 有 关 外 ， 牧场 的 绿 化 程 度 也 起 很 大 的 作 用 。

3、气 候 特 点 ：温 带 大 陆 性 季 风 气 候 ，雨 热 同 季年 日 照 ： 2200-3000 h，年 积 温 ： 2700-3600 ，年 降 水 ： 550-910 m m ，无 霜 期 ： 120-160 d吉 林 省 现 辖 8市 （ 长 春 、 吉 林 、 四 平 、 辽 源 、 通 化 、 白 山 、 松 原 、 白 城 ） 、1 个 自 治 州 （ 延 边 朝 鲜 族 自 治 州 ） 、 1个 管 委 会 （ 长 白 山 保 护 开 发 区 管 理 委员 会 ） 、 60个 县 （ 区 ） 。 地 形 地 貌 ：东 南 高 、 西 北 低东 部 ： 长 白 山 地 和

4、丘 陵中 部 ： 台 地 平 原西 部 ： 草 甸 沙 地 、 湖 泊 湿 地长 白 山松 辽 平 原 第 一 节 体 温 与 畜 体 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 很 困难 ， 但 外 界 环 境 复 杂 多 变 ， 所 以 重 要 是 在 一 定 的环 境 中 如 何 使 其 产 热 和 散 热 平 衡 。 变 温 动 物 ： 变 温 的 方 式 恒 温 动 物 ： 产 热 、

5、散 热 调 节 体 温 、 皮 温 和 平 均 温 度 体 温 （ body temperature） ： 组 织 深 部 的 温度 ， 或 称 体 核 温 度 ， 在 生 产 实 践 中 ， 人 们 已 把直 肠 温 度 直 接 称 为 家 畜 的 体 温 。 大 家 畜 （ 牛 、 马 ） 15cm 中 等 家 畜 （ 猪 、 羊 ） 10cm 小 家 畜 及 禽 5cm 人 牛 猪 禽 类 37 38 39 40 皮 温 （ skin temperature） ：家 畜 皮 肤 表 面 温 度 ， 它 受 家畜 畜 体 和 外 界 环 境 的 双 重 影响 较 大 。 目 前 ， 不 同

6、 家 畜 采用 不 同 的 测 估 方 式 。 例 如 ，猪 的 平 均 皮 温 利 用 与 空 气 温度 的 回 归 关 系 可 用 下 式 估 算 ：mTs=0.47Ta+22.2平 均 体 温 ： 由 于 家 畜 从 内 向 外 ， 从 中 心 到 末 梢 各部 位 温 度 不 同 ， 整 个 动 物 之 平 均 温 度 ， 也 称 平 均体 温 。 牛 的 平 均 体 温 用 下 式 估 计 （ Tr为 直 肠 温 度 ，mTs为 平 均 皮 肤 温 度 ， 据 Mclean等 ， 1983） ： Tb=0.86Tr+0.14mTs 体 热 来 源内 部 主 要 产 自 体 内 营 养

7、 物 质 的 氧 化 ， 其 热 能 代 谢 的强 度 称 为 “ 代 谢 率 ” (metabolic rate, MR)。 1. 基 础 代 谢 产 热 （ basal metabolism heat production） ：家 畜 在 饥 饿 、 休 息 、 气 温 适 宜 和 消 化 道 中 无 养 分 可吸 收 状 态 下 维 持 生 命 活 动 的 产 热 量 ， 常 称 为 “ 饥 饿代 谢 ” （ fasting metabolism） 或 “ 标 准 代 谢 ”（ standard metabolism） 产 热 。 此 时 的 能 量 消 耗 只 用 于 维 持 生 命

8、的 基 本 生 理 过程 ， 如 血 液 循 环 、 呼 吸 、 泌 尿 等 的 正 常 运 行 ， 是 动物 清 醒 状 态 下 的 最 低 产 热 量 。 2. 热 增 耗 （ heat increment） ： 旧 称 特 殊 动 力 作用 或 食 后 增 热 ， 是 指 绝 食 动 物 在 采 食 饲 料 后 短时 间 内 ， 体 内 代 谢 产 热 高 于 绝 食 代 谢 产 热 的 那部 分 热 能 ， 以 热 的 形 式 散 失 。 与 采 食 量 成 正 比 粗 饲 料 大 于 精 饲 料 蛋 白 质 30% 碳 水 化 合 物 10-15% 脂 肪 5-10% 低 温 可 以

9、 御 寒 ， 高 温 增 加 热 负 荷 3.肌 肉 活 动 产 热 动 物 因 起 卧 、 站 立 、 步 行 、 运 动 、觅 食 、 争 斗 和 劳 役 等 肌 肉 活 动 ， 都 可 增 加 产 热 量 。4.生 产 产 热 家 畜 的 生 殖 、 生 长 、 产 乳 、 产 毛 和 产 蛋 ，都 在 维 持 产 热 的 基 础 上 增 加 一 定 的 产 热 量 ， 这 主 要是 在 养 分 转 化 为 上 述 畜 产 品 的 过 程 中 产 生 的 。5.外 源 热 一 般 情 况 下 ， 家 畜 都 是 向 外 散 热 量 ， 但 晴日 暴 露 于 阳 光 下 放 牧 或 在 运

10、 动 场 的 家 畜 ， 或 畜 舍 中空 气 温 度 高 于 家 畜 体 表 温 度 时 ， 或 有 取 暖 设 备 时 ，家 畜 也 可 从 这 些 外 源 得 到 热 量 。 散 热 方 式 1.辐 射 散 热 （ radiant heat loss） 体 热 以 红 外 线 形 式 传 递 给 外 界 温 度 较 低 的 物 体 。 其 辐 射散 热 符 合 史 蒂 芬 -波 尔 兹 曼 定 律 ， 与 其 绝 对 温 度 的 4次 方 呈 正比 ： HR=T4 HR为 辐 射 散 热 量 ， 为 史 蒂 芬 -波 尔 兹 曼 常 数 （ 5.67 10-8W/m2K 4） , T为

11、绝 对 温 度 。 但 是 ， 家 畜 向 外 发 射 辐 射 能 ， 而 周 围 环 境 中 的 物 体 也 向 它 发射 辐 射 能 。 所 以 ， 它 的 真 正 散 热 量 ， 即 辐 射 净 散 热 量 是 依 这两 者 之 差 决 定 的 。 H R=As（ 1T4as-2T4s） As为 动 物 可 发 生 辐 射 热 交 换 的 体 表 面 积 ， 1为 动 物 体 表 的 发射 率 ， 2为 环 境 的 发 射 率 ， Tas为 动 物 体 表 面 的 绝 对 温 度 ， Ts为 环 境 的 绝 对 温 度 。 2.传 导 散 热 （ conduction heat loss

12、） 机 体 热 量 直 接 传 递 给 与 其 接 触 低 温 物 体 。 呼 吸 道 ： 热 传 递 给 较 冷 的 吸 入 空 气 皮 肤 ： 直 接 与 较 冷 的 地 面 、 冷 水 接 触 传 热 家 畜 传 导 散 热 量 的 多 少 主 要 取 决 于 接 触 物 的 导 热 系 数 、接 触 面 积 和 两 者 的 温 差 ， 可 用 下 式 表 示 ： Hc =As K （ Ts-Tm） H c 为 传 导 散 热 量 （ W） ， As为 动 物 体 表 与 接 触 物 的 有 效 接 触面 积 （ m2） ， K 为 该 接 触 物 的 导 热 系 数 （ W/ m2 ）

13、 ， Ts和Tm分 别 为 动 物 体 表 面 和 接 触 物 表 面 的 温 度 （ ） 。 3.对 流 辐 射 （ convection heat loss） 通 过 与 体 表 接 触 的 气 体 或 液 体 流 动 来 交 换或 散 发 热 量 。 对 流 散 热 系 数 （ h） 受 动 物 体 的 大 小 、 形 态 、 气 流方 向 、 风 速 大 小 等 多 种 因 素 影 响 ， 较 难 估 测 ， 故 根 据相 似 原 理 测 定 的 经 验 值 。 家 畜 的 对 流 散 热 量 可 用 下 式表 示 ： Hv =Ash（ Ta-Ts） Hv为 对 流 散 热 量 （ W

14、） ， As为 动 物 体 表 发 生 对 流 散 热作 用 的 面 积 （ m2） ， h为 对 流 散 热 系 数 （ W/ m2 ） ，T a和 Ts分 别 为 气 温 和 皮 肤 温 度 （ ） 。 4.蒸 发 散 热 （ evaporation heat loss） 体 表 水 分 从 液 态 转 为 气 态 时 ， 吸 收 动 物 体 热 量 的 过 程 。在 气 温 接 近 或 超 过 体 温 时 ， 蒸 发 散 热 是 唯 一 有 效 的 散 热 方 式 。 （ 1） 皮 肤 蒸 发 渗 透 蒸 发 （ 隐 汗 蒸 发 ） ： 皮 肤 组 织 水 分 通 过 上 皮 往 外 渗

15、 透 ，在 皮 肤 表 面 蒸 发 。 显 汗 蒸 发 ： 汗 腺 分 泌 汗 液 在 皮 肤 表 面 蒸 发 ， 皮 肤 表 面 有 水 滴 。人 类 、 马 属 动 物 、 牛 科 动 物 的 皮 肤 表 面 有 丰 富 的 汗 腺 ， 猪 、鸡 等 有 效 汗 腺 少 。 （ 2） 呼 吸 道 蒸 发 狗 、 鸡 和 猪 的 皮 肤 表 面 罕 有 有 效 汗 腺 ， 高 温 时 狗 伸 舌 头呼 呼 喘 息 ， 鸡 抖 喉 咙 震 颤 不 已 ， 一 切 都 是 为 了 增 加 呼 吸 道 途径 的 蒸 发 散 热 ， 被 称 为 热 性 喘 息 。 猪 会 借 助 滚 一 身 泥 水

16、 ， 鸡 会 拨 一 身 冷 土 散 热 ， 行 为 性 体温 调 节 。 5.加 热 饲 料 和 饮 水 可 感 散 热 （ 非 蒸 发 散 热 、 显 热 散 热 ） ： 辐射 散 热 、 传 导 散 热 和 对 流 散 热 合 称 可 感散 热 。 它 可 以 使 畜 舍 温 度 升 高 。蒸 发 散 热 （ 不 可 感 散 热 、 潜 热 散 热 ） 不导 致 空 气 温 度 变 化 ， 能 使 畜 舍 湿 度 上 升 。 畜 体 的 热 平 衡 家 畜 的 产 热 和 得 热 ， 必 须 通 过 各 种 散 热 途 径而 散 发 ， 才 能 维 持 体 温 的 正 常 与 恒 定 ，

17、 这 就 是 家畜 的 热 平 衡 。 可 用 下 式 简 单 表 示 ： HP-He HR Hc Hv F=0 HP为 家 畜 的 产 热 量 （ heat production， HP） ， He为蒸 发 散 热 量 ， HR、 Hc 、 Hv分 别 为 辐 射 、 传 导 和 对 流 散 热量 ， F为 加 热 食 入 的 饲 料 和 饮 水 耗 热 量 。 热 平 衡 调 节 在 炎 热 的 夏 季 或 寒 冷 的 冬 季 ， 可 能 引 起 家 畜 的 散 热 困 难 或 增 加 ， 热 平 衡将 会 被 打 破 。 此 时 畜 体 必 须 产 生 物 理 和 化 学 上 的 反 应

18、 ， 来 调 节 热 平 衡 。（ 1） 物 理 性 调 节 首 先 家 畜 借 助 于 皮 肤 血 管 的 舒 张 或 收 缩 ， 以 增 加 或 减 低 皮肤 的 血 流 量 和 皮 肤 温 度 ； 第 二 步 是 寻 求 较 为 温 暖 或 凉 爽 的 处 所 。 此 外 ， 家 畜还 会 表 现 四 肢 伸 展 躺 卧 、 喘 息 ， 低 温 时 竖 毛 和 群 集 等 现 象 。 以 增 加 或 减 少 热 的 散 放 来 维 持 正 常 的 体 温 。（ 2） 化 学 性 调 节 当 物 理 性 调 节 不 足 以 保 持 热 平 衡 时 ， 则 必 须 减 少 或 增 加 体内

19、营 养 物 质 的 氧 化 ， 以 减 少 或 增 加 热 的 产 生 。（ 3） 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 或 ， 说 明 热 平 衡 破 坏 ， 这 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 。 第 二 节 空 气 温 度 空 气 温 度 （ air temperature） ， 即 空 气 的 冷 热 程度 ， 温 度 单 位 几 种 表 示 法 ： 摄 氏 温 度 （ ） ： 水 冰 点 作 为 0度 ， 沸 点 作

20、为 100度 。 华 氏 温 度 （ ） ： 水 冰 点 作 为 32度 ， 沸 点 作 为 212度 。 热 力 学 温 度 （ K ） =5/9（ -32） K = +273.15 温 度 的 日 变 化 气 温 日 较 差 ： 一 天 中 气 温 最 高 值 与 最 低 值 之 差 ，它 与 纬 度 、 季 节 、 地 势 、 下 垫 面 、 天 气 和 植 被 等有 关 。温 度 的 年 变 化 气 温 年 较 差 ： 一 年 中 温 度 最 高 月 份 的 平 均 温 度 与温 度 最 低 月 份 的 平 均 温 度 之 差 ， 它 与 纬 度 、 距 海远 近 、 海 拔 高 低

21、、 云 量 和 雨 量 等 有 关 。夏 14-15时冬 13-14时 日 出 前 后东 南 低西 北 高 沙 漠 裸 土 草 地 农 田森 林 海 洋 湖 泊 畜 舍 的 气 温 2.53.0 ， 或 每 升 高 1m， 0.51.0 0.4m/s,舍 内有 风 ， 0.010.05m/s， 通 风 换 气 不 良 。 贼 风 ： 温 度 低 ， 速 度 快 的 小 股 气 流 。 在 家 畜 保 温 条 件 好 ，舍 内 外 温 差 较 大 时 ， 墙 体 、 门 、 窗 会 有 贼 风 通 过 ， 易 使 家畜 发 生 关 节 炎 、 神 经 炎 、 肌 肉 炎 等 ， 甚 至 冻 伤

22、。 第 五 节 温 热 因 素 的 综 合 评 定 比 较 不 同 温 度 、 湿 度 或 气 流 速 度 单 一 因 素 对 家 畜 影 响的 程 度 ， 是 较 易 完 成 的 一 项 工 作 。 但 在 实 际 生 产 中 ， 各 因素 相 辅 相 成 或 互 相 制 约 ， 如 ： 1. 高 温 、 高 湿 、 无 风 ， 不 利 于 散 热 ， 是 最 炎 热 天 气 ； 2. 低 温 、 高 湿 、 风 大 ， 促 进 散 热 ， 最 寒 冷 ； 3. 高 温 、 低 湿 、 有 风 ， 或 低 温 、 低 湿 ， 无 风 ， 则 有 两因 素 对 前 一 因 素 产 生 制 约

23、作 用 ， 使 高 温 或 低 温 作 用 降 低 。 通 常 都 是 在 不 同 气 温 、 汽 湿 和 气 流 多 种 因 素 综 合 作 用下 的 生 产 环 境 才 有 意 义 。 以 温 度 影 响 为 主 要 ， 不 仅 直 接 影响 热 平 衡 ， 其 变 动 对 综 合 作 用 最 大 。 鉴 于 温 热 环 境 的 综 合作 用 ， 通 常 采 用 一 种 因 素 的 量 的 变 化 判 定 环 境 好 坏 是 不 准确 的 。 因 此 ， 人 们 通 过 实 验 ， 提 出 了 一 些 可 以 同 时 反 映 两 个以 至 三 个 以 上 因 素 的 综 合 指 标 。 1

24、.温 湿 指 数 温 湿 指 数 （ temperature-humidity index， THI） ： 是 气温 和 气 湿 结 合 以 估 计 炎 热 程 度 的 一 种 指 标 。 最 初 是 美 国 气 象 局 为 确 定 在 炎 热 气 候 下 ， 人 感 到 不 舒适 的 温 度 、 湿 度 组 合 而 制 定 的 ， 现 已 广 泛 应 用 于 畜 牧 科 研中 。 计 算 公 式 为 ： THI=0.4(Td+Tw)+15 Td为 干 球 温 度 ( F)； Tw为 湿 球 温 度 ( F) THI数 字 越 大 ， 表 示 热 应 激 愈 严 重 。 THI在 69以 上

25、， 开 始有 不 良 影 响 。 据 实 验 ， 美 国 有 10%的 人 ， THI在 70时 已 感到 不 舒 服 ， 到 75时 ， 有 50%的 人 感 到 不 舒 服 ， 到 79时 ，每 人 都 不 舒 服 ， 到 86时 ， 华 盛 顿 国 家 机 关 停 止 办 公 。 温 湿 度 对 奶 牛 产 奶 量 的 影 响 不 同 气 温 和 相 对 湿 度 结 合 的 温 湿 指 标 2.等 温 指 数 等 温 指 数 （ equivalent temperature index， ETI） 是 用 气温 、 气 湿 和 风 速 相 结 合 来 评 定 不 同 状 态 奶 牛 热

26、应 激 程 度 的 一个 指 标 。 该 指 标 以 20 、 40%RH和 0.5m/s风 速 作 基 础 舒 适 环 境 ， ETI值 低 于 23， 奶 牛 较 为 舒 适 。 在 气 候 室 中 以 大 量 实 验 数 据 求 得计 算 ETI值 的 回 归 公 式 为 ： ETI=27.88-0.456t+0.010754t 2-0.4905h+0.00088h2 +1.1507v-0.126447v2+0.019876t h-0.046313t v t气 温 h相 对 湿 度 v风 速 风 速 对 牛 增 重 的 影 响 3. 有 效 温 度 有 效 温 度 （ effective

27、 temperature， ET） ： 亦 称 “ 实 感 温度 ” 或 “ 体 感 温 度 ” ， 是 综 合 反 映 气 温 、 气 湿 和 气 流 对家 畜 体 热 调 节 影 响 的 指 标 。 它 是 在 人 工 控 制 的 环 境 条 件 下 ， 以 人 的 主 观 感 觉 为 基础 制 定 的 。 例 如 当 风 速 为 零 、 相 对 湿 度 为 100 ， 温 度 为 17.8时 的 热 感 觉 与 相 对 湿 度 为 80 ， 风 速 为 1m/s， 温 度 为23.5 时 的 热 感 觉 相 同 。 不 同 湿 度 、 风 速 ， 穿 着 正 常 人 的 有 效 温 度

28、（ ） 后 来 一 些 气 候 生 理 学 家 以 空 气 干 球 温 度 和 湿 球 温 度 对 动 物热 调 节 （ 直 肠 温 度 变 化 ） 的 相 对 重 要 性 ， 分 别 乖 以 不 同 系数 相 加 所 得 的 温 度 亦 称 为 “ 有 效 温 度 ” 。 人 和 各 种 家 畜 的 有 效 温 度 为 ： 人 ： ET=0.15Td+0.85Tw 牛 ： ET=0.35Td+0.65Tw 猪 ： ET=0.65Td+0.35Tw 鸡 ： ET=0.75Td+0.25Tw Td为 干 球 温 度 ， Tw为 湿 球 温 度 。 4.风 冷 指 数 风 冷 指 数 （ wind chill index） ： 是 气 温 和风 速 相 结 合 以 估 计 寒 冷 程 度 的 一 种 指 标 。 风 冷 却 力 的 计 算 公 式 如 下 ： H=(100V)1/2+10.45-V(33-Ta) 4.18 H风 冷 却 力 ， V风 速 ， Ta气 温