家畜环境卫生学

1、关于家畜环境卫生学第1页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三气象（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。第2页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三气候（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

2、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。第3页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三气候特点：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 mm，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：

3、长白山地和丘陵中部：台地平原西部：草甸沙地、湖泊湿地General situation in Jilin province 吉林省长白山松辽平原第4页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三第一节 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、散热调节第5页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三体温、皮温和平均温度体温（body temperature）：组

4、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第6页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三皮温（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

5、，mTs为平均皮肤温度，据Mclean等，1983）： Tb=0.86Tr+0.14mTs第7页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三体热来源内部 主要产自体内营养物质的氧化，其热能代谢的强度称为“代谢率”(metabolic rate, MR)。 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的基本生理过程，如血液循

6、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。第8页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三 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% 低温可以御寒，高温增加热负荷第9页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三 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、

7、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。第10页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三散热方式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=T4HR为辐射散热量，为史蒂芬-波尔兹曼常数（5.6710-8W/m2K4）, T为绝对温度。但

8、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。HR=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。第11页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三2.传导散热（conduction heat loss） 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： H

9、c =As K（Ts-Tm）Hc 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），Ts和Tm分别为动物体表面和接触物表面的温度（）。第12页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三3.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），As为动物体表发生对流散热作用的面积（m2）

10、，h为对流散热系数（W/ m2），Ta和Ts分别为气温和皮肤温度（）。第13页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三 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

11、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，鸡会拨一身冷土散热，行为性体温调节。 5.加热饲料和饮水第14页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三可感散热（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。第15页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三畜体的热平衡 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，这就是家畜的热平衡。可用下式简单表示： HP-He HR Hc Hv F=0 H

12、P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。第16页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三热平衡调节 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，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

13、 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17页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三第二节 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第18页，共60页，2022年

14、，5月20日，22点26分，星期三温度的日变化 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、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第19页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三畜舍的气温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

15、，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。第47页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三第五节 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

16、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。第48页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三1.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)+15Td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6

17、9以上，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。第49页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三温湿度对奶牛产奶量的影响第50页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三不同气温和相对湿度结合的温湿指标第51页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三2.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应激程度的一个指标。该指标以20、40%RH和0

18、.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+0.010754t2-0.4905h+0.00088h2+1.1507v-0.126447v2+0.019876t h-0.046313t v t气温 h相对湿度 v风速第52页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三风速对牛增重的影响第53页，共60页，2022年，5月20日，22点26分，星期三3. 有效温度 有效温度（effective 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