家畜环境卫生学 第二章 温热环境

家畜环境卫生学第二章温热环境一、温热环境概述二、动物体温三、体热来源四、体热散失五、热平衡调节六、太阳辐射与畜体热平衡第一节体温与畜体热平衡一温热环境概述温热环境(thermalenvironment)是指直接与家畜体热调节有关的外界环境因素的总和。空气环境的温暖、炎热和寒冷的程度，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。决定温热程度的主要因素是气温，在自然界中气温主要来源与太阳辐射，太阳辐射是造成温热环境变化的根本原因。是影响家畜健康和生产的极为重要的外界环境因素。

１、体温体温是指身体深部的温度(deep-bodytemperatureorcoretemperature)。一般以直肠温度(RectalTemperature)作为内部体温的代表。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。二、动物体温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。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牛皮肤各部位温度测定位置示意图三、体热的来源(一)体热的来源基础代谢产热热增耗肌肉活动产热生产产热外源热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。2.体增热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。５．外源热阳光的照射温热的空气温热的饲料和饮水在总产热量中，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。四、体热散失（一）

动物散热的方式辐射散热传导散热对流散热蒸发散热加热饲料和饮水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。

在炎热的夏季，对猪和牛进行冷水浴，可以增加传导散热。3．对流散热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。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。上呼吸道水分和热量交换示意图辐射散热、传导散热和对流散热合称为“非蒸发散热”、“可感散热”或“显热发散”（sensibleheatloss）。非蒸发散热量的大小主要受环境温度的影响，非蒸发散热的结果是导致空气温度变化。蒸发散热亦称“潜热发散”（latentheatloss），主要包括皮肤蒸发散热和呼吸道蒸发散热，蒸发散热量主要受空气湿度的影响，不导致空气温度变化。5、加热饮水和饲料通过胃肠道加热饲料和饮水可消耗部分体热，同时粪、尿排泄也带走少量热，但这种散热不属于正常的生理热调节范围。五、畜体热平衡与调节在炎热或寒冷环境中，家畜首先借皮肤血管的舒缩，增减皮肤的血流量和皮肤温度，其次通过加强或减弱汗腺和呼吸活动，寻找较舒适的小气候环境和改变姿势等，以增加或减少热的放散来维持正常的体温，这称之为“散热调节”或物理调节。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。六、太阳辐射与畜体热平衡太阳辐射:太阳高度角被毛（羽毛）在体热平衡中的作用被毛（羽毛）对对流、传导散热的影响。被毛在阻隔太阳辐射热对皮肤的影响上有大作用。减少外界湿度影响，保持畜体皮肤正常蒸发的作用。在炎热夏季，浅色被毛与深色皮肤最为理想。3、对畜体热平衡的影响，夏季强烈的太阳辐射可迅速降低家畜可感散热，影响热平衡，出现严重热应激。第二节空气温度二．气温（一）气温对家畜健康的影响

1.环境温度和机体代谢产热

体温过低体温过高体温

代体温恒定

谢产

热温度适中区量

环境温度过低环境温度过高

环境温度图1

环境温度与代谢产热量、体温的关系模式图舒适区：家畜的产热量刚好等于散热量，不需要进行物理调节就能使机体保持体热平衡的环境温度。温度适中区（等热区）：依靠物理调节和行为调节就可以使体温保持正常的环境温度。

临界温度（临界低温或下限临界温度）：当外界温度下降时，机体的散热量增加，动物为了维持体温恒定，必须提高代谢率、增加产热量，刚刚开始提高代谢率的环境温度。当温度过低时，机体会出现寒颤，使代谢产热大大增加以维持体温恒定。如果环境温度继续下降，机体会因失热过多而引起体温下降，严重时会引起死亡。

过高温度（上限临界温度）：

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，从而引起代谢率提高，这种因高温而开始引起代谢率升高的环境温度。

当温度继续升高，机体会出现热性喘息和体温的升高。环境温度升高到一定程度，就会引起家畜热死。2.影响动物温度适中区的因素：a.

动物的种类、品种、个体特征（年龄、体重、生产性能、生理状态、被毛特征等）。如高产奶牛代谢率高，产热量也多较耐低温。b.

饲料情况：包括饲料供给充足与否及饲料营养含量情况等。c.

环境条件：设施适宜，温度适中区较宽。如冬天畜舍密封程度高，则机体散热减少，耐低温能力增强。d.饲养管理技术及制度：饲养密度大，则温度适中区宽。e.动物对气候的适应性：寒冷地区的家畜温度适中区比温暖地区的家畜宽。f.气象要素：气流和气湿等在不同条件下都影响机体的散热。

(二)气温对家畜生产性能的影响1温度对生长的影响1.1在寒冷环境中家畜进食量↑，维持需要能量↑↑，日粮消化率↓，所以，用于生产的能量减少。

若温度继续下降，低温会引起家畜寒颤性产热，此时，能量消耗更大。为了减轻寒冷环境对机体生长及饲料转化率的影响，在寒冷的冬天日粮中能量配比应增加，采用相应较高的能量饲料。低温环境对初生仔畜的影响更大。这主要是幼畜：

a.神经系统发育还不健全；b.皮下脂肪较少；c.皮肤较簿；d.体表面积与体重之比较高。所以，在寒冷环境中给初生仔畜或幼畜保温就显得较为重要。仔猪

6日龄以后才开始有体温调节能力，通常7－10日龄内需要保温。雏鸡

15日龄以后才开始有体温调节能力，到20日龄才有较好的体温调节能力，通常30日龄内需要保温。1.2 在炎热环境中家畜进食量↓，维持需要量↑，日粮的消化率变化不大，导致生产力下降。若环境温度继续升高，机体会出现热性喘息，此时机体的维持能消耗更大。

气温℃进食量kg/d日增重kg饲料/增重能量效率％

05.070.549.4519.453.760.537.1025.7103.500.804.3741.7153.150.793.9945.8203.220.853.7948.2252.630.723.6550.1302.210.454.9137.1351.510.314.8737.4表一.温度对猪(70kg)进食量、增重和饲料效率的影响

过高和过低的环境温度还会影响肉的品质。饲养于高温环境中的肉牛，肉中所含的脂肪较低，而且长期处于热应激状态下，会出现PSE肉（pale,soft,exudativemeat）。

饲养于低温环境中的瘦肉型的猪，脂肪含量增加,使廋肉率