Воздушная среда и ее гигиеническое значение для животноводства

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Сельскохозяйственные науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Воздушная среда и ее гигиеническое значение для животноводства

1. СОСТОЯНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Воздушная среда — сложный комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих факторов. Как внешние раздражители они вызывают различные ответные реакции и приспособления со стороны организма животных.

Существование воздушной среды является необходимым условием поддержания жизни на земном шаре. Без воздуха немыслимо сколько-нибудь продолжительное сохранение жизненных функций организма. Воздушная среда не только необходима для дыхания человека, животных и растений, она является также резервуаром, принимающим газообразные продукты их обмена веществ. Воздушная среда позволяет человеку и животным ориентироваться в окружающей обстановке, воспринимать органами чувств различные сигналы, чтобы судить о состоянии окружающей среды. Воздушная среда оказывает существенное влияние на многие энергетические, геологические и гидрологические процессы, происходящие на поверхности земли. Состояние воздушной среды в значительной степени определяет количество и качество солнечной радиации у поверхности земли. Атмосфера является местом образования осадков, которые наряду с ветрами способствуют механическому разрушению горных пород. Кроме того, атмосфера служит одним из факторов климатооборазования. Через воздушную среду совершаются процессы теплообмена организма с внешней средой. Атмосфера является источником некоторых видов сырья, запасы которого практически неисчерпаемы: из воздуха добывают азот, кислород, аргон и гелий. Резкие изменения физических и химических свойств воздушной среды, загрязнение токсическими веществами и патогенными микроорганизмами могут способствовать развитию в организме неблагоприятных процессов, нарушающих здоровье и снижающих работоспособность. Потому перед гигиеной стоит задача обоснования мероприятий по оздоровлению воздушной среды с целью защиты организма от изменений, связанных с ее неблагоприятным состоянием.

Земля окружена газовой оболочкой (атмосферой), строение которой различно и определяется удаленностью от поверхности земли. В состав атмосферы входят следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера, экзосфера и магнитосфера. Наиболее плотные воздушные слои, прилегающие к земной поверхности, называются тропосферой. Толщина тропосферы над различными широтами земного шара и в различные времена года неодинакова: в средних широтах она составляет 10−12 км над уровнем моря, на полюсах — от 7 до 10 км и над экватором — от 16 до 18 км.

Тропосфера отделена тонким слоем — тропопаузой — от холодной стратосферы, которая переходит на высотах около 40 км в мезосферу. Мезосфера содержит около 5% всей атмосферы.

Выше мезосферы находится ионосфера, границы которой подвержены колебаниям в зависимости от времени суток и времени года. Верхняя граница ионосферы колеблется о 500 до 1000 км. В ионосфере воздух сильно ионизирован, причем степень ионизации воздушных масс и температура увеличиваются с высотой.

Слой атмосферы, лежащий выше ионосферы, называется экзосферой. Нижняя граница ее изменяется в зависимости от времени суток, времени года и широты находится на расстоянии 500−1000 км от поверхности земли. В экзосфере газовые частицы в своем беге практически не сталкиваются друг с другом.

Еще сильнее разреженность в магнитосфере, для газа здесь высокая степень ионизации.

Физическое состояние атмосферы в данной местности в течение короткого периода времени называется погодой. Погода характеризуется определенным комплексом метеорологических факторов: интенсивностью солнечной инсоляции, электрическим состоянием атмосферы, температурой, влажностью, давлением воздуха, скоростью и направлением ветра, наличием атмосферных осадков.

2. КЛИМАТ И МИКРОКЛИМАТ

Климат рассматривается как многолетний режим погоды, сложившийся в результате климатообразующих факторов. К последним относятся географическая широта и долгота, состояние циркуляции атмосферы, рельеф местности и характер подстилающей поверхности. В той или иной местности климат в противоположность погоде отличается большой устойчивостью. Каждая географическая территория характеризуется климатическими особенностями.

Под влиянием климата животные приобретают характерные особенности организма, у них изменяются конституционные признаки. Так, животные, выросшие в условиях горного климата, имеют хорошо развитые органы дыхания, мускулатуру и костяк. В условиях жаркого климата кожа и волосы приобретают темную окраску, защищающую организм от действия ультрафиолетовых лучей. В условиях же сухого климата кожа животных тонкая, эластичная, с тонким шерстным покровом. Холодный климат вызывает образование у животных толстой кожи с развитой подкожной клетчаткой в которой откладывается жировая ткань. В зимний период шерсть у них становится длинной и густой, с образованием подшерстка. Животные, выросшие в условиях сырого холодного климата, отличаются флегматичностью, а в условиях сухого и жаркого — подвижностью, живостью.

Кроме понятия микроклимата в гигиенической практике имеет значение понятие микроклимата.

Микроклимат (внутренний климат) помещения — климат ограниченного пространства, включающий совокупность следующих факторов среды: температуры, влажности, скорости движения и охлаждающей способности воздуха, освещенности, атмосферного давления, ионизации, уровня шума, взвешенных в воздухе пылевых частиц и микроорганизмов, газового состава воздуха. Помимо этих факторов на микроклимат помещений оказывает влияние температура поверхностей ограждающих конструкций в помещении, величина лучистого теплообмена между ограждающими конструкциями и животными, условия содержания животных, тип кормления. Микроклимат животноводческих помещений зависит и от климатических условий местности. Определяющими факторами при формировании микроклимата являются технология навозоудаления, подстилочный материал, состояние и система вентиляции. Фактором, регулирующим микроклимат на территории ферм и в животноводческих помещениях, являются зеленые насаждения, защищающиеся здания от холодных ветров, предохраняющие от интенсивной солнечной радиации, поглощающие содержащиеся в воздухе газы и способствующие очищению воздуха от пыли и микроорганизмов. Микроклимат помещений зависит также от того, насколько тщательно оборудованы тамбуры, пригнаны и утеплены двери и ворота, застекленные оконные рамы. На формирование микроклимата влияет внутреннее оборудование помещений. Например, нельзя делать перегородки в станках плотными, так как они препятствуют движения воздуха и создают «мертвые зоны».

Посредством изменения свойств воздушной среды имеется возможность влиять на характер реакций организма, управлять здоровьем и продуктивностью животных.

3. ГАЗОВЫЙ СОСТАВ ВОЗДУХА

Атмосферный воздух является физической смесью газов. В нижних слоях атмосферы он почти одинаков и в нем содержится (по объему): 78,09% азота, 20,95 кислорода, 0,03 углекислого газа, 0,93% аргона и др. Такой состав обеспечивает свободное дыхание и оптимальное использование кислорода для осуществления окислительно-восстановительных процессов в организме.

Традиционно сложившееся убеждение, что воздух и его компоненты являются сырьем, имеющим неисчерпаемые резервы — ошибочно. Восполнение запасов кислорода в атмосфере происходит за счет растений, поэтому уничтожение лесов (а эта тенденция характерна для всего мира, особенно тропических районов) ведет к снижению его количества. Наибольшую опасность в этом плане представляет все увеличивающийся расход кислорода на сжигание топлива в разных отраслях народного хозяйства и в быту. При этом постепенно увеличивается концентрация углекислого газа и начинает проявляться и все более усиливаться так называемый «парниковый эффект», последствия которого для цивилизации предсказать трудно, а негативность вполне очевидна.

От атмосферного воздуха газовый состав закрытых помещений для животных в зависимости от качества строительных материалов, эффективности работы систем вентиляции и навозоудаления, технологии содержания, организации производственных процессов может значительно отличаться повышением содержания углекислого газа и снижением кислорода. В воздухе закрытых помещений содержатся в тех или иных количествах аммиак, сероводород, клоачные газы и другие токсические продукты гниения и брожения органических веществ (индол, скатол и др.).

На ухудшение газового состава воздуха помещений оказывают влияние и сами животные, выделяя при дыхании значительное количество углекислого газа и водяных паров. Выдыхаемый воздух, по сравнению с атмосферным, содержит больше в 100 раз углекислого газа и примерно на 25% меньше кислорода. Травоядные животные выделяют, кроме того, значительное количество метана и водорода.

Высокая концентрация вредных газов (аммиака, сероводорода, углекислого газа и др.) является неблагоприятным стрессом для животных. Изучение газового состава воздуха животноводческих помещений имеет большое гигиеническое значение.

Азот (N) играет большую роль в разбавлении газов, особенно кислорода. Но его не считают индифферентным газом. Азот имеет парциальное давление, равное 80 кПа. При очень высоком парциальном давлении азот действует наркотически, может нарушить нервно-мышечную координацию. Для многих растений служит источником питания.

Кислород (О2) — бесцветный газ — важнейшая составная часть воздуха. Без него жизнь животных невозможна, так как благодаря поступлению кислорода в организме осуществляются жизненно важные окислительные процессы.

Животные потребляют в среднем следующие количества кислорода (мл/кг массы): лошадь в состоянии покоя — 253, во время работы — 1780, корова — 328, овца — 343, свинья — 392, курица — 980. Количество потребляемого кислорода зависит также от возраста, пола и физиологического состояния организма.

Организм животных очень чувствителен к недостатку, следствием которого является неполное окисление белков, жиров и углеводов и в результате этого накопление в организме органических кислот и токсических продуктов. При этом нарушается обмен веществ и возникают различные заболевания.

В закрытых животноводческих помещениях при нормальном воздухообмене количество кислорода снижается не более чем на 0,4… 1%, что физиологического значения не имеет. Недостаток его может наблюдаться при длительном пребывании животных в плохо вентилируемых помещениях. при скученном содержании, при газовом обогреве в сочетании с плохой вентиляцией. Кислород в чистом виде обладает токсическим действием.

Углекислый газ (СО2) — бесцветный, без запаха, негорюч. Со слабокислым привкусом, является физиологическим возбудителем дыхательного центра, обеспечивает ритмичную работу легких и играет тем самым большую роль в жизни животных. Для нормальной их жизнедеятельности в крови поддерживается необходимое парциальное давление углекислого газа в результате образования его в процессе обмена веществ.

В атмосферном воздухе населенных пунктов концентрация углекислого газа составляет 0,03−0,04%, в промышленных центрах — до 0,06%, а в близи предприятий черной металлургии — до 1%.

Основной источник накопления углекислого газа в животноводческих помещениях — сами животные. Так, коровы выделяют около 250- 300 г или 114−162 л свиноматка с приплодом — около 150 г или 90 л, овца суягная — 23 л СО2 в час.

В производственных условиях концентрация углекислого газа в воздухе животноводческих помещений бывает обычно нетоксичной. Но длительное содержание животных в закрытых помещениях в условиях повышенной концентрации этого газа, хотя и в токсических количествах, способствует возникновению в их организме ацидотического состояния, нарушению обмена веществ, сдвигам в буферной системе. Животные вялые, неохотно поедают корма, защитные силы их организма снижаются, что, естественно, неблагоприятно сказывается на продуктивности. Увеличение концентрации СО2 в воздухе до 0,5% и выше вызывает повышение кровяного давления, учащение дыхания и пульса, создает излишнюю нагрузку на сердце и дыхательные органы.

Наряду с непосредственным действием на организм животных содержание СО2 в воздухе помещений имеет косвенное гигиеническое значение. Углекислота накапливается в воздухе параллельно с загрязнением его другими газообразными выделениями, пылью, микроорганизмами и пр. В связи с этим он служит показателем санитарного качества воздушной среды и используется при исчислении потребности животных в вентиляции и кубатуре помещения. В животноводческих помещениях предельно допустимая концентрация углекислого газа, при которой в санитарном отношении воздух считается чистым — не более 0,25%.

Окись углерода, или угарный газ (СО) — продукт неполного сгорания топлива, не имеет цвета, слабого запаха, немного напоминающего запах чеснока, без вкуса, горит синеватым пламенем. Плотность его -- 0,967 кг/м3, а масса 1 л — 1,16 г.

В воздухе животноводческих помещений окись углерода обнаруживается при использовании мобильных систем раздачи кормов, уборке помещения, отдельных систем отопления. В этом случае в воздухе помещений накапливаются незначительные количества окиси углерода и при недостаточном воздухообмене ее можно обнаружить в течение часа. Механизм токсического действия угарного газа заключается в образовании стойкого соединения — карбоксигемоглобина (НвСО). В результате нарушается снабжение тканей, кислородом, быстро развивается аноксемия со всеми негативными последствиями.

Профилактика отравлений угарным газом заключается в предупреждении его образования, недопущении неполного сгорания газа и обеспечении активной вентиляции в зонах нахождения животных.

Предельно допустимая концентрация окиси углерода в помещениях составляет 2 мг/м3.

Аммиак (NH3) -газ без цвета, с резким запахом, сильно раздражающий слизистые оболочки. В помещениях для животных образуется в результате разложения органических остатков, содержащих азот (моча, кал, загрязненная подстилка). Повышенная концентрация аммиака характерна для свинарников, телятников и птичников (при напольном содержании птицы), где неудовлетворительно работает канализация, вентиляция, плохой пол и низкое санитарное состояние помещения.

Наиболее высокая концентрация аммиака наблюдается обычно вблизи пола и в первую очередь в зоне расположения каналов для сбора навоза и лотков для стока навозной жижи.

При низкой температуре и высокой относительной влажности воздуха аммиак поглощается подстилкой, холодными поверхностями пола и стен, а при повышении температуры происходит обратное явление — аммиак выделяется в воздух.

В благоустроенных животноводческих помещениях, где соблюдается санитарный режим, концентрация аммиака в воздухе редко превышает допустимую норму.

Для здоровья животных аммиак особо опасен. Легко растворяясь в воде, он адсорбируется в верхних дыхательных путях. Вызывая болезненный кашель, слезотечение, а затем и развитие слизисто-гнойного конъюктивита, отек легких и другие явления. Попадая через легкие в кровь, аммиак образует с гемоглобином щелочной гематин, вследствие чего снижается содержание гемоглобина и эритроцитов, развивается анемия и блокируется дыхательная функция крови. В повышенных концентрациях аммиак сильно возбуждает центральную нервную систему, что сопровождается спазмами голосовой щели, трахеальной и бронхиальной мускулатуры, отеком легких и параличом дыхательного центра. Аммиак, содержится в воздухе закрытых помещений, способствует распространению туберкулеза и других инфекционных болезней, поскольку нарушается резистентность организма животных. Ослабляется местная и общая сопротивляемость, ухудшается морфологический и биохимический состав крови, снижается усвояемость протеина, жиров и клетчатки. У молочных коров резко снижаются удои на 25…28%, падают приросты живой массы у молодняка. Содержание аммиака в воздухе животноводческих помещений допустимо лишь в пределах не более 20 мг/м3. Эти концентрации безвредны и для обслуживающего персонала.

Мероприятия, направленные на недопущение образования аммиака в воздухе помещений, следует проводить комплексно. Они предусматривают своевременное и быстрое удаление мочи, навоза из помещения; устройство влагонепроницаемых, прочных полов; правильную организацию воздухообмена в зоне нахождения животных; применение газопоглощающей подстилки и препаратов, снижающих концентрацию аммиака в воздухе (суперфосфат и др.)

Сероводород (H2S) — крайне ядовитый газ без цвета, по запаху напоминает запах испорченных яиц. В атмосферном воздухе сероводород отсутствует или содержится в ничтожных количествах и гигиенического значения не имеет.

В животноводческих помещениях сероводород образуется при разложении белковых серосодержащих веществ, а также поступает из кишечных выделений животных. В воздух помещений он может попадать из канала для сбора навоза, особенно в период его уборки, и из жижеприемников при отсутствии в канализационной системе гидравлического затвора.

Сероводород является сильнотоксичным газом и в высоких концентрациях действует наподобие синильной кислоты. Токсичность его усиливается в присутствии других вредных газов, а также при высокой влажности воздуха, поскольку влага способствует фиксации его на слизистых оболочках глаз и дыхательных путей. В результате соединения сероводорода с тканевыми щелочами образуется сульфид натрия или калия, который вызывает воспаление слизистых оболочек. При попадании в кровь сульфидные соединения гидролизуются, освобождая сероводород, который отрицательно действует на нервную систему и вызывает общее отравление организма. В крови сероводород связывает железо гемоглобина, в результате чего образуется сернистое железо. Гемоглобин теряет способность поглощать кислород из воздуха, что приводит к кислородному голоданию и снижению окислительных процессов в организме животного. Токсичность сероводорода начинает проявляться в концентрациях свыше 0,01% (15 мг/м3) и представляет опасность для здоровья людей и животных. Это сопровождается развитием конъюктивитов, катаров верхних дыхательных путей, гастроэнтеритов, нарушением сердечной деятельности, падением продуктивности. При содержании сероводорода в количестве 20…50 мг/м3 наступает общее отравление, выражающееся в потере 15−20% живой массы, аритмии, ослаблении тонов сердца, сужении зрачков. Дальнейшее увеличение концентрации этого газа во вдыхаемом воздухе ведет к воспалению и отеку легких. Однако в современных зданиях для содержания животных высокая концентрация сероводорода может встречаться в отдельных случаях при полном выходе из строя систем вентиляции и канализации, особенно в закрытых (безоконных) помещениях. Наличие сероводорода в воздухе помещений даже в небольших количествах является показателем неправильной эксплуатации зданий и оборудования.

Предельно допустимая концентрация его в воздухе помещений для животных — не более 5−10 мг/м3.

Мероприятия по недопущению накопления сероводорода в помещении необходимо проводить комплексно и постоянно, с учетом ликвидации источников его образования (замена подстилки, оборудование вентиляции и др.). Для очистки воздуха в животноводческих помещениях необходимы: чистота внешнего (атмосферного) воздуха, надежная работа системы вентиляции, надлежащее соблюдение гигиены и ветеринарно-санитарной культуры на фермах и комплексах, а также четкая работа системы канализации и своевременное удаление навоза.

4. ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА

Температура окружающей среды оказывает наибольшее воздействие на животных, так как она непосредственно влияет на тепловое состояние организма, изменяя тем самым течение жизненно важных процессов.

Терморегуляция. В организме животного постоянно протекают биохимические процессы, зависящие от температуры (превращение питательных веществ корма в мясо, молоко, яйцо). Кроме того, животным необходима энергия корма на поддержание физиологических функций организма. В этом отношении важно, что каждое животное располагает механизмом терморегуляции, чтобы при изменении температуры окружающей среды температура тела сохранялась постоянной. У нормальных здоровых животных она находится в следующих пределах (оС):

Крупный рогатый скот, взрослый

37,5 — 39,5

Телята

38,5 — 40,0

Овцы и козы

38,5 — 40,0

Ягнята и козлята

38,5 — 41,0

Лошади

37,5 — 38,5

Жеребята

37,5 — 39,0

Свиньи

38,0 — 40,0

Поросята

39,0 — 40,5

Куры

40,5 — 42,0

Кролики

38,5 — 39,5

Всех животных, имеющих постоянную температуру тела, относят к гомойтермным в отличие от лягушек, ужей, змей (пойкилотермных), у которых температура тела всегда на уровне внешней.

Способность организма поддерживать постоянство температуры своего тела на определенном уровне при изменяющихся высоких и низких температурных условиях внешней среды называют терморегуляцией. В основе данного явления лежит постоянное относительное равновесие между процессами, обеспечивающими образование тепла (химическая) и его отдачу во внешнюю среду (физическая терморегуляция). Изменение теплообразования в организме животных связаны с температурой окружающей среды. При этом различают четыре зоны: нижнюю; теплового безразличия; пониженного обмена; верхнюю — повышенного обмена.

Очень важно знать биологические возможности регуляторных механизмов организма животных. В зависимости от вида и возраста существует определенная температурная зона, при которой организм затрачивает минимальное количество энергии для сохранения нормальной температуры тела. Эту зону называют зоной комфорта, или нейтральной термической зоной, или зоной термической индифферентности. Нижнюю границу зоны составляет так называемая критическая температура, при достижении которой организм уже стремиться повысить теплопродукцию за счет повышения обмена веществ и снизить потери тепла. Уровень критической температуры внешней среды у животных зависит от кормления, состояния упитанности и шерстного покрова, а также климатических или микроклиматических условий среды (влажности и скорости движения воздуха). Так, для хорошо упитанных высокопродуктивных коров в коровниках с оптимальным микроклиматом ее считают равной 3 оС, а у голодных животных она на 2 -5 оС выше.

В пределах термонейтральной зоны теплопродукция и теплоотдача минимальны, и расход энергии корма для образования тепла — наименьший. От чего же зависит величина термонейтральной зоны? Здесь можно назвать несколько факторов. Прежде всего возраст животных — у новорожденных температурные зоны комфорта находятся значительно выше, чем у взрослых, диапазон температур в зоне намного выше. Так, для новорожденных поросят и ягнят различия в показателях нижней и верхней критических температур составляют всего 1 оС, для телят — 4 оС. Это свидетельствует о более высокой чувствительности новорожденных к температурному стрессу, а также о том, что для поросят и ягнят после рождения постоянный температурный режим более важен, чем для телят. У одного и того же животного границы термонейтральной зоны также подвергнуты колебаниям, что зависит от его физиологического состояния и степени тренированности к изменяющимся факторам внешней среды. При поддерживающем уровне кормления зона температурного комфорта значительно выше, чем при полноценном кормлении, и температура окружающей среды должна быть более высокой.

Все перечисленное имеет большое практическое значение, так как за счет приспособительных возможностей животного можно сдвинуть первоначальные температурные границы в выгодную для человека сторону.

Что же происходит, если критические температуры отклоняются как в сторону понижения, так и в сторону повышения? В этих случаях организм животного уже не в состоянии поддерживать постоянство гомеостаза с помощью терморегуляционных механизмов. Развивается гипотермия (понижение температуры тела) или гипертермия (повышение температуры тела).

Таким образом, температуры, выходящие за пределы температурной нейтральной зоны являются стрессорами, и организм испытывает дополнительную нагрузку.

Теплообмен между организмом и внешней средой. Организм теплокровных животных имеет наиболее постоянную температуру крови, мозга, сердца и печени, температура кожи подвергается более значительным колебаниям вследствие влияния метеорологических факторов внешней среды и функционирования органов и систем всего организма. Температура тела теплокровных животных сохраняется в пределах 37,8 оС (+0,4 оС), несмотря на значительные колебания температуры воздуха.

Теплопродукция и выделение тепла. Теплокровные животные отличаются значительным постоянством температуры тела, которая поддерживается благодаря теплорегуляции. Под теплорегуляцией следует понимать способность организма адаптироваться к высоким и низким температурам среды, поддерживая температуру тела на постоянном уровне. Регуляция тепла заключается в повышении или ослаблении обмена веществ и, как следствие этого, в повышении или уменьшении тепла в организме, с одной стороны, и в усилении или уменьшении отдачи тепла в окружающую среду с другой. Первую часть, зависящую от изменений энергетического обмена, называют химической терморегуляцией, вторую, связанную с рассеиванием тепла из организма — физической.

Теплорегуляция осуществляется центральной нервной системой главным образом через кожу, а также в результате многочисленных регуляторных приспособлений. Теплорегуляция выявляется у животных и в сезонных приспособлениях, или физиологических явлениях, например в виде накопления подкожного жирового слоя в качестве запаса для теплообразования, появление более густого и длинного волоса (зимой), выпадения волоса и замены его более редким и коротким (весной). Теплообразование происходит постоянно во всех клетках организма в результате окислительных процессов. Больше всего тепла образуется в мышцах, а также в печени, почках, различных железах, легких и ретикуло-эндотелиальной системах. На долю мышц приходится до 70% продуцируемого тепла, лишь 30% теплопродукции падает на другие органы. Значительно повышают теплопродукцию низкие температуры воздуха, мышечная работа, беременность и другие факторы. Хорошее физиологическое состояние и высокая продуктивность домашних животных возможны при условии содержания теплового равновесия организма (соответствия образования тепла их потерям). Обычно такое состояние сопровождается напряжением терморегуляции.

Пути потери тепла организмом. Теплоотдача из организма во внешнюю среду происходит посредством испарения, теплопроведения, конвекции и теплоизлучения (радиации).

Теплоотдача посредством испарения происходит с поверхности кожи за счет испарения пота и влаги, а также через слизистые оболочки дыхательных путей. Путем испарения теряется 20…30% всего выделяемого организмом тепла. Теплоотдача испарением с поверхности кожи животных происходит за счет потоотделения.

Интенсивность теплоотдачи испарением зависит от температуры, влажности и скорости движения воздуха. При высокой температуре и повышенной влажности воздуха испарение с поверхности кожи уменьшается, а при увеличении скорости движения воздуха — увеличивается. При температуре воздуха, превышающей температуру кожи животного, превращается теплоотдача из организма, и излишки тепла накапливаются в организме, приводя к перегреванию, следствием чего может быть тепловой удар.

У свиней теплоотдача испарением с поверхности кожи значительно слабее, чем у крупного рогатого скота. Количество отделяемого пота у них, по данным К. Г. Сухомлина, не превышает 60 -80 мл/ч на 1 м² поверхности кожи. С поверхности тела коров за час может испаряться до 2л воды в расчете на 1 кг массы животного. Следовательно, за счет испарения такого количества влаги в течение суток корова может отдавать в окружающую среду до 50−54 тыс. кДж. Животным различных пород присуща неодинаковая интенсивность потоотделения. Потовых желез больше у скота южных пород, чем у животных северных и центральных, поэтому и потоотделение у них более выражено.

Значительная роль в механизме теплоотдачи испарением принадлежит дыхательной системе, способность животных резко повышать частоту дыхания при одновременном уменьшении его глубины во много раз увеличивает испарение влаги а, следовательно, и отдачу тепла с поверхности дыхательных путей. Как сообщает А. Т. Семенюта, при температуре воздуха в коровнике 15 -16 оС частота дыхания у коров зимой увеличивается до 35…55 в минуту. У откармливаемого молодняка свиней при температуре воздуха в свинарнике в пределах 26 оС частота дыхания в минуту у животных достигает 85−90, при температуре 29 оС — 90−100 и при 32 оС — 130−140.

У собак и птиц, лишенных потовых желез, влага испаряется в результате учащенного дыхания с поверхности высунутого языка. У птиц в теплоотдаче активно участвует также гребень и сережки.

Ткани организма животных являются хорошими проводниками тепла, и благодаря тому, что нагретый воздух в зоне, где находится тело животного, постоянно сменяется более холодным, возможна теплоотдача за счет конвекции, то есть движения воздушных масс. Такая теплоотдача тем больше, чем значительнее разница между температурой кожи и воздуха, а также чем выше влажность и скорость движения воздуха. В закрытых помещениях теплоотдача из организма в основном происходит за счет конвекции.

При соприкосновении тела животных с холодным полом и землей, а также при купании и обмывании теплоотдача происходит путем теплопроведения. В таких случаях может наступить переохлаждение организма, что приводит к возникновению простудных заболеваний -бронхопневмании. Сырой бетонный пол поглощает много тепла, происходят неоправданные потери энергии корма через тепловую энергию организма. Вот почему следует обращать внимание на выбор строительного материала для полов. Теплоотдача теплоизлучением (радиацией) происходит путем излучения длинноволновых невидимых инфракрасных лучей с поверхности кожи и из глубины тела.

Теплоизлучение из организма увеличивается при низкой температуре и высокой влажности воздуха, при этом излучаемое тепло поглощается холодными поверхностями стен, пола, потолка, перегородок и т. д. Если температура воздуха и окружающих предметов выше температуры кожи, организм, наоборот, нагревается. Для уменьшения потерь тепла излучением необходимо хорошо утеплять стены, потолок, пол, двери и окна, а в осенне-зимний период принимать меры к снижению влажности воздуха. Об этом всегда нужно помнить, так как потеря организмом большого количества тепла в холодное время года приводит в конечном итоге к потере питательных веществ, и следовательно, к снижению продуктивности животных.

Таким образом, теплообмен организма с окружающей средой за счет рассмотренных выше механизмов происходит непрерывно. При сбалансированном теплообмене образование и отдача тепла равны между собой. И, наоборот, при неблагоприятных условиях внешней среды, когда температура воздуха в помещении для животных выходит за пределы зоны теплового безразличия, а влажность его слишком высокая или слишком низкая, когда наблюдаются сквозняки или подвижность воздуха ограничена и т. д., тепловое равновесие нарушается, наступает переохлаждение или перегревание организма, отрицательно влияющее на здоровье и продуктивность животных.

Некоторые особенности терморегуляции имеются у новорожденных животных. У них хорошо развита регуляция теплообразования, но несовершенна регуляция теплоотдачи. Новорожденные не имеют внутренних механизмов для регулирования постоянства температуры тела. Поэтому в первые дни после рождения температура тела у них в значительной степени обусловливается температурой окружающей среды. Более совершенная регуляция теплоотдачи (физическая теплорегуляция) у новорожденных поросят устанавливается в период с 15-го по 30-й день жизни. По сравнению с ягнятами, телятами, поросята рождаются на более ранней стадии индивидуального развития, с более высоким содержанием воды в теле. Вода, как известно, обладает большой теплоемкостью, а это служит одной из причин значительных потерь тепла организмом поросенка при рождении, находящегося в помещении с низкой температурой. При рождении температура тела поросенка бывает в пределах 38−39о, а затем резко падает, вследствие увеличения потерь тепла, когда они обсыхают и достигает максимальной точки. Через 20−30 мин. это снижение находится в прямой связи с температурой воздуха. При температуре +15−20 оС температура тела новорожденных поросят падает на 1,6−6 о, при температуре 5−10 оС — на 4−10 оС. Физическая терморегуляция у новорожденных животных устанавливается в следующие сроки: у ягнят — с 6-го по 15-й день, у телят — с 9-го по 27-й день.

5. Влияние низких температур на организм животных

Наиболее выраженные изменения теплообмена в организме животного наступают под действием температурного фактора окружающей среды. При понижении температуры воздуха теплообразование увеличивается в результате повышения обмена веществ в организме. А для этого необходимы дополнительные затраты энергетического материала, т. е. корма. В производственных условиях животные больше испытывают недостаток тепла зимой и в переходные периоды года.

При действии крайне низких температур различают две стадии ответной реакции организма: стадию защитных приспособлений и стадию угнетения, характеризующуюся замедлением всех физиологических функций организма, падением ректальной температуры, кровяного давления, развитием параличей и смертельным исходом. Стремясь снизить теплоотдачу, животное горбится, съеживается, одновременно замедляется пульс, углубляется дыхание. При недостаточности компенсаторных механизмов по ограничению теплоотдачи в действие вступает регуляция теплопроизводства с целью повышения его. В связи с этим усиливаются обмен веществ и окислительные процессы, выделение углекислоты и потребление кислорода, повышается мышечный тонус, сопровождающийся дрожью. Эти явления приводят к лучшей поедаемости корма, активизации функций желудочно-кишечного тракта, эндокринной системы, биотонуса организма и повышению резистентности. В условиях полноценного обильного кормления снижение температуры воздуха в определенном диапазоне тренирует организм, приспосабливает его к неблагоприятным воздействиям внешней среды.

При чрезмерном и длительном снижении температуры отдача тепла может настолько превысить образование его, что организм не в состоянии поддерживать температуру тела на нормальном уровне и тогда наступает его переохлаждение — гипотермия, в результате снижения кровотока в коже температура падает и даже наступает омертвение отдельных участков (хвост, уши, особенно у свиней). Общая поверхность тела животного уменьшается, появляется озноб, пульс замедляется, дыхание становится поверхностным, отмечается гиперемия внутренних органов, нарушается кровообращение, усиливается мочеотделение. В легких развиваются экссудативные явления, повреждается эпителий, что способствует беспрепятственному проникновению микробов и появлению простудных заболеваний. Снижается выработка антител, фагоцитарная активность лейкоцитов, регистрируются ревматические воспаления суставов, мышц, вымени, желудочно-кишечные и легочные заболевания молодняка.

Простудные заболевания наблюдаются чаще при плохой упитанности животных, длительной неподвижности (без моциона), а также при наличии сквозняков и недостаточной закалке организма к переменным метеорологическим условиям. Диапазон благоприятных и неблагоприятных температур воздуха окружающей среды для сельскохозяйственных животных зависит от вида, возраста, породы, продуктивности, состояния адаптации и других условий. Для здоровья животных опасны не столько низкая температура, приближающаяся к нулю, сколько резкие ее колебания, быстрые переходы от высокой температуры к более низкой, в результате чего возникает простуда с последующим развитием того или иного заболевания, особенно у молодняка.

Свиньи довольно чувствительны к изменениям температуры окружающей среды и в практических условиях следует контролировать в помещениях температурный режим с учетом возраста животных. Установлено, что температура воздуха оказывает значительное влияние на изменение температуры кожи у свиней. Если новорожденных поросят поместить в условия с температурой воздуха 18…22 оС, то температура их кожи снижается на 1,5…3 оС, а при 12 оС — на 5…6 оС и восстанавливается до нормы только через 8…10 дней. Изменения, происходящие при этом в организме, приводят к значительному снижению защитных сил молодняка, что создает предпосылки для возникновения различных заболеваний.

Когда поросятам предоставили возможность самим выбирать необходимую температуру воздуха в помещении, суточные поросята-сосуны предпочитали клетки с температурой 32…34 оС в возрасте от 2 до 7 дней 29…31 оС и в возрасте от 8 дней и старше — около 30 оС (С.И. Плященко, 1983).

На обмен веществ у свиней температура воздуха оказывает значительно большее влияние, чем другие факторы окружающей среды. Адаптация животных к изменению температурного режима различна и зависит от условий их содержания.

В свинарниках-откормочниках, при снижении температуры воздуха до 3…6 оС и одновременном повышении его влажности расход кормов увеличивается на 0,86…1,12 к. ед. на 1 кг прироста массы, или на 13,6…30,7%. Среднесуточный прирост массы при этом уменьшается с 607…642 до 491…534г, или на 13,1…22,3% (С.И. Плященко, 1971). По данным полученным за рубежом, например, в Дании содержание свиней в неотапливаемых помещениях привело к увеличению расхода кормов на 10%, в США — на 25, в Канаде, где более суровый климат, — на 44%.

Крупный рогатый скот менее чувствителен к низким температурам, чем свиньи. Однако и у этого вида животных снижение температуры ниже критической ведет к повышению обмена веществ на 2…3% на каждый градус понижения, непроизводительной затрате кормов на 15…50% и больше, снижению молочной продуктивности и приросту массы на 15…30%, что экономически нецелесообразно. В 80-е годы в хозяйствах ряда регионов с целью профилактики заболеваний новорожденных телят их стали выращивать в индивидуальных домиках -профилакториях на отрытом воздухе. Этот метод при правильном применении, полном соблюдении его технологии дает возможность выращивать конституционально крепкий молодняк, снижать его заболеваемость. Однако при этом расход молока на выпойку телят в зимний период увеличивается на 30…50%.

Вредное влияние низких температур на организм животного может быть ослаблено обильной дачей кормов. Однако наиболее рациональным путем является строительство помещений, отвечающих гигиеническим требованиям, а также закаливание животных. Самый распространенный и легко применяемый прием закаливания животных в зимний период — прогулки на свежем воздухе.

6. Влияние высоких температур на организм животных

Высокая температура для животных небезразлична. Повышение температуры окружающей среды до 27…35 оС и выше отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. У животных развивается тепловое перенапряжение, сопровождающееся пониженным аппетитом, вялыми процессами пищеварения и недостаточным использованием питательных веществ, замедлением слюноотделения, угнетением секреторной деятельности желудка и кишечника, снижением уровня газообмена и теплопродукции, а также потреблением кислорода, изменением морфологического и биохимического состава крови, учащением дыхания и работы сердца. Вследствие обильного потоотделения организм теряет много хлоридов и других солей, а также витаминов, особенно С и группы В. Длительное пребывание животных в условиях высокой температуры и влажности может привести к тепловому удару, нередко оканчивающемуся смертью.

Перегреванию животных способствует транспортировка в закрытых вагонах, работа или быстрое движение, перегоны в жаркие дни без водопоя, скученное содержание. Повышение температуры в помещении отрицательно влияет на продуктивность животных. При температуре в помещении 27 оС молочная продуктивность коров снижается на 10%, при 32 оС — на одну треть.

Большая чувствительность свиней к высоким температурам объясняется наличием у них толстого подкожного жирового слоя, что препятствует выделению тепла потоотделением. По этой причине у свиней в условиях повышенной температуры регуляция осуществляется путем дыхания, что часто в жаркие дни, особенно во время транспортировки, приводит к приступам сердечной деятельности. При содержании хряков в условиях высокой температуры у них уменьшается объем эякулята, концентрация сперматозоидов и количество подвижных сперматозоидов в эякуляте, а у самок тормозится приход в охоту, снижается оплодотворяемость, количество родившихся в помете поросят меньше, процент рассасывания эмбрионов в начальный период супоросности больше, увеличивается число мертворожденных поросят, жизнеспособность приплода ниже, чем в более холодные месяцы года. Свиноматки наиболее чувствительны к повышенной температуре на 8…10-й день после случки, когда происходит прикрепление оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) к слизистой матки. Из всех сельскохозяйственных животных наиболее устойчивы к высоким температурам овцы. Они долго выдерживают наружную температура при высокой относительной влажности. Густой шерстный покров овец отражает значительную часть длинноволновых лучей и тем самым препятствует проникновению тепла к коже.

Таким образом, для животных нежелательны ни слишком низкие, ни слишком высокие температуры, так как они вызывают значительные физиологические и морфологические изменения в организме, снижают продуктивность животных и эффективность использования кормов, способствуют повышению заболеваемости и отхода. Поэтому необходимо содержать животных в помещениях с температурой воздуха, при которой обмен веществ в организме протекает наиболее экономно, которая бы благоприятно действовала на физиологические отправления животных, а также на эффективность их хозяйственного использования.

7. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

В атмосферном воздухе и в воздухе закрытых животноводческих помещений всегда содержатся водяные пары, количество которых меняется в зависимости от температуры и скорости его движения, а также от географической зоны, сезона года, времени суток и условий погоды.

В воздухе животноводческих помещений водяных паров гораздо больше, чем в атмосферном. Это объясняется тем, что много водяных паров (до 75%) выделяется с поверхности кожи животных, со слизистых оболочек дыхательных путей и ротовой полости, а также с выдыхаемым воздухом. Так, например, корова массой 400 кг при удое 10л в течение суток выделяет в окружающую среду около 9 кг водяных паров, теленок в возрасте 8…12 мес живой массой 250 кг — 5,7 кг, бык-производитель массой 800 кг — 12,4 кг, свиноматка с приплодом — около 11 кг, подсвинок на откорме массой 100 кг — до 4 кг. Следовательно, в помещение на 200 коров может поступать до 2 т воды в сутки только за счет влаги, выделяемой организмом животных, а в помещение для откорма свиней на 2000 голов — до 8 т.

Кроме того, значительное количество влаги поступает в воздух животноводческих помещений с поверхности кормушек, поилок, пола, стен, потолка и других конструкций зданий. Насыщению воздуха помещения влагой способствует разбрызгивание воды при водопое, мытье кормушек, посуды и другого внутреннего оборудования, подмывании вымени и т. д. На долю водяных паров, поступающих в воздух помещений этим путем, приходится около 10…30%. В свинарниках, в отличие от других животноводческих помещений, количество водяных паров, поступающих при испарении с пола нередко составляет до 150% к влаге, выделяемой животными с выдыхаемых воздухом. Это связано с тем, что в свинарниках, как правило, полы больше увлажняются и загрязняются, чем в других помещениях.

Количество водяного пара внутри здания зависит от влажности наружного воздуха, эффективности работы вентиляции и системы навозоудаления, плотности размещения и способа содержания животных, применяемой подстилки, вида и влажности кормов и т. д.

Для характеристики влажностного содержания воздуха используются такие гигрометрические показатели, как относительная, абсолютная и максимальная влажность, дефицит насыщения и точка росы. Наибольшее гигиеническое значение имеют показатели относительной влажности, дефицит насыщения и точка росы.

Относительная влажность — процентное соотношение абсолютной влажности к максимальной.

В гигиенической практике при оценке микроклимата в животноводческих помещениях чаще всего пользуются величиной относительной влажности, так как она дает представление о степени насыщенности воздуха водяными парами при данной температуре. При повышении температуры воздуха относительная влажность уменьшается, а при понижении увеличивается. Чем выше относительная влажность, тем менее воздух гигроскопичен и способен осушать окружающие поверхности, и наоборот.

Дефицит насыщения — разность между максимальной и абсолютной влажностью при данной температуре. Величина дефицита насыщения свидетельствует о возможностях воздуха «растворять» в себе водяные поры. Чем больше дефицит насыщения, тем сильнее возрастает скорость испарения и повышается высушивающее действие воздуха. В зависимости от сезона года и способов содержания в помещениях для животных дефицит насыщения колеблется от 0,2 до 6,9 г/м3.

Точка росы — температура, при которой находящиеся в воздухе водяные пары достигают насыщения и переходят в жидкое состояние (конденсация влаги) на холодных поверхностях, или туман в воздухе. Она указывает на приближение абсолютной влажности к максимальной. Температура точки росы возрастает с повышением температуры воздуха. Если температура воздуха в помещении ниже точки росы и абсолютная влажность его высокая, то водяные пары превращаются в туман, происходит конденсация их на конструкции зданий. В первую очередь это происходит на поверхности стен и перекрытий, температура которых всегда ниже температуры воздуха помещений. Поэтому скопление влаги на поверхности ограждающих конструкций свидетельствует о их недостаточной теплоизоляции, о необходимости принятия мер по снижению влажности воздуха помещений.

Абсолютная влажность — количество водяных паров в граммах, которое содержится в 1 м³ воздуха при данной температуре.

Максимальная влажность или упругость водяных паров — предельное количество водяных паров в граммах, которое может содержаться в 1 м³ воздуха при данной температуре. В этом случае относительная влажность воздуха составляет 100%.

На величину гигрометрических показателей влияют другие показатели воздушной среды — температура воздуха, скорость его движения и атмосферное давление. Наибольшее влияние оказывает температура воздуха. С повышением температуры воздуха повышается абсолютная влажность и наоборот. Поэтому при рациональном содержании животных в правильно построенных и эксплуатируемых помещениях абсолютная влажность воздуха летом выше, чем зимой. В помещениях для животных она чаще бывает в пределах от 4 до 12 г/м3.

Относительная влажность и температура воздуха находятся в обратной зависимости: чем выше температура, тем ниже относительная влажность и наоборот. Относительная влажность выше у пола, чем у потолка. В зданиях для животных она обычно колеблется от 50 до 90%.

Влияние влажности воздуха на организм животных. Гигиеническое значение влажности воздуха исключительно велико, хотя даже крайне низкие значения относительной влажности сами по себе, как правило, не приводят к гибели животных. Наиболее опасно накопление влаги, если оно сочетается с высокой или низкой температурой. Холодный влажный воздух вызывает затруднение дыхания, ухудшение аппетита, ослабление пищеварения, снижение упитанности и продуктивности животных, что ведет к лишней затрате кормов. Зимой при содержании животных в неблагоустроенных сырых помещениях появляются простудные заболевания: бронхопневмония, маститы, воспаление легких, мышечный и суставной ревматизм, расстройство пищеварения и др. Особенно неблагоприятно отражается высокая влажность на молодняке, ослабленных и больных животных. Снижение температуры и повышение влажности воздуха значительно увеличивают теплопроводность и теплоемкость его, что приводит к большой потере тепла животными (теплопроводность влажного воздуха в 10 раз больше, чем сухого). В воздухе с высокой влажностью теплоотдача путем испарения практически невозможна.

В сырых помещениях сохраняются патогенные микроорганизмы, создаются более благоприятные условия для передачи капельно-воздушным путем возбудителей инфекционных заболеваний. Имеется много данных, свидетельствующих о широком распространении и более тяжелом течении паратифозной инфекции и бронхопневмонии у молодняка и содержание его в помещениях с высокой влажностью воздуха. Чрезмерно влажный воздух способствует также загрязнению животных и помещений, более быстрому разрушению построек. Повышенная влажность в сочетании с высокой температурой может оказывать стрессовое воздействие на организм животных. В этом случае происходит задержание тепла в организме, тормозится обмен веществ, появляется вялость, снижается продуктивность и устойчивость к инфекционным заболеваниям и незаразным заболеваниям. При низкой влажности высокие температуры животные переносят лучше. Однако летом теплый воздух высушивает кожу животных и слизистые оболочки, что повышает их ранимость и увеличивает проницаемость для микроорганизмов, а у овец ломается шерсть. Чем суше воздух, тем больше пыли в помещениях. Поэтому в помещениях для животных необходимо поддерживать оптимальную (60…75%) влажность воздуха.

Таким образом, водяные пары оказывают на организм животных прямое и косвенное влияние. Прямое влияние сводится к воздействию на теплоотдачу животных, к усилению или ослаблению ее вследствие изменения интенсивности испарения влаги из организма, а также изменения теплоемкости и теплопроводности окружающего воздуха. Косвенное влияние зависит от ряда предметов и факторов, так или иначе изменяющих свои свойства благодаря влажности воздуха — ограждающие конструкции (изменение их теплотехнических свойств в зависимости от степени увеличения), развитие микроорганизмов.

Для предупреждения высокой влажности в зданиях животноводческих ферм и комплексов необходимо прежде всего принять меры по устранению или максимальному ограничению поступления и накопления водяных паров. Большую роль в этом играет правильный выбор места для строительства, применение строительных материалов и конструкций, обладающих необходимыми теплотехническими качествами. В период эксплуатации зданий необходимо обеспечить надежную работу вентиляции и канализации, регулярно делать уборку зданий, удалять навоз и загрязненную подстилку. В зданиях, построенных из материалов с высокой теплопроводностью, необходимо утеплять стены и потолки, чтобы избежать конденсации влаги на них. Для снижения влажности в помещениях нередко применяют подстилку из соломенной резки или верхового сфагнового торфа (снижает относительную влажность на 8…12%). Однако большие затраты труда на внесение подстилки и удаление навоза вынуждают к все большему распространению бесподстилочного способа содержания животных на частично или полностью щелевых полах. В этих случаях эффективная работа вентиляции и системы удаления навоза приобретает особое значение.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой