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1《家畜环境卫生与设施》讲课人：孝感市畜牧局高级兽医师卢志新（2008年4月22日）第一章绪论所谓“环境”，是相对于某项中心事物而言，是作为该中心事物的对立面而存在的。对家畜环境而言，“中心事物”是家畜，环境则是家畜生存的环境，或者说是指环绕于家畜居住空间周围的各种客观环境条件的总和。家畜与环境的关系，主要是通过家畜的生存、生长发育、繁衍后代表现出来的。一方面，家畜从外界环境中不断获取物质、能量和信息的同时，受到各种环境因素的影响；另一方面，家畜也影响着周围环境，其影响的性质和深度则随着环境条件的不同而发生变化。事实上，家畜的环境是一种综合性的生态环境，包含着许多性质不同的单一环境因子。根据环境因子的性质，家畜的环境包括空气环境、水环境、光环境以及其他环境因子。空气环境因子主要包括空气温度、相对湿度、气流速度、热辐射等热环境因子，空气成分、有害气体、空气微生物、空气中的微粒等空气环境质量因子；水环境因子主要是指水源、水质以及供水、排水和污水处理系统；光环境因子主要为光照及辐射。家畜环境卫生是指家畜饲养环境的条件，卫生状况是否适合家畜的生长与生活等。家畜环境与设施是研究家畜养殖的健康和生产性能与环境之间的相互作用关系，并利用工程设施为家畜的养殖生产创造适宜的环境条件，达到高产、优质、高效、安全、持续生产的目的。畜禽养殖工程设施设备配套的合理与否，直接关系到畜禽养殖工艺与环境条件和畜禽养殖生产的经济效益。工程设施配套技术是否到位、设备是否成套，不仅影响工程一次投资成本和长期运行费用的高低，而且直接影响畜禽的生产性能。因此，家畜环境与设施被认为是现代畜禽生产的基础和重要支撑技术。目前世界畜禽环境领域的研究热点主要集中在以下几个方面：1．动物行为与福利研究畜禽动物福利定义为“满足动物与它的环境相协调一致的精神和生理完全健康的状态的一种要求”，其基本含义就是：善待活着的动物，减少动物死亡的痛苦。2．室内空气质量研究23．畜禽场粪污处理与利用技术4．畜禽运输过程的环境问题5．畜禽生产中的工艺定型及配套设备6．畜舍设计及通风系统近二十多年来，我国家畜环境与设施的研究与应用取得了一定进展，为推动我国畜禽设施养殖业的发展起到了积极的推动作用。主要表现在以下几个方面：1．畜牧工程工艺在畜牧生产中的主导作用2．畜舍建筑设施3．畜禽舍通风设备与纵向通风环境调控技术的研究与应用4．蒸发降温设备的研究与开发应用5．畜禽舍环境自动控制技术的研究与应用6．畜禽场粪污处理与利用技术的研究与应用造成我国规模化畜禽场粪便污染的原因首先，由于我国发展集约化养殖业的时间不长，开始缺乏经验，资金短缺，尤其是认识不足，没有把畜禽粪便处理做为集约化畜禽生产的一个重要环节列入畜禽场建设计划。在畜禽场规划设计时，忽视大量畜禽粪尿对环境和畜禽自身的影响，缺乏经济有效的收集、处理、利用综合配套技术与设施。其次，粪便排放量大，但处理和综合利用技术跟不上。特别是大中城市近郊区，农村城市化进展快、畜禽饲养密度大，有限的土地消纳不了大量的畜禽废弃物。据调查，集约化畜禽饲养场粪污已成为许多大中城市不亚于城市垃圾的一大污染源。第三，现代农业丢掉了粪便做为有机肥的传统习惯。人们从观念上把曾作为农业主要肥源的畜禽粪便，逐步转变为废弃物看待。以往，畜禽粪便在农业生产中作为肥田的主要肥源，返回农田，基本上不存在污染环境问题。在现代化农牧业生产中，由于化肥的大量使用，丢掉了传统的肥源。加之施肥季节强，淡季时农民不愿接受粪便，造成了粪便的积压浪费，并污染环境。第四，对于全国数以万计的大中型养殖场，目前缺乏统一的粪便环境管理条例、标准和有关的法规，也是造成粪便污染环境的一个原因。我国畜禽废弃物处理与畜产公害防治的对策与措施解决我国集约化畜禽粪污无害化处理、资源化利用，消除畜产公害，最终的关键还是促进农牧结合，确保农业生态良性循环和我国农牧业的持续发展。此外，在环境管理方面，应加强畜牧业管理人员的环境保护意识，提高对畜禽粪便资源化的认识，也是使畜禽粪便能够很好利用和防止环境污染的一个很重要的措施。总之，加强对规模化养殖场废弃物处理与畜产公害综合防治技术的研究开发与推广应用，不仅是保护生态环境的要求，也是设施畜牧业持续、稳定、高产、优质和高效发展的必要条件。第二章太阳辐射与畜禽3第一节太阳辐射与畜禽太阳辐射对家畜可产生光和热两方面的作用。光是家畜环境中的一个比较重要的因素，是家畜的生存和生产必不可少的外界条件。太阳辐射的光热效应主要通过光照强度、光谱质量、光照时间、光周期等体现。在全部太阳辐射中，红外线约占50%～60%，紫外线约占1%，其余为可见光部分。通常，辐射强度随纬度增加而逐渐减弱，随海拔高度的增加而增强。赤道地区辐射强度最大；一年中，夏季的辐射强度最大，冬季最小；一天中，中午最大，早晚最小。对自然采光的畜禽舍，舍内光照强度也随外界光照条件而变。光照射在物体单位面积上所得到的光通量称为光照强度，简称照度，是肉眼所能感觉到的光的亮度，用勒克司（lx）表示。1lx是指1流明（lm）的光通量均匀分布在1m²表面上所产生的光照度，也即单位时间内通过某一面积的光通量，1lx=1lm/m²。流明是光通量的标准单位，1lm指的是绝对温度为2046°K、面积为1/60Пcm²的绝对黑体里发出的光通量。太阳高度角是指太阳光线与地面水平面之间的夹角。可见光照射主要引起机体组织的化学反应和光热效应，紫外线则会引起电离反应。自然条件下，光照比其他任何环境因素都具有规律性。由于地球自转，出现一天中24h明暗交替的变化。同时，地球绕着太阳公转，又使每天的日照时数随季节而变，冬至时最短，夏至时最长，春季由短变长，秋季由长变短。日照时间的规律性变化称之为光周期。除日照时间外，光照强弱也呈现周期性变化，在北半球，夏季光照最强，冬季最弱。对动物而言，机体的很多功能如体温、繁殖机能、激素水平和酶的活性、代谢过程、行为活动模式，甚至反刍动物的上皮组织分裂等，都会随时间作出节律性反应，这种节律性反应主要受光周期影响，习惯上称其为生物节律。因此，光周期对动物的生长、发育和繁殖具有重要意义。不同光照强度对畜禽具有不同的生物学效应，有关这方面的影响对鸡的研究比较多。在一定的范围内强光照对于促进产蛋有明显作用。然而大群饲养时，光照强度增大会助长鸡啄癖的发生，因此，产蛋期光照强度以5lx为宜。就生长育肥而言，光照不是对雏鸡的生长直接产生刺激作用，而是对雏鸡的活动或觅食等各种生理机能的固有节律起同步信号作用，从而间接地产生影响。太阳辐射中的红外线大部分集中在760～2000nm的范围内，红外线对机体主要产生热效应。畜牧业生产中，常用红外线灯作为热源，对雏鸡、仔猪、羔羊和病、弱畜进行照射，这不仅可以采暖御寒，而且还可改善机体的血液循环，促进生长发育。紫外线具有较高的能量，照射机体后可产生一系列的光化学反应和光电效应，不同的波长其生物学作用的强弱不同。41．红斑作用在紫外线照射下，被照射部位皮肤会出现潮红，这种皮肤对紫外线照射的特异反应称红斑作用。2．杀菌作用紫外线的杀菌作用与波长有关。280～302nm的紫外线主要引起蛋白质的离解；253～260nm的紫外线主要引起变性，而该波段的紫外线又以核酸吸收量最为强烈。畜牧业生产中，常用紫外线光源对畜禽舍进行灭菌。目前在鸡、鸭、猪等畜禽舍使用的低压汞灯，辐射出254nm紫外线，具有较好的灭菌效果3．抗佝偻病作用佝偻病是由于缺乏维生素D而发生的钙、磷代谢紊乱的疾病。为防止佝偻病和软骨症的发生，在对畜禽进行紫外线照射时，必须选用波长283～295nm的紫外线，不可用一般的紫外线灯代替。4．色素沉着作用紫外线可使皮肤中的黑色素原通过氧化酶的作用，转变为黑色素，使皮肤发生色素沉着。5．提高机体的免疫力和抗病力动物长期缺乏紫外线的照射，可导致机体免疫功能下降，对各种病原体的抵抗力减弱，易引起各种感染和传染病。因此，为保证机体正常的免疫功能，接受适量的紫外线是必不可少的。6．过量照射的危害当动物体内含有某些异常物质时，如采食含有叶红素的荞麦、三叶草和苜蓿等植物，或机体本身产生异常代谢物，或感染病灶吸收的病毒等，在紫外线作用下，这些光敏物质对机体产生明显的作用，能引起皮肤过敏、皮肤炎症或坏死现象，这就是光敏性皮炎或“光敏反应”。光敏性皮炎专发于白色皮肤，特别是在动物无毛或少毛的部位，畜牧生产中多见于猪和羊。最易引起光照性眼炎的波长为295～360nm。长期接触小剂量的紫外线，可发生慢性结膜炎。此外，紫外线尚有致癌作用。自然条件下，光照时间随着季节的变化而变化，并形成不同的光周期；在人工控制条件下，光照时间及其变化比较复杂，对畜禽的影响也各异。马、驴等是在春季日照逐渐延长的情况下发情配种，故称之为“长日照动物”；绵羊、山羊等是在秋、冬日照逐渐缩短的情况下发情交配，故称之为“短日照动物”。对繁殖性能的影响1．对鸡的影响鸡的性腺机能在白昼趋长的春天变得活跃，而在白昼趋短的秋天渐渐衰退，通常将鸡的这种根据日照长短及其变化表现出来的性腺机能的变化，称为光周期5反应。自然条件下，在日照时间逐日增长季节（从冬至到夏至）育成的雏鸡，比日照逐日缩短季节（从夏至到冬至）育成的雏鸡，性成熟要早。因日照增长有促进性腺活动的作用，日照缩短则有抑制作用，所以鸡的产蛋会出现淡旺季，一般在春季逐渐增多，秋季逐渐减少，冬季基本停产。2．对羊的影响一般来说，绵羊、山羊为短日照动物，其发情、排卵、配种、产仔、换毛等都受光周期变化的影响。3．对马的影响马属于长日照动物。光照时间的变化对母马的性活动影响比较明显，母马的繁殖季节一般从春季开始，春季由短日照逐渐增加到长日照，可促使母马发情。在秋、冬季若给母马提供逐日延长的光照或每天给予稳定的16h光照，可使母马在处理后的45～60天开始发情，其LH水平和孕酮水平，同春季正常发情的母马相似。4．对牛的影响为常年发情动物，但有些品种仍存在繁殖的淡旺季。如黄牛一般在5～9月份发情的较多，水牛8～11月份发情的较多，因此，这段时间是发情旺季。5．对猪的影响虽然猪为常年发情动物，但光照时间对猪的性成熟亦有一定的影响。对生长育肥和其它生产力的影响1．生长育肥光周期的变化影响鸡、猪的生长育肥。一般认为，种用家畜的光照时数宜适当长些，以利活动，增强体质；育肥家畜则应适当短一些，以减少活动，加速育肥。2．产乳在自然光照条件下，哺乳动物的产奶量，一般在春季最多，5～6月达到高峰，7月份大幅度跌落，10月又慢慢回升，当然这也与牧草的枯荣和气温有关，而光照时间的长短影响着产奶量。3．产毛羊毛的生长也有明显的季节性，一般夏季长日照时生长快，冬季短日照时生长慢。第二节空气温度与畜禽空气温度即气温，是表示空气冷热程度的物理量。由于太阳辐射强度因纬度、季节和一天的不同时间而不同，某一地区的气温也随太阳辐射的变化而发生周期性的变化。在一天中气温在日出前最低，14时最高。一天中气温最高值与最低值之差称为“气温日较差”。气温日较差的大小与纬度、季节、地势、海拔、天气和植被等有关。一年中，一般1月份气温最低，7月份最高，最高月平均气温与最低月平均气温之差称为“气温年较差”。气温年较差的大小与纬度、距海远近、海拔、云量和雨量等有关。6机体的体温调节主要包括散热调节和产热调节两种形式。散热调节也称物理性调节，是指在炎热或寒冷环境中，机体依靠皮肤血管的舒缩、增减皮肤血流量、改变皮肤温度，以及通过加强或减弱汗腺和呼吸活动、寻找较舒适的场所、改变姿势等，来增加或减少热的放散，以维持正常体温的调节方式。产热调节也称化学性调节，是指在较严重的冷热应激下，机体须通过减少或增加体内营养物质的氧化，来减少或增加产热，以维持正常体温的调节方式。家畜在适宜的环境温度范围内，机体可不必利用本身的调节机能，或只通过少量的散热调节就能维持体温恒定。此时，机体的产热和散热基本平衡，代谢率保持在最低水平。通常，把这一适宜的温度范围称为等热区。其中，等热区某一温度区域，机体无须通过任何体温调节方式，即可达到产热和散热相等，此时，家畜既不感到冷，又不感到热，感觉最为舒适，故把这一区域