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1、家畜环境卫生学第二章 温热环境 温热环境(thermal environment)是指家畜周围空气中的温暖、炎热和寒冷，自然状 态下它由太阳热辐射、气温、湿度、气流 等因素综合决定，也受人为调节影响,是家畜健康和生产的重要的外界环境因素。有关名词和术语：对流层 (troposphere) ：靠近地球表面的一层密度最大、 厚度约为717公里、集中空气总量95%的大气层，称 为对流层。气象 (meteorology) ：指对流层所发生的冷、热、干、 湿、风、云、雨、雪、霜、雾、雷、电等各种物理现象 。 气象因素(meteorological elements) ：用作描述大气物 理现象的物理量，称
2、之气象因素。包括气温、气湿、气 流、气压、云量和降水等。 天气(weather) ：气象因素在一定时间和空间的变化， 决定了一定区域的阴、晴、风、雨等状态，称之为天气 。 气候(climate) ：是指一个地区多年所特有的天气情况。昆明四季如春，广东温暖多雨等气候特点。第一节 体温与动物热调节 一、体温、皮温和平均体温 1.体温 体温是指身体深部（体核）的温度(deep-body temperature or core temperature)。 躯体体内部位不同，温度也不完全相同。 一般以直肠温度(Rectal Temperature)作为动 物体温的代表。 直肠温度能代表体温，又容易测量
3、，故长期以来在生产实践中，常常 以测试直肠温度来表示家畜体温。 在测量体温时，应将温度计的感应 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。2. 皮温 皮肤表面的温度称为“皮温”(skin temperature) 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、血管分布较少和皮下脂 肪较厚、被毛保温性能较差、便于散热的部位 ，皮温较低。 四肢下部、耳部和尾部皮温较低,低温时皮温下 降显著。 平均体温是指整个动物体各部位温度加权平均值， 可以用公式计算： 平均体温0.7Tr
4、+0.3T s 式中Tr 为直肠温度 T s为平均皮温（） 由于皮温随部位而不同，所以应根据不同部位 面积大小计算平均皮温(mean skin temperature) 。 通常测定若干点，以测定点部位占全身面积的 百分数作权数，采用加权平均数的方法计算平 均皮温。3. 平均温度二、体热的来源 畜体的热源主要有内部和外部两方面，内部主要产 自体内营养物质的氧化。 1基础代谢产热 (基础代谢) 基础代谢(basal metabolism)在动物常称为“饥饿 代谢”(fasting metabolism)。 是指动物处于饥饿(空腹)、休息（静卧）、温度适 宜（20）、消化道没有养分可吸收、清醒、安
5、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。 大量研究表明，家畜基础代谢产热量虽然随体型 增大，绝对值增加，但按每千克体重计算，体型 越小的动物反而愈高。 但各种动物单位体表面积基础代谢产热量非常相 似。如马、鸡和小鼠单位体表面积每日基础代谢 产热量平均分别为3966、3946和4971kJ/m2。大多数动物单位体表面积基础代谢产热量都很相似， 均在4200kJ/ m2左右。 通过大量研究发现，动物单位体重的基础代谢产 热量是与体表面积成正比例，而不是与体重成正 比例。 然而，动物体表面
6、积很难测量，而体重容易测 定。根据形态相似、密度相等的物体其表面积 比例于重量(W)的2/3次方(W 0.67)的原理，可以 用动物的体重来估测其体表面积。 又经过大量的校正实验，发现体重(W)的0.75 次方(W 0.75)与基础代谢产热量最为密切，因此 通常由下列公式计算成年动物的基础代谢产热 量：即： 基础代谢(kJ/日) 293W0.75 式中：W动物体重(kg)，293每千克代谢体重的日平均产 热量（kJ/kg日）。2. 热增耗 热增耗（Heat increment，HI）又称为“体增热” 、“增生热”或“特殊动力作用” ，是指休息于舒适环境中的饥饿动物因采食而增加的产热量。 这种热
7、量一部分是动物摄食、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 。 另一部分是饲料在消化道运动，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。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(productive metabolism)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
8、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%。4活动产热 活动产热是指动物因起卧、站立、行走、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。 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着生产产品和做功而产生； 在维持代谢产热（主要包括活动产热）中，有些是对动物生产毫无意义，如，适应环境、应
9、激反应等产热。 因此，通过改善环境减少维持代谢产热和降低生产产热散失，是提高饲料转化率和饲料报酬的根本措施。5外源热 外源热是指家畜从外界环境得到的热量。一 般情况下家畜是向外散发热量，但当晴天家 畜暴露于阳光下，或环境温度高于家畜体表 温度，或畜舍有取暖设备时，家畜可以从外 界环境得到热量，此外，温热了的饲料和饮 水也可给家畜外源热。三、体热的散发 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(radia
10、nt heat loss)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(Conduction heat loss)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墙壁、地面、冷 水等接触而进行传导散热。 空气是热的不良导体，动物体表通过空气传 导散失热的热量有限。 动物传导散热取决于与其接触物体的温度，当动物体表温度高于物体表面温度时，动物散失热量，传导散热量为正值。 当动物体表温度低于物体表面温度时，动
11、物获得热量，传导散热量为负值。 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(convection)是指空气和水的相对运动。 对流散热(convection heat loss)是空气或水相对运动造成的热传递。 当畜体体表温度高于空气和水温度时，通过 对流可以带走畜体表面热量，发生对流散热 。 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。 对流形式有两种： 一种是由外力作用发生对流，称为“强制 对流” ；如：使用风扇、水淋等。 另一种为空气因受热不均导致密度变化 而产生的对流-自然风，称为“自然对流” 。4 蒸发散热 蒸发散热(
12、Evaporation heat loss)是指动 物与空气接触表面的水份从液态变为气 态时吸收热量的过程。 动物体表蒸发散热的部位主要为皮肤表 面和呼吸道。 只要有水分蒸发，就有热量的散失。 （1）皮肤蒸发 皮肤蒸发的机制有二： 一为渗透蒸发，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” 。 二为出汗蒸发，通过汗腺分泌汗液,在皮肤表 面蒸发。出汗多时，常见皮肤表面有水滴出 现，故又称为“显汗蒸发” 。 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
13、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 温汗腺分泌汗液多，汗液也很难在皮肤表面蒸发，所以通 过皮肤蒸发散热对动物散热作用不大,湿度大时更是如此 。 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向空气中逸出而发 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。 呼吸道散热是通过肺泡表面水分蒸发
14、和吸入 冷空气经辐射、对流和传导变热而进行的。 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，呼吸深度降低的现象。 热性喘息常见于汗腺不发达或缺乏汗腺的动 物,如猪、鸡、狗。 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” 。 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” ，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。 畜体热散失除了辐射、对流、传导、蒸发散热外，通过
15、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。5.加热饲料和饮水四、畜体热平衡与调节1、畜体的热平衡 畜体的多余产热和得热，必须经过各种散热途径来散发，才能维持体温的正常与恒定，这就是畜体 的热平衡。可用下式简单表示为：M He Rcv=0M畜体产热量； He 蒸发散热量；R 辐射散热量； c 传导散热量；v 对流散热量； 饲料、饮水耗热量家畜的体热来源和散热途径基础代谢产热 传导散热 采食（热增耗） 辐射散热生 产 产 热 对流散热皮肤蒸发运 动 产 热 蒸发散热 采食和饮水 呼吸道蒸发 环 境 得 热 加热饲料和饮水外源热家 畜 体 热2.热平衡的调节 (1)物理调节 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
