第2章温热环境1.ppt

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1、家畜环境卫生学家畜环境卫生学第二章第二章 温热环境温热环境 温热环境温热环境(thermal environment)是指家畜是指家畜周围空气中的温暖、炎热和寒冷，自然状周围空气中的温暖、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，也受人为调节影响等因素综合决定，也受人为调节影响,是家是家畜健康和生产的重要的外界环境因素。畜健康和生产的重要的外界环境因素。有关名词和术语：有关名词和术语：对流层对流层(troposphere)：靠近地球表面的一层密度最大、靠近地球表面的一层密度最大、厚度约为厚度约为717公里、集中空气总量公里、集中空

2、气总量95%的大气层，称的大气层，称为对流层。为对流层。气象气象 (meteorology)：指对流层所发生的冷、热、干、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。湿、风、云、雨、雪、霜、雾、雷、电等各种物理现象。气象因素气象因素(meteorological elements)：用作描述大气物用作描述大气物理现象的物理量，称之气象因素。包括气温、气湿、气理现象的物理量，称之气象因素。包括气温、气湿、气流、气压、云量和降水等。流、气压、云量和降水等。天气天气(weather)：气象因素在一定时间和空间的变化，气象因素在一定时间和空间的变化，决定了一定区域的阴

3、、晴、风、雨等状态，称之为天气。决定了一定区域的阴、晴、风、雨等状态，称之为天气。气候气候(climate)：是指一个地区多年所特有的天气情况。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。昆明四季如春，广东温暖多雨等气候特点。第一节第一节 体温与动物热调节体温与动物热调节 一、一、体温体温、皮温和平均体温、皮温和平均体温 1.体温体温 体温是指身体深部（体核）的温度体温是指身体深部（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。躯体体内部位不同，温度也不完全相同。一般以直肠温度

4、一般以直肠温度(Rectal Temperature)作为动作为动物体温的代表。物体温的代表。直肠温度能代表体温，又容易测量，直肠温度能代表体温，又容易测量，故长期以来在生产实践中，常常以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。测试直肠温度来表示家畜体温。在测量体温时，应将温度计的感应在测量体温时，应将温度计的感应部位伸入直肠深部。部位伸入直肠深部。成年牛、马等大家畜为成年牛、马等大家畜为15cm，羊、，羊、猪为猪为10cm，小家畜和家禽为，小家畜和家禽为5cm。2.皮温皮温 皮肤表面的温度称为皮肤表面的温度称为“皮温皮温”(skin temperature)皮温受身体本身和

5、外界温热条件的影响，常随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。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。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，肪较厚、被毛保温性能较差、便于散热的部位，皮温较低。皮温较低。四肢下部、耳部和尾部皮温较低四肢下部、耳部和尾部皮温较低,低温时皮温低温时皮温下降显著。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，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：可以用公式计算：平均体温平均体温0.7

6、Tr+0.3T s 式中式中Tr 为直肠温度为直肠温度 T s为平均皮温（为平均皮温（）由于皮温随部位而不同，所以应根据不同部位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百分数作权数，采用加权平均数的方法计算平均皮温。均皮温。3.平均温度平均温度二、体热的来源二、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。产自体内营

7、养物质的氧化。1基础代谢产热基础代谢产热(基础代谢基础代谢)基础代谢基础代谢(basal metabolism)在动物常称为在动物常称为“饥饿饥饿代谢代谢”(fasting metabolism)。是指动物处于饥饿是指动物处于饥饿(空腹空腹)、休息（静卧）、温度、休息（静卧）、温度适宜（适宜（20）、消化道没有养分可吸收、清醒、）、消化道没有养分可吸收、清醒、安静状态下的产热量。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，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

8、的最低产热量。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。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产热量平均分别为3966、3946和和4971kJ/m2。大多。大多数动物单位体表面积基础代谢产热量都很相似，数动物单位体表面积基础代谢产热量都很相似，均

9、在均在4200kJ/m2左右。左右。通过大量研究发现，动物单位体重的基础代谢产通过大量研究发现，动物单位体重的基础代谢产热量是与体表面积成正比例，而不是与体重成正热量是与体表面积成正比例，而不是与体重成正比例。比例。然而，动物体表面积很难测量，而体重容易然而，动物体表面积很难测量，而体重容易测定。根据形态相似、密度相等的物体其表测定。根据形态相似、密度相等的物体其表面积比例于重量面积比例于重量(W)的的2/3次方次方(W 0.67)的原理，的原理，可以用动物的体重来估测其体表面积。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，发现体重又经过大量的校正实验，发现体重(W)的的0.75次

10、方次方(W 0.75)与基础代谢产热量最为密切，因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此通常由下列公式计算成年动物的基础代谢产热量：产热量：即：即：基础代谢基础代谢(kJ/日日)293W0.75 式中：式中：W动物体重动物体重(kg)，293每千克代谢体重的日平均产每千克代谢体重的日平均产热量（热量（kJ/kg日）。日）。2.2.热增耗热增耗 热增耗热增耗（Heat increment，HI）又称为又称为“体增体增热热”、“增生热增生热”或或“特殊动力作用特殊动力作用”，是指休，是指休息于舒适环境中的饥饿动物因采食而增加的产热息于舒适环境中的饥饿动物因采食而增加的

11、产热量量。这种热量一部分是动物摄食、消化和吸收饲料时，这种热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因细胞生物化学反应使代谢强度增加而产生的热量。量。另一部分是饲料在消化道运动，被微生物发酵所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。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 生产代谢产热是指动物生产产品如生长、繁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殖、产乳、产

12、蛋、产毛等或劳役而增加的产热量。热量。通常净能中的能量在满足维持代谢需要后剩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。程中，始终伴随着热量的产生。生产代谢生产代谢(productive metabolism)产热量取决产热量取决于产品的种类和数量。于产品的种类和数量。役畜工作时所消耗的能量仅有役畜工作时所消耗的能量仅有20转变转变为机械能，其余为机械能，其余80直接转变为热能。直接转变为热能。妊娠后期母牛产热量较空怀母牛增加妊娠后期母牛产热量较空怀母牛增加20%30%，泌乳，泌乳20kg的牛，产

13、热量较干的牛，产热量较干乳期妊娠牛增加乳期妊娠牛增加50%。4活动产热活动产热 活动产热是指动物因起卧、站立、行走、觅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。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消化酶的分泌、消化、吸收等所增加的热量均属于活动产热。均属于活动产热。当热环境发生变化时动物进行热调节如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、汗腺分外周血管的收缩、竖毛肌收缩、汗腺分

14、泌和肌肉紧张度的改变等所产生的热量泌和肌肉紧张度的改变等所产生的热量也属于活动产热。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在总产热量中，基础代谢产热是保障基本生命活动所必须；所必须；生产代谢产热始终伴随着生产产品和做功而产生；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、应激反应等对动物生产毫无意义，如，适应环境、应激反应等产热。产热。因此，通过改善环境减少维持代谢产热和降低生产因此，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

15、报酬的根本措产热散失，是提高饲料转化率和饲料报酬的根本措施。施。5外源热外源热 外源热是指家畜从外界环境得到的热量。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。的饲料和饮水也可给家畜外源热。三、体热的散发三、体热的散发 1 辐射散热辐射散热 辐射辐射(radiation)是指物体表面以电磁

16、波形式连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续释放能量的过程，这种能量可以不通过中间介质而传递。间介质而传递。温度大于绝对零度的（温度大于绝对零度的（0K或或273）任何）任何物体都能放出辐射能，其辐射波长随辐射体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。温度升高而逐渐变短。辐射散热辐射散热(radiant heat loss)是指动物与周围环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境可度量距离内物体之间以电磁波形式进行的热交换。的热交换。2传导散热传导散热 传导散热传导散热(Conduction heat loss)是指直接接是指直接接触的两物体通过分子或原子的振动或旋转等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。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。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