Какими параметрами характеризуется микроклимат животноводческих помещений. Зоогигиенические требования к микроклимату и нормативы Влияние физических свойств воздуха на организм животного

Содержание сельскохозяйственных животных в закрытых помещениях животноводческих хозяйств промышленного типа связано со значительными отклонениями параметров и газового состава воздуха от нормальных условий. Поэтому при проектировании животноводческих комплексов наряду с теоретическими зависимостями обычно используют опытные данные, полученные при экспериментальных исследованиях. Опыты по определению влияния параметров окружающей среды на состояние животных и биологические изменения, происходящие в их организме под действием этих параметров, проводят ученые отечественных и зарубежных исследовательских центров. В естественных условиях частые и непредвиденные изменения погоды значительно осложняют проведение экспериментальной работы, в результате увеличивается продолжительность исследований. Сократить сроки проведения экспериментальных исследований можно при создании искусственного климата, имитирующего условия того или иного сезона. Такие условия можно создать в специальной установке, состоящей из климатической камеры, систем жизнеобеспечения животных и управления машинами и аппаратами. Она служит физической моделью животноводческого помещения и позволяет проводить исследования сельскохозяйственных животных в лабораторных условиях.

Микроклимат животноводческих помещений.

Микроклиматом животноводческих помещений называется совокупность физических и химических факторов воздушной среды, сформировавшаяся внутри этих помещений. К важнейшим факторам микроклимата относятся: температура и относительная влажность воздуха, скорость его движения, скорость его движения, химический состав, а также наличие взвешенных частиц пыли и микроорганизмов. При оценке химического состава воздуха определяют прежде всего содержание вредных газов: углекислого, аммиака, сероводорода, окиси углерода, присутствие которых снижает сопротивляемость организма к заболеваниям.

Факторами, влияющими на формирование микроклимата, являются также: освещённость, температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций, определяющая точку росы, величина лучистого теплообмена между этими конструкциями и животными, ионизация воздуха и др.

Зоотехнические и санитарно-гигиенические требования по содержанию животных и птицы сводится к тому, чтобы все показатели микроклимата в помещениях строго поддерживались в пределах установленных норм.

Эти нормы назначают с учётом технологических условий и определяют допустимое колебания температуры, относительной влажности воздуха, скорости движения воздушных потоков, а также указывают предельно допустимое содержание в воздухе вредных газов.

Таблица 1. Зоотехнические и зоогигиенические нормативы микроклимата животноводческих помещений (зимний период).

При правильном содержании животных и оптимальной температуре воздуха концентрация клоачных газов и количество влаги в воздухе помещения не превышает допустимых величин.

В общем случае обработка приточного воздуха включает: очистку от пыли, уничтожение запахов (дезодорация), обезвреживание (дезинфекция), нагревание, увлажнение, осушение, охлаждение. При разработке технологической схемы обработки приточного воздуха стремятся сделать этот процесс наиболее экономичным, а автоматическое регулирование наиболее простым.

Кроме того, помещения должны быть сухими, тёплыми, хорошо освещёнными и изолированными от внешнего шума.

В поддержании параметров микроклимата на уровне на уровне зоотехнических и санитарно-гигиенических требований большую роль играют конструкция дверей, ворот, наличие тамбуров, которые в зимнее время открываются при раздаче кормов мобильными кормораздатчиками и при уборке навоза бульдозерами. Помещения часто переохлаждаются, и животные страдают от простудных заболеваний.

Из всех факторов микроклимата наиболее важную роль играет температура воздуха в помещении, а также температура полов и других поверхностей, т. к. она непосредственно влияет на терморегуляцию, теплообмен, на обмен веществ в организме и другие процессы жизнедеятельности.

Практически под микроклиматом помещений понимают регулируемый воздухообмен, т. е. организованное удаление из помещений загрязненного и подачу в них чистого воздуха через систему вентиляции. С помощью системы вентиляции поддерживают оптимальный температурно-влажностный режим и химический состав воздуха; создают в различные периоды года необходимый воздухообмен; обеспечивают равномерное распределение и циркуляцию воздуха внутри помещений для предотвращения образования «застойных зон»; предупреждают конденсацию паров на внутренних поверхностях ограждений (стены, потолки и др.); создают в животноводческих и птицеводческих помещениях нормальные условия для работы обслуживающего персонала.

Воздухообмен животноводческих помещений как расчётная характеристика представляет собой удельный часовой расход, т. е. подачу приточного воздуха, выраженную в кубических метрах в час и отнесённую к 100 кг живой массы животных. Практикой установлены минимально допустимые нормы воздухообмена для коровников – 17 м 3 /ч, телятников - 20 м 3 /ч, свинарников – 15-20 м 3 /ч на 100 кг живой массы животного, находящегося в рассматриваемом помещении.

Освещённость тоже является важным фактором микроклимата. Естественное освещение наиболее ценно для животноводческих помещений, однако в зимний период, а также поздней осенью его недостаточно. Нормальное освещение животноводческих помещений обеспечивается при соблюдении нормативов естественной и искусственной освещённости.

Естественное освещение оценивается световым коэффициентом, выражающим отношение площади оконных проёмов к площади пола помещения. Нормы искусственной освещённости определяются удельной мощностью ламп на 1м 2 пола.

Оптимально необходимые параметры тепла, влаги, света, воздуха не постоянны и изменяются в пределах, не всегда совместимых не только с высокой продуктивностью животных и птицы, но иногда и её здоровьем и жизнью. Чтобы параметры микроклимата соответствовали определённому виду, возрасту, продуктивности и физиологическому состоянию животных и птицы при различных условиях кормления, содержания и разведения, его необходимо регулировать с помощью технических средств.

Оптимальный и регулируемый микроклимат – это два различных понятия, которые в то же время взаимосвязаны. Оптимальный микроклимат – цель регулируемый – средство для её достижения. Регулировать микроклимат можно комплексом оборудования.

Микроклимат – комплекс физических факторов окружающей среды в ограниченном пространстве, оказывающий влияние на тепловой обмен организма.

В животноводстве под микроклиматом понимают, прежде всего, климат помещений для животных, который определяют как совокупность физического состояния воздушной среды, его газовой, микробной и пылевой загрязненности с учетом состояния самого здания и технологического оборудования. Иными словами, микроклимат – это метеорологический режим закрытых помещений для животных, в понятие которого входят температура, влажность, химический состав и скорость движения воздуха, запыленность, освещенность и т. д. Оптимальный микроклимат способствует увеличению продуктивности животных, снижению расхода кормов на получение единицы продукции, положительно влияет на сохранение здоровья животных.

К факторам, формирующим микроклимат в сельскохозяйственных помещениях, относят:

местный (зональный) климат, погодные условия и время года;

термическое и влажностное сопротивление ограждающих конструкций зданий;

состояние вентиляции, канализации, качества уборки навоза, степени освещения и отопления;

технологию содержания животных;

вид животных и плотность их размещения;

количество и качество.

1. Зоогигиенические требования к параметрам микроклимата животноводческих помещений.

Содержание лошадей в конюшне неизбежно связано с загрязнением воздуха, при плохой вентиляции это неблагоприятно сказывается на здоровье животных. Воздухообмен, который осуществляется через окна, ворота, недостаточен. Поэтому в конюшне обязательно должна быть вентиляция – естественная приточно-вытяжная или принудительная. Однако при свободной циркуляции воздуха следует избегать сквозняков, иначе потные животные после работы, а также жеребята могут легко простудиться.

В некоторых конюшнях при строительстве оставляют зазор между крышей и верхними венцами стен: этот прием позволяет застоявшемуся воздуху улетучиваться, но избавляет от сквозняков. Но чаще всего в конюшнях оборудуют приточно-вытяжную вентиляцию с естественным побуждением.

Размер вытяжной трубы – не менее 0,8×0,8 м, а приточного канала – 0,2×0,2 м. На каждые 12-15 лошадей оборудуют одну трубу. Однако для более точного определения количества труб производят расчет объема вентиляции по влажности воздуху или по углекислому газу (в зависимости от особенностей климатической зоны). Указанная вентиляция работает удовлетворительно при минусовой температуре наружного воздуха, но малоэффективна при повышенной. Вытяжные трубы в их верхней части оборудуют дефлекторами, а в нижней устанавливают заслонки для регулирования удаляемого воздуха. Допустимый воздухообмен – не менее 17 м³ на центнер массы лошади – уменьшают в холодный период минимально до пределов, необходимых для поддержания температуры помещения, не нормируя его относительную влажность.

Зимой температура воздуха в конюшне может опускаться до 4 градусов и даже быть минусовой, но если нет сквозняков, то и взрослые лошади, и жеребята ее благополучно выдержат.

Для обогревания конюшни в сырое и холодное время года можно провести центральное отопление, использовать безопасные обогреватели (когда теплый воздух поступает по трубам) или тепловые пушки.

Оптимизация микроклимата включает в себя соблюдение норм технологического проектирования при строительстве зданий, а также постоянный контроль над основными климатическими параметрами внутренней среды животноводческих помещений.

Кроме того, для защиты от заноса возбудителей инфекции и улучшения санитарно-гигиенических условий на территории животноводческих построек проводят следующие мероприятия. Территорию обносят изгородью высотой не менее 1,8 м и озеленяют в 3-5 рядов деревьями и кустарниками. Для насаждений подбирают местные виды растений с учетом их санитарно-защитных и декоративных свойств и устойчивости к воздействию производственных выбросов. В зоне зеленых насаждений в летние месяцы температура бывает ниже на 2-2,5 ˚С по сравнению с открытыми участками, а скорость движения воздуха снижается на 60-80 %, количество пыли и микроорганизмов уменьшается на 50-60 %. В этих условиях у животных нормализуются сердечная деятельность, дыхание, газообмен и теплообмен, повышаются естественная резистентность и продуктивность.

Для защиты животноводческих построек от господствующих ветров, песчаных и снежных заносов деревья и кустарники сажают со стороны этих ветров, по границе территории построек, вдоль внутренних дорог, ветеринарных построек и между зданиями. Зеленые насаждения защищают помещения для животных от перегревания (летом) и охлаждения (зимой), что способствует улучшению в них микроклимата.

От микроклимата животноводческих помещений во многом зависят здоровье животных и их продуктивность. При несоответствии его оптимальным зоогигиеническим параметрам надои молока снижаются на 10... 20%, прирост массы животных -- на 20 ...30%, отход молодняка достигает 30%.

Создание в животноводческих помещениях благоприятного микроклимата влияет также на условия работы обслуживающего персонала, срок службы зданий, улучшение условий эксплуатации технологического оборудования.

Составляющими микроклимата являются температура, влажность, скорость движения и загазованность воздуха, наличие пыли и вредных микроорганизмов, освещенность помещений.

Температура и влажность. Из всех факторов микроклимата температура воздуха оказывает наибольшее влияние на продуктивность животных и на то, сколько кормов они съедают. При значительных отклонениях температуры внутреннего воздуха от оптимальных пределов на поддержание постоянной температуры собственного тела животные расходуют энергию корма или тела, что приводит к снижению их продуктивности. Необходимо учитывать, что стоимость корма, расходуемого животными на поддержание температуры своего тела, примерно в 3...4 раза выше стоимости тепловой энергии, расходуемой на отопление животноводческих помещений.

Особенно отрицательно влияет на организм крупного рогатого скота повышение температуры воздуха выше верхнего оптимального предела. Наиболее чувствительны к высокой температуре высокопродуктивные коровы и животные в последней стадии стельности. Установлено, что для молочных коров нижняя граница оптимальной температуры равна +5°С, а верхняя +25°С.

Для животных различных возрастов требуется разная температура в стойловых помещениях. Содержание здоровых окрепших животных допустимо в более холодных помещениях. Молодые животные вследствие неустановившейся терморегуляции (особенно в первые дни после рождения), а также больные животные очень чувствительны к пониженной температуре.

Нормативные значения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха в производственных помещениях для крупного рогатого скота регламентируются ОНТП 1-77 (табл." 9).

Влажность внутреннего воздуха животноводческих помещений зависит от влажности наружного воздуха, а также от количества влаги, выделяемой животными, влаги, вносимой с кормом, поением животных, очисткой помещений с помощью воды.

Если в животноводческих помещениях поддерживаются оптимальные температуры, то, как правило, относительная влажность находится в пределах 70 ...85%. При понижении температуры в помещениях относительная влажность воздуха возрастает и может наблюдаться конденсация водяных паров на стенах, потолках и полах. Повышение относительной влажности воздуха выше допустимого уровня и особенно наличие конденсации нежелательно по зоогигиеническим, теплофизическим и техническим соображениям.

При невысокой влажности животные лучше переносят низкую температуру. Из-за большой теплопроводности влажного воздуха при низких температурах животные теряют много тепла, зябнут и простуживаются. Особенно вредное действие оказывает высокая влажность при повышении температуры воздуха. Влага является также благоприятной средой для развития болезнетворных микробов, грибков и плесени.

Повышение влажности воздуха и содержание влаги в материалах ограждающих конструкций ведет к снижению теплозащитных качеств последних, увеличению теплопотерь, понижению температуры внутреннего воздуха и на внутренней поверхности ограждений.

Высокая относительная влажность воздуха в стойловых помещениях и сконденсированная вода наносят большой ущерб долговечности зданий, машин и оборудования. Влажностный режим обусловливает такие факторы долговечности конструкций, как морозостойкость, отслаивание штукатурки и облицовки, сохраняет металл от коррозии, а древесину от гниения.

С другой стороны, нежелательна и слишком низкая влажность воздуха стойловых помещений, так как способствует респираторным заболеваниям животных, поэтому устанавливают минимальную допустимую влажность, равную для скотоводческих помещений 50%.

Необходимый температурный режим в помещениях для взрослого скота и молодняка может поддерживаться благодаря теплу, выделяемому животными, и в значительной степени зависит также от теплотехнических свойств ограждающих конструкций здания, влажности воздуха, правильной вентиляции. При расчете вентиляции и теплового баланса "животноводческих помещений количество тепла, углеки"слоты и водяных паров, выделяемых животными, принимают по нормам (ОНТП 1-77).

Нормы технологического проектирования устанавливают также допустимые скорости движения воздуха в помещениях для крупного рогатого скота. При более низких температурах из-за вызываемого охлаждения скорость воздуха должна быть меньше, чем при более высоких. Так как определенный минимальный воздухообмен всегда необходим для удаления из помещения избыточной влаги и вредных газов, скорость воздуха при оптимальной температуре в животноводческих помещениях не должна быть ниже 0,1 м/с. В коровниках, зданиях для молодняка и скота на откорме скорость движения воздуха принимается: оптимальная 0,5 и максимальная 1 м/с; в родильных отделениях, телятниках, доильных. отделениях и пунктах искусственного осеменения -- соответственно 0,3 и 0,5 м/с.

Газовый состав воздуха. При содержании животных в закрытых, плохо вентилируемых зданиях в воздухе стойловых помещений скапливается значительное количество углекислого газа (СО2), выделяемого при дыхании, при этом сокращается содержание кислорода..

Если в наружном воздухе содержится 0,03 ...0,04% углекислого газа, то в помещениях для животных его содержание может достигать 0,4... 1%. Такое количество углекислоты снижает нормальный обмен веществ у животных, их продуктивность и сопротивляемость заболеваниям.

В результате разложения навоза, мочи и пропитанной ими подстилки воздух в стойловых помещениях загрязняется также аммиаком (NH3) и сероводородом (H2S). Эти газы оказывают вредное действие на организм животных, ослабляют их и способствуют заболеванию. Кроме того, аммиак раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей. Сероводород является ядом для кровеносной и нервной системы, поэтому по зоогигиеническим требованиям количество углекислоты в воздухе стойловых помещений зданий для крупного рогатого скота не должно превышать 0,25... 0,3% по объему. Предельно допустимая концентрация аммиака (NH3) в воздухе помещений для содержания животных не более 0,0025...0,0031% по объему, а сероводорода (H2S) -- не более 0,001% по объему.

Нормативы пылевой и бактериальной загрязненности воздуха животноводческих помещений пока не разработаны. Однако следует иметь в виду, что пыль повышает затраты на очистку технологических элементов и окон. Она может снижать производительность отопительно-вентиляционного оборудования и даже нарушать его работу. Так как в животноводческих помещениях пыль в основном органического происхождения, то она является питательной средой для находящихся в воздухе бактерий и грибов. Образование пыли заметно уменьшается при переходе к бесподстилочному содержанию животных.

Освещенность. Свет оказывает положительное биологическое влияние на организм животных, особенно на развитие и рост молодняка. Под действием света улучшаются физиологический обмен в организме животных и усвоение кормов. Нормальное естественное освещение способствует повышению продуктивности окота и сопротивляемости организма животных заболеваниям. По усредненным данным увеличение естественного освещения в помещениях для крупного рогатого скота способствует повышению молочной продуктивности примерно на 5%, а привесов --на 10%. Более высокое содержание жира в коровьем молоке вечернего удоя (по сравнению с утренним) связано с влиянием света. Прямой солнечный свет обладает также дезинфицирующими свойствами, убивая или приостанавливая размножение болезнетворных микроорганизмов. С другой стороны, достаточная освещенность способствует оздоровлению труда рабочих и повышению их производительности.

Освещенность животноводческих помещений зависит от совокупности многие факторов: размеров и формы светопроемов, расположения их относительно рабочей ^поверхности, площади и вида остекления, степени загрязнения стекол, отражающей способности внутренних поверхностей помещений, а также климатических условий района строительства, ориентации здания и др.

В практике строительства животноводческих зданий павильонного типа при сравнительно небольшой их ширине (глубине помещений) применим геометрический метод нормирования освещенности, по которому нормы естественного освещения определяются отношением площади оконных проемов к площади пола. Для более полной и точной оценки условий естественного освещения пользуются светотехническим методом, который заключается в определении коэффициента естественной освещенности (сокращенно -- КЕО). Коэффициент" естественной освещенности -- это процентное отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения при естественном освещении (непосредственным дневным светом или после отражения), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

Значения КЕО нормируются для наименее освещенной точки технологической зоны животноводческих помещений при боковом, верхнем или комбинированном (верхнем и боковом) освещении. Нормированные величины КЕО в помещениях зданий для крупного рогатого скота устанавливаются «Отраслевыми нормами освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений» (табл. 10).

Из ряда известных методов расчета КЕО наиболее широкое распространение в отечественной практике получил графический метод А. М. Данилюка, принятый в СНиП по естественному освещению.

Освещенность животноводческих зданий нормируется не только на основании санитарных и зоогигиенических требований, но и с учетом экономических, теплотехнических, климатических и других факторов.

Важным фактором, влияющим на продуктивность и здоровье животных, является не только сама освещенность, но и длина светового дня. В ряде случаев (в осенне-зимний сезон или для северных районов) невозможно создать продолжительность биологически необходимого светового дня только за счет использования естественного освещения. В таких случаях продолжительность светового дня обеспечивается за счет включения искусственного освещения на определенное время.

В большинстве зданий для крупного рогатого скота применяют боковое освещение. Высоту от пола до низа о.кон в животноводческих зданиях принимают 1,2 м, в обоснованных случаях допускается делать окна на большей высоте с учетом слоя накопления подстилки. В зданиях с беспривязным содержанием скота на глубокой подстилке окна изнутри помещения защищают решетчатыми ограждениями на высоту не менее 2,4 м от чистого пола. В районах, где расчетные перепады температур внутреннего и наружного воздуха в холодный период года более 25°С, необходимо предусматривать двойное остекление окон с раздельными или спаренными переплетами. Окна для животноводческих и птицеводческих зданий проектируют по ГОСТ 12506--81 «Окна деревянные для производственных зданий. Типы, конструкция и размеры».

2. Влияние химического состава воздуха на продуктивность сельскохозяйственных животных

3. Влияние физических свойств воздуха на организм животного

4. Основное дифференциальное уравнение воздухообмена

5. Вентилятор стеновой (Климат) для животноводства

6. Клорифер для животноводства

7. Список используемой литературы

1. Параметры микроклимата животноводческих помещений

Микроклиматом животноводческих помещений называется совокупность физических и химических факторов воздушной среды, сформировавшаяся внутри этих помещений. К важнейшим факторам микроклимата относятся: температура и относительная влажность воздуха, скорость его движения, скорость его движения, химический состав, а также наличие взвешенных частиц пыли и микроорганизмов. При оценке химического состава воздуха определяют прежде всего содержание вредных газов: углекислого, аммиака, сероводорода, окиси углерода, присутствие которых снижает сопротивляемость организма к заболеваниям.

Факторами, влияющими на формирование микроклимата, являются также: освещённость, температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций, определяющая точку росы, величина лучистого теплообмена между этими конструкциями и животными, ионизация воздуха и др.

Зоотехнические и санитарно-гигиенические требования по содержанию животных и птицы сводится к тому, чтобы все показатели микроклимата в помещениях строго поддерживались в пределах установленных норм .

Таблица 1. Зоотехнические и зоогигиенические нормативы микроклимата животноводческих помещений (зимний период).

Эти нормы назначают с учётом технологических условий и определяют допустимое колебания температуры, относительной влажности воздуха, скорости движения воздушных потоков, а также указывают предельно допустимое содержание в воздухе вредных газов .

При правильном содержании животных и оптимальной температуре воздуха концентрация клоачных газов и количество влаги в воздухе помещения не превышает допустимых величин.

В общем случае обработка приточного воздуха включает: очистку от пыли, уничтожение запахов (дезодорация), обезвреживание (дезинфекция), нагревание, увлажнение, осушение, охлаждение. При разработке технологической схемы обработки приточного воздуха стремятся сделать этот процесс наиболее экономичным, а автоматическое регулирование наиболее простым.

Кроме того, помещения должны быть сухими, тёплыми, хорошо освещёнными и изолированными от внешнего шума.

В поддержании параметров микроклимата на уровне на уровне зоотехнических и санитарно-гигиенических требований большую роль играют конструкция дверей, ворот, наличие тамбуров, которые в зимнее время открываются при раздаче кормов мобильными кормораздатчиками и при уборке навоза бульдозерами. Помещения часто переохлаждаются, и животные страдают от простудных заболеваний.

Из всех факторов микроклимата наиболее важную роль играет температура воздуха в помещении, а также температура полов и других поверхностей, т.к. она непосредственно влияет на терморегуляцию, теплообмен, на обмен веществ в организме и другие процессы жизнедеятельности.

Практически под микроклиматом помещений понимают регулируемый воздухообмен, т.е. организованное удаление из помещений загрязненного и подачу в них чистого воздуха через систему вентиляции. С помощью системы вентиляции поддерживают оптимальный температурно-влажностный режим и химический состав воздуха; создают в различные периоды года необходимый воздухообмен; обеспечивают равномерное распределение и циркуляцию воздуха внутри помещений для предотвращения образования "застойных зон"; предупреждают конденсацию паров на внутренних поверхностях ограждений (стены, потолки и др.); создают в животноводческих и птицеводческих помещениях нормальные условия для работы обслуживающего персонала.

Воздухообмен животноводческих помещений как расчётная характеристика представляет собой удельный часовой расход, т.е. подачу приточного воздуха, выраженную в кубических метрах в час и отнесённую к 100 кг живой массы животных. Практикой установлены минимально допустимые нормы воздухообмена для коровников - 17 м 3 /ч, телятников - 20 м 3 /ч, свинарников - 15-20 м 3 /ч на100 кг живой массы животного, находящегося в рассматриваемом помещении .

Освещённость тоже является важным фактором микроклимата. Естественное освещение наиболее ценно для животноводческих помещений, однако в зимний период, а также поздней осенью его недостаточно. Нормальное освещение животноводческих помещений обеспечивается при соблюдении нормативов естественной и искусственной освещённости.

Естественное освещение оценивается световым коэффициентом, выражающим отношение площади оконных проёмов к площади пола помещения. Нормы искусственной освещённости определяются удельной мощностью ламп на 1м 2 пола.

Оптимально необходимые параметры тепла, влаги, света, воздуха не постоянны и изменяются в пределах, не всегда совместимых не только с высокой продуктивностью животных и птицы, но иногда и её здоровьем и жизнью. Чтобы параметры микроклимата соответствовали определённому виду, возрасту, продуктивности и физиологическому состоянию животных и птицы при различных условиях кормления, содержания и разведения, его необходимо регулировать с помощью технических средств.

Оптимальный и регулируемый микроклимат - это два различных понятия, которые в то же время взаимосвязаны. Оптимальный микроклимат - цель регулируемый - средство для её достижения. Регулировать микроклимат можно комплексом оборудования.

2. Влияние химического состава воздуха на продуктивность сельскохозяйственных животных

Концентрация паров от выделений животных в воздухе помещений сверх допустимой нормы отрицательно сказывается на здоровье и их продуктивности. Её измеряют газоанализаторами.

Животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ и водяные пары. В 100 объёмных частях воздуха (без водяных паров) содержится: азота 78,13 части, кислорода 20,06 части, гелия, аргона, криптона, неона и других инертных (недеятельных) газов 0,88 части, углекислого газа 0,03 части. При оптимальной температуре воздуха 500-килограммовая корова выделяет в сутки 10-15 кг водяных паров .

Находящийся в воздухе в газообразном состоянии азот не используется животными: сколько вдыхает азота столько же и выдыхает. Из всех газов животные усваивают только кислород (О 2).

Сравнительно постоянен атмосферный воздух и по содержанию в нём углекислого газа (СО 2) (колебания в пределах0,025-0,05%). Но в выдыхаемом животными воздухе содержится его значительно больше, чем в атмосфере. Максимально допустимая концентрация СО 2 в скотных дворах 0,25%. В течение часа корова в среднем выделяет 101-115 л углекислого газа. При увеличении допустимой нормы дыхание и пульс животного сильно учащается, а это, в свою очередь, отрицательно влияет на его здоровье и продуктивность. Поэтому регулярная вентиляция помещений - важное условие нормальной жизнедеятельности.

В воздухе плохо проветриваемых животноводческих помещений можно обнаружить довольно значительную примесь аммиака (NH 3) - газа с едким запахом. Этот ядовитый газ образуется при разложении мочи, кала, грязной подстилки. Аммиак в процессе дыхания оказывает прижигающее действие; он легко растворяется в воде, поглощается слизистыми оболочками носоглотки, верхних дыхательных путей, конъюнктивой глаза, вызывая сильное их раздражение. В таких случаях у животных появляется кашель, чихание слезотечение и другие болезненные явления. Допустимая норма аммиака в воздухе скотных дворов 0,026%.

При гниении кала в результате разложения его в жижеприёмниках и в других местах в воздухе помещений при плохом их проветривании накапливается сероводород (H 2 S), представляющий собой сильно ядовитый газ с запахом тухлых яиц. Появление сероводорода в помещении - сигнал о плохом санитарном состоянии животноводческих помещений. Вследствие этого возникает целый ряд нарушений в состоянии организма: воспаление слизистых оболочек, кислородное голодание, нарушение функции нервной системы (паралич дыхательного центра и центра управления кровеносных сосудов) и др.

3. Влияние физических свойств воздуха на организм животного

Огромное влияние на организм, в частности на процессы теплообразования, постоянно протекающие во всех клетках тела, оказывает температура окружающей среды. Низкая температура внешней среды усиливает обмен веществ в организме, задерживает отдачу внутреннего тепла; высокая - наоборот. При высокой температуре воздуха отдача организмом внутреннего тепла во внешнюю среду осуществляется в процессе дыхания через лёгкие, а также путём теплоизлучению через кожу. Во втором случае тепло излучается в форме инфракрасных лучей. При повышении температуры воздуха до температуры тела животного излучение с поверхности кожи прекращается. Поэтому в помещение скотного двора важно поддерживать нормальный микроклимат (таблица 1), причём колебания температуры не должны превышать 3°. Максимальная температура помещений для большинства видов сельскохозяйственных животных не должна превышать 20°С.

Влажность воздуха определяют гигрометрами. Абсолютная влажность характеризуется количеством водяных паров (г) в 1 м 3 воздуха, максимальная влажность - предельным количеством водяных паров, которое может содержаться в 1 м 3 воздуха при данной температуре. Влажность может выражаться в процентах - как отношение абсолютной влажности к максимальной. Это относительная влажность, она определяется при помощи психрометров.

Важное значение имеет влажность воздуха в помещении. При высокой влажности и температуре и слабом движении воздуха в помещении сильно сокращается теплоотдача, вследствие чего наступает перегревание организма, а это может привести к тепловому удару. Особенно неблагоприятное воздействие оказывает высокая влажность на молодых и ослабленных животных. Сырость в помещениях способствует сохранению различных микроорганизмов и созданию благоприятных условий для передачи возбудителей заболеваний воздушно-капельным путем. При таких условиях снижается аппетит у животных, продуктивность, устойчивость к заболеваниям, появляется вялость слабость. Отрицательно влияет высокая влажность воздуха при низкой температуре: она вызывает потерю организмом большого количества тепла. На восполнение этих потерях животному требуется дополнительное количества корма. Для обеспечения оптимальной влажности (70-75%) в помещениях необходимо создать нормальный воздухообмен, своевременно удалять навоз и жижу, строить полы из влагонепроницаемого материала, не допускать пустот между настилом пола и грунтом, течи воды из поилок, применения только влагоемкой подстилки.

При любой температуре животные лучше себя чувствует и лучше продуцируют в условиях сухого воздуха. Теплоотдача при сухом воздухе и высокой температуре осуществляется организмом путём потоотделения и испарения влаги через лёгкие в процессе дыхания. При низких же температурах сухой воздух способствует снижению теплоотдачи. Важную роль в жизнедеятельности организма играет солнечная инсоляция. Под действием солнечных лучей в организме усиливается обмен веществ, лучше, в частности, осуществляется снабжение органов и тканей кислородом, усиливается отложение в них питательных веществ - белков, кальция, фосфора. Под действием солнечных лучей в коже образуется витамин D. Солнечный свет, обезвреживая болезнетворные микроорганизмы, создаёт для животных благоприятные условия, повышает устойчивость их организма против инфекционных заболеваний. При недостаточном солнечном освещении животное испытывает световой голод, вследствие чего в организме возникает ряд нарушений. Отрицательно влияет на организм и слишком высокая солнечная инсоляция, вызывая ожоги и, а нередко солнечный удар.

Солнечные лучи интенсифицируют рост волос, усиливают функцию кожных желёз (потовых и сальных), при этом утолщается роговой слой, уплотняется эпидермис, что очень важно для усиления сопротивляемости организма. В зимний стойловый период следует организовать регулярные прогулки животных и практиковать их искусственное ультрафиолетовое облучение (при соблюдении необходимых предосторожностей).

параметр микроклимат животноводческое помещение

Солнечная радиация, или лучистая энергия, оказывает разнообразное влияние на животных. Видимый свет влияет на ритм их жизни (линьку, случной сезон, обмен веществ и др.). Ультрафиолетовые лучи обладают большой биологической активностью и бактерицидностью. В закрытых помещениях наблюдается недостаток природных ультрафиолетовых лучей, поэтому с целью профилактики необходимо применять облучение животных, при этом повышаются их сохранность, продуктивность, снижается заболеваемость и падеж. Для ультрафиолетового облучения применяют различные лампы. Животных облучают один раз в 2-3 дня. Расстояние от спины животного до облучателя должно соответствовать заданным параметрам в инструкции к лампам. Для создания локальной температуры при выращивании новорожденных животных применяют искусственные источники инфракрасных лучей. Поросят-сосунов обогревают круглосуточно в течении 26-45 суток. Для создания оптимальной интенсивности инфракрасного излучения обогревательные лампы мощностью 250 Вт подвешивают на высоте 70 см от спины животных, а мощностью 500 Вт - 100-120 см.

Скорость движения воздуха воздействует на теплорегуляцию организма животных. При высокой влажности и высокой температуре движение воздуха не охлаждает организм, а приводит к его перегреванию. При низких температурах повышенная скорость движения воздуха вызывает охлаждение организма животных. Такие условия особенно неблагоприятно отражаются на новорожденном молодняке .

Несоблюдение требований микроклимата в помещениях приводит к снижению удоев на 10-20%, уменьшению приростов массы 20-30%, увеличению отхода молодняка до 5-40%, снижению яйценоскости кур на 30-35%, к расходу дополнительного количества кормов, сокращению срока службы оборудования, машин и самих зданий, снижению устойчивости животных к разным заболеваниям.

Рисунок 1 Вентиляционные системы, работающие на основе разрежения воздуха

Углекислый газ. Он накапливается в помещениях при дыхании животных. Повышенное содержание углекислого газа нарушает обменные и окислительные процессы в организме животных. Количество углекислого газа не должно превышать 0,15 - 0,25%. Повышенное его содержание особенно нежелательно для высокопродуктивных животных и молодняка. Для обеспечения нормального содержания углекислого газа в помещении необходимо правильно организовать работу вентиляционной системы.

Аммиак в животноводческих помещениях накапливается при разложении азотсодержащих соединений. Основным источником его образования являются моча и жидкие фекалии. Больше аммиака выделяется при повышенной температуре. Аммиак вызывает у животных коньюктивиты, а также воспаления слизистых оболочек дыхательных путей. Вдыхание его даже нетоксических доз ослабляет сопротивляемость организма, подготовляя почву для различных заболеваний, ухудшает течение анемий, бронхопневмоний, желудочно-кишечных заболеваний молодняка. При поступлении через легкие в кровь аммиак превращает гемоглобин эритроцитов в щелочной гематин, вследствие чего наблюдаются признаки анемии. Предельно допустимой концентрацией аммиака для животных следует считать 5-20 мг/м? в зависимости от вида и возраста.

Сероводород в воздухе помещений появляется при гниении белковых серосодержащих веществ при длительном хранении навоза. Он вызывает воспаление слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. Всасываясь в кровь, сероводород связывает железо, входящее в соединение с гемоглобином, что приводит к нарушению окислительных процессов, общему отравлению организма. Предельная концентрация сероводорода в помещениях должна составлять 5-10 мг/?

Пыль. По происхождению пыль в животноводческих помещениях бывает минеральная и органическая. Больше содержится органической пыли, которая образуется при раздаче кормов, уборке помещений, чистке животных. Попадая в органы дыхания, пыль вызывает раздражение, зуд и воспаление, тем самым способствует внедрению возбудителей инфекций. Содержание пыли в воздухе помещений допускается для взрослых животных - 1,0-1,5 мг/м?, для молодняка - 0,5-1,0 мг/м?.

Микроорганизмы. В воздухе животноводческих помещений имеются различные микроорганизмы (патогенные, условно-патогенные, непатогенные). Концентрация большого поголовья животных на ограниченной территории создает условия для увеличения бактериальной обсемененности воздуха. По видовому составу микроорганизмы относятся в основном к сапрофитной микрофлоре. В воздухе помещений содержится много кокков, спор плесневых грибов, часто встречаются кишечная и синегнойная палочки, стафилококки, стрептококки и др. при наличии больных животных, а также скрытых бацилло- и вирусоносителей в воздухе находятся возбудители паратифа, пастереллеза, пуллороза, листерелеза, туберкулеза, ящура и др. для санитарно-гигиенической оценки в воздухе определяют: общее количество микроорганизмов, обсемененность кишечной палочкой, наличие гемолитических стрептококков и содержание спор грибов. Для снижения микробной обсемененности применяют влажную и аэрозольные дезинфекции, используют ультрафиолетовые бактерицидные лампы, обеспечивают организованную вентиляцию.

Ионизация воздуха. Она благоприятно влияет на организм и улучшает микроклимат в помещениях. Аэроионизация в 2-4 раза снижает количество пыли и микроорганизмов, на 5-8% - относительную влажность воздуха, повышает обменные процессы в клетках и тканях организма.

Уровень шума. В животноводческих помещениях при работе механизмов и оборудования (при доении, подготовке кормов, кормораздаче, уборке навоза, вентиляции и др.) создается шум. Высокий уровень шума отрицательно влияет как на животных, так и на обслуживающий персонал.

Воздухообмен. Он является важным фактором регулирования микроклимата. Если воздух в животноводческих помещениях не обменивается с наружным, в не накапливаются водяные пары, агрессивные газы, пыль и микроорганизмы. Такой воздух приобретает вредные свойства. Обмен воздуха в помещениях может происходить естественным путем или при помощи искусственной вентиляции - механическим способом.

Для осуществления естественной вентиляции в животноводческих помещениях следует делать не только вытяжные шахты в потолке, но и приточные каналы в стенах. Вытяжные трубы должны иметь высоту 4-6 м, а чтобы в помещение не попадали осадки - заканчиваться дефлектором с крышкой. Площадь каждой вытяжной трубы - не менее 70х70 см, а приточных каналов - 20х20 см. В расчете на одно животное площадь вытяжных шахт должна составлять (см?): для взрослого крупного рогатого скота - 200-250, молодняка 70-90, для свиноматок - 110-150, свиней на откорме 80-100. вытяжные трубы обязательно снабжают двойной обшивкой с утеплителем. Приточные каналы следует располагать в продольных стенах в шахматном порядке, площадь их должна составлять 70-80% от площади вытяжных труб.

Причинами неудовлетворительной работы естественной вентиляции могут быть строительные недоделки (щелистость, недостаточное утепление труб), плохая теплоизоляция здания, несвоевременное открывание и закрывание клапанов в вытяжных и приточных каналах. Естественную вентиляцию применяют как правило, в помещениях для содержания взрослых животных.

Наиболее эффективной вентиляцией в животноводческих помещениях является механическая с подогревом приточного наружного воздуха в зимний период. Вентиляционно-отопительные системы должны работать во все периоды года, с той лишь разницей, что в теплые дни подогрев воздуха уменьшают или полностью прекращают.

Для локального обогрева новорожденных животных следует применять различные нагревательные приборы (лампы инфракрасного излучения, обогревательные полы и др.). у поросят температура в логове при локальном обогреве должна быть: в первую неделю жизни 28-30? С; во вторую - 26-28? С; в третью - 24-26? С; в четвертую - 22-24? С. Телятам благоприятный микроклимат создают рассредоточенные теплоаккумулирующие электрообогреватели.

На микроклимат в животноводческих помещениях влияют конструкция и состояние полов. Пол должен быть водонепроницаемым и теплым, не допускается наличие неровностей и углублений. Уклон пола делается в сторону канализационных лотков (навозного транспортера) - на каждый метр 1,5-2 см. при устройстве и замене деревянных полов нельзя допускать пустот между досками и поверхностью глиняного основания, иначе под полом будет скапливаться жижа, а ее гниение и разложение создадут неблагоприятные санитарно-гигиенические условия. Заслуживают внимания полы с настилом из резиновых плит, с полимерцементным настилом, пустотелые керамические и керамзито-битумные. Для утепления пола и создания гигиенических условий можно применять маты резиновые и изготовленные из безвредных синтетических смол. Можно использовать решетчатые полы, но при этом необходимо учитывать форму решеток, ширину верхней грани и щели, которые зависят от вида и возраста животных .

4. Основное дифференциальное уравнение воздухообмена

Воздух становится непригодным для дыхания животных, если он содержит в больших количествах пыль, вредные газы, пары влаги и т.д., а температура его высокая. Вредные выделения, возникающие в помещениях, изменяют чистоту, температуру и влажность воздуха, нарушают физиологические функции организма, ухудшают здоровье животных, резко снижают продуктивность и увеличивают расход кормов (рис.1 и 2).

Количество воздуха, которое требуется ввести в помещение в течение часа для нормализации и оптимизации температуры, влажности и вредных газов, называется вентиляционной нормой.

Если внутренняя кубатура помещения V м^3, а вредностей выделяется в количестве G вр г/ч, то для уменьшения их при общеобменной вентиляции подается и одновременно удаляется‚ V м3/ч воздуха, имеющего первоначальную вредность в количестве Р0 г/м3. Определим, какая конечная концентрация вредности будет в помещении через определенный промежуток времени у ч.

Обозначим концентрацию вредностей в данный момент времени через Р0’ г/м3, тогда при условии равномерного распределения вредных выделений по помещению можно написать дифференциальное уравнение воздухообмена.

Количество вредностей, выделяющихся в помещении в течение элемента времени dy , составит Gврdy.

Количество вредных выделений, вносимых вместе со свежим притоком воздуха за этот же период времени, составит ‚. Общая сумма вредных выделений равна:

(3)

а-изменение веса яичной массы; б-процент кур, несущихся ежедневно; в - скорость роста цыплят в % к контрольным.

Рисунок 3 Изменение продуктивности кур в зависимости от окружающей среды.

(4)

Для определения пределов интегрирования данного уравнения рассуждаем так.

За промежуток времени от 0 до у концентрация вредностей в помещении изменилась от Р1 до Р2. После интегрирования и решения получим:

(5)

Профессор В.М. Чаплин выражение (4) представил так:

При длительной работе вентиляции я равномерном непрерывном выделении вредностей можно допустить что у= ∞, тогда получим

(7)

Различные по виду и возрасту животные выделяют различное количество газов, тепла и влаги (табл.1).

Также стоит обратить своё внимание и на калориферы, предназначенные для охлаждения воздуха. Если вы проживаете в регионе с достаточно жарким климатом, то без сомнений, наиболее эффективным будет использование воздухоохладителей с фреоном. При более умеренном климате вполне достаточным будет применение водяных калориферов.

В конструкциях калориферов очень часто присутствуют специальные жалюзис регулируемыми створками, при помощи которых достаточно просто управлять направлением движения нагретого или охлажденного воздуха, подаваемого специально установленными для этих целей вентиляторами.

Все калориферы имеют собственные монтажные крепления. И при приобретении конкретной модели для того, чтобы избежать возможных трудностей и дополнительных затрат при установке, следует обращать внимание на их расположение .

7. Список используемой литературы

1. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм и комплексов. - Л.; Колос. Ленингр. отд-ние, 1978.

В.Г. Коба, Н.В. Брагинец, Д.Н. Мусуридзе, В.Ф. Некрашевич. Механизация и технология производства продукции животноводства; Учебник для с-х вузов - М.; Колос, 1999.

Н.Н. Белянчиков, А.И. Смирнов. Механизация животноводства. - М.: колос, 1983. - 360с.

Е. А Арзуманян, А.П. Бегучев, В. И Георгевский, В.К. Дыман, и др. Животноводство. - М., Колос, 1976. - 464с.

Н.М. Алтухов, В.И. Афанасьев, Б.А. Башкиров и др. Краткий справочник ветеринарного врача. - М.: Агропромиздат, 1990. - 574 с.

С. Кадик. Вентиляция вентиляции рознь. /Животноводство России/ март 2004 г.

Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. - Л.: Агоропромиздат, 1985.

Завражнов А.И. Проектирование производственных процессов в животноводстве. - М.: Колос, 1984.

Галкин А.Ф. Основы проектирования животноводческих ферм. - М.: Колос, 1975.

Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. - М.: Агропромиздат, 1985.