Применение оптического излучения в животноводстве (стр. 1 )

Федеральное агентство по образованию

ГУВПО “МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

АГРАРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра зоотехнии

Применение оптического излучения

в животноводстве

Методические указания

к выполнению лабораторной работы по дисциплине

“Зоогигиена с основами проектирования животноводческих объектов”

для специальности 110401.65 - Зоотехния

Йошкар-Ола 2008

ОБЩЕЕ БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ОПТИЧЕСКОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Падая на любой объект, энергия оптического излучения мо­жет отражаться, поглощаться и проникать сквозь него.

При поглощении фотонов оптического излучения биологиче­скими объектами, происходит изменение биологического со­стояния живого организма - т. е., оптическое излучение оказы­вает фотобиологическое действие. Современная наука различа­ет шесть основных видов фотобиологического действия:

1. Фотосинтезирующее действие в зеленых растениях - проявляется при поглощении излучения с длинами волн 300-800 нм;

2. Световое действие - проявляется в органах зрения чело­века и животных при поглощении оптического излучения с длинами волн 380-760 нм, в результате возникает зрительное ощущение;

3. Фотопериодическое действие возникает при изменении продолжительности, переодичности. оптического облучения, проявляется ритмическими изменениями процессов жизнедея­тельности организмов;

4. Терапевтическое или лечебное действие проявляется при дозированном облучении в любом диапозоне спектра опти­ческого облучения;

5. Бактерицидное действие - возникает при поглощении ультрафиолетового излучения длиной волны 252-254 нм в ко­личествах, вызывающих отмирание клеток или гибель всего организма;

6. Мутагенное действие - возникает в живых организмах после длительного систематического облучения в ультрафиоле­товой части спектра с длинами волн от 1 нм до 380 нм. При этом происходят наследственные изменения.

Влияние видимого оптического излучения на организм сельскохозяйственных животных

В основном видимые лучи действуют рефлекторно. Через сетчатку глаза и рецепторы кожи импульсы передаются в ана­лизаторы ЦНС, а затем через систему гипотоламус - гипофиз - эндокринные железы воздействуют на все органы и системы. При этом вызывают изменения физиологических процессов в организме, сопровождающиеся: образованием в коже биологически ак­тивных веществ, поступающих в кровь и другие биологические жидкости; усилением кроветворения и увеличением количества эритроцитов, повышением уровня гемоглобина; усилением газо­обмена, возрастанием глубины и уменьшением частоты дыха­ния, т. е., повышением уровня интенсивности окислительных процессов; улучшением белкового обмена и повышенным отло­жении азота в тканях. Поэтому рост и развитие животных, Особенно молодняка, происходит интенсивнее.

Видимый свет вызывает явление фотопериодизма у живот­ных, является фактором, вызывающим сезонную половую пе­риодичность, т. к.. стимулирует гонадотропную функцию гипо­физа и других эндокринных желез.

Дополнительное искусственное освещение помещений ока­зывает положительное влияние на состояние и молочную про­дуктивность коров. При повышении уровня освещенности до 50-80 Лк отмечено увеличение удоев на 5-10%. Одновременное повышение освещенности и продление светового дня до 16-18 часов способствовало увеличению молочной продуктивности на 8-16% и снижению расхода кормов на единицу продукции на 15-35%,

Содержание свиноматок при уровне освещенности в 70-100 лк во время супоросности способствовало росту плодо­витости на 5,8%, увеличению средней массы поросят при рож­дении на 4,5 - 16,7% по сравнению с животными, находящи­мися в помещении с освещенностью 6,8 лк. У поросят, вы­ращенных до 4 месячного возраста, при уровне освещенности 70-100 лк, лучше был биохимический состав крови, выше пока­затели резистентности, что способствовало меньшей их заболе­ваемости, увеличению среднесуточных приростов массы тела.

При низкой освещенности помещения, для содержания сви­ней, рост животных задерживался, прирост массы понижался. Чем моложе животные ставились на откорм при пониженной освещенности, тем хуже были результаты. На первой стадии откорма необходим достаточный уровень освещенности при продолжительности светового дня в 12 часов. Молодняк на за­ключительной стадии откорма, а также взрослое поголовье целесообразно содержать при освещенности не менее 50 лк.

Низкий уровень освещенности в конюшнях приводит к снижению половой активности и качества спермиев у жереб­цов. У кобыл задерживалось половое развитие, удлинялся срок беременности, наблюдалось рождение нежизнеспособного мо­лодняка.

В помещении для содержания овец биологически необходи­мый уровень освещенности составляет 50 лк при продолжи­тельности светового дня в 8-12 часов. Это способствует повы­шению качества спермиев у баранов, оплодотворяемости у ма­ток, повышению резистентности и сохранности ягнят. При от­корме овец положительное влияние оказывает короткий свето­вой день.

Правильное применение светового фактора способствует по­вышению яйценоскости у кур, гусей, уток и индеек. Изменени­ем продолжительности светового дня можно вызвать линьку и яйценоскость птицы в любой сезон года.

Источники видимого света и световые приборы

В качестве источников видимого света в животноводческих помещениях используют лампы накаливания общего назначе­ния мощностью от 01.01.01 Вт и ртутные люминесцентные лампы высокого и низкого давления.

Люминесцентные лампы обладают большим КПД светового потока до 12% против 3.5% у ламп накаливания, имеют более благоприятный спектр светового потока, средняя продолжи­тельность горения их 12-15 тыс. часов.

В животноводстве применяют люминесцентные лампы улучшенного спектрального состава (ЛДЦ). дневные (ЛД). бе­лые (ЛБ), холодно-белые (ЛХБ), тепло-белые (ЛТБ) и другие.

Нормы освещенности животноводческих помещений

В производственных животноводческих помещениях соглас­но "Отраслевым нормам освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений" предусматривается тех­нологическое освещение, которое обеспечивает нужную продук­тивность животных и птицы, а также' соответствующие усло­вия видения для обслуживающего персонала.

Кроме технологического освещения в этих помещениях должно быть и дежурное освещение для наблюдения за жи­вотными и птицей в ночное время. Для дежурного освещения и поддержания нормируемой освещенности в коровниках исполь­зуют 10% светильников общего освещения, в родильном отде­лении - 15%.

Нормы освещенности для животноводческих помещений представлены в табл.1

.

Таблица 1 - Нормы освещенности животноводческих помещений

Помещение	Рабочая поверхность, для которой нормируется освещен­ность	Освещенность, лк	Дополни­тельные указания
Газоразрядные лампы	Лампы накаливания
1. Крупный рогатый скот молочного направления
Для содержа­ния коров и ремонтного молодняка: зона кормле­ния; стойла, сек­ции, боксы.	пол, кормушки пол	75 50	30 20	Во время доения освещен­ность вы­мени не менее 150 лк
Для содержания быков-производителей	-"-	75	30
Родильное отделение: для отела коров; для сан. об­работки; профилакто­рий	-"-	150 75 100	100 30 50
Телятники	-"-	100	50
2. Крупный рогатый скот мясного направления
Денники и. сек­ции для коров с телятами	пол	75	30
Для откорма молодняка (стойла, секции, боксы)	пол	50	20
3. Свиньи
Для содержа­ния хряков-производ., свиноматок, поро­сят-сосунов	пол	75	30
Для содержа­ния отъемышей и рем. молод­няка	-"-	75	30
Для содержа­ния откорм, поголовья	-"-	50	20
4. Овцы
Для содержа­ния маток, ба­ранов	пол	-	30
Тепляк с ро­дильным отде­лением	-"-	100	30
5. Лошади
Для содержа­ния плем, ло­шадей, молод­няка	-"-	75	30
Для содержа­ния рабочих лошадей	-"-	50	2,0

В помещениях для содержания птицы уровень освещен­ности в диапозоне лк в зависимости от возраста, вида и направления продуктивности птицы.

ИНФРАКРАСНЫЙ ОБОГРЕВ.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИНФРАКРАСНОГО ОБЛУЧЕНИЯ

Необходимый температурный режим при выращивании мо­лодняка может быть обеспечен общим обогревом помещения или комбинированной системой общего и локального обогрева. Более целесообразно применение комбинированной системы, позволяющей создавать повышенную температуру только в большой ограниченной зоне нахождения молодняка в первый период выращивания.

При падении потока излучения на поверхность тела живот­ного часть излучения отражается, остальное поглощается в коже или подкожной ткани. Тепловое действие инфракрасного излучения основано на том. что при его поглощении в тканях происходит переполнение кровеносных сосудов кровью, норма­лизуется обмен веществ,

Вследствие неодинаковой глубины проникновения механизм действия длинноволнового (с длиной волны более 1500 нм) и коротковолнового (750...1500 нм) излучения различен: длинно­волновое излучение поглощается поверхностными слоями кожи и вызывает их покраснение, а коротковолновое проникает на глубину до 7-8 см и прогревает глубоколежащие ткани. Благо­даря этому создается надежный барьер на пути проникновения холода в организм животного, предупреждающий его пере­охлаждение. ИК излучение, проникая в глубоколежащие слои кожи и подкожной клетчатки, посредством реакций кожи и нервной системы улучшает функции желез и общий обмен веществ.

Установлено, что после воздействия ИК излучения на кожу и глубоколежащие ткани в организме животных происходит активация кроветворных органов, в крови увеличивается коли­чество эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина, а также появляются активные продукты распада белков.

Исследования показали, что ИК облучение оказывает поло­жительное влияние на резистентность животных. При опти­мальных режимах облучения в организме увеличивается коли­чество лизоцима, повышается фагоцитарная активность лейко­цитов, их агрессивность, титр нормальных агглютининов, что приводит к активизации физиологических отправлений и по­вышению естественной резистентности организма.

При прерывистом режиме работы ИК излучателей попере­менное воздействие высоких и низких температур на животных подвергает их сосудистую систему своеобразной трениров­ке, происходит закаливание организма.

' Таким образом, ИК облучение, в отличие от других средств местного обогрева, не только предохраняет животных от пере­охлаждения, но и усиливает биологические процессы в их ор­ганизме, способствует повышению тонуса и естественных за­щитных сил, положительно сказывается на состоянии, разви­тии, приросте, а также на сохранении молодняка.

Особенно перспективно использование инфракрасного обо­грева в комплексе с ультрафиолетовым (УФ) облучением. Ис­следования показали, что ИК обогрев улучшает условия УФ облучения и такое совместное воздействие позволяет значи­тельно повысить эффективность облучения.

Технические средства инфракрасного обогрева молодняка сельскохозяйственных животных и птицы

В зависимости от спектрального состава источники инфрак­расного излучения делятся на ''светлые" и "темные". Преиму­щественное применение в животноводстве, для обогрева молод­няка, нашли "светлые" источники излучения - лампы накали­вания, работающие при пониженной, по сравнению с обычными лампами накаливания, температуре нити накала.

Диапазон излучения "светлых" источников в основном ле­жит в области спектра оптического излучения с длиной волны нм, некоторая часть излучения приходится на види­мую часть спектра - 380-760 нм, поэтому эти источники ин­фракрасного излучения получили название "светлых" источни­ков.

Отечественной промышленностью выпускаются специаль­ные электрические инфракрасные лампы, технические харак­теристики которых представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Технические характеристики электрических источников инфракрасного излучения

Тип источника	Цвет колбы	Мощность, Вт	Длина волны, нм	Доля ИКЗИ,%	Срок службы, часов
1. "Светлые" источники излучения
икзк	220-250 красный	250		70	6000
икзс	220-250 синий	250	-"-	66	6000
икз	220-500 прозр.	500		72	6000
кг (кварце­вая, гало­генная)		1000	-"-	75
2. "Темные" источники излучения
ТЭН	-	250-800		30	10000
ЗИС-025И1	-	250		-	-

Телята рождаются более развитыми в онтогенетическом от­ношении, но более совершенная физическая терморегуляция у них развивается с 9 по 27 день жизни.