СПОСОБЫ ОПТИМИЗАЦИИ МИКРОКЛИМАТА И СТИМУЛЯЦИИ РЕЗИСТЕНТНОСТИ, РОСТА, РАЗВИТИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ животных

Естественное и искусственное оптическое излучение и его применение в животноводстве. Состав и свойства солнечной радиации, влияние ее на животных. Свет как элемент жизненной среды представляет собой один из основных факторов важнейшей проблемы современности — взаимоотношения организма и среды.

Видимый свет оказывает влияние на иммунные и аллергические реакции, а также на различные показатели обмена, изменяет уровень аскорбиновой кислоты в крови, в надпочечных железах и мозге. Он действует и на сердечно-сосудистую систему. В последнее время установлено также и гуморальное влияние нервного возбуждения, возникающее при световом раздражении глаза.

Солнечная радиация, или лучистая энергия, по своей природе представляет собой поток электромагнитных колебаний, распространяющихся прямолинейно со скоростью 300 ООО км/с и длиной волны от 280 нм до 30 000 нм. Лучистая энергия испускается в виде отдельных частиц, называемых квантами, или фотонами. Различают инфракрасные невидимые тепловые лучи с длиной волны от 760 до 2800 нм; световые видимые лучи (красные, оранжевые, зеленые, голубые, синие и фиолетовые) с длиной волны от 380 (фиолетовые) до 760 нм (красные); ультрафиолетовые, или химические невидимые, лучи с длиной волны от 10 до 380 нм.

2. миллимикрон, но при такой незначительной глубине проникновения эти лучи оказывают многообразное и значительное влияние на весь организм.

Действие лучистой энергии, в частности ее длинноволновой «тепловой» части, на открытую и слабо защищенную волосяным покровом кожу животного выражается, прежде всего, тепловой эритемой. Она непродолжительна, не сопровождается пигментацией и при прекращении дальнейшего облучения бесследно исчезает. Однако спустя некоторый латентный период (несколько часов), но уже под влиянием ультрафиолетовых лучей, возникает вторичная эритема — солярная (фотоэлектрическая), сохраняющаяся продолжительное время после прекращения облучения и оставляющая стойкую пигментацию. При более длительном воздействии ультрафиолетовых лучей или при значительной интенсивности солнечного потока эритема может перейти в воспаление кожи (дерматит), сопровождающееся образованием пузырей и даже ее некрозом. Продолжительное воздействие лучистой энергии приводит к привыканию (адаптации) кожи, к меньшей восприимчивости, реактивности. Под воздействием лучистой энергии усиливается рост волос, стимулируются функции потовых и сальных желез, вследствие чего обильнее смазывается кожа, хуже пропускает воду и становится суше. Периферическая нервная система возбуждается либо угнетается. В то же время в коже возникают сложные биохимические изменения; они приводят к образованию и поступлению в кровь гистаминоподобных веществ. Ультрафиолетовые лучи, проникая через эпидермис и достигая капилляров кожи, переводят эргостерин в витамин Б, обладающий антирахити- ческой активностью.

Роль и значение видимого света. С действием света связаны информационные и регуляторные реакции организмов (зрение животных, фототаксис, фототропизм, фотопериодизм и др.). Поглощаясь в тканях окрашенными веществами — фотосенсибилизаторами — видимое излучение может опосредованно воздействовать на нуклеиновые кислоты и белки (фотоди- намическое действие). Ультрафиолетовое излучение Солнца частично проникает через атмосферу и в умеренных дозах оказывает благотворное действие на рост и развитие растений и животных (усиливает обмен веществ, вызывает образование витамина Б, повышает сопротивляемость организма).

Положительное действие солнечных лучей сказывается на крови. Систематическое умеренное воздействие их значительно усиливает кроветворение с одновременным увеличением в периферической крови количества эритроцитов и содержания гемоглобина. У животных после кровопотерь или тяжелых болезней, особенно инфекционных, умеренные облучения солнечными лучами стимулируют регенерацию крови и повышают ее свертываемость. От умеренного воздействия солнечных лучей у животных увеличивается газообмен.

больше выделяется углекислоты и водяных паров, в связи с чем улучшается кислородное питание тканей и повышаются окислительные процессы. Увеличение белкового обмена выражается повышенным отложением азота в тканях, в результате чего прирост у молодых животных идет быстрее. Чрезмерное солнечное облучение может вызвать отрицательный белковый баланс, особенно у животных, страдающих острыми инфекционными болезнями, а также другими заболеваниями, сопровождающимися повышенной температурой тела, что ведет к повышенному отложению сахара в печени и мышцах в виде гликогена. В крови резко снижается количество недоокисленных продуктов (ацетоновых тел, молочной кислоты и др.), повышается образование ацетилхолина и нормализуется обмен веществ, что имеет особенно большое значение для высокопродуктивных животных.

Изменение реакции организма на смену дня и ночи, проявляющееся в колебаниях интенсивности физиологических процессов, получило название фотопериодизма. В наибольшей степени фотопериодизм свойственен зеленым растениям, жизнедеятельность которых непосредственно зависит от лучистой энергии Солнца. У животных фотопериодизм проявляется в первую очередь в колебаниях интенсивности обмена веществ и энергии. С ним связаны также сроки наступления и прекращения брачного периода, плодовитость, осенние и весенние линьки, переход к зимней спячке, миграции.

Солнечная радиация особенно световые и ультрафиолетовые лучи является основным фактором, вызывающим у животных сезонную половую периодичность, так как свет стимулирует гонадотропную функцию гипофиза и других органов. Весной, в период увеличения напряженности солнечной радиации и световой экспозиции, секреция половых желез, как правило, у большинства видов животных

1

усиливается. Увеличение половой активности у верблюдов, овец и коз наблюдается с укорочением продолжительности светового дня. Если овец в апреле-июне содержать в затемненных помещениях, то течка у них наступит не осенью (как обычно), а в мае.

Видимый свет или степень освещенности оказывает значительное влияние на развитие яйцеклеток, течку, продолжительность случного сезона и беременности. В северном полушарии случной сезон бывает обычно коротким, а в южном наиболее продолжительным.

Таким образом, недостаток солнечной радиации необходимо рассматривать как весьма неблагоприятное внешнее условие для животных, при котором они лишаются важнейшего активатора физиологических процессов. Учитывая это, животных нужно размещать в достаточно светлых помещениях, регулярно предоставлять им моцион, а летом содержать на пастбище или в лагерях.

Инфракрасные лучи. Инфракрасный спектр лучей в зависимости от биологических особенностей условно делят на коротковолновый (760-1400 нм) и длинноволновый (1400-2800 нм). Каждый диапазон волн обладает своими проникающими способностями через атмосферу и через кожные покровы животных. Инфракрасные тепловые лучи оказывают влияние на организм как непосредственно, так и через окружающие животных предметы. Тело животных непрерывно поглощает и само излучает инфракрасные лучи (радиационный обмен), и этот процесс может значительно изменяться в зависимости от температу-

ры кожи животных и окружающих предметов. Инфракрасный обогрев подобен солнцу: тепловые лучи (инфракрасное излучение) распространяются прямолинейно и не поглощаются воздухом. Это дает возможность направлять их не на всю площадь помещения, а только туда, где находятся животные, т. е. организовать избирательный зональный обогрев. При этом нагретый пол и предметы, в свою очередь, отдают тепло воздуху и животному, создавая мягкий комфортный обогрев.

Ультрафиолетовые лучи. В земных условиях коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца ограничено, так как его задерживает озоновый слой.

Действие ультрафиолетового излучения на эпидермис представляет собой воспалительную реакцию (особое асептическое воспаление), называемую эритемой. При эритеме наблюдаются: 1) значительное расширение капилляров кожи, а также субкапиллярной сети и усиленное на этой почве капиллярное кровообращение;

2. резкое повышение проницаемости капиллярных стенок и, как следствие этого, отечность сосочков кожи, околососу- дистая инфильтрация; 3) дегенеративные изменения сосочкового слоя эпидермиса. Температура на поверхности кожи под воздействием оптических и инфракрасных лучей может подняться за короткое время на 4-9°С, на глубине 0,5 см — до 48°С, а на глубине 2-2,5 см — до 40°С. Если доза облучения слишком велика или кожа особенно чувствительна к нему, отечная жидкость, накапливаясь, отслаивает местами наружный покров кожи, образует пузыри. В тяжелых случаях появляются участки некроза (омертвения) эпидермиса. Через несколько дней после исчезновения эритемы кожа темнеет и начинает шелушиться. По мере шелушения слущивается часть клеток, содержащих меланин (Рахманов Б. Н., 2004). Под влиянием ультрафиолетовых лучей солнечной радиации находящиеся в кормовых растениях эргостерин и в коже животных дегидрохолестерин превращаются в активные витамины Б2 и Б3, которые усиливают фосфорно-кальциевый обмен; отрицательный баланс кальция и фосфора переходит в положительный, что способствует отложению этих солей в костях. Солнечный свет и искусственное облучение ультрафиолетовыми лучами — один из действенных современных методов профилактики и лечения рахита и других заболеваний животных, связанных с нарушением обмена кальция и фосфора.

Недостаток ультрафиолетовой радиации особенно наблюдается в западных, северо-западных, северных, северо-восточных и центральных районах России. В этих районах в осенне-зимний период солнечная радиация обладает слабой биологической активностью. Животные даже при наличии моциона бывают лишены достаточной дозы естественного ультрафиолетового облучения (суточная доза

УФ-излучения снижается в 50-100 раз). В закрытых помещениях, где животные содержатся 7-8 месяцев, полезные для них ультрафиолетовые лучи почти полностью отсутствуют. В таких условиях животные испытывают так называемое световое голодание. Совершенно очевидно, что одним из факторов благотворного влияния пастбищного и лагерного содержания животных летом является ультрафиолетовая радиация. Достаточно сказать, что от 80 до 90% УФ-лучей животные получают в пастбищный период, тогда как за стойловый сезон только 10-20%.

Таким образом, цель искусственного УФ-облучения животных — восполнить в осенне-зимний период года недостаток в природных ультрафиолетовых лучах. В результате применения искусственных УФ-лучей для облучения животных улучшаются также некоторые показатели воздушной среды в помещениях. Так, снижается бактериальная загрязненность воздуха на 20-30%, уменьшается относительная влажность и содержание аммиака, происходит ионизация воздуха. Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей используются для дезинфекции воздуха, инструмента, посуды, с их помощью увеличивают сроки хранения пищевых продуктов, обеззараживают питьевую воду. В качестве источников УФ-из- лучения используются разрядные лампы, у которых в процессе электрического разряда генерируется излучение в диапазоне длин волн 205-3 15 нм. К таким лампам относятся ртутные лампы низкого и высокого давления, а также ксеноновые импульсные лампы. Бактерицидные лампы разделяются на озонные и безозон- ные. У озонных ламп в спектре излучения присутствует спектральная линия с длиной волны 185 нм, которая в результате взаимодействия с молекулами кислорода образует озон в воздушной среде. Высокие концентрации озона могут оказать неблагоприятное воздействие на здоровье людей. Использование этих ламп требует контроля содержания озона в воздушной среде и тщательного проветривания помещения. Для исключения возможности генерации озона разработаны так называемые бактерицидные «безозонные» лампы. У таких ламп за счет изготовления колбы из специального материала (кварцевое стекло с покрытием) или ее конструкции исключается выход излучения спектральной линии с длиной волны 185 нм. Бактерицидные лампы, отслужившие свой срок службы или вышедшие из строя, должны храниться запакованными в отдельном помещении и требуют специальной утилизации согласно требованиям соответствующих документов.

Для облучения животных, в том числе и птиц, целесообразно применять лампы ЛЭ-15, ЛЭ-30, ДРТ-400, ДРТ-1000, ДБ-15, ДБ-30, ДБ-60. Лампы ДБ-30 и ДБ-60 характеризуются излучением коротковолновых лучей, и их используют для обеззараживания воздуха в помещениях, воды, тары при отсутствии животных. Рекомендуется проводить УФ-облу- чение: а) инкубационных яиц в зимние и ранневесенние месяцы (с ноября по апрель), а также молодняка птиц в первые два дня после вывода; б) кур-несушек, крупного рогатого скота, свиней и овец с ноября по апрель; в) телят и поросят с октября по май; г) птиц при клеточном содержании круглый год. Необходимое условие УФ-облучения — строгое соблюдение доз облучения и продолжительности экспозиции разными источниками УФ-излучения различных видов и групп сельскохозяйственных животных. Облучение животных проводится с перерывами через два дня на третий или дробными дозами ежедневно. В качестве источников инфракрасного излучения используют лампы ССП01-250, ССП05-250, ОРИ-2, ОВР-2 и др. Управление тепловыми потоками в зависимости от окружающей температуры и возраста молодняка осуществляется изменением высоты подвеса инфракрасных ламп.

Применение лазерного излучения. Лазерное излучение оказывает активизирующее влияние на регенеративно-восстановительные процессы в нервной системе, а также в эпителиальной, костной и других тканях при местном воздействии, вызывая противовоспалительный эффект, обладает стимулирующим действием на кроветворные органы и гонадотропным эффектом.

Особенно перспективным направлением в ветеринарии является применение низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) местно или путем воздействия на биологически активные точки для стимуляции регенеративных процессов. Отдельными важными этапами данной технологии лазерного излучения являются: получение и подготовка семенного материала для искусственного осеменения, подготовка свиноматки, непосредственно процесс искусственного осеменения, вынашивание потомства, опорос, выращивание молодняка. Объектами воздействия лазерного излучения в этом случае будут: спермин и питательная среда, биологиче- ски-активные точки организма хряка-про- изводителя, свиноматки, молодняка.

Комплексное исследование воздействия лазерного излучения на эмбриональное и постэмбриональное развитие птицы детально изучены в последние годы (Якименко И. Л., 1999-2002). Однако использование полученных результатов в промышленном птицеводстве сдерживается отсутствием технологии и серийных установок для лазерной обработки инкубационных яиц. Опытно-конструкторскими исследованиями разработан способ повышения эффективности лазерной обработки инкубационных яиц с помощью полуавтоматической установки. При этом лазерное воздействие осуществляется индивидуально в центре яйца, которое предварительно при помощи специальной подставки ориентировано в пространстве относительно горизонтальной плоскости и источника излучения. Данное дополнение практически не увеличивает общего времени технологического процесса, так как время лазерной обработки равно продолжительности сортировки яиц при визуальном осмотре. Для получения прогнозируемого результата лазерную обработку яиц проводят не позднее, чем за 5 часов до закладки их в инкубационный шкаф.

Санация воздушной среды. В животноводческих помещениях микроорганизмы могут находиться как на внутренних поверхностях ограждающих конструкций и оборудовании, так и в воздухе. Преимущественно в воздухе обнаруживают самую различную банальную микрофлору, но при определенных условиях могут встречаться и патогенные микроорганизмы, представляющие большую опасность для находящихся там животных и обслуживающего их персонала. В связи с этим за последние годы изучены и предложены эффективные методы и средства для санации воздушной среды агропромышленных предприятий. Воздух очищают механическим и влажным методами, химическим и физическими средствами (Поляков А. А., 1979). Механический метод применяют для очистки воздуха от пыли, вредных газов, влаги и микроорганизмов, используя различные вентиляционные устройства, фильтры и кондиционеры. Проветривание — важный фактор для создания оптимальных физиологических условий существования животного организма, при котором не только уменьшается количество микроорганизмов, но и происходит обмен воздуха, обогащение его состава кислородом. Однако при проветривании не удается удалить всю патогенную микрофлору, особенно в тех случаях, когда в помещении находятся невыявленные еще микробоносители — переболевшие или подозреваемые в заражении аэрогенными инфекциями.

Важную роль в поддержании оптимальных параметров воздушной среды в животноводческих помещениях и атмосферного воздуха в районах их размещения играет система вентиляции. Она обеспечивает снабжение помещений кислородом и снижение уровня углекислого газа, удаление излишков вредных газов, влаги, обеспечение бактериальной обсе- мененности воздуха, высушивание подстилки, поддержание температурного режима. Применяемые в настоящее время в животноводческих помещениях системы вентиляции разнообразны. Наиболее распространенный вид — вентиляция с механическим побуждением воздухообмена. В гигиеническом отношении более предпочтительны такие вентиляционные устройства, при которых воздух подается через верхнюю часть здания, а удаляется через нижнюю.

Для механической очистки и обеззараживания поступающего или удаляющегося из помещения воздуха используют специальные фильтры: 1) грубой очистки, задерживающие частицы размером от 5 мкм и выше; 2) средней очистки и обеззараживания, задерживающие частицы размером от 1 мкм и более; 3) тонкой очистки, задерживающие частицы размером 0,01 мкм и обеспечивающие 100%-ную защиту от микроорганизмов. Материалом для устройства фильтров служит стекловолокно, опилки, грубая ткань, ткань Петрянова (ФПП). Кроме перечисленных фильтров используют электрофильтры, эффективность работы которых основана на воздействии электрического поля на заряд, индуцированный на поверхности частиц. Используют также акустические пылеотделители, основанные на эффекте коагуляции пыли при прохождении аэрозоля через мощное звуковое поле; масляные фильтры КД и ЛАИК марки СП. Фильтры можно устанавливать в приточных вентиляционных установках для обеззараживания поступающего в помещение воздуха, а также в вытяжных установках для обеззараживания удаляемого из помещения воздуха. Влажный метод очистки применяют для осаждения из воздуха пыли и микроорганизмов путем мелкодисперсного распыления воды из расчета 30 мл на 1 м3 помещения. Этот способ основан на адсорбции микроорганизмов и пыли частицами воды и осаждения на горизонтальной поверхности. Химические средства используют для очистки воздуха от вредных газов (дегазации).

Для обеззараживания воздуха животноводческих и птицеводческих помещений используют различные дезинфицирующие вещества: хлорсодержащие препараты, оксиданты и органические кислоты (гипохлорид натрия, янтарная кислота, перекись водорода, молочная кислота, триэтиленгликоль и др.). Все эти дезинфицирующие средства используют путем распыления их в воздухе помещения (За- комырдин А. А., 1981).

С этой целью разработаны различные приборы: САГ — струйный аэрозольный генератор; РССЖ — распылитель сфокусированных струй жидкости; АГ-УД-2 — аэрозольный генератор; ДАГ — дисковый аэрозольный генератор; ПЭГА — пневматический эжекторный генератор аэрозолей и др.

Озонирование воздуха — это обработка воздуха для обеззараживания и дезодорации, основанная на окислительных свойствах озона. Озон (03) получают из кислорода воздуха электросинтезом с помощью переносного рефрижераторного генератора озона РГО-1 или озонаторов других конструкций. Озон не только вызывает гибель микроорганизмов, но и ядовит для людей, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности при обеззараживании или дезодорации озоном. Он окисляет жиры и коррозирует изделия из стали. Эти недостатки учитывают при озонировании воздуха.

Концентрация озона в воздухе помещения, где находятся люди, не должна превышать 0,1 мг/м3. Озон имеет специфический запах и его наличие в воздухе определяется при концентрации

0. 05 мг/м3. Перед озонированием воздуха помещение хорошо герметизируют, людей в нем не должно быть. Перед тем как войти в обработанное озоном помещение, выключают озонатор, помещение проветривают — включают вентиляторы. Озон используют и для дезодорации воздуха. Из методов очистки воздуха, основанных на использовании физических факторов, применяют ультрафиолетовые лучи и ионизацию воздуха.

В последние годы широко применяют ультрафиолетовые лучи для обеззараживания воздуха животноводческих и птицеводческих помещений. Источники ультрафиолетовых лучей, используемых для этих целей, различные. Чаще всего применяют бактерицидные лампы. Применение бактерицидных ламп для обеззараживания воздуха позволяет снизить концентрацию микроорганизмов в 2-3 раза и более. Это, в свою очередь, положительно сказывается на продуктивности животных и птиц.

Аэроионизация — это электрический процесс насыщения воздуха положительными и отрицательными ионами, аэроионами с помощью специальных приборов. Образовавшиеся ионы в воздухе бывают легкие и тяжелые. Легкие ионы, как правило, отрицательные, соединяются с различными взвешенными в воздухе частицами (пыль, капельки жидкости, микроорганизмы), после чего быстро оседают. Положительные ионы (тяжелые) в основном оказывают негативное воздействие на организм. Поэтому аэроионизацию в помещениях осуществляют посредством насыщения воздуха легкими отрицательными ионами, которые положительно влияют на организм животных, повышая их естественную резистентность. Для ионизации воздуха применяют аэроионизаторы. Они представляют собой сетчатый диск с остриями, на которые происходит ионизация кислорода воздуха. К дискам присоединяют источник постоянного тока с напряжением 30-50 кВ.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что называют терморегуляцией?
2. Как осуществляются химическая и физическая терморегуляции?
3. Какие пути отдачи тепла существуют?
4. Что такое полипноэ и для каких животных оно характерно?
5. Какая температура называется температурой комфорта или зоной теплового безразличия?
6. Влияет ли на терморегуляцию животных влажность и скорость движения воздуха?
7. Каково строение атмосферы и ее влияние на погоду?
8. Перечислите химические и физические параметры атмосферного воздуха и их влияние на организм животных.
9. Что такое индекс свежести воздуха, от чего он зависит?
10. Расскажите о пылевой и микробной контаминации воздуха.
11. Какие способы снижения пылевой и микробной обсемененности воздуха вы знаете?
12. Каковы условия происхождения аэроаллергенов?
13. Каково значение видимого света, ИК- и УФ-лучей в животноводстве и ветеринарии?
14. В чем особенность действия лазерного излучения на организм животных?
15. Какие способы санации воздушной среды вы знаете?