风速的作用机制及对家禽的影响

1.1风速对家禽热平衡调节的作用机制

风速对家禽的影响有一套特定的作用机制。风速通过影响对流散热,进而改变体热平衡,最终对家禽的生理和生产造成影响。家禽体内同样存在一套维持热平衡的响应机制,如图1.2。

温度,湿度和风速综合表征环境的热负荷量,作用于家禽体热感受器,包括外周温度感受器和中枢温度感受器。这些器官将感受的热信息上传至中央处理器,调节体温的中枢结构存在于从脊髓到大脑皮层的整个神经系统内,但是体温调节的基本中枢位于下丘脑。其中PO/AH是体温调节中枢的关键部位。热信息经过中央处理器处理后,通过神经或(和)内分泌途径支配效应器产生反应,调节产热量和散热量,完成热平衡的调节,以达到机体热平衡的状态。

家禽的散热方式分两类:可感散热(sensibleheatloss,SHL)和潜热散热(latentheatloss,LHL)。SHL又称为“非蒸发散热”或“显热散热”,包括辐射、传导和对流,皆为物理散热方式。

LHL又可称为“不可感散热”或“蒸发散热”,包括皮肤和呼吸道水分的蒸发。由于家禽身体大都被羽毛覆盖,没有汗腺,无法靠体表直接出汗散热;同时传导需要温度不同的介质相互接触,对于家禽的散热贡献不大。

因此,实际上家禽的散热方式包括以下两种,四个方面:1.以辐射和对流为主的SHL;2.以呼吸蒸发机制和皮肤蒸发机制为主的LHL。家禽体表面和外界的温度差是SHL的驱动力,只要差值是正的,就会一直在进行,而且全程是物理作用,不会消耗额外的能量。以热喘(panting)为重要散热方式的LHL则恰恰相反,这个过程需要消耗大量的能量。

风速影响家禽的散热方式。风速增大,任何热物体的对流传递的热量也随之增大,这一复杂的过程可以用“热边界”。

Simmons等研究了风速对SHL和LHL的影响,发现环境温度在29-35℃之间时,总的散热量不会随着风速的增加(从61增加到m/min)而改变,相反,却处于一个相对稳定的范围;风速上升,SHL增加,LHL下降;而温度上升,却伴随着SHL下降,LHL上升;而且,当风速为2.0m/s左右时,无论温度如何上升,总散热量会保持相对恒定;风速提高,LHL转化为SHL,能够促进肉鸡的生产性能。实际上,以红外热成像技术研究SHL为节点,发现SHL在高温环境下肉鸡能量平衡调节中起到主要作用,证实了风速对SHL的重要影响;同时发现,适宜风速通过调节水平衡减少LHL;高温下风速的提高促使LHL向SHL转化,进而增加SHL的占比,相应减少LHL,提高能量的利用率。总之,风速通过对家禽能量平衡、水平衡的调节,进一步影响SHL、LHL及其比例,从而达到调节热平衡的目的。

2风速对家禽的影响

最早开始研究通风对于家禽的影响要追溯到20世纪60年代。

Drury等(a;b)首次提出了“肉鸡生产得益于风速产生的风冷作用”,并得出风速可以改善肉鸡生产性能。随后的几十年,包括美国、以色列和巴西等国先后开展了相关研究。在20世纪末,通风已经在家禽生产中得到广泛的应用。诸多试验证实了风速对家禽生产性能的提高作用。生产性能的提高是风速对高温环境下家禽热平衡调节的结果。风速对生产性能是否提高取决于风速大小、家禽日龄(Dozieretal.,;Simmonsetal.,)、环境温度等因素。且家禽所需的适宜风速也会根据上述因素的变化而不同。

风速同样影响家禽的生理指标。Furlan等在研究不同风速(5.7、4.2、3.1、2.4和1.8m/s)和处理时间(0、10、20和30min)对36-42日龄肉鸡体表温度和直肠温度时发现,处理时间显著影响腿部皮温和体温,且处理前10min下降最快;4.5m/s以下的风速不会影响头部和背部温度;2.0m/s时,腿部温度开始下降。而Yahav等在研究不同模式温度(恒温20℃;变温35/25℃,30/20℃)和风速(0.8-3.0m/s)对火鸡影响时发现,其体温均维持在正常温度范围,这可能跟火鸡较强的耐热力和不同的处理方式有关。在Yahav等另一项研究中,在高温环境下(35±1.0℃,60±2.5%RH),最适宜的风速为2.0m/s,此时体温最低,过高(3.0m/s)过低(0.8m/s)都不会升高体温。

国内开展风速对家禽体热调节等方面的研究较晚,专业性的理论研究较为匮乏。经查阅文献发现目前仅有陶秀萍对温湿风进行了初步的研究,并得出了肉鸡温湿风指数模型,探究了风速对肉鸡生理生化的影响。不过其研究的试验条件为高温(35、38和41℃)和低风(0、0.7和1.2m/s),并没有探究偏热温度(26-32℃)和较高风速(2.0m/s)对肉鸡的影响。而风速对于家禽免疫功能等方面的研究也未见报道。

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