家畜环境卫生学 绪论.ppt

家畜环境卫生学Lvestock environment hygiene Domestic animal environment hygiene,牛 竹 叶 副教授QQ1285458946,绪 论,一、家畜环境卫生学的定义、研究对象、任务与目的1家畜环境卫生学是研究外界环境因素对家畜作用和影响的基本规律，并依据这些规律制定利用、保护和改造环境的技术措施的一门学科。,2研究对象：就是家畜（包括家养哺乳动物和鸟类）及其外界环境。3环境的基本概念：所谓环境是相对于某项中心事物而言，是作为某项中心事物的对立面而存在的。中心事物与环境既相互对立又相互依存、相互转化，它们之间是既对立又统一的关系。,对于家畜环境来讲，中心事物就是家畜（包括家禽），家畜环境就是家畜的生存环境，是以家畜为中心事物，作用于家畜这一客体的所有外界条件和因素的总和。家畜赖以生存、生长发育和繁衍后代并发挥其生产性能的空间，充满着多种不同结构、不同特性和不同运动状态的物质。家畜环境从广义上说，包括内环境和外环境两大部分。,我们一般说的环境，即狭义的环境，是指相对于内环境而言的外环境，即存在于家畜周围，对家畜个体产生直接作用，影响家畜生存和健康的外界因素的总和。主要包括空气、水域、土壤等。或：环绕于家畜机体周围的客观事物的整体。是存在于家畜周围的可直接或间接影响家畜生长发育、繁殖以及数量分布的自然与社会因素之总体。,有时我们也用生境这个概念。生境是环境的一部分，它是动物生存所依赖的特定的生活环境，即在一定时间内对动物生活、生长发育、繁殖以及对动物的健康、数量分布有影响的外界条件的总和。,家畜环境是由组成家畜生存环境中的各个单一因子（或称因素）组成的，我们把组成家畜生存环境的每个单一因子都称作环境因子（因素）。环境因子environmental factor是可直接或间接对家畜发生作用的与家畜生活和生产有关的一切外界环境因子（因素）。,例如：空气的温度、湿度、气压、气流、太阳辐射、降水等等，它们所构成的温热环境就直接影响家畜的体热调节，从而影响到家畜的健康状况和生产性能。在生态学中环境因子又可分为生态因子与非生态因子。生态因子是周围环境中对家畜具有直接的、明显作用的环境因子。又可分为生存条件和非生存条件。,生存条件是指对家畜的生长、发育、繁殖和数量分布具有决定影响的必不可少的环境因素，如水、蛋白质、糖、脂肪、矿物质、维生素六大营养物质。非生存条件相对于生存条件而言，那些次要的、对家畜影响较小的生态因子，则被称为非生存条件。,非生态因子是指对家畜的作用不明显或暂时无作用的环境因子。生态因子和非生态因子之间；生存条件和非生存条件之间是动态的，在一定条件下是可以相互转化的。内环境是指家畜机体内部一切与其生存有关的物理的、化学的、生物的因素组成的环境。,内环境即家畜体内的环境，包括体液的生理生化环境等。例如体液的pH、渗透压、各种盐离子浓度、营养物质的浓度，体液中各种酶和激素的含量，以及微生物环境等等。家畜内环境与外环境之间随时进行着物质和能量的交换。,在不断变化的外环境中，家畜通过自身的调节机制，使机体与环境之间的物质和能量交换处于动态平衡状态，并保持内环境的相对稳定，这种状态我们把它叫做体内平衡或内稳态（homeostasis）。但是这种适应性调节能力是有限的，当环境变化超出其适应范围时，机体与环境之间的平衡与统一被破坏，家畜的健康和生产力将会受到影响，严重时可导致家畜死亡。,外环境的分类：按照人类干预程度的大小可分为：自然环境和社会环境两大部分。自然环境是家畜赖以生存、生长发育和繁衍后代并发挥其生产性能的地球表面的大气、土壤、岩石、水域和生物（动物、植物、微生物、昆虫等）等。,社会环境是指人类在自然条件的基础上，通过劳动创造出来的并且和人类社会一起发展的外界条件。包括：牧场建设、饲料条件、畜种选育等等。家畜不能离开人类社会条件单独存在，家畜环境在许多方面与人类的生存环境相近似。,可见，家畜赖以生存和发展的环境已不是原始的自然环境，也不是单纯的社会环境因素，而是在自然背景基础上通过人类改造加工形成的，它凝集着自然因素和社会因素的相互作用，体现着人类利用和改造自然的性质和水平，对家畜的生存、健康和发展起着决定性作用。,按照环境因素是否有生命，又可将自然环境分为：生物环境和非生物环境两大块。生物环境包括家畜生存环境中的动物、植物、微生物、昆虫等构成的环境。非生物环境是指家畜生存环境中的空气、土壤、岩石、水体等构成的环境。根据其理化性质的不同有可分为物理环境因素和化学环境因素。有关家畜环境概念之间的关系，请参见p10表21。,任何事物都是一分为二的，家畜的生存离不开环境，家畜从始到终都与外界环境进行着物质、能量和信息的交换，即外界环境是家畜的生存条件。家畜只有在适宜的综合外界条件下，才能正常生长发育、繁殖，表现出高的生产性能，生产出优质的动物产品。这一切都说明，外界环境对家畜具有不可或缺的“有利”的一面。同样外界环境中也存在对家畜有害的因素，家畜处在有害的外界环境中，能发生保护性的反应，以保持体内平衡。甚至产生适应力，以排除或防御不良环境因素的影响，即产生应激反应，也叫环境应激（environmental stress）,轻则影响家畜的健康和生产，重则导致疾病或死亡。,4家畜环境卫生学的任务：就是研究错综复杂的外界环境对家畜生理活动的影响，分析环境中对家畜有利与不利的因素，制定采取措施，保护利用有利因素，防止和消除不利因素。加深理论研究 加强应用研究,加深理论研究为了进一步研究环境因素对家畜影响的机制，必须加强与相关其他学科的渗透。应用分子生物学、细胞生物学、生物化学、动物生理学、免疫学及生态学等学科的研究方法研究动物生产面临的环境问题；从细胞水平和分子水平上研究环境因素如何影响家畜机体的代谢、免疫力，家畜如何产生适应性反应等，深化家畜环境卫生学的基础理论。,加强应用研究在提高生产技术而采取的措施方面，根据各地区的气候特点，研究制定符合家畜生物学特点与生理要求的舍饲环境控制参数和舍饲生产工艺要求，为家畜环境工程及设施设计与设备研制提供依据；研究适应现代化畜牧生产的环境控制技术和设施；运用家畜环境卫生学理论解决在饲养管理中的环境问题；建立适于不同地区环境条件的家畜生产模式，提高畜牧业生产水平。,在环境保护方面，加大研究力度，对畜牧场污染物质应本着“减量化、无害化、资源化”的原则，努力实现清洁生产，解决畜产公害问题；研究畜牧生产对环境的污染现状、指标和监控方法；研制出适合我国畜牧场废弃物处理的设备，并用于生产。在生态畜牧业方面，要研究家畜环境科学的基本理论与技术在畜牧业生产以及农业生产中的应用，以及如何促进农牧良性循环和畜牧业的可持续发展。,5家畜环境卫生学的目的：就是通过改善和控制环境，提高家畜的健康状况和畜牧业生产水平。,二、家畜环境卫生学的发展简史 1家畜环境卫生学在国外的发展家畜环境卫生学与其他学科一样，随着生产的发展和科学技术的进步逐步建立并不断发展。19世纪随着自然科学的迅速发展，环境生物学方面的论述越来越多。19世纪末法国学者Claude Bernard和20世纪20年代美国生理学家Walter B.Cannon，先后提出动物机体内部环境在变化的外界环境中保持体内平衡的概念。20世纪30年代加拿大病理学家Hans Selye提出了应激理论，为家畜环境卫生学的发展奠定了理论基础。,20世纪2030年代，苏联畜牧兽医学为适应国营与集体畜牧业的巩固和发展，解决在畜牧场建设与生产中遇到的有关空气、土壤、水和畜舍等环境问题，开展了广泛的研究，并逐步形成了一门独立的、以广义环境为体系的学科家畜环境卫生学。该学科代表人物有：斯科罗霍金科和奥涅戈夫等 斯科罗霍金科著有农畜卫生学（第8版，1950）20世纪40年代，西方发达国家的学者，纷纷建立家畜人工气候室，模拟自然气候环境变化，研究家畜在不同环境中的生理变化规律，如体温、呼吸、心率对生殖、生长、肥育、产乳、产蛋性能的影响。推动了家畜环境生理学的发展。,20世纪50年代，有关光照对家畜生长和肥育影响的研究大量涌现。随后，有关人工控制光照技术及集约化工厂化畜牧生产技术在发达国家不断应用，促进了畜牧业生产的发展。1945年美国学者布罗迪（S.Brody）的生物力能学和生长被认为是这个新型学科的经典著作。在20世纪6070年代，家畜环境学在理论上不断深入、系统化，在生产上相关环境理论及环境工程手段不断应用，促进了现代化畜牧业的发展。20世纪70年代末，作为一门新型学科，家畜环境学逐步独立、完善,代表著作有：约翰逊（H.D.Johnson）主编的家畜生物气象学的研究进展（1976）、埃斯梅（M.L.Esmay）的家畜环境原理（1978，有中文译本）、赛恩斯伯里（D.Sains-bury）等人编的家畜健康与畜舍（第2版，1979）、芒特（L.E.Mount）的人和家畜对热环境的适应（1979）以及柯蒂斯（S.E.Curtis）的畜牧业的环境管理（1983）20世纪70年代后期，工厂化集约化畜牧生产带来的环境污染越来越严重。利用生物的、工程的、技术的手段消除畜禽粪便对环境污染的研究受到重视。在这期间，美国农业工程师学会于1974年、1982年及1988年先后召开了三次“国际家畜环境学术研讨会”，所收论文分别以Stress Physiology of Domestic Animal、公开出版。,2家畜环境卫生学在国内的发展在中国古籍中，有许多这方面的记载。但这些观察和描述是零散的。关于家畜环境的记载可追溯（su）到公元前2000年以前。殷墟（yin xu）出土的大批甲骨卜（bu）辞（ci）中可以见到“家”、“牢”、“宊”(tu)等象形字；战国吴子（一卷）中“夫马必居其处所，适其水草，节其饥饱，冬则温厩，夏则凉庑（wu）”，记述了家畜环境卫生的重要性。,近代中国家畜环境卫生学的发展大体经历了三个阶段：早期有关家畜环境的知识与技术是在实践中积累并通过各种家畜的饲养管理措施来体现的。新中国成立后，随着国民经济计划的实施，国营和集体农牧业的发展，高等农业院校借鉴前苏联的课程设置在畜牧、兽医专业开设了“家畜卫生学”课程，系统讲述外界环境（包括水、土、空气等）对家畜生产和健康的影响以及改善畜牧生产环境的技术措施。,1964年汤逸人和杨诗兴在其编著的畜牧学进展中分别发表了“家畜生态学”、“家畜气候生理学的进展”以及介绍世界各国建立和使用家畜人工气候室情况的“家畜用人工气候室”三篇论文，对广大畜牧科技人员进行了一次大范围家畜环境科学知识的教育启蒙。这个时期家畜环境卫生学研究主要侧重于从宏观上研究空气、水、土壤等外界环境因素对家畜的作用与影响，以揭示家畜与环境的关系，为改造畜牧生产所采取的工程或管理措施提供理论依据与参数。,20世纪50年代初，我国引进了原苏联的教材，并举办师资培训班，为全国各高等农业院校开设课程奠定了基础。但是，由于认识和生产技术水平的限制，家畜环境卫生学始终没有受到重视。20世纪70年代后期，随着国外集约化畜牧生产的发展和国外先进畜牧生产技术的引进，人们才逐渐意识到家畜环境科学在畜牧生产中具有极为重要的作用。,有关家畜环境卫生学的教学，始于20世纪40年代初，原苏联为高中等农业院校畜牧兽医专业学生开设该门课程。20世纪80年代以后，畜牧生产集约化程度的提高和人工模拟环境工程技术与测试手段的完善，促进了家畜环境卫生学的发展。,家畜环境卫生学学科的研究范围不断扩大：一方面，在应用技术领域研究各种畜禽在不同设施环境条件下的生理机能、生产性能和行为表现，研究集约化畜牧生产的环境改善和控制所采用的工程技术和管理措施，研究畜牧场废弃物对畜牧业生产和环境污染问题以及废弃物处理技术与措施。,这些研究成果在畜牧生产中得到广泛应用，推动了优质高效畜牧业的稳定发展；另一方面，在理论研究方面从深度上探索各种环境因素对家畜机体代谢、营养需要、生殖、生长发育、免疫系统等的影响，以及家畜对环境因素作用所产生的适应性反应的机制。,在这个时期，有关专家教授编写了一大批教材，如1981年王庆镐教授主编的家畜环境卫生学，1989年王新谋教授主编的家畜环境卫生学，1991年李震钟教授主编的家畜环境卫生学附牧场设计，1993年杨金教授主编的家畜环境卫生学及牧场设计，1997年戚咸理主编的家畜环境卫生学。这些教材的出版，对推动学科发展起到了积极作用。此外，一大批专家教授编写了家畜环境科学专著，如黄昌澍教授主编的家畜气候学、李震钟教授主编的家畜环境生理学、王新谋教授主编的家畜粪便学和廖新娣博士主编的猪场废水处理与利用技术等。这些专著在丰富教学内容，推动学科发展等方面，发挥了积极的作用。,1987年成立的中国畜牧兽医学会家畜环境卫生学分会对家畜环境卫生学的教学及科研的发展起了推动作用，经原国家科委批准创办的家畜生态学报已成为宣传、普及推广家畜环境科学技术新成果和新进展的主要阵地。近十几年来，家畜环境卫生学在环境与营养、应激生理、环境控制、畜牧场与畜舍建筑设计、畜牧业环境检测技术和畜牧业环境保护等方面的研究都获得了很大的进展，标志着家畜环境卫生学学科在中国业已形成并迅速发展壮大。,三、家畜环境卫生学课程的地位家畜环境卫生学是一门综合性很强的学科，它以物理、化学、气象学、气候学、微生物学、生理学、生态学、行为学、病理学等学科为基础，又与饲养学、繁殖学、育种学、畜牧场经营管理学、畜牧机械化、农业工程学、临床兽医学和家畜生产学课程互相渗透，密切联系。是一切从事动物科技、教育事业、技术人员的必修课程。是动物科学、动物医学等专业共同的专业基础课。,四、为什么要研究环境？因为环境因素的变化对家畜的影响很大 具体表现在：1.影响家畜的生产性能例如：环境高温使家畜主要生理活动发生改变，血液、尿液生理生化指标也发生相应改变，从而使产肉产蛋的家畜家禽生产性能明显下降，高温可使蛋鸡产蛋率下降1025%，蛋重减轻，蛋壳变薄，蛋的质量下降；产奶动物的产奶量显著下降，奶中干物质减少，奶品质变差；,又如：肉鸡8周时间体重增加在平均气温为29.4环境中的较在平均气温为18环境中减少11%；测4周龄肉鸡生长速度于32、RH为74%环境饲养3周的比饲养在24、RH为25%环境中的增重减少53%；研究表明，高温热应激后家畜的体增重、宰前活重、屠宰后胴体重都比适温条件下有明显下降。,2.影响动物的繁殖季节和性能影响动物的季节发情长日照动物 马 驴 家禽 食肉食虫兽类短日照动物 绵羊 山羊 鹿 一般的反刍兽类光照时间长短影响禽类的产卵数；,机制：在应激情况下，受下丘脑-垂体-性腺轴的调控，下丘脑促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）和促肾上腺皮质激素（ACTH）分泌增强，下丘脑促性腺激素释放激素（GnRH）分泌减少，垂体前叶分泌转移，促卵泡素(FSH)、黄体生成素(LH)、催乳素(PRL)则分泌减少，垂体后叶催产素分泌减少，导致公畜精液品质下降，与配母畜受胎率下降，种蛋受精率下降，受精卵的孵化率下降等等。,3.影响动物的分布和引种影响因素有自然（环境）因素与社会（环境）因素两大方面。自然因素：包括气候因素、经纬度、海拔和地势；水文、土壤和植被；病毒、微生物和鸟兽等生物因素。具有一定生态型的畜种，对特定的生态地理环境有较大的耐受性幅度，这种幅度的大小，决定了家畜生态适应能力及引种和扩大分布区域的可能性。社会因素：包括人口和社会生产力；民族和宗教；社会经济因素和战争等。,4.影响动物的生态特征不同生态地理条件下生长的家畜品种具有不同的地域风格。如黄牛，北方型体格较南方型体格大。5.影响家畜的免疫力和健康水平如：热应激使机体的免疫反应改变，对某些传染性疾病的易感性增强。如春、秋季节常见的传染病，冬、夏常见病、多发病等与季节有关的疾病，都与特定的环境因素有关，因此也决定了春秋两季防疫的重点不同。,6.与其他学科密切相关，通过其他学科条件对家畜产生深远的影响。如：营养标准的制定必须是针对一定的环境条件进行的；新品种的培育也必须有一定的环境条件做保障；畜产品质量也与环境条件有关。例如：苍白（pale）松软（soft）有水渗出（exudative）的PSE肉（宰前因运输、拥挤、捆绑、挤压、咬架或受到冷热、电等的刺激）和干燥（dry）坚硬（firm）色暗（dark）的DFD肉（低强度长期应激产生）都是应激条件下产生。,许多研究资料表明：家畜生产力的高低：20%取决于遗传品质的好坏；4050%取决于饲料营养条件；3040%取决于所处的环境。,当一个养殖场选定了所要饲养的动物品种，并按动物所需生产出或购进了一定的饲料后，动物的遗传因素和饲料营养条件已成为相对固定的因素，生产的成功与否就完全取决于环境，尤其是对环境的管理。环境已被现代畜牧业放在与遗传、饲料和疫病防治并列重要的地位，成为制约畜牧业发展的四大要素（重要条件）之一。,五、家畜环境卫生学主要内容及目前研究热点1.主要内容涉及三大方面：家畜的环境生理主要探讨由于外界环境作用使健康家畜的生命现象和机体的生理机能出现各种反应的规律。,家畜的环境改善和控制包括合理规划畜牧场、科学地建造现代化、集约化、机械化的畜舍及现代舍饲畜牧业的环境控制与环境管理措施。养殖场环境保护一方面要消除和避免周围环境对养殖场的污染危害；另一方面是要防止养殖场本身对周围环境的污染危害。,家畜的环境生理为畜舍环境控制提供理论依据和技术参数，是学科发展的基石；畜牧场及畜舍环境控制是学科发展的归宿，其目的是为家畜生活和生产创造良好的条件，充分发挥家畜的生产潜力，提高生产水平，降低生产成本，因此，家畜环境控制是学科的核心和关键；环境保护是畜牧业持续稳定健康发展的客观要求，是环境控制的补充和发展，它对于保障畜禽健康、畜产品质量安全，促进畜牧业生产持续稳定健康发展具有重要作用，是学科的有机组成部分。,主要讲述内容：（1）环境的概念及环境因子对家畜作用的一般规律，重点讲述应激对畜禽生理机能和生产性能的影响以及预防应急危害的技术措施；（2）热环境、光环境、噪声、海拔高度及空气中有害物质对家畜的影响；,（3）水、土壤环境对畜禽生产和健康的影响及其卫生学防护措施；（4）畜牧场生产工艺与畜牧场场址选择及场地规划布局技术与方法；（5）畜舍环境改善与控制的技术方法；（6）畜牧场环境保护理论与技术。,2.目前研究热点：环境因素对家畜的影响及控制方法包括：经济适用降温措施的应用研究；应激机理的生化机制及防治方法；利用现代遗传育种新技术培育和选择抗热应激的家畜品种及品系；,环境营养以如何改善家畜在各种应激状态下的体液、养分、内分泌状况为目的，并逐步开发无污染、无药物与重金属残留和低污染物排放之日粮，以配合绿色食品的开发与生产。,养殖场建设根据我国实际，因地制宜，推广中小型牧场建设的标准化、模块化和机械化生产，开发经济适用的机械设备，逐步实现环境管理的机械化与自动化。,养殖公害的治理研究经济适用的家畜粪便、污水处理及再利用技术措施；研究畜牧场恶臭与蚊蝇控制的办法，加强饲料中有毒有害物质快速监测方法的研究。,医学数理统计的应用加强社会生产实践的调查研究，从生产实践中发现问题，对大量生产纪录进行医学数理统计处理，从而发现问题，解决问题。,六、环境科学的研究方法 概括地讲有宏观调查研究和微观的试验研究法两大类。1.调查研究法：通过调查环境因素的数量、质量和变动规律等，了解情况，分析其影响，从而提出对生产实践有建设性意义的指导意见。,2.试验研究法：在实验室条件下，人为模拟环境因素的变化进行试验，从而找出随环境因素变化家畜生理生化机能、生产性能及健康状况发生相应的变化的科学规律，以服务于生产实践。如用人工气候室模拟气象因素对家畜健康和生产性能的影响试验。,3.环境监测法：利用现代化的环境监测仪器及各种检测手段，对大气、水体、土壤及畜产品进行定期或连续的环境卫生学监测，对环境管理质量做出正确的评价，以便采取相应的控制措施和手段，防止环境污染的发生。,主要参考资料：1家畜环境卫生学（安立龙主编 全国农林规划教材）2家畜环境卫生学（李如治主编 第二版 十五规划教材）3家畜环境卫生学（东北农学院主编 第二版）4家畜环境卫生学（刘凤华 主编）5家畜环境卫生学（上海农学院姚耑旦主编）6家畜环境卫生学附牧场设计（李震中主编）7畜牧场生产工艺与畜舍设计（李震中主编）,8农业生物环境原理（鲁纯养主编）9.农业生物环境工程（崔引安主编）10.家畜环境生理（李震中主编）11.家畜粪便学.王新谋主编.上海：上海交通大学出版社，199712.家畜气候生理学黄常澍编著，江苏科学技术出版社，1989.613.家畜生态学李震钟主编.（第二版），北京.中国农业出版社，1995.514.家畜生态学报各期杂志,