1、家畜环境卫生学,上篇 家畜与环境 家畜环境的基本概念 温热环境 光环境 空气环境 水、土壤和噪音 行为与环境,下篇 家畜的环境管理 畜牧场规划 畜舍环境的改善与控制 畜舍的设施与设备 畜牧生产中的污染控制 家畜的行为管理,教学内容,李震钟.家畜生态学.北京:中国农业出版社,1993.,李如治.家畜环境卫生学.北京:中国农业出版社,2003.,安立龙.家畜环境卫生学.北京:高等教育出版社,2004.,冯春霞.家畜环境卫生学.北京:中国农业出版社,2004.,常明雪.畜禽环境卫生.北京:中国农业大学出版社,2007.,教科书,一 基本概念： 1 家畜环境卫生学 2 内环境 3 外环境 4 家畜环境
2、 5 热休克蛋白 6 应激 7 服习 8 驯化 9 适应,绪论,二家畜环境卫生学研究内容 家畜环境卫生学包含的三大部分 外界环境对家畜的作用 家畜环境因素分类 家畜环境质量评价类型 应激对家畜的影响 应激的预防手段 威尔逊法则、伯格曼法则、罗杰尔法则内容 家畜环境质量评价类型 三 家畜环境卫生学发展史 四 学习家畜环境卫生学的意义 五 家畜环境卫生学研究热点,2003年新疆南部某养殖场鸡蛋出现“橡皮蛋”，由棉酚中毒引起。,2007年10月，陕西华县辛庄乡刘家村的养殖户饲养的80多只小尾寒羊因误饮了村东边石堤河的化肥厂污水后陆续出现死亡。,20082011 年塔城地区因误食毒草中毒死亡的家畜44
3、77头。,2008 年，阿勒泰地区有1291头牛因误食毒草中毒死亡。其中仅福海县牛因误食乌头中毒死亡450头，经济损失180万元。,2005年9月,青海省湟中县田家寨乡梁家村发生一起骡子中毒事件,造成该村主要耕畜死亡，由河滩地铬污染引起。,2009 年报道巴音郭楞州尉犁县每年因误食小花棘豆中毒死亡的绵山羊2500只，直接经济损失约125 万元。,阿克苏地区每年约 8%的放牧家畜因小花棘豆中毒，死亡率超过50%。,家畜环境卫生学由来： 动物体内复杂的生理反应和生化过程要求动物和其环境必须紧密地联系在一起,脱离了所需环境，动物一刻也不能生存。在长期的生产和科学试验中，人们已越来越认识到这种复杂关系
4、是搞好畜牧生产的重要条件，从而推动了一门科学家畜环境卫生学的发展。,家畜环境卫生学是畜牧学与环境学相融合形成的家畜环境科学的分支学科。 近年来，我国许多地区畜牧业规模化、集约化、工厂化程度越来越高，如何加强环境管理、保证动物健康是家畜环境科学面临的挑战，也是绿色畜牧业生产中需要解决的问题。 家畜环境卫生学主要研究外界环境，尤其是畜牧场及畜舍环境(空气、水、土壤、生物及牧场建筑设备、管理条件)对家畜(个体和群体)影响的基本规律以及利用这些规律改善和控制环境、保护环境、提高畜牧业生产水平的科学。,规模化养鸡场,规模化养牛场,规模化养羊场,规模化养猪场,规模化养马场,其他动物规模化养殖,一 基本概念
5、,1 家畜环境卫生学 2 内环境 3 外环境 4 家畜环境 5 环境应激 6 热休克蛋白 7 应激 8 服习 9 驯化 10 适应,1 家畜环境卫生学,家畜环境卫生学：研究环境因素对家畜作用和影响的基本规律，并根据这些规律制定出利用、控制、保护和改造环境技术措施的一门学科。,家畜环境卫生学包含三大部分： 一是家畜环境生理，讲述外界环境因素的组成，各种环境因素的特征、相互关系、变化规律以及对家畜生理机能、生产性能和健康的影响； 二是家畜的环境控制，阐述畜牧场设置、布局规划、畜舍设计及畜牧场和畜舍环境管理的技术与方法，为家畜创造适宜的环境条件； 三是畜牧场环境保护，研究如何消除外界环境对畜牧场的污
6、染及畜牧场对外界环境的污染，防治畜产公害。,畜牧生产中，家畜的生产力水平10%-20%取决于家畜品种，20%-30%取决于环境条件，40%-50%取决于饲料。适宜的环境是提高家畜生产力水平的必要条件。,家畜和环境的层次关系家畜与环境都具有层次关系家畜：分子-细胞-组织-器官-系统-个体-群体-种群-群落 环境： 内环境-畜舍环境-区域环境,环境的分类,环境,外环境,内环境,自然环境,人为环境,非生物环境：空气、水、土壤、岩石,生物环境：动物、植物、微生物,牧场建筑物与设备、饲养管理条件、 选育方法、科学技术水平、爱好、 人口分布、消费水平、政策法令,非生物环境,温度、化学成分、离子浓度、 渗透
7、压、pH,生物环境,寄生虫、微生物,2 内环境,内环境：机体内部一切与生存有关的物理因素、化学因素和生物学因素的总和。,3 外环境,外环境：与家畜生产生活有关的一切外界因素。是一切生物赖以生存的物质基础。,陕西宝鸡关山牧场,4 家畜环境,家畜环境：存在于家畜周边的可直接或间接影响家畜的自然与社会因素的总体。 每一个因素又称为环境因素或环境因子。 外界环境对家畜的作用可以概括为有利和有害两方面。 有利方面： 外界环境是家畜生存必不可少的条件，家畜与外界环境经常进行物质和能量交换； 家畜依赖外界环境生长、繁殖和生产各种产品； 家畜接受外界环境适宜刺激，可增强体质和提高生产力。 有害方面： 外界环境
8、中存在的某些有害因素，可能对家畜产生不良影响，成为致病和降低生产力的因素。,引起世界注意的公害事件,家畜环境因素分类： 物理因素：温热、光照、噪声、地形、海拔、土壤、牧场和畜舍等。 化学因素：空气中的O2、CO2、H2O、土壤化学成分、畜舍有害气体。 生物因素：饲料、有毒有害植物、寄生虫、病原微生物等。 社会因素：蓄群群体、人为管理措施。,家畜环境质量评价：主要指对污染流的调查和评价 家畜环境质量评价类型： 预断评价：畜牧场建立前，根据拟建场的规模和周围工农业生产情况做出对家畜和周围人类生活质量的影响估测。 回顾评价：根据拟建场地区历史资料，提示该区域环境污染的发展过程。 现状评价：根据畜牧场
9、近几年的生产情况和监测资料进行评价。,环境质量指数：单因子评价和多因子评价（应用较少） 单因子评价： Ii=Ci/Si 式中 Ii第i种污染物的环境质量指数；Ci第i种污染物的环境浓度；Si第i种污染物的环境质量标准。例如：某鸡舍空气中测定的NH3含量为23.0mg/m3，规定的鸡舍NH3浓度为15.0mg/m3，则NH3环境质量指数为Ii=23.0/15.0=1.53,5 环境应激,应激（Stress）应激原（Stressor）应激意义（Significance of stress）应激对家畜的影响（ Influence of stress on livestock）应激的预防（ Preve
10、ntion of stress）,1应激（Stress）应激是指机体在各种内外环境因素刺激下所出现的非特异性适应性反应。,与刺激因素性质无直接关系,动物自身 固有行为,2应激原(Stressor) 应激原是指引起应激反应的各种刺激因素。应激原(Stressor)分类如下：,Stressor,Physical,chemical,biological,socio-cultural,Cold, heat,Noxious gas,Bacteria, vaccination,Crowdy, transportation,应激反应的基本表现,3应激意义（Significance of stress）,如果
11、应激有利于机体在紧急状态下的战斗或逃避（Fight or flight），称为良性应激（Eustress）。 如果应激原过于强烈，可以引起病理变化，甚至死亡。称为劣性应激（Distress）。,全身适应综合症 General adaptation syndrome（GAS）,应激表现为一个动态的连续过程，并最终导致内环境紊乱和疾病，称为全身适应综合症。,应激阶段物质代谢变化,【特点】 代谢率升高、分解增加、合成减少。,4 应激对家畜的影响,应激对家畜健康的影响不同应激因子对家畜抵抗不同病原能力的影响,应激对家畜生产性能的影响环境温度对产奶量和乳成分的影响,应激对肉品质也会产生明显影响。 PSE
12、肉：肌肉色泽苍白（pale）、肉质松软（soft）、有渗出液（exudative） DFD肉：切面干燥（dry）、肉质较硬（firm）、肉色深暗（dark）,应激对畜禽免疫的影响,统计结果表明, 添加一定剂量的枯草芽孢杆菌制剂对断奶仔猪具有提高采食量、增强食欲的作用;从各组的料重比看,试验2、3 组的料重比明显优于试验1 组和空白对照组,试验2、3 组间的料重比差异不显著(P 0.05),说明枯草芽孢杆菌制剂在增强食欲的同时,也促进了营养成分的消化吸收。,环境温度升高到一定程度(超过25)，对鸡体来说是一种不良刺激，除了进行行为等物理调节外，还必须改变血浆中某些激素水平以加强化学调节，血清中皮
13、质酮水平的改变正是鸡体应对环境温度升高的生理反应，它可以作为评价热应激的候选指标。甲状腺激素分泌的变化会导致机体代谢功能紊乱，抵抗热应激的能力下降。血浆T3水平下降时，代谢速度减慢，产热减少，反之亦然。,注：T3 是血清三碘甲状腺素；H/L值为异嗜性粒细胞（H）、淋巴细胞（L）比值 CD3+淋巴细胞代表全T淋巴细胞；CD4+代表辅助/诱导T细胞,5 应激的预防,抗应激育种 随着畜禽养殖的集约化不断提高，畜禽应激发生率也越来越高，其危害日益突出，给畜禽业造成了巨大的经济损失，单是热应激，在美国每年就损失大约12.8亿美元，应激已经成为制约畜禽养殖发展的重要因素，因此，如何有效解决畜禽应激已经成为
14、现阶段家禽养殖业亟待解决的重要问题之一。,目前解决应激主要有非遗传方法和遗传方法。非遗传方法包括: 提高饲养管理水平，控制饲养环境减少应激源; 通过营养调控，如补充维生素、矿物质、电解质等来减少或缓解应激; 添加预防用药，来减少疾病带来的应激或减弱应激对机体的作用。 但这些方法主要是减少外界应激源，或通过外界因素作用于机体来减少应激、预防应激，对解决应激有时存在滞后性。,遗传方法主要是根据家禽不同个体对应激敏感性的遗传差异进行选择，提高家禽抗应激能力，培育抗应激品种。 对应激的选择主要在三个方面：行为性状生理指标抗病性,热休克蛋白（Heat shock protein, HSP）：细胞在应激原
15、特别是环境高温诱导下所生成的一组蛋白质。,protein,HSP基因表达调控,HSP功能 修复损伤的蛋白，使细胞维持正常的生理功能，提高细胞对应激原的耐受性。 调节Na+-K+-ATP酶活性。 与HSTF单体结合，抑制HSTF三聚体形成，抑制HSP生成。,环境调控 畜舍建筑是畜牧生产的重要条件之一，舍内环境的好坏直接关系到家畜的健康和生产。 畜舍设计 环境管理 环境绿化,动物福利(Animal Welfare)是指动物如何适应其所处的环境，满足其基本的自然需求。 科学证明，如果动物健康、感觉舒适、营养充足、安全、能够自由表达天性并且不受痛苦、恐惧和压力威胁，则满足动物福利的要求。 而高水平动物
16、福利则更需要疾病免疫和兽医治疗，适宜的居所、管理、营养、人道对待和人道屠宰。,改善饲养水平 调整营养水平：在日粮中使用脂肪代替部分碳水化合物作为能量补充。 饮水：充足、干净。 饲养方式：少喂勤添，提高饲料适口性。,抗应激添加剂 镇静解热剂 电解质 维生素 抗生素,6 气候适应,服习：动物个体对单一气候变化的短期作用产生的适应性生理调节。驯化：动物个体对不良气候条件长期持续或重复综合作用产生的适应。适应：动物受到内部和外界刺激，产生的动物生物学和遗传学的变化。,气候服习 气候驯化 气候适应,服习,驯化,概念区分,适应,短期刺激，可恢复，不可遗传,长期刺激，可恢复，不可遗传,长期刺激，不可恢复，可
17、遗传,适应过程的调节,动物通过神经和内分泌系统的调节来适应环境。,神经调节,体液调节,形态结构变化,基因变化,“气候适应“（Adaptation）在有关科学讨论中只是偶尔出现，该词的出处是达尔文的进化论以及自然选择的过程。 1992 年，联合国气候变化框架等决定引入两个不同的战略以应对气候变化:减缓（mitigation）和气候适应（adaptation）。 “减缓“即减少温室气体排放，以使大气中的温室气体浓度达到了某一稳定值，而且该值可以避免人为干扰气体系统造成危险后果。 “气候适应“是指生态、社会或者经济系统对现实或者未来气候状况的气候适应。,威尔逊法则：寒冷地区的动物具有较密、较厚的被毛
18、和很厚的皮下脂肪；而炎热地区的动物则毛短、皮薄，轻而有光泽。,伯格曼法则：指的是同一个种的恒温动物，处于寒带的体型较大，处于热带的体型较小。同一物种在越冷的地方个体体积越大，外形越接近球形。艾伦法则：寒带身体的四肢、耳朵、尾巴较小，以减少散热面积，而热带相反，甚至垂皮、脐褶和阴门都很大，以利散热。,其原因可能有两点: 一是因为，寒冷的气候不仅能够延缓恒温动物的生长速度，而且也使其性成熟的时间比较晚，所以个子也就长得更大一些。这是生理上的原因。 二是因为，同一种物质，在同等温度下，体积愈大，散热愈慢，因此也就更有可能生存下去。同样的，在三维空间中，以球形的表面积为最小，所以动物的身体愈接近于圆形
19、，散热面积也就会愈小。这是物理机制。四肢和附器，就像是发动机的散热片一样，愈短或愈小，散热也就愈少。最明显的是耳朵，像是两个散热片，在寒冷的情况下睡觉时，把耳朵包在被子里，就会暖和得多。,罗杰尔法则：裸露皮肤的色素，具有抵抗太阳紫外线伤害的作用，处于热带的动物皮肤颜色较深，被毛色泽较浅，具有光泽，前者利于防止紫外线，后者利于减少散热。,二 家畜环境卫生学研究内容,1.温热因素 论述温热因素（太阳辐射、空气温度、空气湿度和气流等）如何单独地或综合地影响畜体热调节，从而对家畜的健康和生产力发生影响。 2.光照和噪声 讨论光照和噪声对家畜的作用，光照如何影响家畜的生理，特别是繁殖机能，现代养禽业采用
20、那些有效的光照方案。,3.有害物 阐述空气中有害气体、微粒和微生物对家畜的危害性及其控制措施。 4.其他因素 研究地形、地势、海拔、土壤、水源的污染和自净过程以及防治污染措施，饮用水的人工净化消毒方法。,5、畜舍环境的控制措施 如何从畜舍的结构设计和材料选择以及日 常的管理上，达到防寒、隔热、通风换气、采光、排水和防潮等目的。 通过设计修建理想的畜舍以建立最适于家畜生理和生产以及工人劳动的环境，已成为畜牧生产现代化的标志之一。,6、畜牧场布局 研究在兴建畜牧场时，应如何从场址选择着手，进行牧场场址和建筑物的合理规划和布局。 7、畜牧场环境保护 防止工业“三废”和农业化肥、农药的污染;妥善处理和
21、利用家畜粪尿，防止畜产公害。畜牧场的环境管理、监测与评价。,三 家畜环境卫生学发展史,1 家畜环境卫生学在国外的发展 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。,克劳德 伯纳德,沃尔特 坎农,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20-30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
22、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。,汉斯 西利,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
23、的经典著作。,在20世纪60-70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)、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)。
24、,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 我国关于家畜环境的记载可追溯到公元前 2000年以前。 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
25、 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，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。 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”以及介绍世界各国家畜人工气候室建立和使用情况的“家畜用人工气候室”三篇论文，是家畜环境科学知识的启蒙之作。,汤逸人,杨诗兴,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
26、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。,四 学习家畜环境卫生学的意义,1. 为家畜的环境控制和改善提供理论依据 外界环境因子不断发生变化，同一地区不同的时间范围环境状况不同，同一时刻不同地区的环境状况也不同。 环境因子的时空变化与家畜对环境需求的相对稳定之间的矛盾就成为制约畜牧业生产的主要因素，这种矛盾的解决必须依赖于环境控制。 家畜环境生理学的研究揭示了家畜生产所需要的适宜环境的参数，为家畜环境控制提供理论依据
27、。,2. 为畜牧场设计提供技术和方法 畜牧场是集中饲养家畜进行畜牧业生产活动的场所，畜牧场环境状况及畜牧场生产经营状况依赖于畜牧场的设计。 例如，畜牧场的水源数量充足，质量优良是畜牧生产顺利进行的前提，在进行畜牧场选择和设计时，若水源选择不当，就会影响生产的正常进行；,再如，土壤中的病原微生物可能引起家畜传染病的发生，在进行畜牧场设计时，若不考虑土壤状况，可能导致家畜传染病流行，或土壤中某些元素含量过高引起家畜中毒。 家畜环境卫生学为科学进行畜牧场设计提供理论依据和技术方法。,3. 为家畜环境保护提供有效的途径 家畜环境保护包含两方面的涵义： 一是保护畜牧场环境，免受外界环境的污染； 二是力求
28、畜牧生产不对外界环境造成污染。 实现上述目标，需要运用家畜环境卫生学的理论，分析畜牧场环境污染产生的原因，有针对性地制订污染减量化措施，并采用生物的、物理的、化学的方法和设备、设施处理、利用畜牧场废弃物，力争实现污染物的零排放和清洁生产，保护环境，使畜牧生产持续稳定地发展。,4. 为规模化集约化畜牧生产提供技术保障 规模化、集约化畜牧业生产极大地提高了畜牧业生产水平，但规模化、集约化畜牧业生产也加剧了畜牧场和畜舍环境的恶化，因而对家畜环境卫生学提出了更高的要求，促进了家畜环境卫生学的发展。 同时，家畜环境科学技术的进步，也极大推动了工厂化畜牧生产的发展。,5. 为动物疾病的预防提供有效的方法
29、科学地设计畜牧场，一方面可以杜绝场外的病原进入场内，另一方面可防止病原在场内不同的畜群之间传播。 环境因子的剧烈变化引起的非特异性疾病对规模化畜牧生产造成的损失巨大，需要采取科学的设计和严格的管理来消除这些疾病。 运用环境卫生学的理论和方法，还可消除土壤和水体污染对家畜健康的不良影响。,6.为绿色畜产品生产提供技术支持 一方面，畜牧场若受到环境污染，污染物如农药、重金属、病原等环境污染物通过空气、土壤、饲料、水等途径进入动物体内，危害动物健康，降低动物产品品质与动物性食品的安全性；另一方面，畜牧场与畜舍环境管理不善使环境恶化而引发疾病流行，导致药物滥用，也危及到动物性食品的安全。,7.有利于更
30、好地发挥其它生产技术的效力 家畜对于营养物质的消化、吸收和转化能力与温度、湿度、气流、光照等环境因子密切相关。 只有注意到这种关系，根据变化的环境对家畜日粮进行适当的调整，才会获得良好的效果。 家畜的繁殖性能，产肉性能及产奶性能与温度、光照有密切的关系，只有采取适当的环境控制措施，才能提高畜产品的数量和质量。,五 家畜环境卫生学研究热点,1 环境因素对家畜的影响及控制方法 传统温热因素研究较多，高温应激相对较少 经济实用的降温措施从生化研究中探索应激机理的防治方法对热应激严重的家畜品种选育耐热品种品系，甚至导入耐热基因,2 环境营养 改善家畜在各种应激状态的体液、养分、内分泌状况开发无污染、无
31、药物与重金属残留和低排放量的日粮，以配合绿色食品之开发与生产。,3 牧场建设 根据我国实际情况 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。,4 畜产公害的治理 研究经济适用的家畜粪便、污水处理及再利用技术措施畜牧场恶臭与蚊蝇的控制办法加强饲料中有害物质快捷监测方法的研究,5 医学数理统计的应用 对大量生产记录进行医学数理统计加强社会生产调查,绪论考点：,家畜环境卫生学、内环境、外环境、家畜环境、环境应激、热休克蛋白、服习、驯化、适应定义 家畜环境卫生学包含的三大部分 外界环境对家畜的作用（有利、有害方面） 家畜环境因素分类（简单举例） 家畜环境质量评价类型（简答） 应激对家畜的影响（简答） 应激的预防手段（简答） 威尔逊法则、伯格曼法则、罗杰尔法则内容 家畜环境质量评价类型（简答） 家畜环境卫生学研究内容（简答） 学习家畜环境卫生学的意义（简答） 家畜环境卫生学研究热点（简答）,
