План

1. Вплив клімату на географічне поширення і морфологічні особливості сільськогосподарських тварин.

2. Вплив метеорологічних факторів на терморегуляцію у сільськогосподарських тварин

3. Вплив метеорологічних факторів на поведінку і продуктивність сільськогосподарських тварин

4. Вплив метеорологічних факторів на розмноження сільськогосподарських тварин

 

Література

1.                     Ярошевский В.А. Погода и тонкорунное овцеводство. Ленинград, 1968. – 203 с.

2.                     Польовий А.М. Сільськогосподарська метеорологія: підручник. – Одеса:ТЕС, 2012. – 632 с.

3.                     Bergman A Cottingen Studien, I. – 1847

4.                     Allen J. A. Radical Rev. – 1877

5.                     Wilson J. M. The Rural Cyclopedia. – 1854

6.                     Баскин Л.М. Изучение экологии поведения млекопитающих в природе на примере копытных. – М., 1974. – С. 42-51.

7.                     Морфо-физиологические и биохимические механизмы адаптации животных к факторам среды //Материалы к V Всесоюз. конференции по экол. Физиологии. – Краснодар, 1972. – 334 с.

8.                     Степура В.Д. Влияние низких температур на поведение и продуктивность крупного рогатого скота //Вестн. с.-х. науки Казахстана. – 1975. - № 5. – С. 112-114.

 

 

1. Вплив клімату на географічне поширення і морфологічні особливості сільськогосподарських тварин.

З величезного числа видів тваринного світу тільки 30 приручених людиною і мають економічне значення. З числа одомашнених тварин дев'ять видів становлять птиці (кури, індички, качки, гуси, лебеді, цесарки, павичі, голуби і страуси), два - комахи (бджоли та шовкопряди) і три - дрібні ссавці, що мають обмежене значення (собака, кішка, кролик). Решта шістнадцять видів ссавців входять в наступні найбільш важливі групи сільськогосподарських тварин: Equidae - кінь, осел Camelidae - одногорбий і двогорбий верблюд, лама, альпака; Bovidae – європейська велика рогата худоба і горбата худоба (зебу), буйвіл, як, гаял, бантенг, вівці і кози; Cervidae-північний олень; Suidae - свиня.

Зазначені види домашніх тварин становлять незначну частину класу ссавців, що включає в себе понад три тисячі видів. Причина полягає в тому, що показники, необхідні для приручення тварин, зустрічаються рідко. З них найбільш важливими є:

1) здатність жити в середовищі проживання людини на відходах продуктів землеробства (з цієї причини більшість домашніх тварин травоїдні);

2) вищий ступінь пристосовності до широких змін в навколишньому середовищу, в першу чергу до клімату;

3) здатність до спеціалізованого функціонального розвитку, наприклад до розвитку молочності, вовновості, скоростиглості, здатності швидко пересуватися або перевозити вантажі.

Таблиця 1.1 - Поголів’я с-г. тварин і його географічний розподіл, % від загального поголів’я (за даними В.А. Ярошевського)

 

Територія

Коні

Віслюки

Мули

Велика рогата худоба

Вівці

Кози

Буйволи

Свині

Верблюди

Європа

16

6

12

12

13

4

0

22

-

Країни СНД

14

0

0

9

13

2

0

8

3

Північна та Центральна Америка

15

9

20

16

4

6

0

15

-

Південна Америка

27

12

38

17

12

8

-

13

-

Азія

22

47

18

31

22

47

98

41

28

Африка

5

26

12

12

14

33

2

1

69

Океанія

1

-

-

3

22

-

-

0

-

З таблиці 1.1 добре видно, що поголів'я сільськогосподарських тварин на окремих континентах розподілено дуже нерівномірно. Це виникає внаслідок різних причин: економічних, соціальних і природно-історичних. Серед останніх можна виділити:

а) умови або фактори кліматичні;

б) умови едафічні або екотипічні (грунт, рельєф, характер ландшафту і т. д.);

в) умови біотичні (взаємозв’язок з іншими організмами). Важливі всі фактори, але вже давно, а останнім часом особливо звертає на себе увагу група чинників кліматичних. Все чіткіше виясняється роль погоди і клімату в проявах життєвого процесу. Клімат - не єдиний, але в більшості випадків провідний чинник, так як він визначає і характер інших факторів середовища.

Якщо взяти для прикладу поширення самого багаточисленного виду сільськогосподарських тварин - овець, то в світі можна виділити вісім центрів розвитку вівчарства з наступною  чисельністю поголів'я овець у відсотковому відношенні (табл. 1.2)

 

Таблиця 1.2 - Чисельність овець у відсотках до світового поголів’я (за В.А. Ярошевським)

Центри вівчарства

Чисельність овець у відсотках до світового поголів’я

Австралійський (Австралія і Нова Зеландія)

22

Південноамериканський (Аргентина, Уругвай, Бразілія, Перу, Чилі)

11

Східноазіатський (Індія, Китай, Монголія, Пакістан)

11

Середземноморський (Португалія, Іспанія, Італія, Румунія, Болгарія, Албанія, Греція, Марокко, Алжир, Туніс)

10

Передазіатський (Закавказзя, Туреччина, Сирія, Ізраїль, Йорданія, Ірак, Іран)

9

Середньоазіатський (Середньоазійські країни СНД, Афганістан)

7

Африканський (Південно-Африканська республіка,Ефіопія)

6

Західноєвропейський (Британські острови)

3

У зазначених восьми центрах вівчарства зосереджено 79% світового поголів'я овець, а на частку перших чотирьох центрів припадає більше половини світового поголів'я цих тварин.

Доказом великої ролі клімату в географічному розподілі домашніх тварин служить аналіз чисельності їх в різних кліматичних зонах (табл. 2.3) 

Таблиця 1.3 – Розподіл с.-г. тварин за кліматичними зонами (у % до світового поголів’я, за даними В.А. Ярошевського)

 

Клімат по

Л.С. Бергу

Коні

Віслюки

Мули

Велика рогата худоба

Вівці

Кози

Буйволи

Свині

Верблюди

Північні олені

Тундра

0

-

-

0

-

-

-

-

-

60

Тайга

3

-

 

1

0

0

-

2

-

40

Ліси помірного поясу

20

0

0

29

21

1

0

30

-

-

Мусонного типу помірних широт

2

0

0

6

0

0

21

35

-

-

Степу

34

47

38

17

41

28

0

8

39

-

Пустинь поза тропічних

3

3

3

1

8

11

-

0

5

-

Середземноморський

10

26

19

6

18

18

4

5

4

-

Лісів субтропічних

1

0

0

1

0

9

9

10

-

-

Пустинь тропічних

0

0

-

0

2

4

-

-

42

-

Саван

23

22

37

38

10

26

10

6

10

-

Тропічних вологих лісів

4

2

3

1

0

3

56

4

-

-

Для цієї мети згрупували поголів'я тварин за окремими кліматичними зонами, маючи на увазі класифікацію кліматів, запропоновану Л. С. Бергом, побудовану на географічному принципі.

У таблиці звертає на себе увагу найбільша концентрація сільськогосподарських тварин в кліматичних зонах степів і саван, що можна пояснити величезною протяжністю цих зон, а також найбільшим поширенням в них пасовищних угідь. Останнє, безсумнівно, пов'язане з кліматом.

Розглядаючи окремі види сільськогосподарських тварин встановлено, що найбільш локально розміщені у відповідних кліматичних зонах північні олені (100% в зонах тундри і тайги), верблюди (81% в зонах степів і тропічних пустель), буйволи ( 77% в зонах мусонного клімату помірних широт і тропічних вологих лісів), мули (75% в зонах степів і саван). Це можна пояснити максимальною адаптацією цих видів тварин відповідно  зональним особливостям клімату, а також порівняно обмеженою кількістю екологічних типів у цих тварин.

Що стосується овець, то наявність у них досить різних екологічних типів уможливлює процвітання цього виду в дуже різних кліматичних зонах: степів (41%), лісів помірного поясу (21%), в зоні середземноморського клімату (18%), саван ( 10%) і навіть в зонах поза тропічних та тропічних пустель (10%).

Екологічні відмінності між окремими породами овець дуже великі. Серед них можна назвати чотири основних екологічних типів:

1) м'ясні і м'ясо-вовняні;

2) камвольні і мериносові;

3) курдючні і жирнохвості;

4) північні короткохвості вівці.

М'ясні та м'ясо-вовняні вівці добре пристосовані до клімату лісів помірного поясу. Вони поширені на Британських островах, на південному сході Австралії і на південному острові Нової Зеландії, в Уругваї, Аргентині, Чилі, на південному узбережжі Африки і на Фолклендських островах. Клімат цих країн рівний, з малою річною амплітудою температури (8-16 °) і з великою кількістю опадів, що випадають круглий рік (600-1000 мм). Велика кількість опадів при помірній температурі створює хороші умови зволоження, які характеризуються гідротермічним коефіцієнтом 1,2-1,6.

Камвольні і мериносові вівці є мешканцями степу і районів з помірно сухим середземноморським кліматом. Вони складають основне поголів'я овець степових районів Австралії, Південної Африки, степових районів країн СНД і Аргентини, а також територій, що мають середземноморський клімат - східній частині Іспанії, південній частині Франції, Італії, Греції, Малої Азії, Марокко і Тунісу.

Характерною рисою клімату зони найбільшого поширення вовнових порід овець є значна річна амплітуда температури (18-28 °С), річні кількість опадів в межах 250-500 мм і значна сухість клімату – гідротермічний коефіцієнт становить 0,5-1,0.

Курдючні і жирнохвості вівці добре пристосовані до особливо посушливого клімату поза тропічних і тропічних пустель. Область поширення цих овець приходиться перш за все на Середню Азію, Індію (на плато), далі Афганістан, Іран, південний схід Європейської території СНД, Туніс, Аравію, Ефіопію, а також пустельні райони Південної Африки. Річна амплітуда температури в цих районах досягає 30- 35 °, річна кількість опадів близько 100 мм, а гідротермічний коефіцієнт 0,2.

Північні короткохвості вівці поширені по всій півночі Європи: на Скандинавському півострові, в Ісландії на Шотландських і Гебридських островах, в північній частині Німеччини , Польщі, Фінляндії та в північній частині Росії. Розповсюдження короткохвостих овець далеко на північ і північний схід, де взимку умови досить суворі, стає можливим завдяки того, що в холодну пору року тварини утримуються в приміщеннях.

Порівнюючи щільність поголів'я і розподіл м'ясних і вовнових порід овець в основних світових центрах вівчарства з річними сумами опадів, легко помітити, що найбільша кількість овець зосереджена в районах, які отримують в рік 250-500 і 500-1000 мм. При цьому в менш зволожених районах переважають тонкорунні вівці, а в більш вологих - м'ясні та м'ясо-вовняні.

Прекрасну ілюстрацію залежності поширення овець від клімату представляють Австралія і Нова Зеландія. На рис. 1.12 видно, що область найбільш розвиненого тонкорунного вівчарства розташована в Австралії в формі дуги на західних схилах Австралійських Альп і Блакитних гір. 




Рис. 1.12 - Поширення овець в Австралії

 

При цьому щільність поголів'я овець зменшується на північ (до тропіків) і до заходу, у напрямку до пустельних центральних районів Австралії. Вікторія, Новий Південний Уельс, південно-західна частина Квінсленда - місць найбільшого числа тонкорунних овець в Австралії. Дуже небагато овець в південній, західній і центральній частинах Австралії.

При порівнянні розподілу овець по території з картою розподілу опадів  видно, що область найбільш розвиненого тонкорунного вівчарства збігається з зоною випадання опадів від 250 до 500 мм на рік. Однак не вся зона з такими опадами зайнята вівчарством. На півночі країни його розвитку перешкоджає висока температура.

Мериносові вівці, завезені першими поселенцями в південно-східну берегову зону з кількістю опадів понад 1000 мм в рік, не знайшли тут сприятливих для себе умов. Лише при поширенні колонізаторів на захід, через гори, тонкорунне вівчарство стало процвітати в щодо сухих західних передгір'ях, незважаючи на періоди і роки сильної засухи. У більш холодних південно-східних районах країни з річною кількістю опадів, що досягає 1000 мм, виникли досить великі масиви м'ясного і м'ясо-вовняного вівчарства (рис. 1.13).

 



Рис. 1.13 - Середня річна кількість опадів в Австралії

1 - менше 250 мм, 2 - 250-500 мм, 3 - 500-1000 мм, 4 понад 1000 мм.

Острів Тасманія має розвинене вівчарство тільки в східній, сухіший частини, захищеної від вологих західних вітрів горами.

Нова Зеландія має клімат, який можна порівняти з кліматом Великобританії, але ще більш рівний і м'який. Однак клімат Північного і Південного островів, а також західної та східної частин Південного острова істотно різний. При порівнянні рисунків 1.14 і 1.15 видно, що в східній частині Нової Зеландії, де опадів випадає порівняно мало, розташовані райони найбільш розвиненого вівчарства. У більш вологих районах Північного острова розвинене вівчарство м'ясного напряму. На Південному острові в умовах більш сухого клімату поряд з м'ясним деяке значення має також вовнове вівчарство (зона з опадами менше 500 мм).

Наступним світовим центром вівчарства є Південна Америка. Тут головна маса овець м'ясо-вовнових порід приходиться на Уругвай і Аргентину, причому головним центром м'ясо-вовняного вівчарства в останній є Буенос-Айрес, який одержує в рік 962 мм опадів. Інший потужний центр м'ясо-вовнового вівчарства в Південній Америці - Вогняна Земля. У Патагонії, де в рік випадає менше 300 мм опадів, вівчарство розвинене слабше. Тут переважають вівці вовняного напрямку. При порівнянні карти розподілу вівчарства в Південній Америці (рис. 1.16) з картою розподілу опадів (рис. 1.17) з'ясовується, що зменшення опадів, а отже, і погіршення пасовищних умов на південь і південний Захід не дозволяє розводити тут настільки велику кількість овець, як в районі Буенос-Айреса.

                          
  

 

Рис. 1.14 - Поширення овець в Новій Зеландії

 

 

Рис.1.15 – Середня річна кількість опадів в Новій Зеландії

1 - менше 500 мм, 2 - 500-1000 мм, 3 - 1000-1750 мм, 4 - 1750-2500 мм, 5 - понад 2500 мм.

Отже, вказані центри вівчарства та породне районування складалися стихійно, під впливом економічних і природно-історичних чинників, серед яких клімат займає основну роль.




 

Рис. 1.16 – Розповсюдження овець в Уругваї, Чилі та Аргентині

 

 

Рис. 1.17 – Середня річна кількість опадів в Уругваї, Чилі та Аргентині

1 - менше 300 мм, 2 - 300-500 мм, 3 - 500-1000 мм, 4 - 1000-2000 мм, 5 - понад 2000 мм.

Вплив клімату визначило не тільки особливості географічного розподілу сільськогосподарських тварин, а й викликало у них цілий ряд морфологічних і фізіологічних змін. На останніх слід зупинитися, так як вони впливають як на зовнішню форму, так і на характерні риси, в тому числі на продуктивність сільськогосподарських тварин.

У тварин з порівняльною формою тіла відносна площа поверхні тіла (площа поверхні, яка припадає на одиницю ваги) тим менше, чим більше вага тварини. Крупні тварини з меншою відносною площею поверхні тіла виявляються більш пристосованими до низької температури, так як для них характерна менш інтенсивна тепловіддача. Навпаки, тварини з невеликим розміром тіла мають більшу відносну площу розсіювання тепла. Такі тварини в умовах жаркого клімату отримують переваги перед великими тваринами.

Бергман (A. Bergman, 1847), по-видимому, був першим спостерігачем, який застосував цей принцип для встановлення залежності між температурою навколишнього середовища і поширенням тварин. У загальних рисах це узагальнення, відоме як правило Бергмана, має на увазі, що теплокровні види тварин в умовах більш холодного клімату мають тенденцію до збільшення розмірів тіла порівняно з тваринами тих же видів, але живуть в більш спекотних (тропічних) областях.

Аллен (J. A. Allen, 1877) спостерігав помітну різницю у відносних розмірах різних частин тіла у одних і тих же видів тварин, що мешкають в різних кліматичних умовах. Він прийшов до висновку, що при високій температурі навколишнього середовища (в умовах тропіків) є загальна тенденція до збільшення периферичних частин тіла - розміру вух, довжини і форми шиї, довжини ніг, хвоста і рогів, що грають роль радіаторів, що полегшують в умовах жаркого клімату виділення  тепла з організму (правило Аллена). Протилежно цього в умовах холодного клімату зменшення довжини кінцівок і шиї, розміру вух, хвоста і рогів, що приводить до більш компактній формі тіла, зменшує його поверхню, а отже, і втрату тепла.

Розміри вух, шиї, ніг, хвоста і рогів у сільськогосподарських тварин не мають економічного значення. Однак з екологічної точки зору ці ознаки є виключно цінними показниками впливу природного зовнішнього середовища, так як вони не залежать від будь-якого процесу відбору, в основу якого покладені специфічні вимоги людини, тобто, відбору за такими ознаками, як м'язова сила , молочність, м’ясність або вовновість.

Вільсон (J. М. Wilson, 1854) відзначав істотну різницю вовняного покриву у тварин, що мешкають в холодних і жарких країнах. Він вважав, що велика кількість вовнових волокон обернено пропорційно температурі навколишнього середовища, в той час як кількість більш грубого волоса прямо пропорційно їй (правило Вільсона).

Підтвердження сказаному ми знаходимо при порівнянні морфологічні особливості коней, великої рогатої худоби, верблюдів, овець і кіз, що мешкають в різних кліматичних зонах.

Північні типи цих тварин відрізняються масивним і компактним тулубом, порівняно невеликим підгруддям, короткими ногами, вухами і хвостами. Вівці помірного пояса мають густу і щільну вовну.

Тропічні типи цих тварин мають більш струнку тіло будову, меншу вагу тіла, довгі шиї, ноги, вуха і хвости. У типового представника тропічної фауни зебу дуже сильно розвинене підгруддя, що приймає форму широкої, вільно плаваючої шкірної складки. У овець, що мешкають в тропічних пустелях, спостерігається надзвичайне подовження всіх кінцівок. Крім того, замість вовняного покриву їх тулуб вкритий тонким коротким волоссям, схожим за структурою на волосяний покрив зебу.

Зазначені ознаки є результатом пристосування організму до найбільш економної тепловіддачі в умовах холодного клімату і, навпаки, до найбільш інтенсивної тепловіддачі в умовах тропічного клімату.

Без сумніву, найбільш важливою непрямою причиною, впливу на поширення тварин, є характер, якість і сезонний розвиток рослинності, обумовлені атмосферними опадами. Ці фактори впливають не тільки на розмір, зовнішню форму тварин і щільність тваринної популяції, але і на поведінку тварин під час випасання, на спосіб пересування і на будову травних органів. У пустелях тварини змушені в пошуках їжі і води пересуватися на великі відстані. Тому не дивно, що більша кількість тварин, що мешкають в пустелях, є виключно довгоногими. Це відноситься не тільки до овець, великої рогатої худоби, верблюдів, але і до коней, що живуть в південних пустелях, і до ослів, які живуть у прикордонній зоні більш південних африканських пустель.

Одним з видів адаптації, яка визначається характером рослинності є будова рота і зубів. У овець вони пристосовані до поїдання густо зростаючої трави, а у кіз - до того, щоб об'їдати листя на низьких чагарниках, кущах і травах, типових для рослинності, що виростає в посушливих областях.

Як приклад адаптації до характеру місцевості можна привести копито північного оленя, будова якого полегшує йому пересування по глибокому снігу, а також велику плоску лапу верблюда, який повинен пересуватися по сипучім пісках. Гірські вівці і кози мають здатність упевнено пересуватися і пастися на крутих і кам'янистих гірських схилах. Всі ці фактори слід мати на увазі при будь якій спробі встановити зв'язок між кліматом, зовнішньою формою і географічним поширенням тварин, а також при відборі тварин, найбільш пристосованих до надлишку або не¬достатку тепла і вологи.

 

2. Вплив метеорологічних факторів на терморегуляцію у сільськогосподарських тварин

Головною проблемою, яка залучає увагу дослідників в цьому напрямку, є терморегуляція у сільськогосподарських тварин. Думка про те, що між утворенням тепла в організмі тварини і надходженням їжі є нерозривний зв'язок, належить М. В. Ломоносову (1748). Це положення, розроблене геніальним російським вченим в повній відповідності до його фізичних і хімічних досліджень, визначило фізіологічну науку на ціле століття і до теперішнього часу є основною темою всіх досліджень із загального обміну речовин і регуляції тепла в організмі.

Перші вказівки на те, що інтенсивність окислювальних процесів в організмі змінюється під впливом температури зовнішнього середовища, були отримані в 1788 р (Crawford, 1788). В середині минулого століття Лібіг (I. Liebig, 1859) прийшов до висновку, що посилене поглинання кисню є найважливішим засобом боротьби організму з охолодженням, а в 1864 були розпочаті знамениті роботи І. М. Сеченова в області газового обміну крові (І. М. Сєченов, 1864, 1880, 1880а, 1880б, 1907). Ці роботи сприяли розвитку вчення про утворення тваринного тепла. Роботи Сеченова були продовжені В. В. Пашутіним (1886) і М. Н. Шатерніковим (1899, 1904, 1925), що розробили методи точного обліку балансу речовин і енергії в цілому організмі і заклали основи вчення про обмін речовин. Слід зазначити, що дослідження школи Пашутіна на кілька десятиліть випередили світову науку.

З іноземних вчених заслуговують на увагу роботи Рубнера (М. Rubner, 1883), який вивчав умови підтримки температури тіла, співвідношення між процесами освіти тепла і віддачею його. Рубнером був зібраний великий фактичний матеріал, проте їм не враховувалася роль центральної нервової системи (М. Rubner, 1927). З позицій Рубнера неможливо було пояснити явища температурної акліматизації, а також зміни обміну при різних станах організму.

Вчення І. П. Павлова про вищу нервову діяльність і створений ним метод умовних рефлексів дозволили підійти до вивчення процесів обміну речовин з абсолютно нових позицій. Згідно з цим вченням, терморегуляція в цілісному організмі здійснюється центральною нервовою системою під контролем кори головного мозку, що сприймає безпосередньо теплові роздратування і координуючої відповідні реакції організму. Ці реакції спрямовані на підтримку температури тіла на певному рівні, для чого в організмі постійно врівноважуються два процеси - теплопродукція і тепловіддача. Як перший, так і особливо другий дуже тісно пов'язані з комплексом метеорологічних факторів.

Теплопродукція організму змінюється шляхом посилення окисненістю процесів на холоді і ослаблення їх при високих температурах (хімічна терморегуляція).

Тепловіддача здійснюється шляхом проведення, випромінювання, турбулентного обміну, а головним чином шляхом випаровування води з поверхні шкіри і дихальних шляхів.

На сільськогосподарську тварину, що знаходиться на пасовищі без штучного укриття впливають різні фактори навколишнього середовища: потоки сонячної радіації, температура повітря і ґрунту, вітер, вологість повітря, хмарність і т.д. Загальна схема впливу на тварину різних потоків сонячної радіації показана на рис. 1.7.

                                                                                                             Сонце



Рис. 1.18 - Енергообмін тварини в природному середовищі (C.V. Smith, 1970)

Необхідною умовою для життєдіяльності теплокровних (гомойотермних) тварин є збереження сталості температури тіла. Існує термін - гомеостаз (від гр. homoios- подібний і statis - стояння), тобто стан внутрішньої динамічної рівноваги організму тварини за допомогою сукупності складних фізіологічних реакцій, спрямованих на усунення або обмеження впливу факторів зовнішнього середовища, які порушують цю рівновагу. Підтримка термічного гомеостазу в організмі вищих тварин здійснюється діяльністю фізіологічного механізму, який регулює теплопродукцію і тепловіддачу. Відзначимо, що теплопродукція - процес біохімічний, а тепловіддача - біофізичний.

Температурний діапазон, на фоні якого проходить життя теплокровної тварини в природних умовах існування, визначений фізіологами й екологами приблизно в 100 °С: від -50 до +50 °С (А.Д. Слоним, 1962)

Температурний інтервал, сумісний з життям ссавців, у тому числі і сільськогосподарських тварин, залежить від умов тепловіддачі (вологості й руху повітря, радіаційних тепловтрат), а також від фізіологічного стану тварини - віку, рівня його теплопродукції, що в свою чергу визначається умовами харчування організму, його рухливістю і т.д.

Обмін речовин організму, який лежить в основі всіх життєвих процесів, супроводжується постійним теплообміном з навколишнім середовищем. Теплообмін спрямований на підтримку температури тіла в біологічних межах, які забезпечують стабільність біохімічних реакцій і фізіологічних процесів в організмі.

Відносна сталість температури тіла досягається фізіологічними процесами теплотворення і тепловіддачі. Тепло, яке безупинно продукується у всіх органах і тканинах, виділяється в навколишнє середовище, і лише частина його, залишаючись в організмі, забезпечує його життєдіяльність. Процес теплообміну в системі тварина - навколишнє середовище залежить не тільки від інтенсивності теплотворення і тепловіддачі організму, але й в значній мірі від теплового стану середовища мешкання, тобто від метеорологічних умов кожного конкретного дня і часу доби.

При порушеннях теплової рівноваги організму - перегрів (гіпертермія) і переохолодження (гіпотермія) - вступають у дію механізми терморегуляції, що призводять до посилення або ослаблення обміну речовин, а, отже, - до зміни зв'язаного з ним рівня теплової продукції теплокровної тварини. Остання регулюється на рівні умовних і безумовних рефлексів організму: судинний тонус, інтенсивність дихання, потовиділення, струшування тілом для додання більшої пушистості вовнового покриву, тремтіння м'язів та ін. Ці процеси, відповідно до вчення академіка І.П. Павлова про центральну нервову діяльність, регулюються центром терморегуляції, який знаходиться в гіпоталамусній області головного мозку.

Гіпоталамус (від гр. hypo - унизу, знизу, під, thalamus - зорові бугри) — це область головного мозку, розташована під зоровими буграми, що представляє собою сукупність вищих центрів, які забезпечують пристосування різноманітних функцій (обмін речовин, гормональної та інших систем) до діяльності організму як цілого. Гіпоталамус є не тільки центром рефлекторних теплових реакцій, але і центром, що реагує на змінення температури крові під виливом температури навколишнього середовища.

О.Д. Слоним (1966), вивчаючи фізіологічні процеси терморегуляції теплокровних тварин, прийшов до висновку: «Терморегуляційний ефект побудований за кібернетичним принципом регулювання зі зворотним зв'язком, включає діяльність багатьох систем організму і спрямований як на збільшення продукції тепла й обмеження тепловіддачі при охолодженні тіла, так і на обмеження теплопродукції і збільшення тепловіддачі при нагріванні». Таким чином, підтримка температури тіла ссавця на постійному рівні забезпечується процесом зміни теплопродукції.

Ступінь сприятливості (або суворості) клімату обумовлюють види і породи, що розводяться тварин, систему їх утримання, продуктивність тварин і в кінцевому підсумку - собівартість одиниці тваринницької продукції. У конкретних ґрунтово-кліматичних зонах погодні умови кожного сезону визначають формування того чи іншого рівня продуктивності і якості пасовищного (підніжного) корму для тварин, ефективність використання кормів, тривалість невипасного періоду (за добу), обсяги заготовки страхових запасів кормів на зимовий період, а також тип і площу обладнання тваринницьких приміщень (або укриттів). Успішність проведення цих та інших господарських заходів в тваринництві багато в чому визначаються правильністю вчення та зоометеорологічних умов, що складаються для тварин в конкретні сезони року.

При охолодженні тіла відбувається зниження потреби організму в кисні і підвищення загального обміну речовин, тобто «включається» хімічна терморегуляція у тварини, що знаходиться в стані повною м'язового спокою. Серед різних видів сільськогосподарських тварин велика рогата худоба і вівці мають найбільшу пристосованість до низьких температур середовища. При цьому відгодовані тварини краще переносять низькі температури, чим виснажені. При підвищенні температури середовища або при нагріванні тварини потреба в кисні підвищується, а загальний обмін речовин знижується, щоб не допустити перегріву організму.

Теплообмін спрямований на збереження температури тіла у визначених, досить обмежених межах, які забезпечують нормальний хід біохімічних реакцій і фізіологічних процесів. Завдяки сталості температури тіла фізіологічні процеси протікають з однаковою активністю, що дозволяє тварині жити і давати продукцію в найрізноманітніших кліматичних умовах. Тут варто мати на увазі, що у сільськогосподарських тварин температура тіла залишається майже незмінною, завдяки здатності до терморегуляції. Особливості будови і форми тіла сільськогосподарських тварин значною мірою залежать від умов їх існування. Найважливішим властивістю є здатність теплокровного організму зберігати відносно постійну температуру тіла, властивий конкретному типу:

Тварина                              Середня                                       Коливання

Кінь                                         38                                              37,5-38,5

Корова                                    39                                              38,5-39,5

Олень                                      38                                              37,5-38,5

Вівця                                       40                                              38,0-41,0

Коза                                         40                                             37,6-41,0

Свиня                                      39,5                                           38,0-40,0

 

Вважається, що при зниженні температури тіла до значень менше 24 °С або підвищення до рівня більше 44 °С настає загибель тварини.

Для складання рівняння теплового балансу організму необхідно знати кількість тепла, що виробляється в ньому, і підсумувати (додати) усі потоки теплової енергії між організмом і навколишнім середовищем.

Позначимо величину фізіологічної теплопродукції через W, потік тепла проведенням у вовновому покриві через Тш, радіаційні втрати тепла (ефективне випромінювання) через турбулентний потік тепла між поверхнею організму і приземним шаром повітря через Q, витрату тепла на випаровування з поверхні органів дихання через LEP (L - схована теплота випаровування, Ер, - випаровування з поверхні органів дихання), витрату тепла та випаровування з поверхні тіла через LEd (Ed - випаровування з поверхні тіла) і витрату тепла на нагрівання видихуваного повітря через С.

Так як всі інші члени теплового балансу організму, звичайно, значно менше перерахованих потоків тепла, то в першому наближенні рівняння теплового балансу тіла тварини, температура якого підтримується на нормальному рівні, можна записати в такому вигляді

 

W = Tш + Eр + Q + LEp+LEd+C,                         (1.1)

-  де величини без індексів характеризують суми тепла за розглянутий період часу. При цьому величина W завжди позитивна, а всі інші величини позитивні за умови, якщо вони характеризують витрату тепла.

Стосовно до сільськогосподарських тварин, і в першу чергу до тонкорунних овець, термін «діяльна поверхня» В.А. Ярошевський розуміє, як «ту динамічну поверхню, що виявляється активною в радіаційному, транспіраційному і теплообмінному відношенні». Перший вид діяльної поверхні — поверхня руна, тобто зовнішня поверхня шару вовнового покриву, яка має велику кількість «буферного повітря». Тепловий стан поверхні руна залежить від кількості сонячної енергії, яка надходить на поверхню, величини ефективного випромінювання, інтенсивності турбулентного обміну, витрат тепла на випаровування, якщо поверхня руна волога. Поверхня руна нагрівається від потоку сумарної сонячної радіації, що надходить на її поверхню. Руно охолоджується в період, коли переважним стає випромінювання. При зміні положення тіла по відношенню до потоку сонячної радіації, до ґрунту і навколишніх предметів, до напрямку вітру відбувається зміна теплового стану поверхні руна. Власне кажучи, температура поверхні руна визначається поєднанням різних факторів: інтенсивності сонячної радіації, рівнем температури і вологості повітря, швидкістю вітру, та атмосферних опадів (у випадку їхнього випадання).

Другий вид діяльної поверхні - це поверхня шкіри, яка покрита вовною. Тепловий стан поверхні шкіри менш мінливий, порівняно з поверхнею руна, оскільки шкіра, з одного боку, захищена від зовнішнього впливу шаром вовнового покриву (руна), а з іншого, піддасться постійному регулюючому тепловому впливу судинних реакцій живого теплокровного тіла. Тепловий обмін між поверхнею шкіри і поверхнею руна нестриженої тварини відбувається через густий шар вовни, в основному шляхом проведення, оскільки вовновий покрив є перешкодою для променистих потоків ззовні і турбулентного переносу тепла з поверхні шкіри. Інтенсивність і напрямок теплових потоків у вовновому покриві (до тіла тварини і від нього) визначаються різницею температур поверхні руна і шкіри, товщиною шару вовни (руна) і її теплопровідністю.

Третій вид діяльної поверхні - це поверхня шкіри, яка майже позбавлена вовни (після стрижки), що має дуже тонкий і відносно рідкий волосяний покрив. Температура такої поверхні дуже мінлива, активна у відношенні теплообміну, оскільки тонкий вовняний покрив майже не перешкоджає надходженню променистої енергії Сонця, регулюється температурними реакціями судин і турбулентним переносом тепла з поверхні шкіри тварини. Цей вид діяльної поверхні постійно присутній на окремих частинах тіла нестрижених тонкорунних овець: вуха, передня частина голови, і частково ніг. Ці ділянки поверхні тіла вівці складають у нестрижених тварин звичайно не більш 5 - 10 % їхньої загальної поверхні. Тим не менше значення їх немаловажне в тепловому балансі теплокровного організму. Теплообмін цієї поверхні тіла з навколишнім середовищем відбувається шляхом випромінювання і турбулентним переносом тепла.

Теплові потоки у вовновому покриві овець визначаються градієнтом температури - поверхня руна й поверхня шкіри тварини і теплопровідністю вовни в її природному стані. Чим більше різниця температури поверхні руна і поверхні шкіри, чим тонше шар вовнового покриву, тим більшу кількість тепла віддає або одержує поверхня шкіри.

Так, у літні ночі температура поверхні руна нестрижених овець майже не відрізняється від температури повітря, що оточує тварину, при цьому вона завжди нижче температури поверхні шкіри. За таких умов потік тепла в вовновому покриві спрямований від поверхні шкіри до поверхні руна, тобто відбувається віддача тепла в зовнішнє середовище.

Влітку в жарку денну погоду промениста енергія, поглинена діяльною поверхнею руна, перетворюється в теплову енергію і підвищує температуру цієї поверхні до 60 - 85 °С. У таких умовах потік тепла у вовновому покриві, спрямований від нагрітої поверхні руна до поверхні шкіри і в сумі утворює екзогенне (тобто зовнішнє) теплове навантаження проведенням.

Розрахунок інтенсивності теплових потоків у вовновому покриві визначається за допомогою залежності В.А. Ярошевського

Тш=                            (1.2)

-  де  - коефіцієнт теплопровідності вовни;

 - температура поверхні руна і шкіри відповідно;

h - довжина вовни.

Дані про теплопровідність вовни овець аскапійеької тонкорунної породи в природному стані наведені в таблиці 1.4.

 

 

Таблиця 1.4 - Теплопровідність вовни овець асканійської тонкорунної породи в природному стані (середні значення) (В.О. Ярошевський, 1968)

 

Місце взяття проби в

Характеристика проби

Температура, °С

Коефіцієнт теплопровідності λ, ккал/см сек. град.

Спина

помірно жиропітна, чиста

20

0,00015

Бік

дуже жиропітна, чиста

20

0,00025

дуже жиропітна, забруднена

20

0,00029

Живіт

помірно жиропітна, чиста

20

0,00017

помірно жиропітна, забруднена

20

0,00021

 

Спрощена схема температурних градієнтів на поверхні тіла тварини при температурі навколишнього середовища, що перевищує температуру тіла, наведена на рисунку 2.8.

 

Температура, 0 С




Рис. 1.19 - Схема теплообміну на поверхні тіла вівці (Schmidt, Nielsen, 1954)

 

Температурні градієнти, показані суцільною лінією ASB і пунктирною AS'B, відповідно, вказують, у якому напрямку піде тепловий потік при різних умовах. Якщо піт випаровується з поверхні шкіри S, не змочуючи вовни, то температурні градієнти будуть відповідати суцільній лінії BSA. Якщо піт випаровується з діяльної з поверхні вовни S', то градієнт температури буде відповідати пунктирній лінії BS'A.

Ефективне випромінювання і турбулентний теплообмін мають самостійне значення для визначеної частини поверхні тіла вівці, на якому вовновий покрив не створює перешкод для променистих і турбулентних потоків з відкритої поверхні шкіри. Незважаючи на обмеженості цієї поверхні (вуха, щелепи і частково кінцівки), вона відіграє помітну роль у процесі теплового обміну організму з навколишнім середовищем.

Ефективне випромінювання і турбулентний теплообмін є важливими факторами, які беруть участь у формуванні теплового стану діяльної поверхні.

Ефективне випромінювання з поверхні шкіри, позбавленої вовни описується формулою

Ее =                               (1.3)

де - величина ефективного випромінювання при безхмарному небі без врахування різниці температури діяльної поверхні і повітря;

k - коефіцієнт, який характеризує відхилення випромінювання даної поверхні від випромінювання чорного тіла;

 - постійна Стефана-Больцмана;

 - температура поверхні;

- температура повітря.

Розходження температури діяльної поверхні тіла вівці і навколишнього повітря дуже значне, особливо в нічний час. Це дозволяє очікувати над такою поверхнею досить інтенсивного потоку тепла, який залежить від різниці температури діяльної поверхні і повітря та швидкості вітру. Для розрахунку інтенсивності цього потоку використовується рівняння М.І. Будико, яке виражає відомий закон Ньютона про зв'язок теплообміну з різницею температури поверхні нагрітого або охолодженого тіла і повітря

Q=                                    (1.4)

де р- щільність повітря біля земної поверхні;

ср - питома теплоємність повітря;

 - інтегральна характеристика умов вертикального турбулентного переносу між діяльною поверхнею і атмосферою, названа коефіцієнтом зовнішньої дифузії;

 - температура діяльної поверхні.

Важливими складовими витратної частини рівняння теплового балансу організму є витрати тепла на випаровування з поверхні органів дихання і шкіри.

Кількість води, яка виділяється при диханні (випаровування з поверхні органів дихання), можна розрахувати, помноживши різницю питомої вологості видихуваного і вдихуваного повітря q на масу повітря Vт, яке проходить через органи дихання в одиницю часу

Ep=qVm.                                       (1.5)

Швидкість випаровування з поверхні шкіри в овець можна виразити рівнянням

Ed=pD'(qd -q0)                                        (1.6)

де D'- коефіцієнт дифузії у вовновому покриві;

qd і q0- питома вологість у поверхні шкіри й у приземному шарі повітря відповідно.

Поряд з виносом з організму тварини тепла, витраченого на випаровування з поверхні органів дихання, видихуване повітря видаляє тепло, затрачене на її нагрівання. Кількість цього тепла С буде пропорційно масі видихуваного повітря Vm і різниці температури зовнішнього повітря і повітря, що пройшло через дихальні шляхи тварини за одиницю часу

С = ср  Vm                                                                (1.7)

У теплообміні між поверхнями руна і шкіри провідне значення належить проведенню тепла через вовновий покрив. Цілком зрозуміло, що напрямок теплового потоку в розглянутому випадку визначається величиною різниці градієнта температур поверхні руна і шкіри.

Температура поверхні шкіри змінюється в невеликих межах, влітку вона утримується близько 39 °С; температура поверхні вовнового покриву піддається дуже значним коливанням (наприклад, у літній період вночі вона незначно відрізняється від температури повітря, а в ясні сонячні дні досягає 60-73 °С і навіть 78-85 °С). У нічні години і в дні з прохолодною погодою йде витрата тепла проведенням через шерстний покрив. При високій тепловій напрузі навколишнього середовища потоки тепла спрямовані від поверхні руна до тіла тварини. У результаті виникають екзогенні теплові навантаження, величина їх знаходиться в зворотній залежності від хмарності та швидкості вітру.

Тепловіддача з поверхні шкіри, позбавленої вовнового покриву, здійснюється в основному шляхом ефективного випромінювання і турбулентного переносу тепла. Відзначається, що на ефективне випромінювання приходиться лише 5-10 % тепла, яке виділяється організмом, тобто в тепловому балансі великої ролі воно не має. Турбулентний теплообмін залежно від температури повітря складає від 2 до 17% загальної витрати тепла при вітрі м/сек. Інтенсивність його і значимість у тепловому балансі зростає зі зменшенням температури повітря і збільшенням швидкості вітру.

Незначна кількість тепла (особливо в жаркі дні) витрачається на нагрівання повітря, що видихається твариною.

У тепловому балансі організму овець істотна роль належить витраті тепла на випаровування з поверхні тіла. Вважається, що цей шлях тепловіддачі є провідним в умовах значної теплової напруги навколишнього середовища. Встановлено, що при температурі повітря 33,1 °С випаровування 1 мм води несе 580 калорій. З урахуванням цих передумов і зважувалося рівняння теплового балансу організму в тонкорунних овець (табл. 2.5). Як видно з даних таблиці, складові балансу міняються в залежності від погодних умов.

В.А. Ярошевським досліджена зміна окремих складових тепловіддачі в умовах зростаючої напруги радіаційною балансу і температури.

Розрахунки складових тепловіддачі виконані для нелактуючих овець (жива вага 60 кг, середня довжина вовни 8 см) і ягнят (вік 2 місяці, жива вага 21 кг, середня довжина вовни 2 см) при наступних значеннях основних метеорологічних елементів:

Температура повітря, °С

15

20

25

30

35

Дефіцит насичення

повітря, мб

3,1

9,1

19,1

31,7

45,0

Радіаційний баланс кал/см2 хв.

-0,07

0,40

0,70

0,85

0,65

Швидкість вітру, м/сек.

3

3

3

3

3

Для зручності всі складові витратної частини теплового балансу організму виражаються у відсотках від сумарної тепловіддачі (табл. 1.5).

При температурі повітря 15 °С і відсутності інсоляції найбільше значення в тепловому балансі організму мас віддача тепла проведенням (вівці 21 %, ягнята 41 %), а також випаровуванням з поверхні шкіри (вівці 33 %, ягнята 32 %). За цих умов тепловіддача активним шляхом, тобто випаровуванням з поверхні органів дихання і нагріванням видихуваного повітря, складає у овець 20% і в ягнят 5%. Це розходження добре узгоджується з частотою дихання: в овець 99, у ягнят 20 дихальних рухів за хвилину.

Таблица 1.5 - Тепловий баланс організму тонкорунних овець в умовах забезпеченої терморегуляції (В.А. Ярошевський, 1968)

 

 

Складові теплового балансу

Ніч

День

кал/хв.

%

кал/хв.

%

Теплове навантаження

Вимірювальна теплопродукція

1560

100

1560

88

Екзогенне теплове навантаження

-

-

222

12

Загальне теплове навантаження

1560

100

1782

100

Тепловіддача

Проведення через вовновий покрив

348

22

-

-

Ефективне випромінювання

112

7

99

6

Турбулентна тепловіддача

91

6

42

3

Випаровування з поверхні органа дихання

265

17

394

23

Нагрівання видихуваного повітря

93

6

38

2

Випаровування з поверхні тіла

647

42

1114

66

Метеорологічні умови

Ніч

День

Радіаційний баланс, кал/см2 хв.

-0,06

0,74

Температура повітря, °С

21,2

32,6

Швидкість вітру, м/сек.

1,2

1,4

 

З підвищенням температури повітря і збільшенням радіаційного балансу відбувається істотна перебудова теплообміну. Тепловіддача проведенням різко скорочується і при температурі повітря вище 25 °С змінюється екзогенним тепловим навантаженням, більш інтенсивним у ягнят. При цьому витрати тепла на випаровування з поверхні шкіри у овець значно збільшуються, вони здобувають роль головного фактора в тепловому балансі організму (до 64 % загальної тепловіддачі). У ягнят при підвищенні температури повітря збільшення частки випаровування із поверхні шкіри в загальному балансі тепла не відбувається

Це можна пояснити меншим вмістом водяної пари у воновому покриві у молодих тварин. Такий висновок був зроблений на підставі візуальних спостережень за вологістю руна, а також вимірів парціального тиску водяної пари у вовновому покриві у ягнят і овець. Середній парціальний тиск водяної пари в пришкірному шарі повітря складає, мб:

Ранок                                              День

Вівці                                    38,0                                                    40,2

Ягнята                                31,0                                                    26,0

З формули (2.6) випливає, що швидкість дифузії водяної пари у вовновому покриві залежить від різниці його концентрації в поверхні шкіри і у навколишньому повітрі. У овець ця різниця з підвищенням температури навколишнього середовища збільшується, у ягнят же такого збільшення не відбувається, руно в них як би висихає.

Більш інтенсивне екзогенне теплове навантаження і знижена тепловіддача випаровуванням з поверхні шкіри в ягнят у деякій мірі компенсуються більш інтенсивним випаровуванням з поверхні органів дихання, на частку якого в ягнят при високій температурі повітря приходиться 57%, а в нестрижених овець тільки до 26% загальної тепловіддачі. Однак ця компенсація досягається ціною крайньої напруги всього організму, зокрема органів дихання, що приводить до ряду шкідливих наслідків - виникненню і розвитку захворювань органів дихання, утраті солей зі слиною і слизом, порушенням травного процесу, великій витрат і м'язової енергії й ін.(табл. 1.6).

Таблиця 1.6 - Роль турбулентного теплообміну в загальному балансі тепла у тонкорунних ягнят і овець при різній швидкості вітру в процентах від сумарної тепловіддачі (В.А. Ярошевський, 1968)

 

Тварина

Швидкість вітру, м/с

Температура повітря, °С

15

20

25

30

35

Ягнята

3

13

12

10

4

2

Вівці

17

15

11

6

3

Ягнята

5

20

19

11

6

3

Вівці

26

22

11

10

4

Ягнята

10

39

37

22

13

5

Вівці

51

44

30

20

8

 

З інших складових тепловіддачі більш докладно варто розглянути турбулентний теплообмін, роль якого в тепловому балансі організму помітно підвищується зі збільшенням швидкості вітру. При слабкому вітрі (випадок, представлений в таблиці 1.6) турбулентна тепловіддача змінюється від 13-17% вночі до 2-3 % в жаркий полудень. Зі збільшенням швидкості вітру роль турбулентної тепловіддачі в загальному балансі тепла помітно зростає. Як видно з таблиці 2.6, зі збільшенням швидкості вітру до 10 м/с роль турбулентної тепловіддачі зростає в 3 рази, досягаючи 13-20 % у жаркі денні години і 39-51 % у прохолодні ночі.

Якщо врахувати, що зі збільшенням швидкості вітру значно зростає турбулентний теплообмін, помітно підсилюється випаровування з поверхні шкіри, трохи знижується температура поверхні руна, помітно зменшується частота дихання тварин і знижується температура їхнього тіла, то стає ясно, що вітер варто віднести до факторів, що має великий вплив на процеси теплового обміну і на фізіологічний стан тварин.

Тепловіддача ефективним випромінюванням і витрати тепла на нагрівання видихуваного повітря, що складають у сумі 12-17 % тепла, що розсіюється, відіграють помітну роль у тепловому балансі організму при температурі навколишнього середовища від 15 до 30 °С.


 

 

3. ВПЛИВ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ПОВЕДІНКУ І ПРОДУКТИВНІСТЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ТВАРИН

 

В основі життєдіяльності та продуктивності сільськогосподарських тварин лежить обмін речовин, який знаходиться в тісній залежності від умов зовнішнього середовища. Безпосередньо вплив факторів погоди та клімату призводить до суттєвих змін процесів асиміляції і дисиміляції, процесів теплового обміну, відбивається на поведінці, активності, а в кінцевому підсумку - на продуктивності сільськогосподарських тварин.

З огляду на велике значення поведінки тварин в підтримці сталості температури тіла, І. Д. Стрельников (1959) запропонував спеціальний термін «екологічна терморегуляція», маючи на увазі під цим здатність тварин своєю поведінкою змінювати теплопродукцію і тепловіддачу. Припиняючи пасіння при високій температурі і великої інтенсивності сонячної радіації, тварини дещо знижують свою теплопродукцію. Подальше її скорочення досягається відмовою від руху, розслабленим станом мускулатури. Беручи різні положення по відношенню до напрямку сонячних променів і вітру, до охолодженої за ніч або нагрітої сонцем землі, тварини досягають більш ефективної віддачі тепла.

Порушення терморегуляції у сільськогосподарських тварин різко відбивається на їх продуктивності, завдає великих економічних збитків. За даними І. А. Баришнікова (1959), високопродуктивна корова виробляє за добу понад 35000 ккал., тобто, кількість тепла, достатнє для того, щоб при температурі 0 ° довести до кипіння 350 л води. Якщо врахувати, що в сонячний день на пасовищі тварини отримують ще більше додаткове теплове навантаження за рахунок поглинання радіації, то стане ясно, що терморегуляція в таких умовах проходить з великим напруженням. Цим пояснюється різке зниження молочної і м'ясної продуктивності тварин при високій температурі повітря і підвищеної інтенсивності сонячної радіації. Численні факти зниження продуктивності сільськогосподарських тварин під впливом метеорологічних факторів описані у великій кількості літературних джерел (І. А. Баришніков, 1959, 1960; Р. Ахмедов, 1958, 1960; W. М. Regan and G. A. Richardson, 1936; Е. G. Ritzman and F. G Benedikt, 1938; H. H. Kibler and S. Brody, 1950; P. Bruyre, 1953; W. Bianca, 1959; H. Tangl, 1956; D. F. Dowling, 1956 і ін.).

Велика увага дослідники приділяли питанню зміни вмісту жиру в молоці під впливом зовнішніх факторів. В даний час вважається встановленим, що перебування дійних корів при температурі нижче 0 ° веде до підвищення відсотка жиру в молоці, а перегрівання тварин, навпаки, викликає зниження жирності (І. А. Баришніков, 1959; Е. Weaver and З . A. Matthews, 1928; WP Hays, 1926; А С. Ragsdale and S. Brody, 1922; С. H. Eckles. 1909; NP Brooks, 1895; JL Hills, 1892 і ін.).

Зниження продуктивності великої рогатої худоби під дією несприятливих метеорологічних факторів побудило багатьох дослідників до розробки заходів, направленних на усунення і пом'якшення шкідливого впливу перегріву тварин. Дослідами, проведеними в США, доведено, що охолоджена питна вода позитивно впливає на прирости великої рогатої худоби. Застосування охолодженої води знижає температуру тіла тварин, при цьому поліпшується поїдання корму і підвищується продуктивність. Американські автори в дослідах на відгодовуваних бичках показали, що поліпшення теплообміну шляхом штучної вентиляції в загонах збільшує прирости тварин майже вдвічі;

За останні 10-15 років були проведені цікаві дослідження поведінки сільськогосподарських тварин під час випасання. Результати цих робіт виявилися корисними, з одного боку, для визначення ступеня стійкості різних порід до перегріву, з іншого - для виявлення метеорологічних факторів, які мають на тварин несприятливий вплив.

 

Таблиця 1.7 – Порівняння поведінки великої рогатої худоби під час пасовища за різних умов погоди

 

Умови погоди

Порода

% часу, витраченого на

пасовище

відпочинок на сонці

відпочинок у тіні

Похмура погода без дощу, температура 27-33 0С

ангус

79

-

21

½ ангус, ½ браманська

74

-

27

браманська

72

-

28

Сонячна, безвітряна погода, температура 23-34 0С

ангус

54

-

46

½ ангус, ½ браманська

62

28

10

браманська

71

29

-

Сонячна, вітряна погода, температура 29-33 0С

ангус

75

-

25

шортгорн

78

-

22

герефорд

79

-

21

африканер

89

-

11

 

Одержано наступні результати:

1) в умовах жаркого сонячного дня, без вітру час випасання великої рогатої худоби істотно змінювався залежно від вмісту в ньому крові тропічних порід;

2) при високій температурі і затишності наявність сонячної радіації помітно скорочувало час випасу порід помірного клімату і гібридів;

3) вітер помітно полегшував важкий вплив високої температури у всіх тварин.

Захист худоби від шкідливої дії метеорологічних факторів в жарку пору року приносить значний економічний ефект. На це звертають увагу Уорстелл і Броуді (D. М. Worstell and S. Brody, 1953), які вважають, що такі заходи мають більше значення, ніж захист худоби від низьких температур.

У результаті вивчення поведінки великої рогатої худоби під час пасіння були обґрунтовані деякі заходи, за допомогою яких можна полегшити терморегуляцію, підвищити використання корму і продуктивність тварин в несприятливих умовах спекотного сезону. Для цих цілей тварин кропили водою, переховували від прямого опромінення сонцем і застосовували вентиляцію. Всі ці заходи приводили до помітного поліпшення стану тварин і підвищення їх продуктивності.

При настанні екстремальних умов погоди у сільськогосподарських тварин спостерігаються зміни в їх фізіологічному стані (табл. 1.8).

 

Таблиця 1.8 - Критичні температури повітря (° С), що викликають зміни фізіологічного стану деяких європейських порід великої рогатої худоби (по Уорстелл Д. і Броуд С., 1953; запозичене у Ярошевського В.А., 1968)

 

Зміни стану тварин

Чорно-ряба порода скота, °С

Швідська порода скота, °С

Зебу,

°С

Підвищення температури тіла

21

27

35

Прискорення пульсу

32

35

37

Підвищення частоти дихання

16

16

24

Зниження молочної продуктивності

29

29

35

 

 

 


 результаті чотирирічних дослідів з коровами і телятами породи герефорд і ангус було встановлено, що тварини, що піддавалися затіненню, дали значну прибавку у вазі, особливо помітну у молодняка. У корів, утримання без затінення, за пасовищний період вага зменшилася.

У літературі є дані про те, що перегрівання організму, що супроводжується різким почастішанням дихання, є головною причиною легеневих захворінь ягнят в степовій зоні. Тут на частку неінфекційних захворювань органів дихання припадає не менше 50% загального відходу ягнят Легеневі захворювання ягнят щорічно завдають значної шкоди тонкорунному вівчарства в південних і південно-східних районах країни. Аналізуючи причини виникнення основних внутрішніх незаразних захворювань у овець, приходять до висновку, що головною серед них є перегрівання організму, що приводить влітку до більш згубних наслідків, ніж застуда в зимові та весняні місяці. Захворювання органів дихання займають перше місце серед внутрішніх незаразних хвороб і вражають найчастіше ягнят і овець до однорічного віку. Поява «легеневих» починається з червня, а в липні і серпні кількість їх різко збільшується. Економічні збитки від цих захворювань полягає не тільки у загибелі ягнят, але і в зниженні вовнової і м'ясної продуктивності збережених тварин, а також в отриманні від них не життєздатного приплоду.

Рекомендуючи для захисту ягнят від перегрівання кілька типів тіньових навісів, К. Ф. Музафаров і М. Т. Терьохіна вважають, що застосування їх дозволить різко скоротити захворюванність молодняку. Незважаючи на очевидність економічної вигоди захисту тварин від прямої сонячної радіації, даних про біологічної ефективності цього заходу в літературі майже немає. Вони обмежені констатацією істотного поліпшення фізіологічного стану тварин (Г. І. Алексєєва, 1960) і не розкривають змін, які створюються штучним затінюванням в тепловому балансі організму тварин. Отже, теорія цього питання залишається ще не розроблена. -бота.

Спробу систематизувати візуальні спостереження за станом і поведінкою овець і ягнят при різних умовах погоди ми знаходимо в роботах Н. А. Конюхова і А. І. Чекерес. Ці автори намагались встановити конкретні градації метеорологічних елементів, що визначають типи несприятливих погод в різні періоди пасовищного утримання овець. Для цієї мети поряд з метеорологічними спостереженнями фіксувалися такі види реакцій у овець:

1) реакції, спрямовані проти зниження температури тіла, - пошуки укриттів від вітру і дощу, збирання в групи, притулившись один до одного, збільшена рухливість і жвава реакція, більш тривалий час активної пасіння;

2) реакції, спрямовані проти перегріву організму, - спроби знайти затінені або продуваються вітром місця, розслаблене положення тіла, знижена рухливість і подавлений стан, пасивний випас і припинення випасу, теплова задишка.

Згадані роботи Н. А. Конюхова і А. І. Чекерес навіть на першому етапі є кроком вперед, так як дають можливість до певної міри конкретизувати уявлення про сприятливі і несприятливі типи погоди, знайти кліматичну забезпеченість їх і на цій основі більш детально планувати проведення ряду заходів у пасовищному тваринництві з найменшою вірогідністю ризику.

 

4. ВПЛИВ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА РОЗМНОЖЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ТВАРИН

Вплив метеорологічних умов охоплює не тільки зовнішні сторони життєдіяльності організму, але і суттєво відбивається на такій інтимній функції тварин, як розмноження. На жаль, у вітчизняній літературі це питання майже не висвітлено. Тим часом в роботах ряду зарубіжних дослідників розкриваються фізіологічні причини багатьох ускладнень, що виникають в період запліднення сільськогосподарських  тварин, пов'язаних в першу чергу з неврахуванням метеорологічної обстановки в період, що передує заплідненню. Наслідком таких ускладнень є яловість сільськогосподарських тварин, ліквідація якої є однією з важливих проблем зоотехнічної науки. У деяких країнах несприятливі метеорологічні умови приводять до масової яловості овець. Відомі результати досліджень, проведених в тропічних районах Західної Австралії і в Квінсленді. Heвипадково саме в Австралії було проведено дослідження впливу метеорологічних умов на процеси овогенеза і сперматогенезу у овець. З робіт австралійських авторів (R. M. С. Gunn, R. N. Sanders and W. Granger, 1942) відомо, що високі температури навколишнього середовища викликають низьку запліднюваність у овець. Значно більше досліджень присвячено впливу метеорологічних умов на процес сперматогенеза. Заслуговує на увагу той факт, що температура сім'яників в набагато більшому ступені залежить від температури зовнішнього середовища, ніж від температури тіла тварин, що особливо добре помітно у нестрижений баранів (W. С. Foote, AL Pope, R. Е. Nichols and L . Е. Casida, 1957). Висновки про шкідливий вплив високої температури зовнішнього середовища на якість сперми у баранів в літні місяці знайшли підтвердження в роботах ряду авторів (FF Mc Kenzie and V. Ber-liner, 1937; RE Comstock, WW Green, LM Winters and HV Nordskog, 1943).

Філліпс і Мак-Кензі (R. W. Phillips and F. F. Mc Kenzie, 1934) показали, що нагрівання сім'яників викликає їх розлад. Вплив високої температури на все тіло тварин також впливає на сім’янники. За даними цих авторів, найкраща запліднюванність овець виходила в тих випадках, коли барани в літні місяці містилися при температурі від 7 до 9 °С.

Практичне значення всього викладеного очевидно. У зоні південного вівчарства температура повітря в серпні часто піднімається вище 30 °. Барани в цей час знаходяться в стані хронічного перегріву, різко порушуються  процеси сперматогенеза. Відновлення нормальної якості сперми проходить  тільки через два місяці після несприятливого впливу.  Отже, якщо в серпні спостерігався перегрів плідників, то під час запліднення овець у вересні і жовтні можна розраховувати на високу їх запліднюваність. Для боротьби з цим вкрай несприятливим впливом погодних умов необхідні профілактичні заходи, які попереджують виникнення перегріву організму у виробників.

Вплив метеорологічних умов на процеси овогенеза добре відомі практикам вівчарства. З огляду на особливості погоди та вживаючи заходів, що запобігають перегрів організму у маточного поголів'я, передові чабани ліквідують яловість овець і отримують в намічені терміни здоровий молодняк.

У числі заходів по догляду за маточним поголів'ям та ягнятами передовики вівчарства застосовують ефективні заходи але усунення та пом'якшення шкідливого впливу метеорологічних . Так, відомо, що літня спека є головною причиною, яка гальмує наступ охоти у вівцематок. Для усунення цієї перешкоди в спекотні літні дні маткові отари заганяються в спеціальні приміщення, стіни яких охолоджуються дощуванням.

Підводячи підсумки викладеного в першому розділі, необхідно відзначити наступне.

1. Сучасні уявлення про вплив метеорологічних факторів на сільськогосподарських тварин сформувалися в результаті численних досліджень, проведених представниками різних наукових шкіл і напрямків.

2. Теплопродукція організму змінюється шляхом посилення окислювальних процесів на холоді і ослаблення їх при високій температурі. Тепловіддача відбувається шляхом проведення, випромінювання, турбулентного обміну, а головним чином шляхом випаровування з поверхні тіла і дихальних шляхів. Кожен з цих процесів схильний в певних межах змін під контролем центральної нервової системи, що сприймає безпосередні теплові роздратування і координуючі зворотні реакції організму, сукупність яких визначається загальним терміном - терморегуляція.

3. Організм сільськогосподарських тварин має в різному ступеню розвинену здатність терморегуляції. У ряді випадків цей процес, будучи біологічно раціональним, приводить до небажаних для практики явищ, що позначаються на зниженні продуктивності або працездатності тварин. Інтегральним показником узгодженого протікання процесів обміну речовин і енергії, врівноваження теплопродукції і тепловіддачі є нормальна температура тіла тварин. У природних умовах проживання сільськогосподарських тварин, зокрема овець, мають місце порушення процесу терморегуляції, які виявляються по зміні температури тіла тварин.

4. Порушення теплового балансу організму, пов'язані з інтенсивністю сонячної радіації, температурою і вологістю навколишнього середовища, швидкістю вітру, зачіпають найважливіші життєві функції організму. До останніх відносяться: діяльність органів дихання і кровообігу, травлення і ендокринної системи, водний і сольовий обмін. Порушення нормальної діяльності зазначених органів та систем часто є основною причиною зниження продуктивності сільськогосподарських тварин, зменшення фертильності (спосібність до запліднення) у обох статей, виникнення і розвиток захворювань, нерідко призводять до загибелі тварин.

5. Численними дослідженнями доведено, що показниками життєдіяльності організму є обмін речовин і енергії, який визначається фізіологічним станом тварин і факторами зовнішнього середовища. Вивчення обміну речовин і енергії і вміння управляти обміном через вплив факторів зовнішнього середовища дозволяють змінювати організм тварини в бажаному людині напрямку. Факторами, які можуть змінити обмін речовин і енергії в організмі сільськогосподарських тварин, є прийом їжі і її склад, м'язова робота, режим виховання та утримання тварин, селекція, захист сільськогосподарських тварин від несприятливих зовнішніх факторів, серед яких ведуча роль належить сонячній радіації, теплового стану навколишнього середовища, вологості і вітру, а коригувальна роль - хмарності, опадів та інших атмосферних явищ.

​​​​​​​6. Сукупність теплових явищ в організмі сільськогосподарських тварин і в приземному шарі повітря, що включає радіаційні та теплові характеристики організму і середовища, теплові потоки в верхніх покривах організму, променистий і турбулентний обмін поверхні тіла тварин з навколишнім середовищем, в даний час вивчені дуже мало. Сучасні уявлення про роль і кількісну характеристику випаровування з поверхні тіла у сільськогосподарських тварин носять загальний характер і часто суперечливі. Кількісні показники зв'язку окремих фізіологічних функцій, а також теплового балансу організму в цілому з комплексом метеорологічних  факторів для більшості сільськогосподарських тварин ще не встановлені. Шкідливі і небезпечні поєднання основних елементів погоди і клімату відомі тільки орієнтовно, стосовно до обмеженого числа видів і порід сільськогосподарських тварин. Все це сильно ускладнює використання метеорологічних і кліматичних даних при вирішенні теоретичних і практичних питань тваринництва і гальмує розвиток зоометеорологічного обслуговування цієї найважливішої галузі сільського господарства.

 

 

Заполните таблицу по материалу лекции (пишите тезисно) 

 

Термины и понятия (список) Главные мысли лекции (5-6 предложений) Вопросы, возникшие по теме Что непонятно?
 
 
 
 

 

 

Найдите ответы на возникшие вопросы и разберитесь с причинами непонятных мест в лекции