第三章--光照与噪音.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 光的概述,一、光的来源,畜舍光照由,自然光照,和,人工光照,两部分组成。,（一）太阳辐射,是太阳以电磁波的形式向宇宙空间发射的巨大能量,。,是地球的主要光、热来源，也是引起复杂天气现象的根本原因，是一切生物生命活动的必要条件。,太阳是一个巨大的核反应器，组成太阳的化学元素种类与地球相似，而以氢最多，约占总质量的一半。,四个氢原子核在碳的催化下聚变成一个氦原子，质量损失0.029原子量单位，大量的能量就由这种质量损失产生,（,1克氢,聚变成氦释放的能量相当于,15吨汽油,燃烧产生的能量,）。,太阳表面温度约为6000，中心温度1500万左右，不断地以33.5*10,25,w的能量向外发散，而到达地球的仅为其中的22亿分之一,。,为了维持这样巨大的能量输出，大约每秒钟要损失质量4万吨，依此推算还可以维持2*10,13,年。,1、辐射的特性,辐射具有波粒二重性：,a,波动性,v=f b,粒子性,E=hf=hv/,在传播过程表现为波动性，而与物质间作用发生能量转换时则表现为粒子性。,2、太阳辐射光谱,是指太阳辐射能随波长的分布曲线,。,大气上界光谱为：,紫外线区:波长4380nm,占7%,具有化学效应.,可见光区:波长380760nm,占50%,具有光效应,红外线区:波长760300000nm,占43%,具有热效应,波长越长,增热效应越大,.,4、大气对太阳辐射的削弱作用,（1）吸收作用,大气的某些成分，具有选择性吸收某些波长的太阳辐射的特性。,aO,2,、O,3,能强烈吸收紫外线,b水汽、CO,2,和微尘能强烈吸收红光和红外线,c大气对可见光的吸收极少,（2）散射作用,指太阳辐射通过大气时，一部分被各种质点以相同波长,向四面八方散开,的现象。由于质点的大小不同，各种波长的光被散射的程度也不同，所以会出现旭日和夕阳呈现红色。,（3）反射作用,当太阳辐射通过大气层遇到云层或较大的质点时，一部分被反射到宇宙空间。云层越厚反射越强。,5、太阳总辐射及其影响因素,（1）太阳总辐射,指地球表面获得的太阳直接辐射和散射辐射的总和,。,如以大气上界为100%，则穿过大气层时，约43%被散射和反射返回宇宙空间，14%被吸收，只有27%的以直接辐射形式和16%的以散射辐射形式到达地面，,总辐射仅为43%,，波长在0.295.3um之间。,（2）影响太阳总辐射的因素,a太阳高度角（h）,是太阳光线与地表水平面之间的夹角。正相关。,b大气质量（m）,是阳光通过大气路径的长度与大气铅直厚度之比。负相关。,太阳高度角与大气质量的关系,：,h 90 60 30 10 5 3 1 0,m 1 1.15 2.0 5.6 10.4 15.4 27 35.4,c大气透明度,差，直接辐射减少，散射辐射比例增加d纬度,高，h小，m大，直接辐射减少，散射辐射比例增加。,e海拔,高，m小，直接辐射强，散射辐射减弱。,f坡度坡向,北半球23.5N以北地区，纬度愈高，南坡向阳北坡阴与明显，冬季更显著。,g云量,云愈厚愈多，直接辐射愈弱，散射辐射比例增加。,（二）人工光照,是指采用人工光源提供照明的方式。,主要用于补充光照或人工调控发育和繁殖，常用白炽灯或,荧光灯,。,二、光的一般作用,（一）作用机理,1、太阳辐射对机体的作用,取决于：,a.辐射的强度；,b.被吸收的程度；,c.生化作用的特性（即光的波长）。,光线只有被吸收以后，才能在机体组织内引起各种效应。吸收情况比较复杂，,同一组织对不同波长的光的吸收不同，不同组织对同一波长的光的吸收也不同。,概括而言，,机体对紫外线吸收较强，可见光次之，短波红外线最差。,2、光能被吸收后的转变,光作用于皮肤被吸收后：,a.使分子或原子旋转或振动，产生,光热效应,进行 热传递。,b.使分子或原子受激呈激发态，产生,光化学效应，,继发生物学效应。,c.使分子或原子中电子脱出，产生,光电效应,（荧光或磷光）。,（二）常见光化学效应,1、光分解效应,即光的作用引起化学链断裂，因而发生物质分解的过程。,如：光作用于视网膜杆状细胞内的视紫红质，视紫红质分解为视黄醛及视蛋白，使杆状细胞除极，产生视觉冲动。,2、光敏作用,指光能不足以使物质A发生光化学反应，加入物质B后，使光化学反应得以完成，这种现象称为光敏作用。物质B称为光敏物质。,即：,A+hf /,A,/,B+hf B*B*+A B+A,/,3、光聚合作用,元素成分相同，但在光的作用下以多倍分子量形成反应物的现象,。,如O,2,O,3,4、光合作用,植物在光的作用下，将自然界的无机物转变为有机物的过程,。,第二节 可见光,一、可见光的作用机理,可见光是太阳辐射中能使人和动物产生光感和色觉的部分（波长380760nm）。对动物既可引起光热效应，也可引起光化学反应，但不如红外线和紫外线强烈。,(一)作用途径,光 视网膜 视神经 视觉中枢 下丘脑兴奋 （主要途径）,禽：光 穿头颅骨 脑神经 下丘脑兴奋（视网膜外或恼感受器）,兽：光 视网膜 视神经 松果腺(褪黑激素分泌减少)经下丘脑影响垂体前叶,(二)作用机理：,光使下丘脑兴奋分泌促释放激素，经下丘脑垂体门脉循环到达垂体前叶，并使之释放促激素和生长素，这些促激素再作用于相应的腺体，使其产生相应激素参与代谢，直接影响生长发育、生产和繁殖,。（p50 图3-2）,光 照,下丘脑,GRH TRH CRH GnRH 促释放激素,垂体前叶,GH TSH ACTH FSH 和LH 促激素,甲状腺 肾上腺 性腺,甲状腺素 肾上腺素 相应激素,代 谢,生长 畜产品 精子,卵子,二、可见光因子对家畜的作用,可见光的生物学效应与,波长,、,光照强度,和,光周期,有关。,（一）光照强度,1、可见光的计量单位,坎德拉（cd）：,是发光强度单位，指加热到2024K的黑体每平方厘米发出的光强度,。,流 明（lm）：,是光通量单位，单位时间内通过某一面积的光能称为“光通量”。,当以1 cd的光源为球心，1m长为半径的球面上，通过每1m,2,的光通量称为1 lm。,勒克司（lx）：,是照度单位，是投射到单位面积上的光通量。,当投射到1m,2,位面积上的光通量为1 lm时，该照度为1 lx。,2、不同光照强度的影响,不同光照强度对家畜的生物学效应不同，而不同用途、不同种类、不同生理阶段的家畜所要求的光照强度又不同。实践中，各种家畜的适宜光照强度范围如下：,（1）鸡 生长5lx,大于100 lx对生长不利,产蛋545 lx.,（2）猪 生长4050lx 大于120 lx对生长不利。,繁殖：母猪舍60100lx；,种公猪：100150lx。,（3）牛 牛对光的感觉阈值很高，通过加强光照来提高生产力意义不大，满足照明即可。,（4）不良影响,a光钝化,如果光照强度过强或照射时间过长，动物会产生对光不敏感的现象，亦称“光不感受性”。,b抑制生长发育,光照强度过强或过弱均会抑制动物的生长发育。,c引起恶癖,啄肛、咬尾等,（二）光周期,主要指光照时数变化的年周期和昼夜周期,。,在自然条件下，动物由于光照时数的周期性变化，其生理状态、生化过程、行为习性也呈现出的周期性变化，称为,生物节律,。,如：体温、呼吸、神经活动、肠胃活动、血液成分、细胞分裂、发情配种、产仔、换毛等。有的表现为昼夜节律，有的表现为周年节律。,光照时数的周期性变化是引起这种变化的主要因素,，,其他环境因素起协同作用。,1.对繁殖性能的影响,（1）长日照动物与短日照动物,a长日照动物,指在春季日照逐渐延长时发情配种的动物。,如：马、驴、貂、狐、猫、野兔、鸟类以及野生食肉食虫动物等。,b短日照动物,指在秋季日照逐渐缩短时发情配种的动物。如：绵羊、山羊、鹿野生反刍动物。,一般，纬度愈高的地区，动物繁殖的季节性愈明显,。动物的发情和排卵，发生在一天中的一定时间，这与明暗周期有关。如：鼠类的性行为发生在夜晚，牛羊交配的时间集中在日出和日落时，鸡在早晨性欲最高、一般上午产蛋，鸭则在夜间产蛋。,（2）鸡,a性成熟：,不同光照制度对性成熟的影响：,递增光照恒定长光照恒定短光照递减光照,。,所以，冬至夏至期间育成的鸡比夏至 冬至期间育成的鸡性成熟早。,b产蛋量：,在产蛋期，增加光照时间能促进产蛋，缩短光照时间则抑制产蛋，但不能超过17h。,所以，春季产蛋量逐渐增多，秋季逐渐减少，冬季基本停产。,c超期：,鸡的卵子成熟时间一般是2527 h，这种长于24 h的周期叫“超期”。产蛋期的间歇停产是在等待这两个周期的重合。,d光敏感期,家禽繁殖季节内，每24 h有一段光敏感期，此时进行光照可收到显著效果错过光敏感期，则效果不明显或无效。这就是探索间歇光照制度的理论基础。,e.无反应期,具有明显季节性性活动的动物，当光照时间变化引起其性反应之后，往往有一段无反应期。无反应期内光照时间的变化不再起作用，此时，动物性腺萎缩，激素分泌减少。如许多鸟类的繁殖，这是一种适应性机制。,（3）牛和猪,经人类长期的饲养驯化，牛和猪都已成为全年繁殖的动物，但这些家畜的配种受胎率仍有明显的季节差异，在固有的发情季节里较高，其他季节较低。,如：我国大部分地区，,牛的冬季受胎率显著高于夏季；母猪的人工受精在长日照和高温条件下受胎率最低。,（4）马和羊,马的繁殖具有明显的季节性，在春季随着光照时间的逐日延长，性腺机能活动旺盛发情配种,。,羊则是在秋季随着光照时间的逐日缩短时开始发情配种,，羊中有些品种也可全年发情，如寒羊和湖羊。,2、对其他生产性能的影响,（1）生长肥育,生长肥育家畜光照时数宜短，一般610h；种用家畜光照时数宜长，一般1416h。,（2）产乳,哺乳动物的产奶量，一般春季最多，56月达到高峰，7月份大幅跌落，10月份又慢慢回升。乳中固形物含量，则是春夏季较低而冬季较高。,（,3）产毛,a产量：,羊毛的生长一般夏季快，冬季慢。如罗姆尼羊春、夏、秋、冬四季产毛分别为90%、100%、70%、35%。,b成熟：,毛皮兽的皮毛随光照日渐缩短逐渐成熟，到冬季皮毛质量达到优质。,c脱换：,家畜被毛受光周期变化的影响，脱换也有季节性。用缩短光照，使蛋鸡强制换羽，控制产蛋周期，就是这一规律的成功应用。,（三）波长（光色）,光色对鸡的影响，比较一致的看法是：,在红光下鸡趋于安静，啄癖少，成熟期略迟，产蛋量稍有增加，蛋的受精率较低。,在蓝光、绿光或黄光下，鸡增重较快，性成熟较早，产蛋量少，蛋重略大，饲料利用率降低，公鸡交配能力增强，啄癖极少。,见p52 表3-2和表3-3。,综合来看，,任何一种单色光都不能面面俱到。因此，在生产中仍用白色光，只有在有目的的利用时，才选用单色光,。,第三节 红外线与紫外线,一、红外线（760nm）对家畜的作用,红外线波长长，量子能量低，主要的作用是光热效应，故称“热射线”或“热线”,。,其能量在被照射部位的皮肤和皮下组织中转变为热能，引起温度升高（可达6），使组织深层的微血管扩张，局部血液循环加强，加速组织的理化过程和物质代谢，促进细胞增生。,（一）适度的红外线对家畜的主要作用,（1）消肿镇痛的作用,镇静、干扰、消肿、改善缺血.,（2）供热保暖的作用,御寒、促进生长发育.,此外，还有色素沉着和加强紫外线杀菌的作用。,（二）过度照射红外线的危害,（1）机体重新分配产热，使胃肠道对特意性传染病的抵抗力下降。,（2）使皮肤温度过高，引起变性或灼伤。,（3）波长6001000 nm的红光或红外线能穿透颅骨，使脑的温度升高，引起日射病（中暑）。,（4）波长10001900 nm的红外线，可引起羞明、视觉模糊、视网膜脱离等疾病，常见于马属动物。,二、紫外线（4380nm）对家畜的作用,不同波长的紫外线，其生物学作用不同。一般将其分为三段：,A段.波长320380nm,主要起色素沉着作用；,B段波长275320nm,主要是抗佝偻病和红斑作用,C段波长275nm以下,具有较大的杀伤力，能杀菌，也能刺激和破坏机体细胞。,(一）适度的紫外线对家畜的主要作用：,1.红斑作用,在紫外线照射下，被照部位的皮肤会出现潮红，这种皮肤对紫外线的特异反应，称为红斑作用,。,机理：a.原发性红斑,皮肤的反射作用，毛细血管扩张；,b.继发性红班,表皮细胞被破坏，释放组织胺与类组织胺，刺激神经末梢，通过反射使毛细血管扩张，皮肤发红水肿，一般发生在68h后。最强波长254 nm和297nm,红斑剂量：,指经紫外线照射后，皮肤上出现刚可辨认的红斑时的紫外线照射剂量。,现统一以功率为1W的297nm波长的紫外线灯的辐射强度作为一个红斑剂量。,卫生学意义：,由于产生红斑作用的这一波段紫外线也,具有抗佝偻病和杀菌作用,，其最佳效果光谱与抗佝偻病的相近，故可用红斑剂量代表紫外线的生物剂量，还可作为紫外线治疗上的剂量标准。一般用它来表示机体每天所必须的紫外线照射剂量,2.杀菌作用：,细菌或病毒在紫外线的照射下，能使核酸中DNA上的两个胸腺嘧啶彼此连接成环丁烷，形成胸腺嘧啶二聚物，使DNA失去正常功能，从而导致细菌和病毒死亡,。,杀菌作用的强弱取决于,紫外线的波长、辐射强度和微生物的抵抗力,。,a.波长：,越短，杀菌能力越强。如295nm 的紫外线杀菌能力是395nm 的1500倍，杀菌能力最强的波长是253260 nm。,b.微生物的敏感性,空气中白色葡萄球菌最敏感，柠檬色葡萄球菌、绿脓杆菌次之，炭疽杆菌、黄色八叠球菌耐受力最强；真菌比细菌耐受力强。紫外线对病毒及毒素也有破坏作用。,c辐射强度,生产中常用20W的波长254 nm的低压汞灯杀菌，13W/m,2,，用于空气、物体表面消毒和表面感染治疗，预防兔球虫病。,3.抗佝偻病作用,佝偻病,:,与Ca、P 代谢紊乱有关，缺乏维生素D是主要原因之一。,维生素D的作用是促进肠道对Ca、P的吸收，保持血液中Ca、P的正常水平，促进骨基质钙化。机体缺乏时，肠道对Ca、P的吸收减少，血液中Ca、P不足，骨组织中Ca、P分解进入血液，成骨作用受到影响，以致幼畜出现佝偻病，成年家畜出现骨软症,。,作用机理,：,紫外线（270320nm）能使皮肤中的7-脱氢胆固醇转变为维生素D,3,、青草中的麦角固醇转变为维生素D,2,，供机体利用，因而具有抗佝偻病作用。,270320nm的紫外线在h35时，不能到达地面。所以，生产实践中常通过饲料补充或采用1520W波长283295nm的保健紫外线灯（不可用其他紫外线灯代替），0.7 W/m2,，预防佝偻病。,4色素沉着作用,动物皮肤的黑色素细胞中含有酪氨酸酶，在紫外线的作用下，能解除硫氢化合物的抑制，活性增强，使酪氨酸生成的衍生物共聚而成黑色素蛋白，沉积于皮肤中,。,最强最持久的色素沉着作用发生在紫外线、红外线和可见光几种光谱共同作用时。,卫生学意义：,a.增强了皮肤对光线的吸受能力，能防止太阳短波辐射穿透皮肤损害深部组织。,b.被吸收的光能转变为热能，促进汗液分泌，增强了局部的散热作用。,因此，色素沉着是机体对光线刺激的一种防御反应，增强了皮肤局部的保护功能。,5提高机体的免疫力和抗病力,长波紫外线照射能激发机体免疫反应，提高免疫细胞的吞噬能力，增加补体和凝集素滴定效价，从而增强细胞免疫和体液免疫，提高机体的免疫力和抗病力。,6增强气体代谢,紫外线照射能兴奋呼吸中枢，使呼吸变慢加深，促进氧吸收和CO,2,、水汽的排出。,同时能增加血液、红细胞和血红素的含量，提高血液携带O,2,和CO,2,的能力，加速组织代谢过程。,（二）不良反应,1、引起光敏性皮炎,紫外线与光敏物质联合作用引起的皮肤搔痒、水泡、水肿现象。,如动物采食含叶红素的荞麦苗、三叶草和苜蓿，人吃了灰菜、洋槐花、萝卜叶等均会发生。常见于猪和羊无毛或少毛部位。,2、引起光照性眼炎,（或皮炎）,过量的紫外线引起的结膜与角膜发炎。,3、引起皮肤癌症的发生,。,第四节 噪 音,一基本概念,1.噪音,从物理学的观点划分，声音可分为两大类。一类是呈周期性振动所发出的声音，称为,“乐音”,。,从生理学的观点来讲，凡是使家畜讨厌、烦躁、影响正常生理机能、导致生产性能下降、危害家畜健康的声音就称,噪音,。,2声压,声波是一种,疏密波,，传播时会引起空气压缩与膨胀的周期性变化，空气压强也随着发生周期性增减，这一变化的压强称为“声压”。,单位：Pa,a.听阈声压:,正常人耳能听到的最低声压2.0*10,-5,Pa.,b.痛阈声压：,正常人耳能听承受的最大声压 20Pa.,3频率,正常人耳能听感受的声波频率范围是2020000Hz。,a.超声：,频率大于20000Hz的声波,。,b.次声：,频率小于20Hz的声波,。4声压级,一个声音的声压与基准声压的比值取以10为底对数的20倍，称为这个声音的“声压级”,。,即：Lp=20lg（P/P,0,）以分贝（dB）为单位,。,从听阈（20*10-5 Pa）到痛阈（20Pa）用声压级表示则为0120 dB,二噪声对家畜的影响,1.对神经系统会产生的危害。,严重的噪声（如大于100120分贝）表现为头痛、恶心、乏力、烦躁。.,2.改变家畜的生理功能。,特别是交感神经的兴奋，引起血压和颅内压升高，听力受损，使脉搏、呼吸频数、泌汗和物质代谢增强；唾液、反刍、胃分泌机能减弱，末梢血管收缩。,3.引起内分泌机能的紊乱,。（垂体释放的促甲状腺素、促肾上腺素增加，促性腺激素减少，生理功能失调）。,4.造成生产力下降。,鸡和奶牛对突然的噪声较为敏感,。,三卫生标准,噪音（dB）020 2040 4060 6080,人的感受 寂静 安静 一般 吵闹,80100 100120 120140,很吵闹 难忍受 很痛苦,a.生活环境,以35 dB为理想，不超过50dB。,b.工厂车间,工作8h，85分贝，以90dB为限。时间减半，可提高3dB。,c.任何情况,连续噪音不得超过115dB，脉冲噪音不得超过140dB。,四噪声的来源,a.外界传入,如各种车辆、机械等发出的声音。,b.畜舍内机械,如风机、清粪机、喂料机等。,c.家畜自身产生,如鸣叫、争斗、采食、走动等。,五减少噪声的措施,技术：吸声、消声、阻尼、隔声,a.牧场场址应远离噪声源。,如主要交通干线、机场、车站及噪音较大的工厂。,b.合理规划,场内噪音大的各设施远离畜舍。,如饲料加工间、发电机及各种车辆等。,c.减少畜舍内部噪音的产生,。日常管理工作中，人在畜舍内的动作要轻，同时选用合理的家畜饲养密度。,d.加强植树绿化，可减弱噪声的传播。,THANKS!,