詳解風(fēng)速在家禽熱平衡調(diào)節(jié)中的作用

　　目前在家禽生產(chǎn)中，熱應(yīng)激帶來的危害已經(jīng)成為一個普遍的問題!

　　熱應(yīng)激是綜合環(huán)境因素所導(dǎo)致的結(jié)果，包括氣溫、濕度和風(fēng)速等，其中溫度起著重要的作用 。 當(dāng)環(huán)境溫度超過商品肉雞最佳生長溫度時，就可能引發(fā)熱應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致體溫升高 、呼吸頻率加快 、采食量和體增重下降 、胸肌肉產(chǎn)量降低 和肉品質(zhì)下降等。

　　Lin等總結(jié)了幾種緩解熱應(yīng)激的常見策略，包括基因策略、營養(yǎng)策略、飼養(yǎng)策略和環(huán)境策略。 其中為雞舍提供良好的通風(fēng)環(huán)境，在肉雞生產(chǎn)過程中具有十分重要的意義，這一點(diǎn)在熱帶和亞熱帶地區(qū)顯得尤為突出。最早開始研究通風(fēng)對于家禽的影響要追溯到20世紀(jì) 60年代。 Drury 等首次提出了“ 肉雞生產(chǎn)得益于風(fēng)速產(chǎn)生的風(fēng)冷作用” ，并得出風(fēng)速可以改善肉雞生產(chǎn)性能。 隨后的幾十年，美國、以色列和巴西等國先后開展了相關(guān)研究。 在20世紀(jì)末，通風(fēng)管理已經(jīng)在家禽生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。 雖然夏季通風(fēng)能夠緩解熱應(yīng)激和降低死亡率，但是能夠系統(tǒng)闡釋的數(shù)據(jù)少之又少，機(jī)理尚不完全清楚。

　　據(jù)統(tǒng)計，國外專項(xiàng)研究風(fēng)速對家禽影響的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)屈指可數(shù)，發(fā)表的論文也不過 20余篇，國內(nèi)僅有陶秀萍較早對溫濕風(fēng)進(jìn)行了初步的研究，并得出了肉雞溫濕風(fēng)指數(shù)模型，探究了風(fēng)速對肉雞生理生化的影響。因此，本文將扼要總結(jié)家禽熱平衡及其調(diào)節(jié)，風(fēng)速對可感散熱和潛熱散熱的貢獻(xiàn)，并結(jié)合對生產(chǎn)性能的陳述，闡釋風(fēng)速在家禽熱平衡調(diào)節(jié)中的作用。

　　1、家禽熱平衡及其調(diào)節(jié)

　　1.1 家禽的熱平衡

　　所謂熱平衡，即產(chǎn)熱和散熱達(dá)到一種動態(tài)平衡的狀態(tài) 。 家禽熱平衡的維持需要機(jī)體時刻進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，主要分為物理性調(diào)節(jié)和化學(xué)性調(diào)節(jié)。 其中物理性調(diào)節(jié)包括生理和行為 2 方面。 肉雞處在高溫或低溫環(huán)境中，首先會引起皮膚血管的舒張或收縮，進(jìn)而增加或降低皮膚血流量和皮膚溫度，增加或減少與外界的溫差，以利于熱平衡的維持。

　　家禽行為在熱平衡的維持中起著十分重要的作用。 而化學(xué)性調(diào)節(jié)主要是在物理性調(diào)節(jié)不能保持熱平衡時，依靠調(diào)整體內(nèi)代謝率來增加或減少產(chǎn)熱量。家禽體內(nèi)存在一套完整的機(jī)制(圖 1) ，用于維持熱平衡。 溫度、濕度和風(fēng)速綜合表征環(huán)境的熱負(fù)荷量，作用于家禽體熱感受器 ，包括外周溫度感受器和中樞溫度感受器。 這些器官將感受的熱信息上傳至中央處理器，調(diào)節(jié)體溫的中樞結(jié)構(gòu)存在于從脊髓到大腦皮層的整個神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)，但是體溫調(diào)節(jié)的基本中樞位于下丘腦。 其中視前區(qū)下丘腦前部(PO/AH )是體溫調(diào)節(jié)中樞的關(guān)鍵部位 。 熱信息經(jīng)過中央處理器處理后，通過神經(jīng)或 / 和內(nèi)分泌途徑支配效應(yīng)器產(chǎn)生反應(yīng) ，調(diào)節(jié)散熱量，完成熱平衡的調(diào)節(jié)，以達(dá)到機(jī)體熱平衡的狀態(tài)。圖 1 家禽感受環(huán)境刺激和熱平衡調(diào)節(jié)反應(yīng)示意圖l

　　1.2 家禽散熱方式及其分配模式

　　家禽的散熱方式分 2 類：可感散熱( SHL ) 和潛熱散熱 ( LHL)。SHL 又稱為 “ 非蒸發(fā)散熱”或 “ 顯熱散熱” ，包括輻射、傳導(dǎo)和對流，皆為物理散熱方式。

　　LHL 又可稱為“不可感散熱”或“蒸發(fā)散熱” ，包括皮膚和呼吸道水分的蒸發(fā)。 由于家禽身體大都被羽毛覆蓋，沒有汗腺，無法靠體表直接出汗散熱;同時傳導(dǎo)需要溫度不同的介質(zhì)相互接觸，對于家禽的散熱貢獻(xiàn)不大。

　　實(shí)際上家禽的散熱方式包括以下2 種：

　　1 )以輻射和對流為主的SHL ;

　　2) 以呼吸蒸發(fā)機(jī)制和皮 膚蒸發(fā)機(jī)制為主的 LHL。

　　家禽體表面和外界的溫度差是 SHL 的驅(qū)動力，只要溫度差是正的，就會一直在進(jìn)行，而且全程是物理作用，不會消耗額外的能量。 以熱喘為重要散熱方式的 LHL 則恰恰相反，這個過程需要消耗大量的能量。不過，隨著環(huán)境溫度的上升，SHL 所占的散熱比重逐漸降低。 低溫和適溫情況下(13 ～ 25 ℃ )肉雞主要通過輻射和對流進(jìn)行散熱;當(dāng)溫度上升至30 ℃時，LHL 所占的比重逐漸升高;而當(dāng)外界溫度達(dá)到 35 ℃時，LHL 量占總散熱量的 90%。 肉雞在不同環(huán)境溫度的散熱分配見表 1。

　　2、風(fēng)速對家禽熱平衡調(diào)節(jié)的影響

　　從為數(shù)不多的研究中可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速主要通過對家禽能量平衡、水平衡的調(diào)節(jié)進(jìn)而影響 SHL、LHL 量及其比例來調(diào)節(jié)熱平衡。

　　2.1 風(fēng)速對 SHL 的作用

　　總結(jié)風(fēng)速對 SHL 作用的研究，以2004年 Ya?hav 等運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)研究 SHL 為標(biāo)志可分為 2 個階段。第 1 階段( 2004 年以前) ：在這一階段，研究者基本認(rèn)為 SHL 在高溫應(yīng)激時對熱調(diào)節(jié)的作用不大。風(fēng)速的大小影響對流散熱，進(jìn)而影響 SHL。風(fēng)速增大，任何熱物體的對流傳遞的熱量也隨之增大 。 其實(shí)對流散熱現(xiàn)象是個復(fù)雜的過程，可以用“ 熱邊界” 來解釋。通過對火雞的研究發(fā)現(xiàn)，高于溫度適中區(qū)的偏熱情況下，SHL 量會隨著風(fēng)速的升高而增加，但是在高溫情況下 SHL 的占比會降低。SHL 量同樣受到日齡的影響。 Jurkschat 等經(jīng)過試驗(yàn)得出了一套公式阿—用于描述火雞日齡、風(fēng)速及環(huán)境溫度跟 SHL 量的相互關(guān)系。

　　研究同樣發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速的增加可以升高 SHL 量。 Mitchell 等使用“風(fēng)道熱量計” 監(jiān)測風(fēng)速對 15周齡來航雞SHL 量的影響。 結(jié)果表明，在 30 ℃ 高溫情況下，風(fēng)速從 00.2 m /s 上升到 1.2 m/s，SHL 量從 7.6W升高 到 12.6 W。 Timmons 等設(shè)置不同溫度(35、38、41 ℃ )和風(fēng)速( 0.25/1.0/2.0m/s)組合，研究成年來航雞的散熱量的變化。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在35 ℃高溫情況下，增加風(fēng)速能夠使得更多的熱量通過對流的方式散發(fā)。

　　盡管風(fēng)速可以提高 SHL量，Hillman等 卻總結(jié)前人研究后認(rèn)為，當(dāng)環(huán)境溫度高于熱中性區(qū)上限時，SHL 對家禽散熱的作用不大。 因?yàn)閷τ谌痣u來講，身體被羽區(qū)體表與環(huán)境之間的溫差很小，并且裸露的部位十分有限，僅包括腿部、頭部、肉垂和雞冠，所以 Tzschentke 等認(rèn)為高溫下SHL 在體熱調(diào)節(jié)中的作用可以被忽略不計。第2 階段(2004年以后) ：發(fā)現(xiàn) SHL 在高溫環(huán)境下肉雞能量平衡調(diào)節(jié)中起主要作用。這得益于紅外熱成像技術(shù)的運(yùn)用。 在這之前紅外熱成像技術(shù)就已經(jīng)成功地應(yīng)用到哺乳動物和鳥類的表皮溫度的測量上 。 而且紅外熱成像輻射計測量得出的表皮溫度要比傳統(tǒng)的熱電偶更加精確 ，同時也能準(zhǔn)確測量拍攝區(qū)域的面積。 Yahav 等運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)測定了肉雞各個部位的對流散熱和輻射散熱，研究了風(fēng)速對于 SHL 量的貢獻(xiàn)和SHL 量占維持能的百分比，得出，在35 ℃ 、60%相對濕度情況下，0.8、1.5、2.0和 3.0 m /s 4 種不同的風(fēng)速下肉雞 SHL 量占到總維持能的比例分別24.1%、29.1%、36.8%和44.7%，發(fā)現(xiàn) SHL 量最高可以占到維持能的近 45%，據(jù)此認(rèn)為風(fēng)速可提高SHL 量，其在肉雞能量調(diào)節(jié)中起主要作用。

　　2.2 風(fēng)速對 LHL 的作用

　　LHL 通過影響家禽體內(nèi)水代謝調(diào)節(jié)。 一部分潛熱通過家禽皮膚散發(fā)( 隱形蒸發(fā)和非顯性出汗) ，而其余大部分潛熱通過呼吸蒸發(fā)散失。 環(huán)境溫度過高，家禽呼吸頻率急劇增加，熱量通過呼吸蒸發(fā)水分散失，嚴(yán)重時導(dǎo)致水平衡和酸堿平衡失調(diào)。 Belay 等證明，相比于 24 ℃ ，暴露在35℃4 h 下的肉雞失水量升高了 64%。Teeter 等 發(fā)現(xiàn)，4 周齡肉雞熱應(yīng)激( 32 ～ 41 ℃ ) 導(dǎo)致呼吸率顯著升高，水分流失、二氧化碳分壓下降、碳酸根離子( HCO- 3 )濃度下降、血液 pH 顯著升高，出現(xiàn)呼吸性堿中毒。Simmons 等研究發(fā)現(xiàn)， 環(huán)境溫度在29 ～35℃之間時，隨著風(fēng)速增加(從61m /in 增加到183 m /min)，肉雞LHL量 下 降。 Yahav 等將6 ～ 7 周齡肉雞飼養(yǎng)于35 ℃ (高溫) 、相對濕度 60%的環(huán)境中，研究不同風(fēng)速對水平衡的影響時發(fā)現(xiàn)，1.5 和 2.0 m /s 風(fēng)速下體溫、精氨酸催產(chǎn)素濃度和血漿滲透壓都顯著低于低風(fēng)速(0.8m/s) 和高風(fēng)速(3.0m /s)下;失水狀態(tài)下，精氨酸催產(chǎn)素濃度和血漿滲透壓都會升高。 這表明，較低風(fēng)速(0.8m/s)時，肉雞熱量大部分還是依靠熱喘散發(fā)，高頻率的呼吸會過多帶走體內(nèi)的水分，導(dǎo)致水平衡的破壞;而高風(fēng)速(3.0m/s) 情況下，一方面機(jī)體內(nèi)水分大量通過皮膚散發(fā)，不利于水平衡的維 持。 可見，適宜風(fēng)速通過調(diào)節(jié)水平衡減少LHL 量。

　　2.3 對散熱分配方式的影響

　　風(fēng)速影響家禽的散熱方式。 Simmons 等研究了風(fēng)速對 SHL 和 LHL 量的影響，發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度在 29 ～ 35 ℃之間時，總的散熱量不會隨著風(fēng)速的增加(從 61 m / min 增加到 183 m / min)而改變，相反，卻處于一個相對穩(wěn)定的范圍;風(fēng)速上升，SHL量增加，LHL 量下降;而溫度上升，卻伴隨著 SHL量下降，LHL 量上升;而且，當(dāng)風(fēng)速為2.0m / s左右時，無論溫度如何上升，總散熱量會保持相對恒定;風(fēng)速提高，LHL 轉(zhuǎn)化為 SHL，能夠促進(jìn)肉雞的生產(chǎn)性能。簡而言之，以紅外熱成像技術(shù)研究SHL為節(jié)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)SHL在高溫環(huán)境下肉雞能量平衡調(diào)節(jié)中起到主要作用，證實(shí)了風(fēng)速對 SHL 的重要影響;同時發(fā)現(xiàn)，適宜風(fēng)速通過調(diào)節(jié)水平衡減少 LHL量;高溫下風(fēng)速的提高促使 LHL 向 SHL 轉(zhuǎn)化，進(jìn)而增加SHL 的占比，相應(yīng)減少 LHL 的占比，提高能量的利用率。 總之，風(fēng)速通過對家禽能量平衡、水平衡的調(diào)節(jié)，進(jìn)一步影響 SHL、LHL 及其比例，從而達(dá)到調(diào)節(jié)熱平衡的目的。

　　3、風(fēng)速對于家禽生產(chǎn)性能的作用及影響因素

　　自從 Drury 等[8-9]首次發(fā)現(xiàn)“肉雞生產(chǎn)得益于風(fēng)速產(chǎn)生的風(fēng)冷作用”以后，許多試驗(yàn)證實(shí)了風(fēng)速調(diào)節(jié)對家禽生產(chǎn)性 能的提高作用 。生產(chǎn)性能的提高是風(fēng)速對高溫環(huán)境下家禽熱平衡調(diào)節(jié)的結(jié)果。風(fēng)速對生產(chǎn)性能是否提高取決于風(fēng)速大小、家禽日齡、環(huán)境溫度、飼養(yǎng)方式和通風(fēng)方式等因素。

　　Mitchell研究表明，在高溫、高濕極端環(huán)境下，提高風(fēng)速可能是冷卻降溫的唯一切實(shí)可行的方法。 Ruzal 等[40]研究風(fēng)速在高溫下對蛋雞的影響時發(fā)現(xiàn)，35 ℃ 情況下，3.0 m / s 顯著提高雞蛋產(chǎn)量，而低風(fēng)(0.5m/s) 不利于雞蛋的產(chǎn)量和品質(zhì)。據(jù) Lott等報道， 環(huán)境溫度為28 ℃ 時，125 m / min的風(fēng)速較 15m/smin( 當(dāng)風(fēng)速小 于0.25m / s時被認(rèn)為是無風(fēng)靜止?fàn)顟B(tài)，可忽略其影響)能夠提高 4 ～ 6 周齡肉雞的體增重和飼料轉(zhuǎn)化率。 Yahav 等和 Ruzal等研究了不同的風(fēng)速(試驗(yàn) 1：0.5、1.5、2.0和 3.0m / s;試驗(yàn) 2：1.0、1.5、2.0和 2.5m / s) 對在高溫( 35 ℃ ) 、相對濕度60%環(huán)境下單籠飼養(yǎng)肉雞、火雞生產(chǎn)性能的影響。結(jié)果表明，2 次試驗(yàn)中暴露在1.5 和2.0 m/s 風(fēng)速下 4 ～ 7 周齡的肉雞體增重、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率顯著升高。 低風(fēng)速(0.5和 1.0 m / s)組的生產(chǎn)性能要低于高風(fēng)速(2.5 和 3.0m / s) 組，并得出最佳風(fēng)速范圍是在 1.5 ～ 2.0 m / s。 同時 Yahav 等提出風(fēng)速影響生產(chǎn)性能過程中存在一個溫度“拐點(diǎn)” 。在環(huán)境溫度低于 30 ℃ 時，通風(fēng)增加維持能耗，降低生長效率。在一種日循環(huán)模式溫度( 22—32—22 ℃ ) 中，May等的研究表明，2 m / s 的風(fēng)速會降低 21～49日齡肉雞的飲水量，提高采食量、體增重和肉重比。 但是 Simmons 研究了另一種循環(huán)模式溫度(25—30—25 ℃ ) ，露點(diǎn)溫度為 23 ℃ 時，21 ～28 日齡群養(yǎng)的羅斯肉公雞在不同風(fēng)速下(3、2 和<0.25m/s)的體增重并沒有顯著的影響。 然而，隨著肉雞的生長，風(fēng)速的作用逐漸凸顯。 到 42 ～ 49日齡時，3m /s 風(fēng)速下的體增重和料重比要顯著高于 2m/s 和<0.25m/s 組。 Dozier 等 得出了相似的結(jié)果。 在 25—35—25 ℃ 循環(huán)模式溫度，露點(diǎn)溫度為 23 ℃ 時，21 ～ 49 日齡的肉公雞處在 3 m/s高風(fēng)速下的生產(chǎn)性能要高于 2 m/s 相對低風(fēng)速狀態(tài)下。Dozier 等研究了通風(fēng)方式對日循環(huán)高溫(25—35—25℃ )下肉雞生產(chǎn)性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，晝夜24h 高風(fēng)速(2.79m/s)組 37 ～ 51 日齡肉公雞的體增重和飼料轉(zhuǎn)化率明顯高于僅白天12 h 高風(fēng)速組肉雞，但采食量和死亡率沒有顯著差異。綜合以上試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速對家禽生產(chǎn)性能的作用與環(huán)境溫度、風(fēng)速大小、飼養(yǎng)方式(單養(yǎng)和群養(yǎng)) 、日齡和通風(fēng)方式有關(guān)。

　　4、小結(jié)

　　本文通過總結(jié)家禽熱平衡及其調(diào)節(jié)，風(fēng)速對SHL 和 LHL 的作用，并結(jié)合對生產(chǎn)性能的陳述，闡釋了風(fēng)速在家禽熱平衡調(diào)節(jié)中的要作用。 風(fēng)速增加高溫環(huán)境下家禽 SHL 量，適宜風(fēng)速時的SHL在能量平衡調(diào)節(jié)中起主要作用;通過維護(hù)水平衡減少 LHL 量;通過增加 SHL 占比，相應(yīng)減少LHL 占比，提高能量的利用率，從而提高體增重和飼料轉(zhuǎn)化率。 風(fēng)速對生產(chǎn)性能的提高作用取決于風(fēng)速大小、肉雞日齡、環(huán)境溫度、飼養(yǎng)方式和通風(fēng)方式等。 今后應(yīng)進(jìn)一步研究風(fēng)速在不同高溫、濕度下家禽能量平衡和水平衡調(diào)節(jié)中的作用及其途徑，系統(tǒng)闡釋風(fēng)速調(diào)節(jié)熱平衡的作用機(jī)制，為合理通風(fēng)提供科學(xué)依據(jù)。

　　來源：雞保姆，作者：張少帥、張敏紅