Мікроклімат у птахівництві. Профілактика теплового стресу

Підтримання оптимального мікроклімату у птахівничих приміщеннях при будь-яких зовнішніх температурах — обов'язкова умова успішного виробництва.

 

Існує ряд заходів, що дозволяють не допустити охолодження птахи взимку і уникнути теплового стресу в жаркий період.

 

У попередній статті ми сконцентрували свою увагу на принципах мінімальної (зимової) вентиляції, що дозволяє уникнути протягів і переохолодження птиці, а також заощадити на електроенергії і теплоносіях.

 

Цього разу — спробуємо розглянути шляхи оптимізації мікроклімату в пташнику при високій зовнішній температурі, а також ряд супутніх заходів, що дозволяють мінімізувати негативні наслідки теплового стресу для птиці.

 

 

 

 

 

Температура — найважливіших фактор зовнішнього середовища, що впливає на показники вирощування птиці. Думки фахівців щодо негативного впливу низьких температур на показники продуктивності птиці сильно різняться, проте всі вони солідарні в тому, що підвищена навколишня температура неминуче знижує виробничі показники як на бройлерах, так і на племінний і яєчної птиці. Цей ефект помітно посилюється в умовах високої відносної вологості.

 

В умовах високої зовнішньої температури та вологості ( > 30°C, > 60%) у птаха швидко розвивається стрес, внутрішня Т тіла підвищується на 0,5-1°С, дихання частішає з 22 до 200 циклів у хвилину (гиперпноэ), активізуються артериально-венозні анастомози в ділянках тіла, через які здійснюється основна тепловіддача: гребені, сережки, відкрита шкіра ніг (фото 1).

 

Фото 1. Птах у стані теплового стресу.

 

Через респіраторний тракт птах позбавляється від вологи, яка забирає з собою надлишкове тепло. Це найважливіший шлях терморегуляції у птахів — на відміну від ссавців, які можуть пітніти. Але цей процес не може тривати довго і має негативний ефект — разом з видихуваним повітрям птиця втрачає велику кількість СО₂, що може призвести до респіраторного алкалозу з подальшим зниженням рН крові і метаболическому ацидозу.

 

У стані теплового стресу в плазмі крові птиці спостерігається підвищення рівня кортикостерону, лептину і глюкагону, а також зниження кількості гормону щитовидної залози та інсуліну. Ці процеси неминуче позначаються на метаболізмі птиці і можуть призвести до цілого ряду негативних наслідків, що виявляються зниженням таких показників, як:

- споживання корму — на 4-5% на кожен градус понад 30°С;

- середньодобовий приріст і конверсія корму;

- спермопродукция (до 50%) і запліднююча здатність племінних півнів (до 30%);

- яєчна продуктивність (до 8% при підвищенні температури з 21 до 32°С) і якість шкаралупи (утоньшение, крихкість) у промисловій і племінний несучки;

- маса яйця знижується на 0,4 м при підвищенні температури на кожний градус вище 21°С;

- якість бройлерної тушки: розрив шкіри при знятті пера, погане знекровлення, жорстке м'ясо, темна пігментація, біохімічні зміни складу м'яса — зниження вмісту протеїну, підвищення % жиру в тушці. Це в першу чергу стосується курочок і обумовлено природною реакцією організму на високу температуру — через синтез і депонування жирової тканини, при катаболізм якої утворюється більше води, ніж при розщепленні будь-якої іншої тканини в організмі;

- імунний статус птиці і збереження в старшому віці і т. д.

 

Клінічно тепловий стрес проявляється у птиці у вигляді симптомокомплексу, що включає:

- прискорене дихання через широко розкритий дзьоб;

- занурення дзьоба, гребеня і сережок в поїлки;

- заривання в підстилку;

- скуйовджене оперення;

- прагнення птиці в зону доступу свіжого повітря;

- опущені, трохи розставлені в бік крила;

- підвищена спрага і втрата апетиту;

- у критичній стадії процесу — утруднене дихання, конвульсії і загибель від респіраторного алкалозу.

 

 

 

 

 

Існує ряд заходів, які допомагають мінімізувати негативний вплив високих зовнішніх температур на птицю. Їх можна умовно поділити на технологічні, кормові і технічні.

 

Технологічні прийоми

 

- Зниження щільності посадки бройлерів на 20%, несучок — до 2 голів у клітку.

- Обмеження по глибині використовуваної підстилки до 3-5 див. Глибока підстилка виділяє більше биотепла в результаті розкладання компонентів посліду та їх взаємодії з подстилочным матеріалом.

- При вкрай високій зовнішній температурі в умовах старих пташників можна залишити за 1 м² відкритого бетонної підлоги по внутрішньому периметру будівлі — уздовж стін. Цю зону можна періодично зрошувати водою, створюй додаткове джерело випарного охолодження.

- У спекотний період птах споживає додатково 7% води на кожен градус понад 21°С. Тому будь дефіцит води призводить до швидкого зневоднення і загибелі птиці. Щоб уникнути цього, система напування повинна забезпечувати цілодобовий вільний доступ птиці на воді. Якщо є можливість, то бажано збільшити фронт напування на 20-25%. Крім того, дослідження показали, що прохолодна вода (15°С) сприяє підвищенню споживання корму на 5-10% порівняно з теплою (30°С).

- Доведено, що підвищення температури до 37,5°С в пташнику з 3-денними курчатами на 24 години істотно знижує негативні наслідки теплового стресу на птиці в більш старшому віці.

- Застосування світлового режиму, що чергує 1 годину світла і 3 години темряви, починаючи з 4-денного віку, в умовах теплового стресу дозволяє зберегти високий імунний статус поголів'я і істотно знизити смертність.

- Необхідно уникати годування в самий жаркий період доби. Для бройлерів можна зрушити на цей період темновую фазу, а для несучки та племінної птиці — перенести годування на ранній ранок, вечір або ніч. Однак максимальний ефект від цього заходу помітний саме на бройлерах.

 

 

 

Кормові фактори

 

 

Незважаючи на всі зусилля, прикладені до вивчення цієї проблеми протягом останніх 25 років, не було знайдено "кормових" рішень, здатних повністю компенсувати негативний вплив на птицю теплового стресу.

 

Але ми наведемо кілька найбільш дієвих заходів:

 

- Окислення кормових жирів в умовах високих температур може привести до їх часткового або повного неусвоению, розладу травлення, порушення обміну жиророзчинних вітамінів, електролітів і закономірного зниження виробничих показників. Запобігти цей процес можна додаванням в корм антиоксидантів, недопущенням контакту вітамінів і мікроелементів аж до моменту вироблення кормів, а також застосуванням захищених (інкапсульованих) форм вітамінів.

 

- Підвищення зовнішньої температури з 25 до 38°С майже в три рази збільшує потребу птиці у вітаміні А з-за переходу його запасів у печінці з термостабильной ефірної форми в термолабильную спиртову, піддається окисленню. Зростає також потреба у вітаміні Е, бере участь в захисті мітохондріальних ліпідів і синтезі нуклеїнових кислот; у вітамінах групи В, холине. В результаті такого комплексного дефіциту підвищується ризик загибелі птиці з причини жирової дистрофії печінки.

 

Тому додавання додаткової кількості електролітів (хлориду калію, 0,25-0,5% випоювання, або 0,5-1,0% у корм), жиро - і водорозчинних вітамінів, особливо вітаміну Е (до 250 мг/кг корму), а також аскорбінової кислоти (вітамін С) в дозах 100, 150 і 200 г/т готового корму для курей-несучок, бройлерів та батьківського стада відповідно — дозволяє ефективно боротися з тепловим стресом шляхом стимуляції вироблення в організмі кортикостероїдів (антистресових гормонів).

 

- Додавання Бетаїну, як донора метильних груп, у воду (500 г/л) або корм (100 г/кг) в умовах спеки дозволяє знизити споживання води, а також клоакальную Т і падіж на фінальній стадії відгодівлі.

 

- Додавання мультиферментных препаратів (амілази, протеази, ксиланазы) до кормів у період зниження поедаемости — допоможе частково компенсувати недоотримане кількість поживних компонентів корму шляхом кращого засвоєння кількості спожитого.

 

- Додавання в корм бікарбонату натрію з розрахунку 4-10 кг/т допомагає відновити в організмі рівень лужного буфера, втраченого при алкалозі в результаті гиперпноэ птиці в спеку.

 

- Додавання хлориду калію в корм (0,5-1,0%) або у воду (0,25-0,5%) допомагає відновити електролітний баланс.

 

- Додавання бацитрацину цинку та/або кормових антибіотиків позитивно позначається на збереження птиці в період теплового стресу.

 

Перераховані заходи відносяться переважно до розряду маловитратних, а часто і зовсім організаційних.

 

Найбільш ефективні та дорогі шляхи недопущення теплового стресу мають на увазі монтаж та використання додаткового обладнання.

 

 

 

Інженерно-технічні рішення

 

 

Які ж інженерно-технічні рішення дозволяють підтримувати бажану температуру в пташнику влітку?

 

Насамперед — це сама конструкція пташника. Так, при плануванні будівництва пташників в регіонах з тривалими періодами високих температур, їх необхідно орієнтувати у східно-західному напрямку. Максимальна висота даху повинна бути не менше 4 м зі скатом не менше 200. Це попереджає негативний тепловий вплив на птицю від загострюється в спеку покрівлі пташника. Для затінення стін пташника дах повинна виступати над ними на 1-1,5 м. Вона повинна бути добре ізольована підходящим матеріалом (скловата, поліуретан).

 

Покриття — переважно тепловідбивні гофровані алюмінієві листи. З внутрішньої сторони — водонепроникний пластик.

 

Площа бічної притоку повинна складати як мінімум 60% від площі стін. Якщо використовуються бічні штори — вони повинні надійно захистити птицю від дощу та сонця (фото 2).

 

Фоп 2. Пташник відкритого типу в умовах жарких країн.

 

Фарбування внутрішньої поверхні даху в білий колір дозволяє знизити її теплопоглинання на 10-15%.

 

І все ж основна роль у цьому процесі приділяється системі вентиляції.

 

Робота кліматичного обладнання, що використовується для охолодження птиці при високій зовнішній температурі, заснована на двох основних принципах:

1 — Конвекційне охолодження.

2 — Випарне (влажностное) охолодження.

 

Конвекційний метод передбачає охолодження за рахунок високої швидкості руху повітря — так звана тунельна вентиляція. Вона прийнятна для регіонів, де пікова денна температура не перевищує 42°С протягом не більше 3 годин на добу протягом 5-10 днів у році.

 

Ефективність охолодження при цьому безпосередньо залежить від швидкості руху повітря на рівні птиці і різниці температур повітря всередині і зовні пташника.

 

Швидкість руху повітря (V, м/сек.) всередині пташника визначають три основні чинники:

- Герметичність конструкції

- Максимальна продуктивність витяжки (С, м³/год)

- Поперечний переріз (S, м²)

 

Герметичність пташника гарантує, що весь повітря буде надходити тільки через технологічні отвори з одного кінця пташника (припливні жалюзі) та викидатися через інший (торцева витяжка), виключаючи "підсос" повітря по шляху найменшого опору — через найближчі щілини.

 

На ефективність роботи витяжних вентиляторів істотно позначається ступінь зносу ременів приводу, а також наявність великої кількості пилу і пуху на лопатях вентилятора і стулках жалюзі.

 

Зношений ремінь, навіть якщо він не "люфт", при споживанні однакового (з новим ременем) кількості енергії, не здатний забезпечити 100%-ную продуктивність роботи вентилятора. І навіть 10%-ва втрата продуктивності "обходиться" у 3°С охолоджуючого ефекту тунельної вентиляції.

 

Прилипають до лопат в процесі роботи пил і пух можуть змінити аеродинамічні характеристики лопатей і знизити повітрообмін на 30%.

 

Для ефективної роботи тунельної вентиляції ми повинні забезпечити максимальний рівень повітрообміну З = 5-7 м³/кг ж.м./година для створення потоку повітря зі швидкістю V = 2-2,5 м/с. на рівні птиці. V > 3 м/с. не надає додаткової охолоджуючого ефекту, а V > 4 м/с. — викликає у птиці ще більший стрес.

 

На жаль, на практиці зустрічаються різні ситуації, не дозволяють досягти бажаного ефекту навіть після реконструкції старих пташників та монтажу системи тунельної вентиляції.

 

Так, часто навіть при добрій герметизації і достатньою максимальної продуктивності наявної витяжки буває неможливо забезпечити необхідну швидкість потоку над птахом. Що ж робити в такому випадку?

 

Розглянемо приклад розрахунку повітрообміну для пташника підлогового утримання бройлерів.

 

Поголів'я — 35000 голів, вік 40 днів, планова ж. м. — 2,0 кг.

Габарити будівлі: a = 18 м, h_{середня} = 4 м, S_{поперечна}= 72 м² C = 400 000 м³/год, тобто — 5,7 м³/кг ж.м.

 

Максимально можлива V = 400000 м³/год / 72 м² / 3600 с = 1,54 м/сек., тобто в 1,62 рази менше необхідних 2,5 м/с.

 

У такій ситуації добитися бажаної швидкості можна двома шляхами:

 

1) Збільшити в 1,6 рази потужність витяжки, що досить затратно і не завжди технічно здійсненно.

 

2) Зменшити в 1,6 рази площа перерізу пташника (за рахунок його висоти). Це самий простий і економічний варіант вирішення проблеми. Для цього досить змонтувати під коником даху поперечні перегородки на кожні 20 м довжини пташника (фото 3, 4).

 

Фото 3. Перегородки з поліетилену.

 

 

Фото 4. Перегородки з пластику.

 

 

Перегородки можуть бути як жорсткими — стаціонарними, так і гнучкими (поліетилен) — регульованими по висоті.

 

Іноді для збільшення швидкості потоку повітря в центрі пташника буває досить встановити додаткові рециркуляційні (розгінні) вентилятори.

 

У кліматичних зонах, де максимальна літня температура стабільно тримається вище 35°С, а внутрішня температура пташника протягом тривало періоду перевищує 30°С, виникає необхідність поєднання системи тунельної вентиляції з системами додаткового випарного охолодження повітря.

 

В основі випарного методу охолодження лежить принцип поглинання тепла испаренной рідиною.

 

Необхідно пам'ятати, що на роботу будь-якої системи охолодження дуже сильний вплив має вологість повітря в приміщенні.

 

Теплопоглинальна здатність повітря безпосередньо залежить від його температури і відносної вологості. Чим вона вища — тим складніше домогтися бажаного ефекту.

 

Взаємозв'язок температури і вологості виражається психрометрической діаграмою Молье (Mollier) (рис. 1). По ній можна легко визначити співвідношення відносної і абсолютної вологості повітря при різних температурах, а також розрахувати необхідну ступінь насичення повітря вологою для досягнення бажаної температури.

 

Рис. 1. Діаграма Молье.

 

 

Так, наприклад, для повітря з параметром ОВ=40% зниження температури з 30 до 15°С приведе до підвищення ІВ до 100%. І навпаки, при нагріванні повітря з 16 до 22°С показник ІВ знизиться з 60 до 40%.

 

Конвекційний метод охолодження дозволяє знизити ощущаемую птахом температуру на 4-6°С. Такого ж ефекту можна добитися за рахунок випарного методу охолодження — при цьому відбувається фактичне зниження температури на 4-6°С.

 

Поєднання обох методів дозволяє знизити температуру на 6-12°С. Цього зазвичай достатньо для запобігання у птиці теплового стресу, який починається при температурах, що перевищують 30°С.

 

 

 

Вибір системи охолодження

 

 

У птахівництві знайшли застосування 2 типи систем охолодження:

 

 

В основі обох систем лежить принцип адіабатичного охолодження, коли вода переходить з рідкого стану в пароподібний, шляхом вільного випаровування.

 

При збільшенні абсолютного вологовмісту температура повітря знижується, в результаті чого одночасно з зволоженням відбувається асиміляція надлишкового тепла без використання штучного холоду.

 

Дискові (відцентрові) зволожувачі — "піонери" систем охолодження (фото 5). Суть їх роботи — в розпиленні води у вигляді туману при обертанні диска на великих оборотах. Зазвичай такі розпилювачі встановлюють в закриту систему припливної вентиляції або безпосередньо перед припливними шахтами всередині пташника (рис. 2). Система гранично проста і надійна і може працювати навіть при наявності домішок у воді, наприклад, піску. При споживанні води в межах 15-30 л/год, в залежності від площі пташника потрібно всього 3-4 дискових зволожувача.

 

Фото 5. Дисковий (відцентровий) зволожувач.

 

 

 

 

Рис. 2. Принцип роботи форсунок зволоження.

 

До їх недоліків слід віднести неоднорідність розміру утворюваних крапель і високу ймовірність корозії вентиляційного обладнання при наявності у воді мінеральних домішок.

 

Форсунки дозволяють отримати спрей або аерозоль і бувають двох типів: низького і високого тиску води.

 

Форсунки низького тиску розраховані на 8-14 бар і поєднують переваги простоти конструкції і дешевизни. Їх можна легко змонтувати в наявному пташнику, розташувавши поблизу від припливних кватирок для прискорення випаровування води з розрахунку 1 форсунка на 500 голів (рис. 2). Такі системи працюють при витраті води 10-15 л/ч. і вельми ефективні в умовах високих зовнішніх температур ( > 37°С) за умови, що параметр ІВ не перевищує 70% (фото 6).

 

Фото 6. Система форсунок низького тиску.

 

Їх істотний недолік полягає в тому, що при високій вологості і розмірі краплі більше 30 мкм виникає ймовірність намокання підстилки.

 

Форсунки високого тиску працюють при 28-42 бар і мають розмір краплі в межах 10-15 мкм. Це практично виключає залишкову вологість навіть в умовах високої ІВ навколишнього повітря (фото 7).

 

 

Фото 7. Форсунка високого тиску.

 

Існують також форсунки ультрависокого тиску > 50 бар з розміром краплі 5 мкм і початковою швидкістю 100 м/с. Оптимальне розпорошення і охолоджуючий ефект досягаються при витраті води 5 л/ч.

 

Початкова вартість таких систем досить висока, однак при поліпшенні показників відгодівлі, особливо при високій щільності посадки птиці, ці витрати швидко окупаються.

 

Всі види форсунок дуже вимогливі до якості використовуваної води, оскільки високий вміст солей швидко виводить їх з ладу. Їх експлуатація передбачає наявність системи водопідготовки.

 

Касети випарного охолодження ("cooling pad") застосовуються в умовах високих зовнішніх температур, що перевищують 37°С (фото 8).

 

 

Рис. 3. Принцип роботи касети Фото 8. Касети випарного

випарного охолодження. охолодження.

Принцип роботи заснований на тому, що вступник в пташник гарячий зовнішній повітря проходить через касету, що складається з гофрованих целюлозно-паперових листів з різними кутами гофрів, по яких стікає холодна вода. Частина води випаровується, а решта здійснює функцію промивання охолоджуючої касети і відводиться назад в насосну станцію через систему рециркуляції. Таким чином, повітря, що виходить з касети, одночасно зволожується і охолоджується (рис. 3).

 

Завдяки спеціальній технології просочення створюється міцна конструкція касети підвищеної довговічності, захищена від гниття і руйнування.

 

За рахунок теплообміну з водою вдається знизити температуру повітря на 4-6°С, який потім проходить через пташник в системі тунельної вентиляції, ефективно знімаючи тепло з птиці.

 

Ця система знайшла широке застосування як у яєчному, бройлерному, так і в племінному птахівництві. Вона ідеально функціонує за умови правильного підбору продуктивності витяжних вентиляторів, площі касет і максимальної герметизації пташника, що виключає "засос" повітря через щілини і тріщини в стінах і покрівлі пташника — в обхід касет (фото 9).

 

 

 

Фото 9. Касети можуть розташовуватися як в торцевій частині пташника, так і в бічних стінах.

 

 

Системи охолоджувальних касет дорогі, однак їх застосування повністю виправдано в умовах тривалого періоду високих температур і високої щільності посадки птиці (табл. 1).

 

Показник	Дискові	Форсунки	Касети
Область застосування	Навпаки притоку, розгінних вентиляторів	У пташнику, поблизу від припливних клапанів	У приточке
Метод регулювання	Вкл./викл., тиском води	Вкл./викл.	Вкл./викл. водяного насоса
Переваги	Не залежні від якості води (періодична чистка диска), прості в монтажі	Гарне випаровування при високому тиску води, прості в монтажі. Прийнятні для помірного і жаркого клімату	Можлива безперервна експлуатація, гарне випаровування, поширена система, насос низького тиску з великим ресурсом, невеликі експлуатаційні витрати, низька ймовірність намокання підстилки
Недоліки	Ризик намокання підстилки, нерівномірне зволоження (застосовується рідко)	Вимагають насосів високого тиску, неприйнятні для безперервної експлуатації, вимогливі до якості води, ймовірність засмічення форсунок	Касети можуть засмічуватися пилом і зростанням цвілі, водоростей, потребують заміни через кожні 1-10 років (в залежності від якості води, догляду та режиму експлуатації), ефективність залежить від герметичності пташника

Експлуатаційні витрати таких систем зводяться до необхідності застосування високопродуктивних витяжних вентиляторів, а також періодичної заміни самих касет. Частота заміни касет більшою мірою визначена якістю використовуваної води, як і у випадку з форсунками.

 

Охолоджувальний потенціал високоефективної системи охолодження (форсунки або касети) можна розрахувати, повернувшись до психрометрической діаграмі Молье (табл. 2).

 

 

Швидкість, м/сек.	Охолоджуючий ефект при зовнішній Т, оС
	< 32oC	> 32oC
0,00	0,00	0,00
0,25	0,50	0,00
0,50	1,50	0,00
1,00	2,00	0,50
1,50	4,00	2,00
2,00	5,50	2,50
2,50	6,00	3,00

 

 

 

 

 

Боротьба з високою температурою всередині пташника в літній період — найважливіший етап на шляху подолання теплового стресу у птиці.

 

Але перед тим як визначитися з методами "боротьби" — необхідно критично оцінити ступінь загрози теплового стресу і можливої шкоди для птахівництва вашого регіону, тобто — тривалість спекотного періоду і пікову температуру, з якої потрібно "боротися".

 

Для  птицеводства центральной полосы и особенно северных широт, где длительность пиковых температур ( > 30°С) редко превышает несколько дней в году, вполне можно обойтись применением технологических и кормовых приемов компенсации теплового стресса, а также недорогостоящими системами дискового или форсункового охлаждения. Для южных регионов система кассетного охлаждения в сочетании с тоннельной вентиляцией, является, пожалуй, единственно оптимальным выбором.

 

 

 

Библиография

 

1. Ahmad Ibrahim. Battling the heat in the summer months. WP, Vol. 17, No 5, 2001.

2. Alex Oderkirk. Air inlet design and control. WP, Vol. 10, № 3, 2003.

3. James Donald. Poultry house ventilation basics. 2nd edition. 2000.

4. Jan Hulzebosch. How to keep your birds cool. WP, Vol. 21, No 6, 2005.

5. Jan Hulzebosch. Ventilation systems vital to poultry houses. WP, Vol. 20, No 11, 2004.

6. Jan Hulzebosch. What the effects climate in the poultry house? WP, Vol. 20, No 7, 2004.

7. Jess Campbell et al. Keeping birds cool costs down in summertime heat. Auburn University in association with the US and poultry egg association. Issue No 48, 2007.

8. Ron Meijerhof. The Importance of Temperature Control in Optimizing Chick Health. WP, Vol. 22, No 3, 2006.

9. Salah H. M. Esmail. Thermal influences on poultry. WP, Vol. 17, No 3, 2001.

10. Simon M. Shane. Appropriate design of housing insulation, ventilation and cooling in tropical areas. WP, Vol. 17, No 9, 2001.

11. Simon M. Shane. Enhancing production at high ambient temperature. WP, Vol. 17, No 11, 2001.

12. Simon M. Shane. Reducing heat stress problems with heat. WP, Vol. 19, No 3, 2003.

13. Teaming up with a computer for climate perfect climatic conditions. WP, Vol. 18, No 11, 2002.

14. Wiebe van der Sluis. Teaming up with a computer for climate perfect climatic conditions. WP, Vol. 18, No 11, 2002.

15. Wiebe van der Sluis. Climate control is not an isue for larger houses. WP, Vol. 22, No 11, 2006.

16. Вишневський О. П. Порівняльний аналіз систем адіабатичного зволоження повітря. Кондиціонер. №8, 2004.