CC BY
24
УДК 636+62-97/-98
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОРОВ ПРИ ВЫСОКИХ ЗНАЧЕНИЯХ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ
Ю.Г. Иванов, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой В.Г. Борулько, кандидат технических наук, доцент РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева E-mail: electro@timacad.ru Д.А. Понизовкин, соискатель
Московский государственный колледж электромеханики и информационных технологий E-mail: ponizovkin_d@mail.ru
Аннотация. В работе рассмотрены результаты исследований влияния температуры и относительной влажности воздуха, а также принудительной вентиляции на физиологические показатели коров: частоту сердечных сокращений, частоту дыхания, температуру тела. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что применение принудительной вентиляции способствует снижению частоты сердечных сокращений и частоты дыхания у коров, испытывающих тепловой стресс. Получены данные, необходимые для разработки технического задания на создание автоматической системы принудительной вентиляции с управляемым алгоритмом работы.
Ключевые слова: молочная ферма, корова, летний период, клинико-физиологические показатели, тепловой стресс, принудительная вентиляция.
Известно, что при повышении температуры воздуха выше 25°С и относительной влажности воздуха выше 60% в коровнике животные начинают испытывать тепловой стресс, который приводит к снижению молочной продуктивности животных [1, 2, 6, 7]. Целью экспериментальных исследований является исследование влияния высокой температуры и влажности воздуха, а также принудительной вентиляции на клинико-физиологические показатели животных: частоту сердечных сокращений, частоту дыхания, температуру тела.
Для проведения исследований были сформированы две группы животных-аналогов; создана климатическая камера, обеспечивающая формирование заданных значений температуры воздуха, относительной влажности и скорости потока воздуха; осуществлялась регистрация клинико-физио-логических показателей коров и параметров микроклимата в климатической камере; проведен анализ полученных данных.
Исследование проводилось с двумя группами коров, по три в каждой, черно-пестрой породы в коровнике молочной фермы зоо-станции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Шесть коров одного возраста находились в промежуточной стадии лактации. Среднее количество дней лактации - 100-160, средний удой - от 25 до 32 кг/корову (на день начала исследования). Первая группа содержалась в климатической камере с применением принудительной вентиляции, а вторая группа содержалась в климатической камере с использованием естественной вентиляции. Вторая группа была контрольной. В ходе исследования в климатической камере задавались различные значения температуры, относительной влажности, скорости потока воздуха. При этом регистрировались частота сердечных сокращений, частота дыхания и температура тела коров.
Микроклиматические параметры измерялись на различной высоте в разных зонах камеры и коровника. Для измерения темпе-
Механизация, автоматизация и машинные технологии в животноводстве
ратуры, относительной влажности, скорости потока воздуха и атмосферного давления применялся электронный регистратор Ме-теоскоп-М [3].
Температура тела животного измерялась ректально термометром с ценой деления 0,1°С. Частота сердечных сокращений измерялась пальпацией артерии в хвосте коровы. Частота дыхания животного оценивалась визуально по двигательным движениям грудной клетки.
Климатическая камера представляет собой специальный изолированный бокс на три коровы, состоящий из деревянного каркаса, обтянутого прозрачной полиэтиленовой пленкой, теплогенератора, устройства принудительной вентиляции, устройства увлажнения воздуха, комплекса контрольно-измерительных приборов.
В результате исследований установлено, что при относительной влажности воздуха 50% частота дыхания в среднем увеличилась на 65,70% - с 20,7 дыхательных движений в минуту (дых.дв/мин.) при 15°С до 34,3 дых. дв/мин. при 35°С. При значении относительной влажности воздуха 55% частота дыхания увеличилась на 76,68% с 19,3 дых.дв/мин. при 15°С до 34,1 дых.дв/мин. при 35°С. При относительной влажности воздуха 60% частота дыхания выросла на 81,22% с 19,3 до 35,7 дых.дв/мин. Когда относительная влажность составляла 65%, частота дыхания увеличилась на 84,82% с 19,1 до 35,3 дых.дв/ мин. Значение относительной влажности, равное 70%, характеризовалось увеличением частоты дыхания на 93,26% с 19,3 до 37,3 дых.дв/мин. Тогда как при значении относительной влажности воздуха 75% частота дыхания выросла на 103,11% с 19,3 до 39,2 дых.дв/мин., а при 80% - на 116,23% с 19,1 до 41,3 дых.дв/мин.
Исследованиями установлено, что частота сердечных сокращений возрастала с ростом температуры воздуха. Так, при относительной влажности воздуха 50% пульс животного увеличился на 32,66% с 64,3 при 15°С до 85,3 уд/мин. при 35°С. При значении относительной влажности воздуха 55% пульс в среднем увеличился на 34,30% - с
65,3 уд/мин. (15°С) до 87,7 уд/мин. (35°С). При относительной влажности воздуха 60% пульс увеличился на 40,16% с 63 (15°С) до 88,3 уд/мин. (35оС). Когда относительная влажность составляла 65%, частота сердечных сокращений выросла на 41,10% - с 65,7 до 92,7 уд/мин. Значение относительной влажности, равное 70%, характеризовалось увеличением пульса на 43,29% с 66,3 до 95 уд/мин. Тогда как при значении относительной влажности воздуха 75% частота сердечных сокращений выросла на 59,08% - с 63,3 до 100,7 уд/мин., а при значении 80% -на 63,97% с 63 до 103,3 уд/мин.
Таким образом, выявлено, что частота сердечных сокращений и частота дыхания животных повышаются с ростом температуры воздуха, причем чем выше относительная влажность воздуха, тем интенсивнее изменялись эти показатели. Температура животных изменяется незначительно, не более, чем на 2% (37,8-38,3°С). Увеличение значений клинико-физиологических параметров наблюдается в обеих группах животных.
В первой группе животных при применении принудительной вентиляции были получены данные, которые показали, что при воздействии потока воздуха происходит снижение частоты сердечных сокращений и частоты дыхания животных.
При скорости воздушного потока, равной 1 м/с, действующего на животных в течение 40 минут, снижение частоты сердечных сокращений при относительной влажности 50% и температуре 35°С в среднем составило 32,66%, тогда как при 80% и 35°С снижение было на 43,47% (рис. 1). Частота дыхания уменьшилась при относительной влажности 50% (35°С) на 53,95% с 34,3 до 22,3 дых.дв/мин., а при 80% (35°С) - на 49,37% с 41,3 до 27,7 дых.дв/мин. (рис. 2).
Установлено, что при скорости воздуха 1 м/с снижение частоты дыхания и пульса при относительной влажности воздуха 50% (35°С) у животных до нормальных показателей происходит за 15 минут. При увеличении влажности воздуха до 80% (35°С) снижение частоты дыхания и пульса до нормы происходит за 40 минут.
Лоигпа! оГ УШТ^Н №4(20)-2015
193
х .105 3 SB SB Я95
Z s 95
£«85
н
е
■T5 а
о
с55
Проведенные исследования свидетельствуют об изменении клинико-фи-зиологических показателей в жаркое время года и служат основой для разработки технического задания на создание автоматической системы принудительной вентиляции с управляемым алгоритмом функционирования [2].
0
5 10 15 20 25 30 35 Время работы вентилятора, t мин.
Ф=50% ф=55% ф=60% ф
ф=70% ф=75% ф=80%
Рис. 1. Изменение частоты сердечных сокращений при скорости воздуха 1 м/с
40
=65%
Рис. 2. Изменение частоты дыхания при скорости воздуха 1 м/с
Исследования показали, что при повышении температуры и влажности воздуха в коровнике повышается частота сердечных сокращений и частота дыхания у коров. При этом температура тела изменяется незначительно. Установлено, что при использовании принудительной вентиляции со скоростью потока воздуха 1 м/с, направленного на животных, частота сердечных сокращений и частота дыхания уменьшаются, быстрее приближаясь к норме.
Литература:
1. Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А. Обоснование параметров принудительной вентиляции на молочной ферме для летнего периода времени // Вестник ВНИИМЖ. 2013. №3.
2. Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А. Энергосберегающая система принудительной вентиляции коровника для летнего периода времени // Тр. конф. М., 2014.
3. Ляпин О.А. Гигиена с.-х. животных. Оренбург, 2010.
4. Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов. М., 1971. 460 с.
5. Шмидт-Нильсен К. Физиология животных. М., 1982.
6. Finch V.A. Comparison of nonevaporative heat 40 transfer in different cattle breeds // Australian Agricultural Research. 1985. Vol. 36. P. 497-508.
7. Body heat storage in steers in fluctuating thermal environments // Agricultural Science. 1983. №100.
Literatura:
1. Ivanov YU.G., Ponizovkin D.A. Obosnovanie paramet-rov prinuditel'noj ventilyacii na molochnoj ferme dlya letnego perioda vremeni // Vestnik VNIIMZH. 2013. №3.
2. Ivanov YU.G., Ponizovkin D.A. EHnergosberegayush-chaya sistema prinuditel'noj ventilyacii korovnika dlya letnego perioda vremeni // Tr. konf. M., 2014.
3. Lyapin OА. Gigiena s.-h. zhivotnyh. Orenburg, 2010.
4. Nesterenko A.V. Osnovy termodinamicheskih rasche-tov. M., 1971. 460 s.
5. SHmidt-Nil'sen K. Fiziologiya zhivotnyh. M., 1982.
6. Finch V.A. Comparison of nonevaporative heat transfer in different cattle breeds // Australian Agricultural Research. 1985. Vol. 36. P. 497-508.
7. Body heat storage in steers in fluctuating thermal environments // Agricultural Science. 1983. №100.
INFLUENCE OF PARAMETERS MECHANICAL VENTILATION ON PHYSIOLOGICAL INDICATORS OF COWS AT HIGH TEMPERATURES AND RELATIVE HUMIDITY IN THE BARN Y.G. Ivanov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head. the Chair V.G. Borulko, Ph.D., associate professor D.A. Ponizovkin, applicant RGAU-MSHA them. K.A. Timiryazeva
Abstract. The paper discusses the results of investigations of the effect of temperature and relative humidity, as well as mechanical ventilation on physiological indicators of cows; heart rate, respiratory rate, body temperature. Research showed that the use of mechanical ventilation helps reduce heart rate and frequency of breathing in cows experiencing heat stress. There is evidence required to develop technical specifications for the creation of an automatic system with mechanical ventilation control algorithms work. Keywords: dairy, cow, ventilation, heat stress, the hottest period, milk production, forced ventilation.
