Promieniowanie słoneczne i oświetlenie pomieszczeń inwentarskich,

 cz. 1

Promieniowanie słoneczne.

Głównym źródłem promieniowania dla Ziemi jest Słońce. Z powierzchni Słońca promieniuje nieustannie w przestrzeń kosmiczną energia, której tylko znikoma część dociera do powierzchni Ziemi, dając światło i ciepło niezbędne do życia na niej. Temperatura rozpalonej powierzchni Słońca przekracza 6000 stopni Celsjusza. Ilość energii wysyłanej ze Słońca, na drodze której znajduje się Ziemia, gdyby bez przeszkód dotarła do jej powierzchni, to w ciągu kilku godzin nagrzałaby ją do temperatury wykluczającej życie. Przeciwdziała temu – czyli można powiedzieć jest czynnikiem umożliwiającym życie – atmosfera, która:

• zatrzymuje,
• rozprasza,
•  odbija promienie słoneczne.

Bilans energii słonecznej wysyłanej w kierunku Ziemi przedstawia się według Baura-Philipsa następująco:

• 43% energii pochłania kula ziemska,
• 42% energii jest odbite w atmosferze i od powierzchni Ziemi,
• 15% energii jest wchłonięte w atmosferze.

Bezwzględna wartość energii, jaką otrzymuje Ziemia, charakteryzuje stała słoneczna, która wynosi 1380 W / m2. Ilość energii słonecznej docierającej do Ziemi zależna jest także od kąta pod jakim dochodzą promienie. Promienie padające ukośnie do powierzchni Ziemi przechodzą przez grubszą warstwę atmosfery i padają na większy obszar. Powoduje to słabsze natężenie promieniowania, czyli zmniejszenie oddziaływania. Promienie przechodząc przez atmosferę, tracą dużą część swej energii przez wchłanianie i odbijanie przez:

• ozon,
•  parę wodną,
• pył,
• dym,
• chmury.

Oprócz promieniowania słonecznego w kierunku Ziemi, wysyłane jest promieniowanie z innych gwiazd naszej galaktyki, które dociera do atmosfery jako promieniowanie kosmiczne.

Wpływa promieniowania słonecznego na zwierzęta.

Promieniowanie ultrafioletowe.

Jest ono niewidzialne dla oka ludzkiego, jego natężenie zależy od kąta padania promieni słonecznych.

Frakcja A.

Są to fale przenikające przez szkło, mają one możliwość rumienienia skóry. Ultrafiolet A wnika w głąb skóry do 2 mm, do tkanki podskórnej, zależy to od zrogowacenia naskórka i karnacji skóry, czyli zawartości w skórze melaniny. W granicach tych fal znajduje się większa część naturalnego promieniowania nadfioletowego.

Frakcja B.

Fale te są najważniejsze biologicznie. Mają one zarówno działanie lecznicze, jak i szkodliwe. Obszar ultrafioletu B ma zdolność przeprowadzenia prowitaminy D w witaminę D3, przemiana ta następuje w skórze zwierząt. Witamina D3 ma podstawowe znaczenie w gospodarce wapniowo-fosforowej organizmów zwierząt. Witamina D3 może być zastąpiona witaminą D2 powstającą z ergosterolu w roślinach pod wpływem naświetlania ich ultrafioletem B, czyli może być podana z zielonką lub sianem odpowiednio zebranym. Kolejne hydroksylacje w organizmie zwierzęcym prowadzą do wytworzenia kalcytriolu, który odpowiada za prawidłowe wykorzystanie związków mineralnych w procesach kostnienia. Przyczyną niedoboru witamin grupy D jest brak dostępu promieni ultrafioletu B do skóry zwierząt, a także zbieranie siana przy deszczowej pogodzie. Takim zwierzętom, dla przeciwdziałania objawom krzywicy, trzeba podawać w paszy witaminy z grupy D. Przykładem mogą być stosowane powszechnie technologie utrzymania drobiu (niosek i brojlerów) bez dostępu światła słonecznego.

Promienie nadfioletowe powodują rozpad białka w skórze, skutkiem tego powstają związki czynne biologicznie, które przez uczynnienie gruczołów dokrewnych wpływają pobudzająco na przemianę materii. Promienie ultrafioletu maja też właściwości wywołania odczynu rumieniowego z następową pigmentacją skóry. Jest to zabezpieczanie się skóry zwierząt przed zbyt dużą dawką ultrafioletu. Dla ochrony głębszych warstw skóry warstwa naskórka staje się grubsza, rogowacieje. Ze znajdujących się w skórze cząsteczek histydyny pod wpływem melanotropiny powstaje barwnik melanina. Melanina ma na celu niedopuszczenie zbyt dużych ilości promieni ultrafioletowych do głębszych warstw skóry. Jeśli zwierzę, nieprzystosowane do silnego promieniowania słonecznego, zostanie przez długi okres poddane jego działaniu, to dochodzi do przewagi procesów rozpadu w komórkach skóry, z koniecznością odprowadzenia dużych ilości produktów rozpadu, może to wywołać miejscowe procesy zapalne, skutkujące spadkiem produkcyjności i obniżeniem odporności ogólnej organizmu. Ultrafiolet B wnika w głąb skóry przeważnie na głębokość 0,5 mm, czyli jest zatrzymywany w naskórku i skórze właściwej.

Frakcja C.

Fale te posiadają silne działanie bakteriobójcze i kancerogenne. Powodują silną jonizację i ozonizację powietrza. Wnikają w naskórek do 0,1 mm. Promieniowanie to jest wysyłane przez Słońce, jednak całkowicie zatrzymywane jest przez warstwę ozonową atmosfery i nie dochodzi do powierzchni Ziemi przy zmianach w warstwie ozonowej atmosfery, przy powstawaniu tzw. dziur ozonowych, w czym swój udział ma człowiek, uwalniając do atmosfery duże ilości freonu, który niszczy ozon.

Istota działania ultrafioletu na organizmy żywe polega na wzbudzeniu cząsteczki biologicznej przez pochłonięcie fotonu promieniowania nadfioletowego. Zachodzą wtedy:

• reakcje chemiczne, powodujące rozerwanie wiązań cząsteczkowych,
• fluorescencja,
• przekazanie energii innej cząsteczce.

Promienie UVC przez procesy fizykochemiczne, prowadzące do denaturacji i koagulacji białka działają głównie na jądro komórki, natomiast UVA przez chemiczne procesy rozpadu (fotoliza) działają głównie na plazmę komórek.

Dłuższe działanie promieni UV może powodować stany zapalne skóry, przebiegające z powstawaniem pęcherzyków, a nawet martwicy skóry, przy jednoczesnym przedostaniu się do krwi produktów rozpadu komórek, wywołujących ogólne objawy chorobowe w postaci:

• podwyższonej temperatury,
•  pobudzenia nerwowego,
• zaburzenia czynności przewodu pokarmowego,
•  w skrajnych przypadkach - śmierci.

Spotęgowanie działania promieni ultrafioletowych występuje u zwierząt o skórze i włosach białych, szczególnie u typowych albinosów. Jeżeli te zwierzęta karmimy roślinami, zawierającymi substancje fotokatalityczne (fotosensybilizatory), to pod wpływem ultrafioletu słonecznego w krótkim czasie dochodzi do stanów zapalnych skóry. Z roślin uprawnych fotosensybilizatory w dużym stężeniu zawiera gryka, w mniejszym lucerna i koniczyna biała. Niektóre zioła, także te zjadane przez zwierzęta na pastwisku, zawierają też substancje fotokatalityczne. Największe dawki znajdują się w dziurawcu (substancją uczulającą jest hiperycyna). Na pastwisku zwierzęta omijają to zioło, jednak przy zadawaniu zielonki do żłobów i dostępie zwierząt do nasłonecznionych wybiegów może wystąpić uczulenie. Ogólnie można stwierdzić, że substancje uczulające na światło znajdują się w rośłinach zawierających furanokumarynę. Działanie fotokatalityczne mają także kwasy żółciowe, przy przenikaniu ich do krwiobiegu objawy są podobne jak przy działaniu roślinnych fotosensybilizatorów.

Jeżeli rozpatrujemy zwierzęta gospodarskie, które większość życia przebywają w pomieszczeniu, to poza godzinami południowymi latem trzeba przyjąć pozytywne działaniu ultrafioletu. Pod wpływem promieni ultrafioletowych zwiększa się ilość wydzielanego z hemoglobiny tlenu, a przez to wzrasta oddychanie komórkowe. Wzmaga się przemiana węglowodanowa. We krwi wzrasta poziom hemoglobiny, a także liczba krwinek czerwonych, wzrasta też poziom ciał odpornościowych. Obserwuje się pogłębienie oddechu i zmniejszenie jego częstości. Jeżeli zwierzęta nie korzystają z promieniowania słonecznego, odbija się to na ich zdrowiu, a przez to na wielkości produkcji.

Największe efekty naświetlania ultrafioletem uzyskano u drobiu:

• kury nioski wykazywały się większą nieśnością i mniejszymi upadkami w porównaniu do kur nie naświetlanych,
• kury naświetlane znosiły jaja o wytrzymalszej skorupie,
• zawartość witaminy D3 w jaju wzrastała prawie o 40%,
• wylęgowość jaj wzrosła z 87% do 91%,
•  wykluwalność kurcząt zwiększyła się o 5-8%,
• wykluwalność kacząt zwiększyła się o 18%,
• naświetlanie piskląt jednodniówek zmniejszyło ich upadki.

U bydła naświetlanie spowodowało zwiększenie produkcji mleka o 11 – 18 %, cielęta od tych krów miały masę ciała o 8 -10% większą, a naświetlanie cieląt zwiększało ich przyrosty i odporność.

Optymalne dawki promieni UV według Instytutu Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa wynoszą dla (metrów/h/m2):

• cieląt – 140-160,
• jałówek 160-180,
•  krów – 270-285,
•  prosiąt ssących 20-25,
•  prosiąt odsadzonych 60-80,
•  macior 70-90,
• drobiu młodego 16-20,
•  drobiu dorosłego 40-50.

CDN.

 

Promieniowanie słoneczne i oświetlenie pomieszczeń inwentarskich,

 cz. 2

Promieniowanie widzialne (światło)

Światło jest jednym z podstawowych elementów egzystencji zwierząt. Bezpośrednim efektem promieniowania widzialnego jest działanie psychiczne, pozwalające zwierzęciu na orientację w terenie, wyszukiwanie paszy, ucieczkę przed napastnikiem itp. Jest także niezbędne przy obsłudze zwierząt.

Światło wpływa na wzmożoną aktywność ruchową oraz liczne procesy życiowe organizmów. Promienie widzialne wzmagają przemianę materii i przyswajalność pokarmu.

Biologiczna rola światła widoczna jest u wszystkich gatunków zwierząt gospodarskich i sprowadza się nie tylko do pobierania przez zwierzęta wrażeń wzrokowych, lecz światło bierze także czynny udział w aktywności wydzielniczej gruczołów dokrewnych.

 Pod wpływem działania światła na siatkówkę oka, ze skupisk neuronów sekrecyjnych podnieta biegnie torami Freya do podwzgórza, gdzie wytwarzany jest hormon luliberyna, który pobudza wydzielanie hormonów gonadotropowych w przednim płacie przysadki mózgowej. Dwa hormony gonadotropowe to folikostymulina, która inicjuje:

• dojrzewanie pęcherzyków Graffa,
•  wydzielanie przez nie estrogenów,
• a w jądrach pobudza spermatogenezę.

Drugi hormon luteinizujący u samic pobudza:

• jajeczkowanie,
•  wytwarzanie ciałka żółtego,
• a u samców stymuluje wydzielanie androgenów przez komórki jąder.

Ze względu na reakcje zwierząt na wydłużanie i skracanie się dnia świetlnego można zwierzęta podzielić na „dnia długiego” i „dnia krótkiego”. Reakcje te są mocno zasadzone u zwierząt dzikich. U zwierząt gospodarskich w trakcie wielu tysięcy lat przystosowania ich do warunków oferowanych przez człowieka także i w tym względzie nastąpiła poważna zmiana.

Zwierzęta dnia długiego wykazują wzmożoną aktywność płciową w okresie przyrostu dnia, okres godowy występuje w czasie wiosny. W przyrodzie jest on najbardziej znany u ptaków, u których okres lęgowy występuje wiosną, gdy dzień się wydłuża. Drób hodowany przez człowieka także jest fotofilny, mimo długiego okresu przekształcania, przystosowania do warunków utrzymania ukształtowanych przez człowieka. Poznanie zasad zależności aktywności rozrodczej ptaków od wydłużającego się dnia spowodowało, że kury niosą jaja przez okrągły rok, przy zastosowaniu w chowie intensywnym tylko sztucznego oświetlania i regulowania długości dnia przez hodowcę tak, by uzyskać jaja w odpowiednim okresie.

Podobnie zwierzęciem długiego dnia jest koń. U klaczy jajniki są czynne w okresie wydłużającego się dnia i szczyt aktywności osiągają w okolicy najdłuższego dnia w roku. W okresie jesiennym, tzw. spoczynkowym, objawy rui są mniej cykliczne, czasem jest to okres bezrymowy, a gdy objawy rui występują, to często jest to tzw. fałszywa ruja – bez dojrzewania pęcherzyka Graffa.

Zwierzęta dnia krótkiego – ruja występuje w okresie skracania się dnia jesienią. Ze zwierząt gospodarskich do zwierząt dnia krótkiego z całą pewnością zaliczyć można:

• kozy,
• owce,

 mimo że w ostatnim czasie wskutek zapotrzebowania na jagnięta przez cały rok do tuczu ta naturalna skłonność do aktywności płciowej jesienią została przez człowiek a „przytłumiona”, np. u rasy Dorset Horn występuje asezonalność rozrodu. U bydła, które można wywodzić do zwierząt dnia krótkiego w trakcie wielu tysięcy lat udomowienia cecha ta została zmieniona i obecnie, w dowolnym okresie roku występuje ruja i krowy zacielają się. Ze zwierząt dzikich do grupy zwierząt dnia krótkiego zaliczamy jeleniowate.

W sposób doświadczalny próbowano określić wpływ oświetlenia tak naturalnego, jak i sztucznego na organizm zwierzęcia. Wykazano, że u loszek wyhodowanych w ciemności lub przy niedoborze światła w pomieszczeniu masa jajników była o 26% mniejsza, a u knurów masa jąder o 21% mniejsza niż u zwierząt wyhodowanych przy dostępie światła. Część loszek okazała się niezdolna do rozrodu. Loszki wyhodowane w chlewniach dobrze oświetlonych wykazywały dużą aktywność płciową i zapładnialność. Także utrzymanie prośnych macior w pomieszczeniach o natężeniu światła 70-100 lx sprzyjało zwiększeniu przemiany białkowo-mineralnej, zwiększało odporność zwierząt i ich płodność,a także masę prosiąt po narodzeniu, w porównaniu do zwierząt utrzymywanych w chlewni o oświetleniu 6-8 lx. U drobiu oświetlenie jaj w aparacie wylęgowym powoduje wcześniejszy wylęg kurcząt.

Światło jest stymulatorem procesów odpornościowych organizmu zwierzęcego. Jedynie u zwierząt młodych w technologiach tuczu intensywnego można znacznie ograniczać ilość światła, ale nie może to być produkcja w ciemnościach. U brojlerów kurzych, które genetycznie od bojowca malajskiego mają zakodowaną agresję, przez:

• zmniejszenie światła białego,
• zastępowanie go światłem czerwonym

->

 

v  zmniejszamy natężenie walk hierarchicznych,

v   przeciwdziałamy kanibalizmowi,

v   przyspieszamy tucz ptaków.

Podobnie u tuczników trzody chlewnej – przez zmniejszenie intensywności oświetlenia uzyskujemy lepsze wykorzystanie paszy na przyrosty masy ciała. Musimy sobie zdawać sprawę, że tego typu ograniczenia intensywności światła są kontestowane przez część konsumentów, którzy uważają tak wyprodukowane mięso za mało apetyczne, zbyt wodniste – przeciwstawne do produktów ekologicznych.

U bydła także stwierdzono poprawę odporności zwierząt przy oświetleniu intensywnym. Wyniki biochemiczne krwi były w normie, skróceniu uległ okres międzyciążowy, co wiąże się z występowaniem przy dobrym oświetleniu wyraźnych objawów rujowych, a przez właściwe wykrycie krów w rui uzyskuje się wyższy wskaźnik zapłodnień po pierwszym unasiennianiu.

 

Promienie podczerwone.

Promienie podczerwone są dobrze przepuszczane przez skórę i tkanki podskórne, a nawet przez kości czaszki. Promienie podczerwone wnikają 7-20mm w głąb ciała zwierząt i zamieniane są w energię cieplną, czyli napromieniowane ciało ogrzewa się. Dlatego zwierzęta chętnie przebywają na słońcu zimne dni, a kryją się w cieniu w czasie upałów. Skutkiem nadmiaru promieni słonecznych może być udar słoneczny, jako skutek porażenia mózgu. Ośrodki nerwowe mózgu doznają silnego podrażnienia przez intensywne promieniowanie podczerwone, aż do porażenia.

 

 

Mechanizm udaru słonecznego polega na tym, że:

• promienie przegrzewają czaszkę,
• naczynia krwionośne opon mózgowych ulegają rozszerzeniu,
•  zawierają one więcej krwi niż normalnie,
•  część surowicy przesiąka do opon mózgowych,
•  czynniki te uciskają na mózg,
• dochodzi do podrażnienia ośrodka oddechowego i krążenia.

 Przy dalszej ekspozycji organizmu na promieniowanie podczerwone dochodzi do porażenia tych ośrodków, co może wywołać śmierć zwierzęcia wśród drgawek.

W warunkach optymalnych dawek promienie podczerwone rozszerzają naczynia krwionośne, uczynniając część naczyń włosowatych wpływają na lepsze ukrwienie i odżywienie tkanek. Ma to szczególne znaczenie przy tkankach chorych, gdyż pozwala na doprowadzenie do nich składników obronnych. Promienie podczerwone rozszerzając naczynia chłonne, pozwalają na szybsze usuwanie produktów przemiany materii. Oddziałują one także kojąco na łagodzenie bólu, co znalazło zastosowanie w medycynie, gdzie lampy podczerwieni przyspieszają gojenie ran, a także dają ulgę przy schorzeniach reumatycznych. Lampy wytwarzające podczerwień są szeroko wykorzystywane w drobiarstwie przy wychowie piskląt, przy wychowie prosiąt. Próbuje się je także wykorzystać w wychowalniach cieląt, zwłaszcza gdy wskutek wad budowlanych w kojcach dochodzi do zbyt dużego ochładzania.

Oświetlenie budynków dla zwierząt.

Oświetleniem nazywamy stosunek natężenia padającego strumienia świetlnego do pola powierzchni oświetlonej przez niego. Oświetlenie naturalne wnętrza pomieszczeń jest zależne od:

• szerokości geograficznej,
• usytuowania budynku względem stron świata,
•  pory dnia,
•  pory roku,
• usytuowania okien do stron świata,
• ich konstrukcji,
• stanu pogody.

W higienie zwierząt panuje pogląd, że oś długa budynku powinna biec wzdłuż kierunku północ-południe, przy odchyleniu 15 stopni. Przy takim rozwiązaniu okna wychodzą na wschód i zachód, przez co oświetlany jest cały budynek, a w czasie godzin południowych, gdy latem promieniowanie słoneczne jest zbyt duże, promienie padają na dach i ścianę szczytową, przez co ilość energii cieplnej, jaka dostaje się do wnętrza jest mniejsza i nie powoduje przegrzania zwierząt. Odchylenie od osi północ-południe proponowane jest ze względu na przeważające w naszym kraju wiatry zachodnie.

W budynkach dużych, dla ich równomiernego oświetlenia zaleca się umieszczenie okien w ścianach wschodniej i zachodniej, natomiast w północnej ścianie, dającej tylko promienie rozproszone, nie powinno umieszczać się okien.

Zacienienie budynku drzewami lub innymi budowlami powinno znajdować się w odległości równej ich podwójnej wysokości.

Okna powinny być rozmieszczone równomiernie, zgodnie z wymaganiami zwierząt co do oświetlenia ich pomieszczenia. W budynkach inwentarskich kształt okien przyjmuje się jako leżący prostokąt, ze względu na potrzebę wysokiego umieszczania parapetu okna, by szyby nie były niszczone przez zwierzęta. Wiadomo jednak, że okna kształtu prostokąta stojącego jak w budynkach mieszkalnych przepuszczają o kilkanaście procent światła więcej. Okna umieszczone wyżej zapewniają większy kąt padania światła, powoduje to lepsze oświetlenie w głębi pomieszczenia. Trzeba też zwrócić uwagę, by nie były one zacieniona przez okap dachu, może to zmniejszyć ilość światła do 50 %.

Czystość i kolor ścian mają duży wpływ na oświetlenie wnętrza budynku przez promienie odbite, z tego względu, a także jako czynność profilaktycznego odkażania zaleca się dwukrotne w ciągu roku bielenie ścian budynków inwentarskich świeżo sporządzonym mleczkiem wapiennym. Także ściany gładkie wskutek lepszego odbijania promieni zwiększają natężenie światła w porównaniu z chropowatymi.