Nejdůležitějším článkem technologie průmyslového chovu zvířat je proces pěstování a uchovávání zdravých mladých zvířat. Pro tyto účely věda vyvinula technické prostředky založené na využití optického záření. Zkušenosti s aplikací v zemědělské praxi prokázaly vysokou účinnost a potenciál využití infračerveného (IR) záření pro lokální ohřev mladých zvířat a drůbeže v počátečním období odchovu; Současně se zvyšuje konzervace a produktivita mladých zvířat a výrazně se zlepšují pracovní podmínky servisního personálu.
Doporučení zkoumají hlavní ustanovení týkající se používání jednotlivých ozařovačů a zařízení pro infračervený ohřev mladých zvířat a poskytují také pokyny k instalaci a provozu těchto zařízení.
Většinu území naší země charakterizuje chladné podzimně-zimní období, které (v závislosti na pásmu) trvá 5 . 8 měsíců a je považován za nejnáročnější věk pro chov hospodářských zvířat. Teplo je v tomto období nezbytné zejména pro mláďata, jejichž termoregulační mechanismy jsou v prvních dnech života nedokonalé. Například selata se rodí bez srsti nebo podkožního tuku; 30 minut po narození jejich tělesná teplota klesne o 2. 3 °C.
Mladý skot v počátečním období růstu, zejména v novorozeneckém období, také vyžaduje zvýšené tepelné podmínky.
Fyzikální termoregulace nastupuje u novorozených jehňat až 10-15 dní po narození, a ještě později, pokud jsou chována ve vlhkých a chladných místnostech.
U čerstvě vylíhnutého mláděte dochází ke kolísání tělesné teploty při změně teploty vzduchu pouze o 0,03 °C a při poklesu na 14 °C. 15 °C tělesná teplota prudce klesá. S věkem se zvyšuje odolnost vůči kolísání okolní teploty a do dvou týdnů dosahuje tělesná teplota kuřat konstantní úrovně, typické pro dospělé ptáky.
Nízká teplota a vysoká vlhkost v uzavřených prostorách má nepříznivý vliv na růst a vývoj mláďat, což vede k poruchám látkové výměny, rozvoji nachlazení, poruchám trávení až úhynu.
Požadovaný teplotní režim pro rostoucí mláďata lze zajistit obecným vytápěním místnosti nebo kombinovaným systémem celkového a lokálního vytápění. Vhodnější je použití kombinovaného systému, který umožňuje vytvoření zvýšené teploty pouze na malém, omezeném prostoru, kde se mláďata nacházejí v prvním období odchovu.
Pro lokální vytápění se používají různé topné instalace – vytápěné podlahy, rohože, panely atd. Infratopení mláďat, které má příznivý biologický účinek na organismus zvířete, našlo široké uplatnění v zemědělské praxi.
Při dopadu paprsku záření na povrch těla zvířete se část záření odrazí, zbytek se absorbuje v kůži nebo podkoží a způsobí jejich zahřátí. Tepelný účinek infračerveného záření je založen na tom, že při jeho vstřebání do tkání se cévy naplní krví a metabolismus se normalizuje.
Stupeň průniku IR záření kůží závisí na jejím stavu (vlhkost, přítomnost srsti nebo peří, pigmentace). Absorpce IR záření kůží je velmi složitý biologický proces, na kterém se podílí celý živočišný organismus se svým termoregulačním aparátem. Záření proniká kůží a podkožím a vyvolává celkovou reakci těla, která probíhá reflexně prostřednictvím tepelných receptorů. Infračervené záření, které působí přes kůži na nervovou soustavu a jejím prostřednictvím na vnitřní orgány, zlepšuje funkci žláz, prokrvení tkání a orgánů.
Mechanismus působení dlouhovlnného (s vlnovou délkou více než 1500 nm*) a krátkovlnného (750 – 1500 nm) záření je vzhledem k různé hloubce průniku odlišný: dlouhovlnné záření je pohlcováno povrchovými vrstvami kůže a způsobuje jejich zčervenání, zatímco krátkovlnné záření proniká do hloubky až 7 . 8 cm a prohřívá hluboké tkáně. To vytváří spolehlivou bariéru pro pronikání chladu do těla zvířete a zabraňuje podchlazení. IR záření, pronikající do hlubokých vrstev kůže a podkoží, zlepšuje činnost žláz a celkový metabolismus reakcemi kůže a nervového systému.
* nm – nanometr; 1 nm = 10-9 um.
Bylo zjištěno, že po vystavení kůže a hlubokých tkání zvířat IR záření se aktivují krvetvorné orgány, zvyšuje se počet erytrocytů, leukocytů a hemoglobinu v krvi a objevují se aktivní produkty rozkladu bílkovin.
Studie prokázaly, že IR záření má pozitivní vliv na odolnost zvířat. Při ozařování v optimálních režimech se zvyšuje množství lysozymu v těle, zvyšuje se fagocytární aktivita leukocytů, jejich agresivita a titr normálních aglutininů, což vede k aktivaci fyziologických funkcí a zvýšení přirozené odolnosti organismu.
Při přerušovaném provozu IR zářičů se střídavým působením vysokých a nízkých teplot na zvířata podrobuje jejich cévní systém jakémusi tréninku a tělo se otužuje.
IR ozařování tak na rozdíl od jiných prostředků lokálního vytápění nejen chrání zvířata před podchlazením, ale také urychluje biologické procesy v jejich tělech, pomáhá zvyšovat tonus a přirozenou obranyschopnost, má pozitivní vliv na kondici, vývoj, růst a také na uchování mláďat.
Specifičnost účinku umožňuje i využití IR záření pro terapeutické účely. Terapeutický účinek krátkovlnného záření je založen na jeho schopnosti vyvolat aktivní hyperémii (tepelný erytém), která zlepšuje výživu tkání a urychluje resorpci patologických produktů. To je důvod pro použití IR záření pro léčbu různých zánětlivých procesů. V subakutním a chronickém stadiu zánětu se při vystavení IR záření soustřeďuje velké množství enzymatických prvků krve v hyperemické oblasti, což zvyšuje tvorbu oxidačních produktů a zvyšuje metabolismus v tkáních. Díky stejným procesům se zvyšuje výživa poškozených tkání a regenerace buněk, což má za následek urychlené hojení ran, vředů atd. Infračervené záření zvyšuje odpařování vlhkosti, což vysvětluje jeho vysušující účinek, který se využívá při léčbě mokvavých ekzémů, dermatitid a popálenin.
Slibné je zejména použití infračerveného ohřevu v kombinaci s ultrafialovým (UV) zářením. Studie prokázaly, že IR ohřev zlepšuje podmínky UV ozařování a tento kombinovaný efekt může výrazně zvýšit účinnost ozařování.
3.1. Zdroje infračerveného záření
Podle spektrálního složení se zdroje IR záření dělí na „světlé“ a „tmavé“. Převládající využití v chovu hospodářských zvířat pro ohřev mláďat mají „světelné“ zdroje záření – žárovky pracující při nižší teplotě vlákna oproti klasickým osvětlovacím žárovkám (T = 2000 – 2500 K). Zdrojem IR záření v lampách je spirála z wolframového drátu umístěná ve skleněné baňce hruškovitého tvaru.
Dosah záření „světelných“ zdrojů leží převážně v IR oblasti spektra s maximem 1100 . 1150 nm (obr. 1). Část záření spadá do viditelného spektra, proto se IR lampám říká „světelné“ zdroje.
Vnitřek žárovky přiléhající k základně je pokryt zrcadlovou vrstvou vytvořenou odpařováním hliníku ve vakuu nebo postříbřením. Takové zrcadlo má v infračervené oblasti spektra koeficient odrazu asi 0,9.
Důležitou výhodou „světelných“ zdrojů je jejich rychlost. Na rozdíl od jiných lokálních topných zařízení (elektricky vyhřívané podlahy, rohože), které se vyznačují značnou tepelnou setrvačností, se požadovaný teplotní režim v topné zóně IR lamp vytváří téměř okamžitě po jejich zapnutí, protože wolframové vlákno se zahřeje na provozní teplotu během desetin sekundy.
Rýže. 1. Relativní rozložení intenzity spektrálního záření infračervených lamp:
а — 220–250 IKZK; б — IKZ 220-800; в — 220-1000 KG.
Domácí průmysl vyrábí speciální elektrické infračervené zrcadlové lampy IKZK 220-250, IKZ 220-500 (GOST 13874-76), IKZ 220-500-1, které mají zmenšené celkové rozměry – stejně jako IR lampy s výkonem 250 W.
Spodní část žárovky svítilen IKZK 220-250 je pokryta červeným žáruvzdorným lakem. Použití barevného laku a skla je způsobeno nutností snížit podíl viditelného záření na celkovém toku lampy.
Rozložení toku záření a účinnost zrcadlových výbojek jsou za provozu prakticky konstantní, protože vnitřní zrcadlová vrstva není vystavena atmosférickým vlivům.
Infračervená křemenná halogenová lampa s jodovým cyklem KG 220-1000 (TU 16-535.354-70) je válcová baňka o průměru 10 mm, vyrobená z křemenného skla, které dobře propouští IR záření. Těleso vlákna je vyrobeno ve formě monospirály, namontované podél osy trubky na wolframových podpěrách. Žárovky KG 220-1000 mohou pracovat pouze ve vodorovné poloze (povolený úhel odchylky je 4°).
Technické vlastnosti IR lamp jsou uvedeny v tabulce 1.
„Temné“ zdroje IR záření generují v dlouhovlnné oblasti IR spektra (více než 2500 nm). Čím vyšší je teplota emitujícího povrchu, tím kratší je vlnová délka maximálního záření. Existují různá provedení „tmavých“ zdrojů záření. Nejběžnější jsou topná tělesa – kovové trubky se spirálou zalisované do ohnivzdorné izolační hmoty uvnitř. Teplota sálavého povrchu topného tělesa je asi 450 K, vlnová délka maximálního záření je 4000 . 5000 nm. Topná tělesa se u mláďat používají k ohřevu mláďat.
Tabulka 1. Technické charakteristiky elektrických zdrojů IR záření
