Die toestand van hittestres verhoog die aanvraag wat die omgewing eis vir hitteverlies. Stres verwys na al die eksogene (van die omgewing) en endogene kragte/faktore wat veranderinge en/of aanpassings lokaal of algemeen in die dier teweegbring.
Dit help om fisiologiese wanfunksies te vermy en dit stel die dier in staat om beter by die omgewing aan te pas. Die omgewing waar die dier bly, speel 'n kardinale rol in sy produksie, reproduksie en algemene gesondheidstoestand. Die prestasie, welvaart en fisiese gesondheid van die dier en veral die melkkoei, word beïnvloed deur uitwendige faktore, soos klimaat, grondtipe, diereversorging, produksietegnieke, afvalverwydering, besoedeling asook inwendige faktore, soos genetiese samestelling (ras en tipe) en teling (suiwer- of kruisgeteel).
Klimatologies speel hittestres gedurende die warm somermaande en die windverkoelingsfaktor gedurende die koue maande van die jaar die belangrikste rol in die prestasie van die dier.
Die gemaklikheid- of termoneutrale sone vir diere is 'n aanvoelbare sone van die omgewingstemperatuur wat begrens word deur 'n boonste kritieke temperatuur en onderste kritieke temperatuur. Indien die algemene prestasie (produksie, reproduksie en groei) en welvaart van die dier optimaal is by minimale inspanning vir termoregulering en in die afwesigheid van ander stresfaktore, is sy metaboliese funksies binne die aangeduide omgewingstemperatuurgrense so te sê ideaal ten opsigte van doeltreffende energieverbruiksvlakke.
Die gemaklikheidsone bestaan uit 'n koel, optimale en warm sone. Die optimale sone verteenwoordig 'n oorgangsone. Optimale produktiwiteit, doeltreffendheid en prestasie word deur die dier gelewer in die optimale sone van die gemaklikheidsone. Die optimale sone van die gemaklikheidsone van 'n melkkoei lê tussen 0°C en 16°C. Die gemaklikheidsone van Holstein Frieskoeie vir maksimale melkproduksie is tussen -5°C en 21°C.
Indien die omgewingstemperatuur tot bokant die boonste kritieke temperatuur styg, neem die hittelas van die dier toe. Hitteverlies deur die dier word bemoeilik, die hittelas neem verder toe en gevolglik styg die liggaamstemperatuur. Die dier kompenseer deur toename in sweet, hitteverlies deur vinniger asemhaling, afname in metabolisme en gedragsveranderinge.
As die temperatuur en verwante faktore, soos relatiewe vogtigheid asook lugbeweging van die termiese omgewing, die kapasiteit van termoregulering van hitteverlies deur verdamping oorskry, vind daar 'n geweldige styging in liggaamstemperatuur plaas en vrektes kan dan voorkom. Veeartse en landbou-ingenieurs kan die boonste kritieke temperatuurwaardes en onderste kritieke temperatuurwaardes baie nuttig gebruik by die ontwerp en ontwikkeling van dierebehuising om die nadelige klimaatsinvloede op diere te beperk.
In Tabel 1 word die gemaklikheidsone van sommige voedseldiere in terme van omgewingstemperatuur aangedui. In Tabel 2 word die boonste kritieke temperatuur vir voedseldiere uiteengesit. Alhoewel die gemaklikheidsone goeie riglyne bied ten opsigte van die prestasie van voedseldiere, sal meer toepaslike inligting uit die stresindeks verkry word.
Die stresindeks toon 'n vlak van stres aan wat die mate van fisiologiese verskuiwing vanaf die neutrale staat van die dier. Dié fisiologiese berekening word soms 'n indeks van spanning genoem met die veronderstelling dat hoe groter die fisiologiese reaksie, hoe nader is die sisteem aan ineenstorting.
Stres en stresveroorsakende faktore
Die totstandkoming en handhawing van die dier se homeostase is afhanklik van die algemene beheersisteem van stres. Faktore wat die sisteem se reseptors versteur en prikkel om te reageer, word stresveroorsakende faktore genoem.
Afhangende van die aard en omvang van die stresveroorsakende faktore word die algemene beheersisteem van die liggaam gestimuleer, wat die senustelsel, pituïtêr-adrenokortikaal-endokrinologiese en simpaties-adrenomedulêre sekresies bewerkstellig, wat uiteindelik meehelp in 'n poging om te vergoed vir die versteuring.
Bogenoemde reaksie is afhanklik van die "algemene aanpassingsindroom". Die algemene aanpassingsindroom is die samevatting van al die nie-spesifieke metaboliese aanpassings wat geaktiveer is met die doel om homeostase weer te normaliseer waar dit sowel lokaal as algemeen deur die stresveroorsakende faktore versteur is.
Die doel van die algemene aanpassingsindroom is om die dier by 'n spesifieke omgewing beter te laat aanpas en te laat funksioneer. Indien die omvang en aard van die natuurlike of kunsmatige stresveroorsakende faktore van so 'n aard is dat die algemene aanpassingsindroom abnormale of buitengewone aanpassings in die dier se fisiologie of gedragspatroon veroorsaak, is die dier dan in 'n toestand van stres.
Die inwerkingstellingsaksie van die algemene aanpassingsindroom kan stres veroorsaak waar die dier abnormale of buitensporige fisiologiese of gedragsveranderinge (volgens nie-spesifieke asook rasegte fenotipiese patroon) moet maak, om die antihomeostatiese toestand van die omgewing te hanteer en só die strestoestand vir die dier self te vergemaklik.
Termiese toestande binne die gemaklikheidsone of aanvaarbare temperatuurspektrum word nie gereken as stresveroorsakende faktore nie. Termiese toestande buite die grense van die gemaklikheidsone of aanvaarbare temperatuurspektrum is stresveroorsakende faktore wat direk of indirek bydra tot metaboliese aanpassings deur die algemene aanpassingsindroom wat verskillende stresverskynsels teweegbring.
Hierdie bespreking handel oor hittestres. Hittestres in die dier word verbind met van die volgende simptome: Styging in liggaamstemperatuur en asemhalingstempo, afname in voerinname, melkproduksie, liggaamsmassa asook uitwendige hittetekens en 'n toename in veloppervlakverdamping. Die aard en omvang van bogenoemde simptome met hulle uitwerking op die gesondheidstoestand, gedragspatroon, welvaart, produksie en reproduksie van die dier verskil na gelang van die duur en omvang van die hittestres asook van ander bykomende stresfaktore in die omgewing.
As 'n reël is hittestres ongewens omdat dit die dier se gesondheid, welvaart en prestasie benadeel en in uiterste omstandighede kan lei tot vrektes.
Temperatuurhumiditeitsindeks vir diere
Die vier belangrikste omgewingsfaktore wat die aanvoelbare en effektiewe temperatuur beïnvloed, is die droëboltemperatuur, relatiewe vogtigheid, straling en wind.
Bogenoemde faktore is almal redelik maklik meetbaar met instrumente. Daar bestaan nog nie 'n enkele indeks waar al die genoemde klimaatparameters tot uitdrukking kan kom om dit in 'n stresindeks weer te gee nie.
Die temperatuurhumiditeitsindeks (THI) is tans die beste en mees praktiese indeks vir die bepaling van hittestres op beeste in 'n gegewe area. Die kritieke temperatuurhumiditeitsindeks vir melkproduksie is 72 en vir reproduksie 65.
Die temperatuurhumiditeitsindeks word soos volg bereken: THI = tdb + 0,36 tdp + 41,2, waar tdb die droëboltemperatuur in °C (maksimum temperatuur om 14:00), tdp die doupunttemperatuur in °C en 0,36 asook 41,2 konstantes is.
Die tdp word bereken deur die natboltemperatuur om 14:00 af te trek van die droëboltemperatuur om 14:00. Die antwoord word in die higrometriese tabelle van die Weerburo gebruik, ooreenkomstig die korrekte atmosferiese druk in mb vir die bepaling van die tdp.
Lewende hawe klimaatveiligheidsindeks
Die lewende hawe klimaatveiligheidsindeks is gebaseer op die temperatuurhumiditeitsindekswaardes en is deur die Livestock Conservation Institute daargestel as riglyn vir die voorkoming en beheer van hittestres by beeste wat aan warm klimaatsomstandighede blootgestel is.
Interpretasie van lewende hawe klimaatveiligheidsindeks se kategorieë vir melkbeeste
Binne die normale grens van waardes (lewende hawe klimaatveiligheidsindeks) presteer die dier optimaal, ondervind hy minimale of geen hittestres nie en die hantering van die dier hou geen nadelige gevolge vir hom in nie (Tabel 3).
In die waarskuwing- tot kritieke kategorie van die waardes, ondervind die dier reeds 'n mate van hittestres, sy prestasie ten opsigte van produksie en reproduksie is reeds benadeel, hantering begin al 'n nadelige uitwerking op die dier se prestasie uitoefen en verkoeling van die diere is aangewese.
Vir die kategoriewaarskuwing tot bo die kritieke indeksvlak vir melkproduksie, geld dieselfde as vir laasgenoemde kategorie, maar melkproduksie word ernstig benadeel. In die gevaarlike kategorie ondervind die dier erge hittestres, sy prestasie ten opsigte van produksie en reproduksie word intens benadeel, hantering moet slegs in die vroeë oggend geskied en verkoeling van die diere is noodsaaklik met die nodige dieetaanpassings (Tabel 3).
In die noodkategorie kom vrektes maklik voor met al die ander nadele van die gevaarlike kategorie en verkoeling van diere is noodsaaklik.
Daar is geen area in Suid-Afrika en Namibië waar die maandelikse rekenkundige gemiddelde temperatuurhumiditeitsindekswaardes 83 (noodkategorie) oorskry nie, maar van die daaglikse temperatuurhumiditeitsindekswaardes oorskry dit wel.
Bespreking van Figuur 1
Daar is net beperkte gedeeltes in Suid-Afrika en Namibië (sien Figuur 1, blou) waar diere gedurende die vyf warmste maande (November tot Maart) van die jaar nie gebuk gaan onder hittestres nie.
Klimatologies, met inagneming van hittestres, is dit wenslik om in bogenoemde hittestresvrye areas met melkbeeste te boer of voerkraalbeeste vet te mes gedurende die vyf warmste maande van die jaar.
In die grootste gedeeltes van Suid-Afrika en Namibië ondervind beeste hittestres gedurende die vyf warmste maande van die jaar. Spesifieke areas se temperatuurhumiditeitsindekswaardes kan van die outeur verkry word aangesien dit te lywig is om die maandelikse, seisoenale en vyfmaandelikse temperatuurhumiditeitsindekswaardes vir die 563 weerstasies van Suid- Afrika en Namibië te publiseer.
Waar T die droëbol- of lugtemperatuur in grade Celsius (°C) en RH die persentasie relatiewe vogtigheid is.
Volgens die MOI is:
80 - 90: Redelik onbehaaglik
90 - 100: Baie onbehaaglik
100 - 110: Uiters onbehaaglik
110 en meer: Gevaarlik vir die mens se
Indien die data vir die berekening van die temperatuurhumiditeits indeks vir melkbeeste (diere) in die MOI se formule vir berekening van onbehaaglikheid geplaas word, weerspieël die data wat verkry word 'n baie groot mate van ooreenkoms met die onbehaaglikheidstatus van die mens.
Indien die mens 'n aanvoelbare temperatuur ondervind wat onbehaaglik is, moet vir praktiese doeleindes aanvaar word dat diere ook hittestres ondervind. Dit is 'n praktiese manier om te bepaal of die diere hittestres ondervind.
Beeste is homotermiese diere wat 'n konstante liggaamstemperatuur so na as moontlik aan 37,5°C tot 38,5°C moet handhaaf. Beeste raak ontslae van hulle liggaamshitte deur verdamping, konveksie, straling en geleiding.
Verkoeling van die bees deur verdamping van sweet is nie so doeltreffend soos in primate nie, omdat die vel se apokriensweetkliere min sweet produseer en 'n swak termoreguleringsfunksie vervul en dit word verder gekompliseer deur die swak waterreguleringsmeganisme van die bees.
Die waterbehoeftes van melkbeeste is veral groot gedurende warm klimaatstoestande en laktasie. Hoë produserende melkbeeste benodig met erge hittestres tot 150 liter water per dag.
Met 'n styging in die omge wingstemperatuur bokant die boonste limiet van die gemaklikheidsone vir optimale welvaart van melkbeeste, sal hulle liggaam sekere aanpassings maak om te probeer kompenseer en te voorkom dat die liggaamstemperatuur styg. Die bloedvate in die dier se vel sal dilateer (verwyd), respirasie tempo (asemhaling) sal toeneem, sweetkliere in die vel sal begin vog afskei, voerinname begin afneem, veltemperatuur kan met 10% tot 20% styg, waterinname styg met 20% tot 30% of meer, melkproduksie daal en die melksamestelling verander nadelig.
Nadele van hittestres by beeste
Uiergesondheid en melkproduksie
Die voorkoms van mastitisgevalle gedurende die warm somermaande verhoog die tempo van nuwe uierinfeksies. Daar is 'n afname in die doeltreffendheid van die uier se verdedigingsmeganisme.
Melkproduksie daal met 10% tot 40%. Die samestelling van die melk verander: Daar is 'n daling van 20% tot 40% in die bottervet, 10% tot 20% in die vetvrye vastestowwe, 10% tot 20% in totale melkproteïene en 'n styging in die somatiese seltelling.
Nekrobiose (beskadiging) van die uierweefsel neem toe.
Hoe hoër die temperatuurhumiditeitsindeks in 'n area, hoe hoër is die melkproduksieverlies en omgekeerd.
Hittestres verleng die oestrussiklus en verkort die oestrusperiode, konsepsie daal, embriomortaliteit styg met 'n ooreenkomstige verlaagde vrugbaarheid en plasentale wanfunksie.
Fetale (ongebore kalfie) groei word vertraag. Die dragtigheidstydperk is korter met 'n ooreenkomstige laer geboortemassa en 'n laer oorlewingsvermoë van die kalf. Die maksimum aanvoelbare temperatuur op die dag ná inseminasie het die grootste uitwerking op die konsepsie (bevrugting). Die kritieke periode vir oorlewing van die embrio ten opsigte van hittestres is tussen vier en ses dae ná konsepsie.
Hittestres verlaag die bul se libido, sperms se beweeglikheid en die konsentrasie neem af en daar is 'n verhoogte persentasie abnormale sperms.
Indien die temperatuurhumiditeitsindeks beskikbaar is, kan daar met die formule KT = 388,3 - 4,62 THI die konsepsietempo (KT) in melkbeeste (Holsteins) in 'n spesifieke omgewing vir 'n spesifieke tydperk van die jaar bereken word.
Hoe hoër die temperatuurhumiditeitsindeks in 'n area volgens bogenoemde formule, hoe laer is die konsepsietempo en omgekeerd. Bogenoemde formule kan ook as basis vir die konsepsietempo in beeste in die algemeen gebruik word. Groot verliese word in Suid-Afrika weens verlaagde konsepsietempo as gevolg van hittestres gedurende die maande met 'n hoë temperatuurhumiditeitsindeks ondervind.
Met hittestres is daar 'n afname in voerinname, veral ruvoer. Die afname in ruvoerinname speel 'n rol in die verlaging van die bottervetpersentasie van die melk. Die hitte-inkrement van die dier styg met voeding waar die omgewingstemperatuur hoog is. Dit wil voorkom asof die diere dan 'n groter behoefte aan kalium in die rantsoen het.
Hittestres beperk die groei en massatoename van beeste, afhangende van die genotipe en aanpasbaarheid. Beeste wat in voerkrale aangehou word, moet beskerm word teen hittestres vir bevredigende massatoename. Skaduvoorsiening is die minimum voorsorgmaatreël wat geneem behoort te word vir bevredigende prestasie by
voerkraalbeeste wat gebuk gaan onder hittestres.
Gedrag en gesondheidstoestand, veral by melkbeeste
Daar is 'n gedragsverandering in 'n poging om homeostase te behou deur posturale aanpassings, benatting van die veloppervlakte waar moontlik, in nat plekke lê en verminderde voedingstye gedurende die spitstemperatuur. Daar kan 'n aktivering van latente virusse plaasvind, wat 'n gunstige omgewing skep vir sekondêre bakteriese infeksies.
Mortaliteit styg waar die noodkategorie van die temperatuurhumiditeitsindeks van toepassing is. Dit word nie aanbeveel om 'n melkery of 'n voerkraal te begin in 'n area waar die temperatuurhumiditeitsindekswaardes 82 oorskry nie.
Die meeste diere in Suid-Afrika en Namibië ondervind hittestres gedurende die vyf warm maande van die jaar (November tot Maart, sien Figuur 1), met al die nadelige gevolge wat dit vir voedseldiere en veral vir melkbeeste en hulle prestasie inhou.