Влияние солнечной радиации на организм животных кратко

Обновлено: 30.06.2024

Содержание работы

1.Свет как экологический фактор. 3
2. Реакции животных на длительность, интенсивность освещения, качество света………………………………………………………………………………6
3.Фотопериодизм………………………………………………………………..8
4.Световой режим………………………………………………………………10
4.1.Суточная, сезонная активность животных………………………………12

Файлы: 1 файл

Kursovaya_rabota_Ekologia_Zhivotnykh.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

1.Свет как экологический фактор. . . 3

2. Реакции животных на длительность, интенсивность освещения, качество света………………………………………………………………… ……………6

4.1.Суточная, сезонная активность животных………………………………12

Список использованной литературы…………………………………………. 16

Каждый вид адаптирован к специфическому для него комплексу условий среды – экологической нише.

Свет регулирует жизненные процессы практически всего живого на земле. И необходимо знать и учитывать это воздействие света на природу. Зачем? Чтобы уметь использовать природные особенности животных и растений себе на пользу, природе не во вред.

Для существования организмов требуется комплекс факторов. Потребность организма в них различна, но каждый в определенной степени лимитирует его существование.

1. Свет как экологический фактор.

Свет, есть одна из форм энергии. По первому закону термодинамики, или закону сохранения энергии, энергия может переходить из одной формы в другую. По этому закону, организмы являются термодинамической системой постоянно обменивающейся с окружающей средой энергией и веществом. Организмы, на поверхности Земли подвергаются воздействию потока энергии, в основном солнечной энергий, а также и длинноволного теплового излучения космических тел. Оба эти фактора определяют климатические условия среды (температура, скорость испарения воды, движение воздуха и воды). На биосферу из космоса падает солнечный свет с энергией 2 кал. на 1см 2 в 1 мин. Эта так называемая солнечная постоянная. Этот свет, проходя через атмосферу, ослабляется и до поверхности Земли в ясный полдень может дойти не более 67% его энергии, т.е. 1,34 кал. на см 2 в 1мин. Проходя через облачный покров, воду и растительность, солнечный свет еще больше ослабляется, и в нем значительно изменяется распределение энергии по разным участкам спектра.

Степень ослабления солнечного света и космического излучения зависит от длины волны (частоты) света. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,3 мкм почти не проходит через озоновый слой (на высоте около 25 км). Такое излучение опасно для живого организма в частности для протоплазмы.

В живой природе свет единственный источник энергии, все растения, кроме бактерий фотосинтезируют, т.е. синтезируют органические вещества из неорганических веществ (т.е. из воды, минеральных солей и СО₂ — при помощи лучистой энергии в процессе ассимиляции). Все организмы зависят в питании от земных фотосинтезирующих т.е. хлорофиллоносных растений.

Свет как экологический фактор делится на ультрафиолетовый с длиной волны - 0,40 - 0,75 мкм и инфракрасный с длиной волны больше этих величии.

Действие этих факторов зависит от свойства организмов. Каждый вид организма адаптирован к тому или иному спектру длиной волны света. Одни виды организмов адаптировались к ультрафиолетовым, а другие к инфракрасным.

Некоторые организмы способны различить длину волны. Они обладают специальными световоспринимаемыми системами и имеют цветное зрение, которые имеют огромное значение в их жизнедеятельности. Многие насекомые чувствительны к коротковолновому излучение, которое человек не воспринимает. Ночные бабочки хорошо воспринимают ультрафиолетовые лучи. Пчелы и птицы точно определяют свое местонахождение и ориентируются на местности даже ночью.

Характеристика света как экологического фактора. Живая природа не может существовать без света, так как солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, является практически единственным источником энергии для поддержания теплового баланса планеты, создания органических веществ фототрофными организмами биосферы, что в итоге обеспечивает формирование среды, способной удовлетворить жизненные потребности всех живых существ.

Биологическое действие солнечного света зависит от его спектрального состава, продолжительности, интенсивности, суточной и сезонной периодичности. (Дедю И.И., 1990)

Солнечная радиация представляет собой электромагнитное излучение в широком диапазоне волн, составляющих непрерывный спектр от 290 до 3 000 нм. Ультрафиолетовые лучи (УФЛ) короче 290 нм, губительные для живых организмов, поглощаются слоем озона и до Земли не доходят. Земли достигают главным образом инфракрасные (около 50% суммарной радиации) и видимые (45%) лучи спектра. На долю УФЛ, имеющих длину волны 290—380 нм, приходится 5% лучистой энергии. Длинноволновые УФЛ, обладающие большой энергией фотонов, отличаются высокой химической активностью. В небольших дозах они оказывают мощное бактерицидное действие, способствуют синтезу у растений некоторых витаминов, пигментов, а у животных и человека — витамина D; кроме того, у человека они вызывают загар, который является защитной реакцией кожи. Инфракрасные лучи длиной волны более 710 нм оказывают тепловое действие.( Степановских А.С., 1997.)

В экологическом отношении наибольшую значимость представляет видимая область спектра (390—710 нм), или фотосинтетически активная радиация (ФАР), которая поглощается пигментами хлоропластов и тем самым имеет решающее значение в жизни растений. Видимый свет нужен зеленым растениям для образования хлорофилла, формирования структуры хлоропластов; он регулирует работу устьичного аппарата, влияет на газообмен и транспирацию, стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот, повышает активность ряда светочувствительных ферментов. Свет влияет также на деление и растяжение клеток, ростовые процессы и на развитие растений, определяет сроки цветения и плодоношения, оказывает формообразующее воздействие.

Световой режим любого местообитания зависит от его географической широты, высоты над уровнем моря, состояния атмосферы, растительности, сезона и времени суток, солнечной активности. Поэтому разнообразие световых условий на нашей планете чрезвычайно велико: от таких сильно освещенных территорий, как высокогорья, пустыни, степи, до сумеречного освещения в водных глубинах и пещерах. В разных местообитаниях различаются не только интенсивность света, но и его спектральный состав, продолжительность освещения, пространственное и временное распределение света разной интенсивности и т. д. Соответственно, разнообразны и приспособления растений к жизни при том или ином световом режиме. (Радкевич В.А., 1983)

2.Реакции животных на длительность, интенсивность освещения, качество света.

Фактор естественной освещенности оказывает благоприятное влияние на жизнедеятельность животных, их рост и продуктивность. Под влиянием света у животных возрастает активность ферментов, улучшается работа органов пищеварения, усиливается отложение в тканях протеинов, жиров, минеральных веществ.

Солнечное освещение улучшает бактерицидные свойства крови, ослабляет и разрушает продукты жизнедеятельности микробов и их самих.

Нормальное естественное освещение способствует повышению сопротивляемости организма животных заболеваниям. По усредненным данным увеличение естественного освещения в помещениях для крупного рогатого скота способствует повышению молочной продуктивности примерно на 5%, а привесов - на 10%. Более высокое содержание жира в коровьем молоке вечернего удоя (по сравнению с утренним) связано с влиянием света.

Особенно эффективно сказывается на функции молочных желез у коров одновременное увеличение интенсивности света до 100-300 лк и продолжительности до 12-20 ч освещения в сутки. Это дает возможность в зимние месяцы повысить удои молока на 10-20%, снизить затраты кормов.

Способность воспринимать длину дня и реагировать на нее широко распространена в мире живых существ. Это означает, что живые организмы способны ориентироваться во времени, т. е. они обладают биологическими часами. Другими словами, для многих организмов характерна способность ощущать суточные, приливные, лунные и годичные циклы, что позволяет им заранее готовиться к предстоящим изменениям среды. При отсутствии источников натурального света естественные ритмы нарушаются, что приводит к негативным последствиям в той или иной степени.

Очень интересные опыты по влиянию света на половой цикл коров. Даже существует понятие, как климатическое бесплодие. Оптимальное соотношение 16 часов день, 8 часов – ночь. Это соотношение в разных регионах наступает по-разному, для нашей местности – конец апреля - май. Особенно чувствительны к длине светового дня коровы в первые два месяца после отела. В благоприятный по свету период гормоны вырабатываются по полной, а затем, по мере уменьшения светового дня, их уровень постепенно снижается. Так легко можно определить сроки наилучшего времени для спаривания животных.

Известно, что наиболее благоприятное время для появления потомства у животных — это время года, когда вокруг достаточное количество корма. Так, яичники и семенники голубя вяхиря начинают созревать, когда продолжительность дня превышает 12 ч., т. е. способности размножаться, таким образом, достигает к маю. Сизому же голубю для созревания половых желез требуется 9-часовой световой день, поэтому эта птица готова к спариванию 2-3 раза в год. Различие в сроках размножения объясняется тем, что вяхирь питается главным образом зерном поздно созревающих злаков, а сизый голубь - имеющимися повсюду в изобилии семенами сорняков. В то же время городской голубь обильную пищу находит в уличных отбросах практически в любую пору года, поэтому у него нет предпочтительного времени размножения. Аналогичная ситуация встречается и у других одомашненных животных. (Риклефс Р., 1979)

Фотопериодизм (греч. photos – свет и periodos – определенный круг времени) – ответная реакция организмов на продолжительность периодов света и темноты в суточном ритме. Способность живых организмов реагировать на длину дня получила название фотопериодической реакции. Фотопериодизм был открыт в 1920 г. В. Гарнером и Х. Аллардом во время селекционной работы с табаком (Garner, Allard, 1920). Они обнаружили, что один из сортов, который цвел весной и осенью в теплице, не зацветает летом в открытом грунте. В связи с тем, что летние условия практически не отличались от тепличных, за исключением периода освещенности, было

сделано предположение, что цветению препятствует длинный летний день. Предположение подтвердилось, когда удалось получить цветение табака летом при искусственно укороченном дне. В дальнейшем было установлено, что фотопериодическая реакция свойственна растениям разных таксономических групп. Способность воспринимать и реагировать на длину дня широко распространена и в животном мире. Фотопериодические реакции животных контролируют наступление и прекращение периода размножения, эмбриональное развитие (активное или с диапаузой), плодовитость, осенние и весенние линьки, переход к зимней спячке, чередование обоеполых и партеногенетических поколений, миграции (яркий пример – перелеты птиц). Физиологические и биохимические основы фотопериодизма у животных во многом до конца неясны. Предполагают, что фотопериодические реакции осуществляются путем сложной цепи нервно-рефлекторных и гормональных процессов, контролируемых у позвоночных

гипоталамо-гипофизарной системой. (Христофорова Н.К., 1999)

Фотопериодизм у животных. Способность реагировать на изменение продолжительности дня и ночи в суточном цикле присуща многим группам животных: насекомым, клещам, рыбам, птицам, млекопитающим и др. Фотопериодические реакции животных контролируют наступление и прекращение брачного периода, сезонные приспособительные явления. Особенности фотопериодических реакций определяются наследственностью и поддаются селекции. Почти несомненно, что фотопериодизм связан с биологическими ритмами (циркадными). Познание механизмов фотопериодизма позволит прогнозировать фенологию, динамику численности насекомых в природе, разводить полезных насекомых-энтомофагов, управлять развитием животных при их промышленном разведении (искусственное продление дня в осенне-зимний период, стимулирующее яйцекладку у птиц, используется в птицеводстве). (Реймерс Н.Ф., 1994)

Цель: Рассмотреть виды излучения и закономерности их действия на животных. Определить экологическую роль лучистой энергии и освещенности для оптимальной жизнедеятельности и возникновении патологии животных.

Вопросы практического занятия:

1. Физическая характеристика лучистой энергии и освещенности. Влияние солнечной радиации на организм животных.

2. Спектральный состав и биологическое действие солнечной радиации.

3. Определить уровень освещенности в животноводческом комплексе и птицеферме.

Теоретические сведения:

Солнечная радиация представляет собой один из видов электромагнитных излучений. С повышением температуры излучающего тела уменьшается длина волны его излучения, спектр излучения сдвигается в сторону более коротких волн. Согласно закона Планка, чем короче длина волна электромагнитного излучения, тем больше энергия его кванта. Этот закон имеет практическое значение, потому что от энергии кванта зависит биологическое действие. Степень воздействия связывают с глубиной проникновения излучения в ткани тела, интенсивностью облучения, его режимом, дозой, площадью, условиями, при которых проходит облучение, и состоянием организма.

Состав и свойства солнечной радиации. Земля получает ничтожное количество, всего 2,5 миллиардной части тепла, излучаемого Солнцем. Поглощаясь атмосферой, поверхностью земли и водой, солнечные лучи превращаются в тепловую энергию. Из всей солнечной радиации, направляющейся к Земле, к её поверхности доходят 43%, остальные 57% отражаются, рассеиваются или воспринимаются атмосферой. Верхние слои атмосферы резко замедляют скорость космических лучей и солнечной радиации. В результате здесь образуются радиоактивные изотопы ряда элементов 37 Ar, 7 Be, 14 C – источники вторичного излучения. Ионизирующее излучение коротковолновой части спектра – космические, гамма- и рентгеновские лучи к поверхности земли не доходят. К поверхности земли доходят только некоторые части радиации коротко- и длинноволновой частей спектра – ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи. В результате облучения ими верхних слоев атмосферы образуется озон, соединения азота и водорода. Озоновый слой атмосферы выполняет роль защитного фильтра Земли от губительных для биологических объектов лучей коротковолновой части спектра.

Атмосфера служит фильтром естественной солнечной радиации не только в качественном, но и количественном отношении. Если на границе атмосферы инфракрасных лучей – 43%, видимых 52%, ультрафиолетовых – 5%, то у поверхности Земли – инфракрасных лучей – 60%, видимых 39%, ультрафиолетовых – 1%.

При подъеме в горы на каждые 1000 м интенсивность ультрафиолетового излучения возрастает на 15%. Напряжение солнечной радиации, в том числе ультрафиолетовой, зависит от угла падения света, то есть длины его прохождения через атмосферу и прозрачности атмосферы. Поэтому интенсивность освещенности на поверхности Земли зависит от времени дня и года. При загрязненности атмосферного воздуха задерживается до 20-40%, а оконным стеклом из-за примесей в нем титана и железа до 90% наиболее ценного ультрафиолетового излучения. Излучение Солнца создает уровни освещенности намного выше тех, которые мы получаем при искусственном освещении. Так, уровень освещенности в помещениях для животных редко превышает 100 лк, и даже в пасмурный день на открытой местности он не бывает ниже 2000 лк, в ясный летний день интенсивность освещенности достигает 80000 лк и более.

Влияние солнечной радиации на организм животных

Биологическое действие солнечной радиации на организм животного связано с её качественным составом у поверхности Земли.

Инфракрасное излучение проникает на несколько сантиметров в кожу и за счет колебательных и ротационных движений молекул вызывает тепловой эффект. При этом повышается температура тканей, возникает гиперемия, усиливаются обменные процессы в коже и активизируется реакция фагоцитоза. Находясь в более холодной среде, организм животного сам излучает тепло. Однако излишне интенсивное инфракрасное облучение может вызвать тепловой удар и ожоги на коже.

Видимые световые лучи обладают таким же биологическим действием, как и инфракрасное излучение. Кроме того, они действуют фотохимически, как ультрафиолетовые, но значительно слабее, поскольку энергия их квантов достаточна лишь для возбуждения молекул тех веществ, которые называют фотосенсибилизаторами. К ним относят и зрительные пигменты сетчатки глаза, где под действием видимого излучения проходят биохимические реакции, ведущие к образованию нитромедиаторов, и генерируются электрические импульсы, вызывающие ощущение света. Те же нитромедиаторы стимулируют функцию клеток гипофиза и центральной нервной системы. Отсюда стимулирующее влияние света на весь организм животного, кору надпочечников и другие железы внутренней секреции.

Стимуляция организма видимым излучением происходит не только через глаза, но и через кожу, так как в крови всегда имеется определенное количество фотосенсибилизаторов, например гематопорфирина.

Спектральный состав и биологическое действие солнечной радиации

Вид излучения	Длина волны, нм	проницаемость кожи, мм	Биологический эффект	Примечание
Ультрафиолетовое область С (короткие)	180 – 400 180 – 280	0,2 – 2,0	Сильное бактерицидное и общестимулирующее действие, синтез холекальциферола	Короче 290 нм задерживается слоем озона на высоте 30 км
область В(средние)	280–315	––	Сильное общестимулирующее действие, слабое бактерицидное, синтез хелекальциферола	Биологически наиболее ценные
область А (длинные)	315 – 400	––	Слабое общестимулирующее, пигментообразование	Диапазон ультрафиолетового излучения, достигающего тропосферы
Видимое	400 – 760	2,0 – 25,0	Ощущение света, тонизирующее действие
Инфракрасное коротковолновое средневолновое длинноволновое	700 – 5000 760 – 1500 1500 – 3000 3000 – 5000	1,0 – 25	Увеличение обмена веществ в коже, усиление действия ультрафиолетового излучения

Световые и ультрафиолетовые лучи оказывают существенное влияние на развитие яйцеклеток, продолжительность случного периода и беременности. Весной с увеличением интенсивности солнечной радиации и усилением солнечной радиации и усилением секреции половых желез у большинства видов животных половая активность возрастает. У животных северных широт случной сезон обычно короткий, у животных южных широт – более продолжительный. Нарастание половой активности у овец, коз и верблюдов совпадает с периодом укорочения продолжительности светового дня. Это используют в практике, например, шубного овцеводства. В апреле-июне часть светового дня их содержат в затемненных помещениях. В результате период течки у таких овец передвигается с осени, как это бывает в естественных условиях, на начало лета. Если укорачивать продолжительность светового дня ранней осенью в шедах для выращивания молодняка норок или иных пушных зверей, то на несколько недель можно ускорить наступление зимней линьки и формирование качественного однородного меха. В результате сокращается продолжительность содержания многочисленных промысловых стад пушных зверей, что имеет большое экономическое значение. Еще более чувствительны к продолжительности и интенсивности светового режима на протяжении суток и по физиологическим периодам жизни птицы. Поэтому в практике промышленного птицеводства световой режим четко отработан и тщательно соблюдается для каждого из принятых на птицефабриках варианта технологии с учетом физиологического состояния эксплуатируемых птиц.

Биологическое действие света за счет смены дня и ночи, света и темноты, продолжительности светового дня, напряженности солнечной радиации по сезонам года, времени суток обеспечивает изменение физиологического состояния животных. Такие ритмические изменения процессов жизнедеятельности в организме под влиянием чередования световых и темновых интервалов носит название фотопериодизма. Многие регуляторные реакции, поведение животных объясняют именно фотопериодизмом.

Недостаток света, особенно для репродуктивных и растущих животных, приводит к глубоким, часто необратимым изменениям в созревании и функциональном становлении половых желез, формировании защитных сил организма, сохранении здоровья и получении продукции. Световое голодание у взрослых животных может быть причиной снижения половой активности, оплодотворяемости и наступления временного бесплодия.

Ультрафиолетовое излучение, в частности лучи обладают большой силой энергии квантов, которая достаточна для того, чтобы вызвать возбуждение молекул белков, нуклеиновых соединений, пуриновых и пиримидиновых оснований. Происходящий при этом распад белковых молекул – фотолиз – сопровождается образованием физиологически активных веществ – гистамина, холина, ацетилхолина, активизирующих обмен веществ и трофические процессы. Улучшаются функционирование органов дыхания и кровообращения, кислородное снабжение тканей. Ультрафиолетовые лучи вызывают также общее стимулирующее эритемное действие на организм за счет расширения кровеносных сосудов, которое начинается в коже. При этом усиливается рост волос, активизируется функция половых и сальных желез, утолщается роговой слой, уплотняется эпидермис. Вследствие этого повышается сопротивляемость кожи, усиливаются рост и регенерация тканей, заживление ран и язв. В базальном слое кожи под действием ультрафиолетовых лучей образуется пигмент меланин, защищающий кожу.

У всех видов здоровых домашних животных ультрафиолетовые лучи улучшают гемопоэз, иммуногенез и естественную сопротивляемость организма к действию инфекционных и токсических агентов. Ультрафиолетовое излучение служит мощным адаптогенным агентом, широко используемым в животноводческой практике для повышения продуктивности животных и птиц.

Под действием ультрафиолетового излучения на нуклеиновые соединения микробной клетки наступает ослабление их жизнеспособности, то есть проявляется бактерицидный эффект по отношению ко многим патогенным микроорганизмам.

Поэтому солнечную радиацию издавна считают мощным естественным дезинфектантом внешней среды, обладающим бактериостатическим и бактерицидным действием. Вегетативные формы микробов и вирусы под прямыми лучами солнца погибают через 10-15 минут, а споровые формы – через 40-60 минут.

Нормативное искусственное освещение в животноводческих зданиях следует осуществлять люминесцентными светильниками с газоразрядными лампами улучшенного спектрального состава, мощностью от 15 до 80 Вт. Для искусственного освещения помещения применяют лампы накаливания главным образом для обеспечения освещенности менее 5 лк.

У животных в условиях животноводческих помещений, особенно в зимне-стойловый период содержания, развивается ультрафиолетовая недостаточность даже при наличии моциона. Особый недостаток естественного ультрафиолетового излучения отмечают при нахождении животных в закрытых помещениях 7 – 8 месяцев. За стойловый сезон получают только 10-20 % ультрафиолета. Восполнить недостаток в природных ультрафиолетовых лучах, как и во всей солнечной радиации, особенно при круглогодичном содержании животных в помещениях закрытого типа можно с помощью источников искусственного света, ультрафиолетового и инфракрасного облучения.

Обогрев молодняка инфракрасными лампами должен проводиться в круглосуточном прерывистом режиме: 1,0-1,5 часа лампы функционируют и 0,5-1,0 часа выключены. Это способствует улучшению адаптационно-защитных функций организма, тренируют терморегуляцию, повышают естественную устойчивость.

Чрезмерное использование солнечной радиации животными летом, в дни с высоким уровнем инсоляции может иметь отрицательные последствия: вызвать ожог на коже непигментированных участков, заболевание глаз, перегрев, солнечный удар.

Интенсивный солнечный, например, отраженный от снега свет может привести к фотофтальмии, сопровождающейся гиперемией и отеком конъюнктивы, раздражением сетчатки, роговицы глаза и повреждением хрусталика.

Солнечный удар происходит вследствие сильного и продолжительного перегревания инфракрасного лучами преимущественно твердой оболочки головного мозга. Вследствие такого нагревания возникает резкая гиперемия мозговых оболочек со значительным расширением их сосудов, отдельные из которых могут лопнуть. Первоначально отмечают угнетение организма, сменяющимися возбуждением. Нарушается функция сосудодвигательного и дыхательного центров. Гибель животных наступает вследствие паралича центра дыхания или сердца. Солнечный удар наиболее тяжело протекает в условиях, способствующих возникновению теплового. С целью профилактики солнечного удара головы животных необходимо защищать от действия прямых солнечных лучей.

Солнечная радиация – необходимое условие жизнедеятельности организма животных. Как дефицит, так и избыток солнечного света негативно влияют на организм. При световой недостаточности нарушаются витаминный и минеральный обмены, развиваются рахит у молодняка, остеодистрофия у взрослых животных. Чрезмерное солнечное облучение может стать причиной снижения продуктивности животных, их заболеваний. Сильный солнечный свет вызывает раздражение сетчатки, сосудистой оболочки глаза, повреждение хрусталика; он может стать причиной воспаления роговицы (кератита) и конъюнктивы (конъюнктивита). Патогенное действие солнечных лучей зависит от физиологического состояния животного, условий его содержания, кормления.

Практическая работа №2

Очень важно и многообразно влияние на животных солнечной радиации.

Солнечной радиацией называется поток лучистой энергии Солнца, идущий к поверхности земного шара. Солнечная радиация представляет собой волну электромагнитных колебаний, распространяющихся прямолинейно со скоростью 300 тыс. км/с.

Солнечная радиация — единственный источник энергии, тепла и света на Земле. Благодаря солнечной радиации происходит нагревание поверхности земного шара, испарение воды, перемещение воздушных масс, изменение погоды. Она является основным фактором, обусловливающим климат местности.

Основную часть солнечного спектра составляют лучи с малой длиной волны, которая измеряется в нанометрах (нм). Гигиеническое значение имеет оптическая часть солнечного спектра, которая разделяется на 3 диапазона: инфракрасные — с длиной волны от 280 до 760 нм, видимые лучи — от 760 до 400 нм, ультрафиолетовые - от 400 до 280 нм. При прохождении через воздушную оболочку Земли отражается и поглощается почти 60% энергии Солнца, до поверхности планеты доходит только 1% ультрафиолетовых лучей, около 40% видимых световых и 59 % инфракрасных лучей.

Интенсивность солнечной радиации и её спектральный состав подвержены значительным колебаниям в течение года, суток, наибольшая интенсивность отмечается с мая по август.

Солнечная радиация оказывает мощное биологическое действие, стимулирует физиологические процессы в организме, изменяет обмен веществ и общий тонус организма.

Биологическое действие лучей на организм зависит от длины волны — чем короче волны, тем сильнее их биологическое действие. Наиболее сильное действие оказывают ультрафиолетовые лучи. Они стимулируют белковый, жировой, углеводный и минеральный обмены. Отмечено их действие на функции кроветворения и иммунологические процессы, что обусловливает повышение защитных сил организма.

Под воздействием УФЛ в коже животных из провитамина 7-дегидрохолестерина образуется витамин D₃ регулирующий фосфорно-кальциевый обмен и предохраняющий молодняк от рахита, а взрослых животных — от остеомаляции.

Большое значение имеет бактерицидный эффект УФЛ, в результате чего происходит обеззараживание воздуха, почвы, воды. Наиболее характерной реакцией организма человека на воздействие УФЛ является развитие пигментации (загар). Передозировка ультрафиолетового облучения может привести к ожогам и раздражению кожи, головным болям, повышению температуры тела.

Для профилактики УФ-голодания в зимне-стойловый период содержания рекомендуется использовать искусственные источники УФ излучения — ртутно-кварцевые лампы. Для облучения телят, поросят, ягнят и птиц пользуются комбинированной установкой ИКУФ. Животных облучают с перерывами — через 2 дня на третий, облучатели подвешивают на высоте не менее 1 м от спины, продолжительность облучения — 5—30 минут.

Инфракрасные лучи обладают тепловым действием.

В целях улучшения физиологического состояния, роста, развития и сохранности молодняка, а также создания оптимального температурно-влажностного режима в помещениях в осенний и зимне-весенний периоды года широко используют локальный обогрев телят, поросят, ягнят и цыплят инфракрасными лампами. ИК-лучи повышают температуру воздуха, прогревают кожу и глубоколежающие ткани, способствуют притоку крови к периферическим кровеносным сосудам, благодаря этому создается тепловой барьер, предупреждающий охлаждение организма. ИК-лучи совершенствуют теплорегуляцию и способствуют закаливанию организма молодняка сельскохозяйственных животных.

Для инфракрасного облучения используют лампы различных типов — ИКЗ, ИКЗК, облучатели ОРИ-1, ОВИ, ИКУФ и др.

С целью активизации адаптиационнозащитной реактивности организма животных, режим обогрева ИК-лучами должен быть прерывистым. Поросят-сосунков и телят облучают круглосуточно при режиме 1—1,5 ч обогрев и 0,5 ч перерыв.

Высоту подвеса ламп необходимо изменять в зависимости от возраста животных. Обычно лампы мощностью 250 Вт подвешивают на высоте 70 см от спины животного, мощностью 500 Вт — 100-120 см.

Видимый свет обеспечивает ориентацию животных в пространстве, повышает двигательную активность за счет активизации нервно-мышечного тонуса. Видимый свет вызывает раздражение зрительного нерва, возбуждает нервную систему и эндокринные железы и через них действует на весь организм.

Под влиянием света у животных усиливается секреция половых желез и стимулируется половая функция. Недостаток света у растущих животных может вызвать необратимые качественные изменения в половых железах, а у взрослых животных снижает половую активность, оплодотворяемость или вызывает временное бесплодие. Так, например, у ремонтных свинок и хряков, выращенных в условиях недостаточной освещенности, масса яичников и семенников на 20—24 % ниже, чем у животных-аналогов, содержащихся в условиях нормальной освещенности.

Содержание хряков-производителей при освещенности 100— 150 л к и продолжительности светового дня 9—10 ч положительно влияет на их потенцию и качество спермы.

Активность яичников и проявление половой охоты у коров также в значительной степени зависит от светового фактора. Оптимальной для них является 16-часовая освещенность. Практические наблюдения показывают, что коровы, содержащиеся в крайних рядах стойл у окон, быстрее приходят в охоту и оплодотворяются, чем коровы в центральных рядах стойл, где освещенность в 5—10 раз ниже.

Недостаток света при выращивании телок приводит к недоразвитию и отставанию их в половом созревании.

Особое значение освещенность помещений имеет для птиц. Использование дифференцированного светового режима, в зависимости от возраста и периода яйцекладки, позволяет обеспечить равномерную круглогодовую яйценоскость.

Снижение интенсивности освещения понижает двигательную активность животных, что приводит к более эффективному использованию энергии корма, повышению среднесуточных приростов массы, в связи с чем рекомендуется содержание откармливаемых животных в затемненных помещениях. Однако при этом в мясе накапливается большая доля жира и уменьшается доля белка. В условиях затемнения у животных снижается прочность трубчатых костей. Чрезмерно яркое освещение приводит к повышению агрессивности и каннибализму.

Учитывая разностороннее влияние солнечной радиации, животных нужно размещать в достаточно светлых помещениях, регулярно предоставлять им моцион, а летом содержать на пастбище или в летних лагерях.

Естественную освещенность помещений нормируют геометрическим и светотехническим методами. В практике строительства животноводческих помещений применяется в основном геометрический метод. Он заключается в нормировании светового коэффициента. Световой коэффициент (СК) — это отношение остекленной поверхности окон к площади пола. В помещениях для маточного поголовья и молодняка световой коэффициент должен быть 1:10 — 1:15, в овчарнях и зданиях для откормочного поголовья — 1:20 — 1:25. Световой коэффициент обозначает, во сколько раз площадь остекления меньше площади пола; чем выше знаменатель СК, тем в помещении меньше площадь остекления и ниже освещенность. Зная норматив СК, можно определить количество окон в строящемся здании. Например, в коровнике размером 78x18 м, площадь пола составляет 1404 м2, а площадь остекления при СК 1:15 составит 94 м2. При размере окна 1,5x1,2 м, количество окон будет 52.

Трудности создания естественной освещенности связаны со строительством зданий с довольно большой площадью, занятой оконными проемами, что повышает потери тепла из помещения. В связи с этим, при проектировании и строительстве площадь оконных проемов нужно сокращать до минимально допустимых нормативов. Кроме этого, необходимо учитывать, что загрязненность стекол снижает естественную освещенность почти в 2 раза.

Высоту от пола до подоконника обычно принимают 1,2— 1,3 м в коровниках для беспривязного содержания, в конюшнях — 1,8—2,4 м. При таком расположении окон животные меньше охлаждаются, а средняя часть помещения лучше освещается. Интенсивность освещения выражается в люксах, в помещениях для маточного поголовья и молодняка она должна быть от 50 до 150 лк, в овчарнях и зданиях для откормочного поголовья — 30—50 лк, искусственная освещенность нормируется в ваттах на 1 м2 площади пола (вт/м2), она должна составлять 4,5—6 и 2—2,5 вт м2 соответственно; это значит, что в коровнике размером 78 х18 м с площадью пола 1400 м2 удельная мощность составит 6300 вт, если использовать лампы мощностью 60 вт, их потребуется 105 штук.

Распределяют светильники равномерно. Ночью в помещении должно быть дежурное освещение — 10 % от общего числа светильников.

Таким образом, под воздействием солнечных лучей повышается общий тонус организма, сопротивляемость его инфекции, естественная резистентность и продуктивность животных.

Солнце освещает и согревает нашу планету. Без этого была бы возможна жизнь на ней не только человека, но и даже самых маленьких микроорганизмов. Солнце – главный, основной, хотя и не единственный, двигатель происходящих на Земле процессов. Но заметим, что все же не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц постоянно взаимодействуют, влияя на жизнь на нашей планеты и на планету в целом, с нашим миром.

Солнце посылает на нашу Землю электромагнитные волны всех областей спектра. Это могут быть волны от многокилометровых радиоволн до гамма-лучей.

Окрестностей Земли достигают также и заряженные частицы самых различных энергий –

как высоких: это солнечные космические лучи;
так и низких и средних: это потоки солнечного ветра, выбросы от вспышек.

Наконец, Солнце испускает мощный поток элементарных частиц: так называемых, нейтрино. Однако воздействие нейтрино на земные процессы пренебрежимо мало.

Только совсем малая часть заряженных частиц из межпланетного пространства попадает в атмосферу Земли. Остальные же отклоняет или задерживает геомагнитное поле. Но и их энергии достаточно для того, чтобы вызвать полярные сияния, также возмущения магнитного поля нашей планеты.

Магнитное поле земли

Воздействие Солнца на Землю

Для Земли Солнце мощный источник космической энергии. Оно дает свет и тепло, необходимые для растительного и животного мира, и формирует важнейшие свойства атмосферы Земли. В целом Солнце определяет экологию планеты. Без него – не было бы и воздуха, необходимого для жизни: он превратился бы в жидкий азотный океан вокруг замерших вод и обледеневшей суши.

Солнце относится к такому типу звезд, который идеально подходит для поддержания жизни на Земле. Наше Солнце — звезда долговечная, с равномерным свечением, не слишком большая и не слишком горячая.

Огромное большинство звезд в нашей Галактике гораздо меньше Солнца, и ни одна и из них не излучает именно такого света и такого количества тепла, какое необходимо для поддержания жизни на планете, подобной Земле.

Для возникновения и обеспечения жизни особенно важна роль лучистой энергии Солнца, которая постоянно поддерживает необходимую для жизни среду обитания. Своим притяжением Солнце всегда удерживает Землю на почти одинаковом, среднем расстоянии от себя (астрономическая единица), обеспечивая тем самым достаточно стабильную экологию, пригодную для поддержания жизни.

Влияние на живую природу

Благодаря тому, что тепло на планету поступает в неравномерных количествах, что обусловлено также наклонённой осью орбиты, наступает смена времён года, а на Земле образовались различныеклиматические пояса.

Зимой и осенью, когда Солнце в Северном полушарии стоит низко над горизонтом и продолжительность светового дня мала и мало поступление солнечного тепла, природа увядает и засыпает — деревья сбрасывают листья, многие животные впадают на длительный срок в спячку или же сильно снижают свою активность.

Весной же вся природа просыпается, трава распускается, деревья выпускают листья, появляются цветы, оживает животный мир. И всё это благодаря всего одному-единственному Солнцу.

В зелёных листьях растений содержится зелёный пигмент-хлорофилл. Этот пигмент является важнейшим катализатором на Земле в процессе фотосинтеза. Реакция воды и углекислого газа происходит с поглощением энергии, поэтому в темноте фотосинтез не происходит.

Фотосинтез, преобразуя солнечную энергию и производя при этом кислород, дал начало всему живому на Земле. Поедая растения, в которых за счёт Солнца накоплена энергия, существуют и животные.

Постепенно, переходя от звена к звену, солнечная энергия достаётся всем живым организмам в мире, включая и людей. Благодаря использованию минеральных солей почвы растениями в состав органических соединений включаются также следующие химические элементы: азот, фосфор, сера, железо, калий, натрий, а также многие другие элементы. Впоследствии из них строятся огромные молекулы белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров — веществ, жизненно необходимых для клеток.

Влияние Солнца на растения

Можно выделить следующее влияние солнечной активности на растения:

Типичным примером прямого влияния является фотосинтез. Без солнечного света он невозможен. Солнечный свет является одним из наиболее важных для жизни растений экологических показателей. Лучистая энергия Солнца действует на клетки растения непосредственно.

Примером опосредствованного влияния является зависимость толщины годичного прироста деревьев от солнечной активности. В данном случае, по мнению учёных, космические факторы изменяют атмосферную циркуляцию (количество осадков и температуру воздуха), что приводит к изменению климата, а эти изменения, в свою очередь, влияют на развитие растений. Мы же видим только конечный результат — толщину годичного кольца данного дерева.

Этой проблемой подробно занимался А. Дуглас. Он стремился выбирать долгоживущие деревья, что дало ему возможность проследить влияние солнечной активности на рост деревьев в течение веков и даже тысячелетий.

Исследования показали, что при минимальной активности Солнца растения развиваются быстрее. Во всех изменениях годичных колец различных деревьев выявляется определенная их зависимость от солнечной активности.

Кроме того, 11-летний цикл солнечной активности сопровождается таким же по продолжительности циклом магнитной активности, а изменение магнитного поля (в этом проявляется магнитная активность) оказывает влияние на развитие и структуру растений.

Растения используют солнечный свет как источник информации. Так, соотношение продолжительности ночного и дневного периода служит для большинства растительных организмов ориентиром в этапах их развития (начало вегетации, цветения, периода покоя и т. п.). Такая реакция растений на длину дня и ночи, известная как фотопериодизм, и позволяет выбирать наиболее оптимальное время для осуществления каждой фазы своей жизнедеятельности.

Связь урожайности сельскохозяйственных растений и солнечной активности

По данным об урожайности зерновых хлебов в России с 1801 по 1915г. следует, что неурожайные годы чаще совпадают с минимумами солнечной активности. Наибольшие неурожаи приходились на 1810, 1823, 1833 и 1853 гг., которые в точности соответствовали минимумам солнечной активности.

Связь между урожайностью и солнечной активностью осуществляется прежде всего через атмосферную циркуляцию, от которой зависит число осадков и температура. Но связь между солнечной активностью и атмосферной циркуляцией меняет свой характер (знак) примерно каждые 40 лет.

Прорастание семени

Недостаточность или отсутствие освещения очень пагубно сказываются на развитии культур по причине деактивации процесса фотосинтеза и, как следствие, ограниченного образования органических веществ. В результате растения вырастают слабыми, и у них наблюдаются различные дефекты роста и развития: вытянутость побегов и междоузлий, бледная окраска зеленой массы, уменьшение размеров листьев, скудность цветообразования или полное отсутствие цветения, пожелтение и опадание нижних листьев и т. д.

Хронический дефицит солнечной энергии приводит к гибели растений.

Избыточное освещение

Культуры могут испытывать недостаток света при короткой продолжительности светового дня, а также при недостаточной интенсивности самого освещения. По требовательности к освещению растения делятся на:

светолюбивые (гелиофиты);
теневыносливые (сциогелиофиты);
тенелюбивые (сциофиты).

К первой группе относятся культуры, которые хорошо растут и развиваются под действием прямых солнечных лучей или яркого рассеянного света, а на уменьшение продолжительности и интенсивности освещения реагируют негативно. Как правило, это растения южных регионов, где солнечная активность позволяет им получать не менее 10 – 12 тысяч люксов за год. В эту категорию входят большинство огородных культур и плодоносящих деревьев, цитрусовые, пальмы, суккуленты, бугенвиллия, жасмин, гибискус, гардения, пассифлора, розы и пр.

Растения и свет

Не только интенсивность светового потока оказывает огромное влияние на жизнедеятельность растений. Также культуры очень чувствительны и к продолжительности освещения.

В зависимости от этой реакции различают растения длинного дня, для которых требуется световой период не менее 12 – 18 часов в сутки (пшеница, рожь, лен, ячмень, овес, чечевица, горох, мак, свекла и др.) и растения короткого дня, довольствующиеся солнечным светом в течение 8 – 12 часов (кукуруза, просо, соя, фасоль, табак, хлопчатник и пр.).

С помощью укорачивания или удлинения осветительного периода можно регулировать начало и продолжительность фаз жизнедеятельности (вегетацию, цветение, плодоношение) растений.

У культур, входящих в группу растений короткого дня, сокращение осветительного периода вызывает ускорение перехода от вегетативной стадии развития к репродуктивной. Обратная реакция наблюдается у растений длинного дня: более продолжительный осветительный период стимулирует более раннее вступление в фазу цветения.

Путем длительных экспериментов и наблюдений ученым удалось установить, что определенные диапазоны солнечного спектра по-разному воздействуют на растения, а с помощью правильно подобранного спектрального освещения можно стимулировать увеличение урожайности культур на 30%.

Влияние солнца на качество почвы

Следует еще указать на один фактор, оказывающий влияние на рост растений. Это деятельность микроорганизмов в почве. Их роль в жизни растений огромна, так как они задерживают азот в почве.

Азот вносится в почву вместе с удобрениями. Здесь он превращается в молекулярную форму, после чего денитрифицирующие бактерии выводят его быстро из игры и в дальнейшем в развитии растений он не участвует.

Было доказано, что жизнь (в частности численность) микроорганизмов (аммонифицирующих бактерий) зависит от солнечной активности.

Образно говоря, солнечная активность сама удобряет почву. В зависимости от солнечной активности (не от температуры и влажности почвы!) изменяется численность различных микроорганизмов, таких как аммонифицирующие и нитрифицирующие бактерии, аэробные целлюлозоразлагающие бактерии и водоросли, которые используют в своей деятельности нитраты (а не только аммиак почвы).

Так, с ростом солнечной активности с начала 1966 г. численность нитрифицирующих бактерий увеличилась примерно в 10 раз и в последующие годы оставалась очень высокой. Одновременно (одномоментно!) изменилась численность и других указанных выше бактерий.

Влияние Солнца на животных

Ещё в XIX веке учёными был проведён ряд исследований. Выяснилось, что ультрафиолетовые лучи Солнца последовательно сперва возбуждают, а затем угнетают клетки животных, что объясняется раздражением плазмы клеток. Под влиянием света происходит повышение окислительных процессов в клетках и усиление газового обмена живой мышечной и нервной ткани.

Внутриклеточная жизнь также находится в известной зависимости от света.

Очень важным следует считать изменение газообмена у животных под влиянием солнечного света. Молешотт еще в 1855 году показал на целом ряде животных, что свет вызывает увеличение поглощения кислорода и усиление выделения углекислоты.

Ряд ученых нашли большую потерю веса у кошек и лягушек на свету, чем у тех, которые развивались в темноте. Однако существует противоположное мнение о влиянии света на вес; полагают, что свет возбуждающе действует на организм, что содействует усилению усвоения пищи; результатом этого может быть прирост в весе животных и увеличение их роста.

Исследователей Байкала давно интересовала одна из его наиболее интригующих загадок — так называемые «мелозирные годы«, когда в весеннем планктоне подо льдом интенсивно развиваются крупноклеточные виды водорослей, давая вспышку в величине биомассы в десятки раз по сравнению с обычными годами. Лишь недавно учёными было установлено, что циклы развития весеннего фитопланктона резонансно сопряжены с циклами солнечной активности.

Фитопланктон далеко не уникален в своём подчинении солнечно-земным ритмам, существуют подобные закономерности и в жизни других представителей флоры и фауны. Уже в XXI веке можно утверждать, что солнечным ритмам подчиняются стада крупнорогатого скота в своих миграциях, птицы в перелетах, циклы размножения бактерий и вирусов часто коррелируют с ритмами Солнца.

Таким образом, из рассмотренных выше примеров можно заключить, что Солнце, а главным образом солнечная активность и солнечный свет оказывают влияние на жизнь животных.

Влияние Солнца на организм человека

Солнце может быть человеку как другом, так и врагом. При грамотном подходе, с его помощью можно укрепить свое здоровье, повысить иммунитет и улучшить настроение. И, напротив, неразумное использование его возможностей может стать причиной серьезных проблем со здоровьем.

Польза Солнца для здоровья человека

Регулярное принятие солнечных ванн оказывает положительное воздействие на наш организм. Они способствуют улучшению обмена веществ и состава крови, повышают общий тонус.

Позитивное влияние Солнца на организм человека было замечено уже в глубокой древности. Больным и ослабленным людям прописывали прогулки на открытом воздухе и солнечные ванны. Это способствовало улучшению состояния их здоровья.

Давно доказано, что солнечный свет способен убивать возбудителей многих заболеваний, в том числе таких серьезных, как туберкулез кожи. Кроме того, под воздействием ультрафиолетовых лучей в организме человека вырабатывается витамин D, от которого зависит крепость наших костей и зубов. При дефиците этого витамина у детей возникает рахит.

Вред Солнца для человеческого организма

Передозировка даже самого полезного лекарства приносит вред. То же самое можно сказать и о солнечных лучах. Избыточное пребывание на солнце влечет за собой массу неприятных последствий. Об этом обязательно стоит знать тем, кто любит часами загорать на пляжах.

Ультрафиолет способен оказывать разрушительное воздействие на кожу. Слишком продолжительные солнечные ванны могут стать причиной преждевременного старения кожи и раннего появления морщин. Кроме того, чрезмерное пребывание на солнце повышает риск меланомы и других опасных заболеваний. Для того чтобы избежать этих последствий, следует загорать в периоды с 9 до 11 и с 16 до 19 часов, когда УФ-лучи наиболее слабы.

Отправляясь на улицу, обязательно нужно пользоваться защитными средствами для кожи и волос, чтобы снизить негативное влияние Солнца на организм человека.

Защищать нужно не только голову и тело, но и глаза, поскольку ультрафиолет разрушает сетчатку. Во избежание этого, следует носить солнечные очки обязательно хорошего качества.

Магнитные бури

В ряду многообразных проявлений солнечной активности особое место занимают хромосферные вспышки. Эти мощные взрывные процессы существенно влияют на магнитосферу, атмосферу и биосферу Земли. Магнитное поле Земли начинает беспорядочно меняться, и это является причиной магнитных бурь.

Отрицательному влиянию воздействия магнитных бурь предрасположены по различным данным от 50 до 70% населения всего мира

Самые сильные и смертоносные эпидемии всегда совпадали с максимумами солнечной активности. Такая же закономерность была обнаружена для заболеваний дифтерией, менингитом, полиомиелитом, дизентерией и скарлатиной.

В начале 60-х гг. появились научные публикации о связи сердечно-сосудистых заболеваний с солнечной активностью. Приведен факт, что

В 30-х гг. ХХ столетия в городе Ницце (Франция) было замечено, что число инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастало в те же самые дни, когда на местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения связи вплоть до полного ее прекращения. Как впоследствии выяснилось, нарушения телефонной связи были вызваны магнитными бурями.

Метеозависимым людям, а также лицам с хроническими заболеваниями следует отслеживать приближение магнитных бурь и заранее исключить на этот период какие-либо события, действия, которые могут привести к стрессу, лучше всего в это время быть в покое, отдыхать и сократить любые физические и эмоциональные перегрузки.

Читайте также: