光照在家禽畜牧業(yè)養(yǎng)殖中的重要性研究——以福樂沃光電為例

文│袁蘭蘭 許東 殷咸權(quán)（深圳市福樂沃光電科技有限公司）

人眼與家禽的視覺感知截然不同，用人眼的視覺參數(shù)描述家禽養(yǎng)殖光照參數(shù)存在較大的差異。在家禽養(yǎng)殖應(yīng)用上，避開人類照明的寬泛概念，從更符合動物視覺感知的生物光照的角度出發(fā)，能夠提高動物自身的生產(chǎn)效率，促進(jìn)畜禽健康生長。

一、光照對家禽養(yǎng)殖的影響

人眼的視覺函數(shù)是單峰值分布，而家禽對光譜靈敏度存在四個峰值（380納米、480納米、560納米、630納米），因此家禽與人眼對光譜靈敏度與光譜需求不同；若采用人眼的視覺參數(shù)去描述家禽養(yǎng)殖光照參數(shù)就會存在巨大的差異，這些差異會影響家禽光照技術(shù)的應(yīng)用與研究，采用生物光學(xué)技術(shù)建立家禽光照系統(tǒng)更具有科學(xué)性。

生物光學(xué)是生物在光輻射下采用光子能量為基本單位。研究發(fā)現(xiàn)，家禽對光子波長的響應(yīng)范圍是350～750納米，家禽視覺與人眼視覺在綠光波段共同存在敏感度的最大值，家禽在藍(lán)光波段的敏感度是人眼的4倍多，在紅光波段的敏感度也比人眼高2倍多。光子能量可以穿透家禽頭骨和視網(wǎng)膜，刺激松果體和大腦內(nèi)部的下丘腦，進(jìn)而影響生物鐘、刺激性成熟、影響生殖系統(tǒng)和體內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡。家禽與人眼在UVA波段存在6千多倍的敏感度差別，家禽進(jìn)化出更多的視錐細(xì)胞，表現(xiàn)出較高的視覺敏感度，能看到近紫外光，從而提高家禽對食物和群體的識別。由于家禽夜間停止進(jìn)食和生殖，這意味著調(diào)整光周期可以控制家禽夜間休息。

家禽視網(wǎng)膜存在雙視錐細(xì)胞的特殊受體，圖像視覺停留時間更短，視覺分辨頻率更高，光源頻閃會施加警惕性的壓力，家禽光照需要控制頻閃指標(biāo)來減少家禽緊張。

采用光譜可定制的LED人工光照，可以提高人工光照的科學(xué)性。為家禽提供適宜的光照能提高蛋雞的產(chǎn)蛋量，加快肉雞的增重速度，使雛雞血液循環(huán)加強(qiáng)、食欲增加、有助于鈣磷代謝、增強(qiáng)免疫力、提高生長速度、提高飼料轉(zhuǎn)化率，最大限度減小飼料量，降低能源消耗。

家禽光照的應(yīng)用效果還受到家禽養(yǎng)殖環(huán)境條件的影響，這個影響并不能通過生物光學(xué)的設(shè)計消除。

二、生物光學(xué)技術(shù)在家禽畜牧業(yè)的應(yīng)用特點

1. 家禽光照技術(shù)的生物特性。家禽在350～750納米的波長范圍內(nèi)有四個響應(yīng)峰值，分別是近紫外線、藍(lán)光、綠光和紅光。藍(lán)光光譜可以導(dǎo)致血壓降低，使雞自然鎮(zhèn)定，升高血漿雄激素水平；藍(lán)光可以提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低單位重量的成本，增加總鮮重；藍(lán)光和綠光都可以促進(jìn)肌肉生長和睪丸激素的分泌。綠光光譜可以通過增強(qiáng)骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的增殖提高早期生長速度，綠光能夠促進(jìn)鈣質(zhì)吸收有助于蛋殼發(fā)育。波長較長的紅光光子更容易進(jìn)入到下丘腦和果松體，使紅光比藍(lán)色或綠色更具有刺激性。紅光光子會刺激家禽活躍度，增加運動量與進(jìn)食量，促進(jìn)性成熟，也會刺激家禽產(chǎn)生攻擊性行為；紅光對于刺激性成熟和產(chǎn)卵至關(guān)重要，可以減少每個產(chǎn)蛋期的飼料消耗量，還可以延長產(chǎn)蛋期。近紫外線可以提高家禽對食物和群體的識別率，同時具有消毒作用，可有效減少寄生蟲并促進(jìn)農(nóng)場衛(wèi)生，此外可通過刺激骨骼和蛋殼中鈣結(jié)合所需的維生素D改善家禽的健康。

表2 全光譜肉雞光照與傳統(tǒng)白熾燈光照的增產(chǎn)對比

盡管家禽有四種光色的響應(yīng)峰值，但連續(xù)光譜會取得比較均衡的效果。LED的白光是適合家禽飼養(yǎng)的基礎(chǔ)光譜，通常是采用白光色溫來評估影響力。冷白光光源能夠促進(jìn)休息和舒適，改善胸肌體量，促進(jìn)體重增加；暖白光光源能夠促進(jìn)進(jìn)食和增加活動量，偏暖色溫適合蛋雞飼養(yǎng)。由于LED光源是冷光源且光譜連續(xù)，優(yōu)于其他種類的光源，根據(jù)家禽制定“白光＋單色光”的光譜會有效提升飼養(yǎng)效率。構(gòu)造適合的光譜可以提高飼料轉(zhuǎn)化率，減小飼料消耗量并增加體重。

2.禽畜光照水平特征。在生物光學(xué)里沒有光強(qiáng)度的概念，表述輻射光能大小是采用以光子通量密度為單位的光量表示，光量的高低在家禽光照中稱為光照水平，相關(guān)規(guī)范提供C-PFD與勒克斯換算值。

家禽是在自然光下繁衍進(jìn)化，但家禽更喜歡有遮蔽的環(huán)境或者避開正午的日光下采食與休息，適合在低光照水平活動。

高光照水平會增加家禽啄食活動，同時會導(dǎo)致神經(jīng)緊張和行為異常，出現(xiàn)相互攻擊行為。在不同的家禽種類和生長期，光照水平不同，種雞的光照水平偏高。相關(guān)參數(shù)見表1。

家禽養(yǎng)殖光照需要根據(jù)禽舍結(jié)構(gòu)與地面對光譜的吸收與反射綜合考慮。在光譜的波長400～750納米，為了方便客戶習(xí)慣，允許采用人眼視覺的照度計算某些參數(shù)，但是，需要明確了解光譜的生物響應(yīng)是不同能量產(chǎn)生的光子，而不是基于人眼的照度引起生物視覺響應(yīng)。盡管近紫外光會使家禽產(chǎn)生更多的生殖激素和其他積極的飼養(yǎng)效果，但是，家禽養(yǎng)殖采用近紫外光需要制造商和使用者同時具備這種技術(shù)的解決能力。

三、光周期調(diào)整特征

家禽飼養(yǎng)的光周期是指家禽燈開啟時間，光周期與暗周期構(gòu)成一天（24小時），這也是家禽晝夜節(jié)律（生物節(jié)律）；光周期與暗周期共同調(diào)控家禽的生理特征。

家禽視網(wǎng)膜的視柱細(xì)胞少，黑暗環(huán)境家禽沒有視覺功能，使得家禽在黑暗期停止進(jìn)食并休息，光周期控制家禽進(jìn)食與活動，暗周期控制家禽產(chǎn)生褪黑激素來提高免疫功能，因此合理的光周期循環(huán)非常重要。

光周期循環(huán)可以控制家禽代謝活動，調(diào)節(jié)生物鐘和腺體發(fā)育。光周期調(diào)整可以控制家禽機(jī)體生長速度、產(chǎn)卵或停止產(chǎn)卵，還可以控制體重、蛋的數(shù)量、蛋的大小、成活率等；暗周期會驅(qū)動免疫功能發(fā)育、生殖激素分泌、改善健康狀況等，肉雞通過延長光周期來促進(jìn)采食更多飼料；而雛雞需要設(shè)定光周期為24小時，幫助雛雞找到食物和水。

光周期設(shè)定選擇在自然的黎明開啟更有利于家禽采食。光周期計算允許把光周期分段設(shè)定（間歇光照），將不同方式的光周期調(diào)節(jié)稱之為人工光照管理，允許采用光周期在育成期調(diào)整為遞減模式。

光照的開啟與關(guān)閉允許與光譜調(diào)制一起模擬自然的日出與日落，讓家禽舒適地進(jìn)入休息。

家禽在進(jìn)化過程中大多數(shù)是被獵食的動物，進(jìn)化出高度的警惕性，也進(jìn)化出比人類更高的視覺分辨頻率，在光周期控制中，不能突然開啟與關(guān)閉來造成驚恐。家禽對光源頻閃敏感，光源的閃爍會被認(rèn)為是潛在的威脅，光照的開啟與關(guān)閉需要漸變過程。家禽光照需要控制光周期過程的頻閃，包括漸變開啟與漸變關(guān)閉時調(diào)光過程的頻閃。

光周期的調(diào)整參考表1，光質(zhì)不同需要根據(jù)表1進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

四、人工光照下家禽飼養(yǎng)的光馴化

高效的養(yǎng)殖過程需要從雛雞開始，應(yīng)用生物光學(xué)技術(shù)的光質(zhì)、光量、光周期來讓家禽從小適應(yīng)人工光照的設(shè)定，有助于提高人工光照系統(tǒng)效率，光馴化可以建立主動性的人工光照管理，從整體上輔助降低飼養(yǎng)成本。

五、建立科學(xué)的人工光照管理

人工光照管理是現(xiàn)代家禽養(yǎng)殖技術(shù)的重要措施，體現(xiàn)在以光照管理為主導(dǎo)，建立一套與光照系統(tǒng)相適應(yīng)的管理系統(tǒng)，包括禽舍建設(shè)、光照系統(tǒng)、溫度、濕度、通風(fēng)、飼料、飼料轉(zhuǎn)換率、疾病防疫、成本控制、傳感技術(shù)、自動化設(shè)備等，目的是實現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

六、全光譜肉雞光照與傳統(tǒng)白熾燈光照的效益對比

本次測試在福樂沃在南非的Basson肉雞農(nóng)場進(jìn)行，測試周期為42天。樣本分2組，每組樣本33345羽，養(yǎng)殖空間平均19.88羽/平方米。具體測試指標(biāo)見表2。

測試實驗結(jié)果對比表明，使用福樂沃全光譜肉雞燈照明系統(tǒng)之后，肉雞死亡率和養(yǎng)殖耗電量降低。與此同時，整體生產(chǎn)效率提高，不僅肉產(chǎn)量增加，同時提高飼料轉(zhuǎn)化率，節(jié)省飼料成本。

七、結(jié)論

1.合適的生物光照可增加家禽的肉產(chǎn)量。

2.合適的生物光照可降低家禽的死亡率。

3.合適的生物光照可降低飼料轉(zhuǎn)化率，整體降低耗電量達(dá)75%。

4.合適的生物光照可較大幅度提高家禽的生產(chǎn)效率。