光照在家禽畜牧业养殖中的重要性研究——以福乐沃光电为例

文│袁兰兰 许东 殷咸权（深圳市福乐沃光电科技有限公司）

人眼与家禽的视觉感知截然不同，用人眼的视觉参数描述家禽养殖光照参数存在较大的差异。在家禽养殖应用上，避开人类照明的宽泛概念，从更符合动物视觉感知的生物光照的角度出发，能够提高动物自身的生产效率，促进畜禽健康生长。

一、光照对家禽养殖的影响

人眼的视觉函数是单峰值分布，而家禽对光谱灵敏度存在四个峰值（380纳米、480纳米、560纳米、630纳米），因此家禽与人眼对光谱灵敏度与光谱需求不同；若采用人眼的视觉参数去描述家禽养殖光照参数就会存在巨大的差异，这些差异会影响家禽光照技术的应用与研究，采用生物光学技术建立家禽光照系统更具有科学性。

生物光学是生物在光辐射下采用光子能量为基本单位。研究发现，家禽对光子波长的响应范围是350～750纳米，家禽视觉与人眼视觉在绿光波段共同存在敏感度的最大值，家禽在蓝光波段的敏感度是人眼的4倍多，在红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头骨和视网膜，刺激松果体和大脑内部的下丘脑，进而影响生物钟、刺激性成熟、影响生殖系统和体内稳态平衡。家禽与人眼在UVA波段存在6千多倍的敏感度差别，家禽进化出更多的视锥细胞，表现出较高的视觉敏感度，能看到近紫外光，从而提高家禽对食物和群体的识别。由于家禽夜间停止进食和生殖，这意味着调整光周期可以控制家禽夜间休息。

家禽视网膜存在双视锥细胞的特殊受体，图像视觉停留时间更短，视觉分辨频率更高，光源频闪会施加警惕性的压力，家禽光照需要控制频闪指标来减少家禽紧张。

采用光谱可定制的LED人工光照，可以提高人工光照的科学性。为家禽提供适宜的光照能提高蛋鸡的产蛋量，加快肉鸡的增重速度，使雏鸡血液循环加强、食欲增加、有助于钙磷代谢、增强免疫力、提高生长速度、提高饲料转化率，最大限度减小饲料量，降低能源消耗。

家禽光照的应用效果还受到家禽养殖环境条件的影响，这个影响并不能通过生物光学的设计消除。

二、生物光学技术在家禽畜牧业的应用特点

1. 家禽光照技术的生物特性。家禽在350～750纳米的波长范围内有四个响应峰值，分别是近紫外线、蓝光、绿光和红光。蓝光光谱可以导致血压降低，使鸡自然镇定，升高血浆雄激素水平；蓝光可以提高饲料转化率，降低单位重量的成本，增加总鲜重；蓝光和绿光都可以促进肌肉生长和睾丸激素的分泌。绿光光谱可以通过增强骨骼肌卫星细胞的增殖提高早期生长速度，绿光能够促进钙质吸收有助于蛋壳发育。波长较长的红光光子更容易进入到下丘脑和果松体，使红光比蓝色或绿色更具有刺激性。红光光子会刺激家禽活跃度，增加运动量与进食量，促进性成熟，也会刺激家禽产生攻击性行为；红光对于刺激性成熟和产卵至关重要，可以减少每个产蛋期的饲料消耗量，还可以延长产蛋期。近紫外线可以提高家禽对食物和群体的识别率，同时具有消毒作用，可有效减少寄生虫并促进农场卫生，此外可通过刺激骨骼和蛋壳中钙结合所需的维生素D改善家禽的健康。

表2 全光谱肉鸡光照与传统白炽灯光照的增产对比

尽管家禽有四种光色的响应峰值，但连续光谱会取得比较均衡的效果。LED的白光是适合家禽饲养的基础光谱，通常是采用白光色温来评估影响力。冷白光光源能够促进休息和舒适，改善胸肌体量，促进体重增加；暖白光光源能够促进进食和增加活动量，偏暖色温适合蛋鸡饲养。由于LED光源是冷光源且光谱连续，优于其他种类的光源，根据家禽制定“白光＋单色光”的光谱会有效提升饲养效率。构造适合的光谱可以提高饲料转化率，减小饲料消耗量并增加体重。

2.禽畜光照水平特征。在生物光学里没有光强度的概念，表述辐射光能大小是采用以光子通量密度为单位的光量表示，光量的高低在家禽光照中称为光照水平，相关规范提供C-PFD与勒克斯换算值。

家禽是在自然光下繁衍进化，但家禽更喜欢有遮蔽的环境或者避开正午的日光下采食与休息，适合在低光照水平活动。

高光照水平会增加家禽啄食活动，同时会导致神经紧张和行为异常，出现相互攻击行为。在不同的家禽种类和生长期，光照水平不同，种鸡的光照水平偏高。相关参数见表1。

家禽养殖光照需要根据禽舍结构与地面对光谱的吸收与反射综合考虑。在光谱的波长400～750纳米，为了方便客户习惯，允许采用人眼视觉的照度计算某些参数，但是，需要明确了解光谱的生物响应是不同能量产生的光子，而不是基于人眼的照度引起生物视觉响应。尽管近紫外光会使家禽产生更多的生殖激素和其他积极的饲养效果，但是，家禽养殖采用近紫外光需要制造商和使用者同时具备这种技术的解决能力。

三、光周期调整特征

家禽饲养的光周期是指家禽灯开启时间，光周期与暗周期构成一天（24小时），这也是家禽昼夜节律（生物节律）；光周期与暗周期共同调控家禽的生理特征。

家禽视网膜的视柱细胞少，黑暗环境家禽没有视觉功能，使得家禽在黑暗期停止进食并休息，光周期控制家禽进食与活动，暗周期控制家禽产生褪黑激素来提高免疫功能，因此合理的光周期循环非常重要。

光周期循环可以控制家禽代谢活动，调节生物钟和腺体发育。光周期调整可以控制家禽机体生长速度、产卵或停止产卵，还可以控制体重、蛋的数量、蛋的大小、成活率等；暗周期会驱动免疫功能发育、生殖激素分泌、改善健康状况等，肉鸡通过延长光周期来促进采食更多饲料；而雏鸡需要设定光周期为24小时，帮助雏鸡找到食物和水。

光周期设定选择在自然的黎明开启更有利于家禽采食。光周期计算允许把光周期分段设定（间歇光照），将不同方式的光周期调节称之为人工光照管理，允许采用光周期在育成期调整为递减模式。

光照的开启与关闭允许与光谱调制一起模拟自然的日出与日落，让家禽舒适地进入休息。

家禽在进化过程中大多数是被猎食的动物，进化出高度的警惕性，也进化出比人类更高的视觉分辨频率，在光周期控制中，不能突然开启与关闭来造成惊恐。家禽对光源频闪敏感，光源的闪烁会被认为是潜在的威胁，光照的开启与关闭需要渐变过程。家禽光照需要控制光周期过程的频闪，包括渐变开启与渐变关闭时调光过程的频闪。

光周期的调整参考表1，光质不同需要根据表1进行相应的调整。

四、人工光照下家禽饲养的光驯化

高效的养殖过程需要从雏鸡开始，应用生物光学技术的光质、光量、光周期来让家禽从小适应人工光照的设定，有助于提高人工光照系统效率，光驯化可以建立主动性的人工光照管理，从整体上辅助降低饲养成本。

五、建立科学的人工光照管理

人工光照管理是现代家禽养殖技术的重要措施，体现在以光照管理为主导，建立一套与光照系统相适应的管理系统，包括禽舍建设、光照系统、温度、湿度、通风、饲料、饲料转换率、疾病防疫、成本控制、传感技术、自动化设备等，目的是实现较大的经济效益。

六、全光谱肉鸡光照与传统白炽灯光照的效益对比

本次测试在福乐沃在南非的Basson肉鸡农场进行，测试周期为42天。样本分2组，每组样本33345羽，养殖空间平均19.88羽/平方米。具体测试指标见表2。

测试实验结果对比表明，使用福乐沃全光谱肉鸡灯照明系统之后，肉鸡死亡率和养殖耗电量降低。与此同时，整体生产效率提高，不仅肉产量增加，同时提高饲料转化率，节省饲料成本。

七、结论

1.合适的生物光照可增加家禽的肉产量。

2.合适的生物光照可降低家禽的死亡率。

3.合适的生物光照可降低饲料转化率，整体降低耗电量达75%。

4.合适的生物光照可较大幅度提高家禽的生产效率。