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光照对家禽健康影响的研究进展

2020-07-04何宗亮

家禽科学 2020年5期
关键词:家禽光照健康

何宗亮

摘  要:光照是家禽生产过程中重要的环境影响因素,对家禽的生长发育、生产性能、新陈代谢、免疫机制等方面都有直接或间接的影响,合理的光照是家禽健康养殖的基础。本文主要综述了光照来源、波长(光色)、强度、节律对家禽健康发育、生长性能、繁殖性能、免疫性能等方面的影响,以期为家禽光照研究及生产应用提供理论参考依据。

关键词:家禽;光照;健康

中图分类号:S831.4   文献标识码:A     文章编号:1673-1085(2020)5-0049-05

光照作为重要的环境因子,对动物的生长、发育、繁殖等生命活动产生重要的影响,而家禽的视觉反应敏感,更是影响着家禽的营养物质代谢、生长发育、生产性能及免疫机能等,合理的光照能够最大限度地发挥家禽的遗传潜力,保障家禽健康水平,提高生产性能。此外,合理光照还可以减少光照时间、降低光照强度、提高光照效率,达到节能减排的目的。随着对家禽光照研究的深入,家禽养殖的光照模式更加科学合理。本文主要综述了光照来源、波长(光色)、强度、节律对家禽健康发育、生长性能、繁殖性能、免疫性能等方面的影响,以期为家禽光照研究及生产应用提供理论参考依据。

1  光照的概念

光是由一定波长的能量构成,属于电磁波谱中的一部分,是许多生理学和行为学过程调控中重要的外部环境因素,而光色、光照制度及光照强度作为光照三要素,对家禽健康生长发育具有重要的作用。光色主要由波长决定,波长又由光源决定,根据光照的来源可以分为自然光照和人工光照。传统的家禽生产过程中基本采用自然光照,而随着规模化养殖的发展,自然光照显然难以满足家禽对光照正常的需求,因而人工光照逐渐取代了自然光照。光照制度是指为控制畜禽生长发育与繁殖等生产性能,对其圈舍进行人工光照或补充光照所作的规定,目前比较常见的光照制度有12L:12D、16L:8D、20L:4D,其中16L:8D光照制度比较常用。光照强度是指单位面积上所接受可见光的能量,简称照度,用于指示光照的强弱和物体面积被照明程度的量,单位通常用Lx[1]。

2  光照的作用途径

家禽对光极为敏感,其光谱感应范围广,敏感性较强,主要是由于家禽的视网膜上有视杆细胞和视锥细胞两种视觉光感细胞。两种视觉细胞在不同光照环境下起作用,视杆细胞不能够区分颜色,但对弱光较为敏感,而视锥细胞能够区分颜色,并能在强光下起作用。一般认为,对家禽而言光刺激可以通过刺激视網膜上的光受体产生光信号,传递到视觉中枢,也可以直接通过颅骨刺激视网膜外光受体而产生神经冲动,刺激下丘脑分泌促性腺激素释放激素,将光信息转化为生物信号,进而影响垂体-性腺轴释放激素来调节机体的各项代谢活动。但由于血红蛋白和羽毛黑色素对光波的吸收,致使不同光波长穿过颅骨达到下丘脑的效率不同,长波长光(>650nm)的穿透率是短波长光(450~50nm)的数十倍甚至上百倍[2]。

3  光照对家禽的影响

3.1  光源对家禽的影响  光照来源一般分为自然光照和人工光照两种,在家禽实际生产过程中一般采用连续光照和白天自然光照+夜间补光的光照模式。随着畜牧业的发展,人工光照已经成为畜禽舍内光照的主要来源,主要有白炽灯、LED灯、荧光灯,其中白炽灯和荧光灯应用较为广泛。不同的灯光光源对家禽的影响也不同,但在实际生产过程中,综合考虑灯具的节能性、光线分布均匀度、使用寿命等因素,以及LED光源对家禽生产性能、繁殖性能、营养物质利用、抗病力及舍内环境等的提高和改善作用,使用LED灯进行人工补光更加节能、环保、高效[3]。

申爱敏等[4研究表明,满足蛋鸡生长光照需求的白炽灯、节能灯和LED灯最小功率分别为15 W、5W和3W,与白炽灯和节能灯相比,LED灯有节能、光线分布均匀、寿命长的优点,所以在生产实际过程中推进使用3W的LED灯进行人工补光。石志芳等[5]研究表明,与荧光灯相比,LED灯的光源对8~22日龄肉鸡的生产性能、养分代谢及其生存环境质量没有不利影响,且有利于增加肉鸡的平均日采食量和平均日增质量,提高肉鸡对饲料中粗蛋白、钙和磷的表观消化率,降低发病率和死淘率,降低鸡舍内NH3、粉尘和微生物浓度。刘健等[6]研究表明,使用荧光灯比使用白炽灯作为光源,能提高固始鹅产蛋率和种蛋受精率。

3.2  光的波长对家禽的影响  光的波长决定光的颜色,不同波长的光显现出不同的颜色。人有三种视锥细胞,其光感敏感区分别是450nm(蓝紫色)、550nm(绿色)、700nm(红色),当它们混在一起的时候,人感觉是白光。然而禽类在视网膜上比人类多一种敏感区在425nm的视锥细胞,使禽眼能见到320~400nm的光,所以对于同样的光,禽感觉比人的感觉要亮,亮的程度随光源的不同而不同,因而人们往往忽视了家禽对红光和蓝光的接受能力。大量研究表明,家禽在蓝光和绿光下生长速度比白光下的快,红色光和白色光之间差异不显著,是因为长波长的光抑制了家禽生产,所以在实际生产过程中,可根据家禽不同饲养阶段采用不同光色或混合使用光色满足家禽生产需求。靳二辉等[7]研究表明,蓝光能使肉鸡视网膜和松果体黑素视蛋白基因OPN4-1 mRNA的表达均显著比白光组高13.44%和16.77%;红光能促进视网膜和松果体黑素视蛋白基因OPN4-2 mRNA表达水平,其次是蓝光,而绿光最低;视网膜中4个光组CHK-1 mRNA表达均大于CHK-2 mRNA表达(P<0.05),其中绿光使CHK-1 mRNA表达分别显著较红光和蓝光高24.37%和9.94%,蓝光使CHK-2 mRNA表达分别显著较红光和绿光高40.90%和8.94%;所以蓝光能促进肉鸡视网膜和松果体OPN4-1的转录。

刘文杰等[8]研究表明,绿光(560nm)和蓝光(480nm)能提高21d和49d肉鸡的胸肌和腿肌的质量以及肌纤维面积,同时血清睾酮也处于较高水平,表明了绿光和蓝光比红光和白光更能有效地促进肉鸡肌肉的生长、肌纤维的发育以及血清睾酮的分泌。李云雷等[9]研究表明,红光能使黄羽肉鸡8周龄末平均体重显著低于白光、绿光和蓝光,而在育肥期红光组可以发生补偿性生长,同时蓝光和红光能够提高黄羽肉鸡的成活率,绿光能够提高胸肌重和胸肌率,白光能降低脂肪沉积,红光能够提高公鸡睾丸重量和睾丸脏器指数,所以在黄羽肉鸡的生产中,育雏期使用蓝光、生长育肥期采用红光的光照制度,可提高肉鸡成活率,促进性腺发育。马淑梅等[10]研究表明,21%蓝+30%绿+24%黄+25%红比例组合的LED光源有利于白羽肉鸡生产性能的发挥,同时提高肉鸡的免疫功能和福利水平。

3.3  光照强度对家禽的影响  光照强度对家禽的行为影响比较大,一般来说,随着光照强度的增加,家禽的啄羽、修饰、寻食、饮水、站立和走动行为呈增加趋势,采食和趴卧行为呈下降趋势,而弱光可以有效控制家禽的啄癖、好斗等行为。戚咸理等[11]研究表明,5Lx以上的白炽光对鸡的啄癖有明显不良影响,鸡的啄死率与光照强度的增加成明显正相关;达到30Lx时育成期蛋鸡的啄死率为10%,产蛋期蛋鸡的啄死率为5%。王长平等[12]研究表明,育雏期海兰白羽蛋鸡的啄羽行为和羽毛损伤随着光照强度的增加而增加,啄羽行为发生时,被啄鸡只的行为表现以趴卧行为(35.8%)、站立行为(27.4%)和采食行为(23.2%)为主。

较低的光照强度可有效抑制家禽啄癖行为的发生,且对其生产性能并未表现出不良影响。杜进姣等[13]研究表明,1、5、20、80Lx这4种光照强度对黄羽肉鸡生产性能、养分代谢、屠宰性能及肉品质均未产生显著影响,表明了黄羽肉鸡在弱光照条件下即能获得与强光照条件相同的性能,从而节约成本,提高经济效益。华登科等[14]研究表明,光照强度在5~30Lx范围变化时,黄羽肉鸡的生产性能、胴体性能以及生长相关激素的分泌无显著的变化,建议在生产实践中采用5~30Lx光照强度,选择较低强度既可保持黄羽肉鸡的生产性能。辛海瑞等[15]研究表明,1、5、10、15Lx和40Lx白炽灯的光照强度对北京鸭屠体率、全净膛率、腿肌率、腹脂率、眼球指标(重量、横径和前后径)以及肉质指标(pH、滴水损失率、黄度值)均无显著影響,且5Lx的光照强度使北京鸭的胸肌率显著高于40Lx的光照强度,表明了5Lx光照强度不仅节能有效,还能提高北京鸭的饲料转化率和胸肌率,还有助于提高肉色的L*和a*值。

3.4  光照节律对家禽的影响  光照节律相对于其他光照因子,在光照周期设置上较为复杂,其中不仅仅包括不同时间的连续光照,还包括间歇光照、变程光照、连续光照+补充光照、连续光照+间歇光照等,适合家禽的最佳光照程序各不相同,可能因家禽品种类型不同而不同。在生产实际过程中,多采用间歇光照、连续光照、渐增光照或渐减光照模式,一般认为间歇光照制度和连续光照制度都能表现出良好的生产性能。薛夫光等[16]研究表明,连续光照制度(23L:1D)能降低肉鸡的耗料量、体增重、屠宰率和净膛率,自然光照制度(16L:8D)能降低肉鸡的饲料增重比,间歇光照制度(3L:1D)能增加肉鸡的耗料量,而光照制度不影响肉鸡的胸肌率、腿肌率、腹脂率和皮脂率。石雷等[17]研究表明,连续光照制度(23L:1D)能提高肉鸡的料重比,增加死亡率;变程光照制度(光照时间随日龄先减少后增加)和自然光照+夜间补光2h光照制度能提高肉鸡的胸肌重和胸肌率;自然光照+夜间补光2h光照制度能降低肉鸡的腹脂重和腹脂率,而光照制度不影响肉鸡的屠体重、屠宰率和全净膛重、全净膛率。辛海瑞等[18]研究表明,北京鸭育雏期的短光照制度的平均采食量和平均体增重显著低于间歇光照组、渐减光照组和连续光照组;渐增光照制度的采食量显著低于间歇光照组和渐减光照组,但降低了料肉比;而光照节律不影响北京鸭整个生长阶段(1~6周龄)的平均采食量、平均体增重、料肉比、屠体率、胸肌率、腿肌率和腹脂率,但24h连续光照制度能降低北京鸭全净膛率,降低产肉率。

石雷等[19]研究表明,22周龄的AA父母代母鸡在光照刺激下(第1周光照节律为8h光照:16h黑暗,第2~4周光照节律逐渐变为14h光照:10h黑暗),能够促进性腺发育和雌二醇增长,改善开产整齐性和产蛋初期蛋品质,有利于提高肉种鸡的繁殖性能。陈辉等[20]研究表明,相对于长光照周期(12L:12D),短光照周期(8L:16D)能提高蛋鸡的干物质消化率,降低肝脏Ob-R基因的相对表达量。郭艳丽等[21]研究表明,自然光照能提高岭南黄羽肉鸡的总抗氧化能力、新城疫抗体效价和法氏囊指数,间歇性短光照(12L:3D:2L:3D:2L:2D)能够提高21日龄鸡的胸腺指数、21和42日龄鸡的T淋巴细胞阳性率,表明了岭南黄羽肉鸡生产中采取自然光照或短光照间歇更有利于其抗应激能力和免疫功能的发挥。张楠楠等[22]研究表明,光照周期影响海兰灰蛋鸡14周龄卵巢单位面积内卵泡数量及18周龄卵巢卵泡直径,相对于中长光照周期(12L:12D)和长光照周期(16L:8D)。

鹅的繁殖存在明显的季节性,绝大多数品种在日照延长的6~9月间,卵黄生长和排卵都停止,接着卵巢萎缩,进入休产期,直至秋末日照时间变短时才开产。主要产蛋期在冬春两季,即9~10月开始至次年4~5月结束。在生产实际过程中,可以利用鹅的短日照繁殖特点,控制饲养环境条件,调整光照节律调控繁殖季节。王秋菊等[23]研究表明,光照时间影响非繁殖季节籽鹅种鹅血清生殖激素水平,在秋冬非繁殖季节,增加光照时间能提高母鹅血清卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)和公鹅血清睾酮(T)水平,母鹅血清催乳素(PRL)水平先升高后降低;减少光照时间则降低了母鹅血清FSH、LH和公鹅血清T水平。黄江南等[24]研究表明,长光照处理能使兴国灰鹅的产蛋率由10%以上降低为8%左右,并于接受长光照后第47天停产,增加鹅下丘脑中催乳素(PRL)的mRNA表达水平与输卵管和卵巢中促卵泡素(FSHβ)的表达水平,降低卵巢中黄体生成素(LH)的mRNA表达水平,从而抑制兴国灰鹅的产蛋活动。杨海明等[25]研究表明,16h长光照抑制了扬州鹅卵巢、卵泡的生长发育,12h光照增长了输卵管的长度;16h长光照提高了PRL基因的表达丰度,长光照抑制了种鹅的繁殖机能,扬州鹅种鹅的适宜的光照时间为12h。

3.5  光照多参数互作对家禽的影响  光源、光色、光照强度和光照节律对家禽都有不同程度的影响,而它们之间可能会存在互作影响的关系。刘卫东等[26]研究发现,间歇光照可提高肉仔鸡的饲料报酬,红光可提高肉仔鸡的饲料报酬,提高肉仔鸡的生长速度;红光和间歇光照对肉仔鸡生产性能的影响不存在拮抗,因而在红光和间歇光照的共同作用下,肉仔鸡的饲料报酬最高,体重较大,经济效益最好。孟冬梅[27]研究发现,利用红色光和蓝色光在先减后增的光照制度下,虽然降低了肉仔鸡的早期生长速度,但可通过补偿性生长最终使出栏重和饲料利用率等指标均优于采用传统光照制度的自然光(自然光+白炽灯补光)光照的肉鸡。张林等[28]采用LED灯作为光源,在有绿光(560nm)、蓝光(480nm)和黑暗3种情况下的孵化器中孵化种蛋,采用间歇光照(15min开灯,15min关灯),光照强度为15Lx,肉仔鸡出壳后,统一采用30Lx日光灯补光,光照时间23L:1D,研究结果表明,胚胎期绿光刺激可增加肉仔鸡21d和42d体重,提高饲料转化率,增加胸肌滴水损失和蒸煮损失,表明了孵化期15Lx间歇绿光刺激可促进肉仔鸡肌肉生长,提高胸肌产量并改善饲料转化率。胡平等[29]研究发现,秋冬季补光时间4h、光照强度20.5Lx能提高白羽王鸽产蛋性能,而补光时间过长(6h)且强度过高(31.2Lx)可显著降低白羽王鸽抗氧化能力。王倩等[30]研究表明,间歇光照较持续光照显著提高了各生长阶段的日采食量,提高了日增重并降低了耗料增重比;而光照强度对生长性能指标和免疫指标无影响,与光照时间无交互作用。

4  结语

在家禽生产过程中,光照是重要的环境因子之一,影响着家禽的健康发育、生长性能、繁殖性能、免疫机能等。因家禽的种类、品种及生产用途不同,对光照的需求不同,光照对家禽的影响也不一致,只有在综合分析不同光照因子对家禽影响的规律后,才能有针对性地制定合理的光照模式。在家禽生产实践过程中,只有建立合适的光照模式,科学利用光照环境因子改善家禽健康水平,才能促进家禽生产性能充分发挥,提高养殖效益。

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Abstract:Light is an important environmental impact factor in poultry production process.It has direct or indirect effects on poultry growth and development,production performance, metabolism,immune mechanism and so on.Reasonable light is the basis of healthy poultry breeding.In this paper, the effects of light source, wavelength (light color),intensity and rhythm on the healthy development,growth performance,reproductive performance and immune performance of poultry were reviewed in order to provide theoretical reference for the research and production of poultry light.

Key Words: Poultry; Light; Health

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