Роль света в бройлерном птицеводстве

Свет — важнейший экзогенный фактор, воздействующий на любой живой организм, и особенно птиц. Понимание и грамотное управление этим фактором является неотъемлемой и важнейшей частью технологии выращивания всех направлений яичной и мясной птицы. Влияние света многогранно. Так, на несушке и племенной птице свет позволяет стимули­ровать и сдерживать физическое и физиологическое развитие и зрелость птицы, контролировать ее агрессивность и предотвращать каннибализм, регулировать разнос птицы и яичную продук­тивность. На бройлерах — это прежде всего «инструмент» контроля активности птицы, а значит — ее роста и развития. Через эти процессы освещение позволяет эффективно регулировать уровень метаболизма, иммунный статус птицы, состояние ее сердечно-сосудистой, костной системы, ног и здоровья в целом.

Особенности зрения птиц

Анатомия и физиология органа зрения птицы существенно отличается от млекопитающих. Четыре важнейшие зрительные особенности птиц – это спектральная и мерцательная чувстви­тельность, а так же аккомодация и острота (Prescott, Wattles, 1999). Домашняя птица обладает адаптационными особенностями, которых лишен человек. Так, у птицы имеются три фоторецептора вместо двух (палочки и колбочки) у человека (King-Smith, 1971). Функция дополнительного фоторецептора, который представлен двойной колбочкой, до конца не изучена. Однако, в составе колбочек птицы имеются четыре светочувствительных пиг­мента, отвечающих за ее цветное зрение, в то время как у человека – их только три (Yoshizawa, 1992). Эти пигменты обладают максимальной светочувствителностью при длине волны 415, 455, 508 и 571 нм, у человека же– при 419, 531 и 558 нм (Dartnall et al, 1983).

Механизм и факторы воздействия света

Свет — это прежде всего зрительный раздражитель, воздействующий на птицу через орган зрения. Энергия светового излучения в виде протонов достигает сетчатки глаза, где путем фото-химических реакций преобразуется в нервный сигнал, передающийся через зрительный нерв в головной мозг. Считается, что многие биологические процессы, такие как рост, развитие птицы и поедание кормов напрямую зависят от чувствительности сетчатки ее глаз, хотя истинная природа этого взаимодействия пока до конца не изучена. У птиц имеются также и экстра-ретинальные фоторецепторы (вне сетчатки), которые воспринимают энергию света, передающуюся через череп и различные ткани тела. Эти рецепторы позволяют птице определять продолжительность и сезонность фотопериода. Механизм действия их основан на выработке гормонов серотонина и мелатонина, воздействующих через эндокринную систему на обмен веществ и поведение птицы: локомоторную и репродуктивную активность, глубокую температуру тела и сезонные миграции. Для таких проявлений как рост птицы и поедаемость кормов первостепенный ответ обусловлен именно светочувствительностью сетчатки глаз, однако в некоторых случаях, а также на более поздней стадии не исключено и воздействие энергии света на гипоталамо-гипофизарную систему, принимающую участие в регуляции основных вегетативных функций организма. Какими же параметрами освещения можно оперировать для создания оптимальных условий при выращивании птицы и каково их воздействие на ее организм? Это прежде всего интенсивность света, его продолжительность (фотопериод) и длина волны (спектр), а так же различные сочетания этих факторов, представляющих собой так называемую «световую программу» или «программу освещения». Если для племенной и яичной птицы программы освещения более или менее отработаны и стандартны, то для мясной птицы, при наличии большого количества рекомендованных программ, работа по их дальнейшему изучению и оптимизации ведется непрерывно.

Интенсивность света

Поведение бройлеров в значительной степени обусловлено интенсивностью освещения. Этот параметр измеряется в люксах (лат. «lux» — свет) и характеризует освещенность по­верхно­сти в 1м² при падающем на нее световом потоке, равном 1 люмену. Исследователи не всегда едины в своем мнении по поводу оптимального уровня освещен­ности для бройлеров. Но безусловно то, что молодым цыплятам необходима хорошая освещенность. Поэтому большинство световых программ рекомендуют иметь на посадку не менее 25лк, чтобы птица могла без труда найти корм и воду. Через несколько дней она привыкает к системе поения и кормления и может ориентироваться при меньшей освещенности, поэтому интенсив­ность можно плавно снизить вплоть до минимальных 5лк. В целом, с повышением освещенности в птичнике повышается и активность птицы, однако это воздействие носит ограниченный характер. Так при дальнейшем повышении освещенности (>40лк) привесы наоборот - снижаются из-за чрезмерной активности и беспокойства птицы (Charles et al, 1992). Большинство экспериментов доказывают, что интенсивность в 5 лк обеспечивает оптимальные условия роста птицы, начиная со второй недели и вплоть до конца откорма. Однако в ряде опытов было продемонстрировано, что повышение освещенности с 5 до 10-12лк имеет преимущества против освещения 5 лк и менее (Newberry et al., 1985). Согласно ряду исследователей слишком низкая освещенность (< 5 лк) приводит к ухудшению зрения птицы по причине дегенерации сетчатки с возможным развитием миопии (близорукости), глаукомы, к повреждению хрусталика и слепоте (Buyse et al, 1996; Cummings et al, 1986; Li et al, 1995). Однако это мнение опровергает эксперимент, проведенный в университете Auburn (США). Была проведена ранняя стимуляция групп бройлеров кросса Ross 708 в первые 9 дней светом с интенсивностью 10, 20, 40 и 80 лк по программе 23+1 (0-9 день) и 20+4 (10-55 день), со сниже­нием до 2,5 лк с 10 дня. Результат показал, что исключением оказалась лишь птица выращенная до 9 дней при 80 лк. Она показала самый низкий вес в 9 дней, худший выход мяса и грудки в 55 дней. Остальные режимы, включая 40 лк до 9 дней жизни не продемонстрировали негативного отклонения в росте и состоянии здоровья птицы (Hess et al, 2007). На практике освещенность в птичнике часто варьирует в широком диапазоне — в зависимости от типа ламп, их количества, расположения и расстояния он них до уровня глаз птицы. Для расчета необходимого количества ламп с целью создания 30лк на уровне птицы необходимо исходить из параметров: 0,8-1Вт/м² для флуоресцентных ламп и 3Вт/м² для ламп накаливания.

Фотопериод

Продолжительность световой фазы (фотопериод) — второй, после интенсивности, важней­ший фактор воздействия на птицу. Дикая птица, в отличие от домашней, полностью зависима от продолжительности свето­вого дня, поэтому ее жизненный цикл и репродуктивная фаза носят сезонный характер. С наступлением осенне-зимнего периода птица прекращает яйцекладку, возобновляя ее весной по мере удлинения фотопериода. Этот процесс находится под контролем гипофиза, не получающего дос­таточной световой стимуляции. И наоборот, при удлинении фотопериода гипофиз вырабатывает гор­моны, стимулирующие рост, половое созревание птицы и начало яйцекладки. Интенсивность и продолжительность светового периода крайне важны для птицы. Так, укороченные и чередующиеся фотопериоды позволяют снизить частоту возникновения метабо­лических заболеваний, таких как асцит на фоне легочной гипертензии, синдром внезапной смерти, дисхондроплазия большеберцовой кости, хромота и другие нарушения развития скелета (Classen и Riddell, 1989-1991; Renden et al, 1991; Petek, 2005; Kritensen et al, 2004 и др). Однако влияние света не ограничивается только этими факторами. На птицу, выращивае­мую в промышленных условиях, существенное влияние оказывает и цвет излучаемого света — его спектр.

Свет и спектральная чувствительность птиц

Белый свет состоит и спектра, ко­торый четко различим человеческим гла­зом на радуге в солнечную погоду после дождя. Спектр разложения белого света в опыте Ньютона  представляет со­бой видимую радуж­ную полоску полу­чаемую на белом экране, расположенном позади призмы, на которую спереди па­дает узкий луч дневного света (Рис. 1).

 
Рисунок 1. Дисперсия белого света при прохождении через стеклянную призму.



Рисунок 2. Длины волн излучений видимого спектра – в нанометрах (нм) (R.W.Burnham et al, 1953)

Спектр разложения белого света обусловлен дисперсией — свойством дневного белого немонохроматического света разлагаться в призме на монохроматические основные спектральные цвета: красный - оранжевый - желтый - зеленый - голубой - синий - фиолетовый. Наименее отклоняется в призме красный цвет, наиболее отклоняется - фиолетовый. Суть дисперсии заключается в том, что скорость света в веществе призмы зависит от длины его волны (Рис. 2). На протяжении столетий человек изучал воздействие разных спектров на живой организм и установил, что для каждого из них оно специфично. Этому влиянию в той или иной степени подвержен как сам человек, так и все виды животных и птиц. Особенно выражено влияние длинноволновых цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого и голубого. Это означает, что воздействуя отдельными спектрами на организм можно добиться усиления специфического эффекта. В 1986 г Марк О. Норт (Mark O.North, США) опубликовал диаграмму,  в которой отобразил эффекты воздействия разных спектров света на те или иные показатели выращивания и поведенческие особенности птицы.

Недавние исследования подтвердили, что наиболее благоприятными для роста и развития птицы являются лучи с диной волны 415-560 нм (от фиолетового до зеленого) или освещение широкого спектра (белый свет). Lewis и Morris (2000) пришли к выводу, что увеличение привесов при использовании зе­леного и синего цветов являются следствием исключения длинноволнового спектра, который по­давляет рост птицы. Это подтверждает и то, что конверсия корма также улучшается при использовании зеленого и синего света и заметно ухудшается при использовании красного. Berk (1995) установил, что птица особенно чувствительна к интенсивности света вплоть до 6-й недели жизни. Эксперименты показали, что увеличение длины световой волны на каждые 100 нм у бройлеров весом 1,5 кг приводит к снижению живой массы на 50 г. И наоборот – половое созревание птицы сильнее всего стимулирует белый свет или освеще­ние в красном спектре. Аналогичный эффект был продемонстрирован и на индейках (Sarah Mellor, 2001. Диагр. 1).

Диаграмма 1. Влияние длины волны на живую массу (кг х log10) цыплят-бройлеров (черная линия) и индюшат (серая линия) по данным разных авторов.

Темнота

Темнота — такой же важный для роста и здоровья птицы фактор, как и свет (Classen et. al, 1991). Период темноты в световой программе могжет быть охарактеризован двумя параметрами: продолжительностью и кратностью в течение суток. До недавнего времени считалось что для бройлеров, при всех остальных оптимальных ус­ловиях выращивания, наибольший эффект дает постоянная программа освещения 23с:1т (Gordon, 1994). Однако сегодня все больше исследователей склоняются к мнению,что для оптимального роста и развития птицы необходим минимальный период темноты в 4 часа, который в случае не­обходимости может быть увеличен (Blokhuis, 1983). Согласно большому количеству исследований и наблюдений периоды темноты позволяют снизить падеж и улучшить здоровье ног бройлеров. Этот эффект имеет физиологическое объяс­нение. Так, в темноте у птицы вырабатывается мелатонин (гормон эпифиза головного мозга), участвующий в регулировании суточных колебаний температуры тела и некоторых обменных процессов, влияющих на потребление корма и воды, а так же секрецию нескольких лимфокинов, отвечающих за нормальную работу иммунной системы птиц (Appeldoorn et al., 1999). Поэтому периодические темные фазы в течение суток необходимы для регулярной секреции мелатонина в сетчатке и эпифизе птиц (Binkley et al., 1973). Исследования подтверждают, что у птицы, выра­щиваемой с достаточным количеством темных периодов, значительно реже наблюдаются про­блемы с конечностями, синдром внезапной смерти и другие проблемы со здоровьем, чем у птицы, выращиваемой при постоянном освещении. Кроме того, замечено улучшение таких пока­зателей откорма как среднесуточный привес, конверсия корма, качество тушки и др. (Moor & Siopses, 2000; Classen et al., 1991, 2004). Доказано, что птица при прерывистом фотопериоде испытывает меньше стресса, чем при постоянном. Об этом свидетельствуют как уровень кортикостерона сыворотки крови, так и соот­ношение гетерофилы/лейкоциты в крови цыплят (Siegel, 1995). Однако слишком длинные периоды темноты имеют выраженный негативный эффект на росте и развитие птицы. Это обусловлено слишком низкой активностью птицы в этот период.

Программы освещения

Световые программы, как часть технологии содержания кур-несушек и племенной птицы, давно отработаны и являются относительно устоявшимися. Для бройлеров исследования в этом направлении по-прежнему ведутся в нескольких на­правлениях; это как стимуляция птицы к хорошему старту и поедаемости кормов на финишной фазе, так и специальные программы, сдерживающие чрезмерно интенсивный рост птицы на старте – во избежание дисциркуляторных проблем, заболеваний конечностей и повышенного от­хода птицы в конце откорма. Кроме того, они позволяют улучшить показатель конверсии корма и привес. В мировой практике различают программы постоянного и прерывистого освещения. В свою очередь последние можно подразделить на:

• Чередующегося
• Ограниченного
• Комбинированного (чередующееся+ограниченное)
• С нарастающим фотопериодом

Постоянное освещение нарушает суточный ритм птиц и приводит к патологии костяка и конечностей (Sanotra et al., 2001, 2002), в результате чего она не способна даже подходить к воде и корму (Wong-Valle, 1993). Это приводит к быстрому истощению и гибели птицы – в стаде по­вышается падеж (Freeman et al., 1981). Поэтому переход к сокращенному световому периоду и различным схемам прерывистых программ освещения оправдан и позволяет снизить физиологический стресс на птице, повысить имунный статус, удлинить период отдыха (сна) птицы, повысить общую активность, улучшить метаболизм костной ткани и здоровье ног, а значит – сократить падеж, особенно на финальной стадии откорма. О преимуществах прерывистых программ освещения свидетельствуют работы многих ис­следователей: Sanotra et al, 2002; Wong-Valle et al, 1993; Freeman et al, 1981; Gordon, 1994; Kuhn и Сharles, 1992, 1996; Davis, 1997; Rozenboim, 1999; Classen, 2004; Riddell, 1992; Rahimi, 2005; Buckland, 1975; Simmons, 1986, Wang и Yang, 2000; Ohtani и Lesson, 2000. На текущий момент существует несколько рекомендованных селекционными компаниями и применяемых на практике программ освещения для бройлеров (Табл. 2-6). Какие же из них более эффек­тивны и как правильно их применять? Определиться с выбором той или иной про­граммы освещения можно исходя из темпов роста птицы: живой массы в 7 дней и среднесуточного привеса, а также сохранности и характера патологии птицы в последний период откорма. До недавних пор считалось, что живая масса цыпленка в 7 дней должна соответствовать принципу «чем выше – тем лучше». Однако сегодня все больше исследователей склоняются к выводу, что это неверный ориентир, который неизбежно ведет к развитию у птицы различной сердечно-сосудистой и костной патологии в старшем возрасте. Исследования компании «Cobb-Vantress» по­казали, что применение специальных световых программ, начиная с 7 дня откорма очень важно для сдерживания слишком интенсивного роста птицы и профилактики связанных с этим проблем в предубойном возрасте. Среди таких проблем доминирующее положение занимают: асцит и синдром внезапной смерти, патология ног - варус/вальгусная деформация, дисхондроплазия большеберцовой кости, дефор­мации и некроз головки бедренной кости и п.д. Согласно современному взгляду на природу этого явления оптимальной живой массой в 7-дневном возрасте считается 4-кратная живая масса суточного цыпленка. То есть, если в сутки цыпленок в среднем весит 40г, то к 7 дням он дол­жен набрать порядка 160г. При превышении этого порога рекомендуется применять световую программу, направленную на ее сдерживание.

Типы ламп, применяемых в птицеводстве

Источники света, наиболее часто используемые в птицеводстве, по своей конструкции и принципу работы можно подразделить на: лампы накаливания, флуоресцентные, натриевые и металлогалогенные.

Лампы накаливания – наиболее популярный в России источник света. Их КПД крайне низкий (3%), поскольку львиная доля затрачиваемой при их работе энергии выделяется в виде тепла.

Флуоресцентные лампы (дневного света) – более современный источник света, но для них характерно мерцание (до 100 раз в се­кунду), создающее так называемый стро­боскопический эффект. Он отличается для ламп разного производства, типа и сроков эксплуата­ции. Так, лампы матовые и холодного белого света мерцают сильнее, чем теплого белого, а любые старые лампы – сильнее чем новые. Для человеческого глаза этот эффект почти неразличим, но птица, чье зрение изначально острее, отчетливо видит этот «фейерверк». Существуют доказательства того, что это воздействие не проходит для нее бесследно и оказывает негативный эффект на поведении птицы и показателях продуктивности. Сочетание стробоскопического эффекта и высокой интенсивности освещения таких ламп создают зону дискомфорта непосредственно под ними – птица избегает этих участков пола. Под­стилка в них намокает и выделяет большое количество аммиака. Если линия освещения непрерывная, то, особенно в зимний период, это может привести к намоканию подстилки широкой зоной вдоль всего птичника. Еще совсем недавно европейские птицеводы использовали флуоресцентные лампы теплого бе­лого света, которые постепенно сменили лампы холодного белого света, поскольку считалось, что они больше похожи на естественный дневной свет. Но из-за более выраженного стробоскопиче­ского эффекта и их популярность прошла.  Изобретательные фермеры обнаружили, что если нижнюю часть лампы оснастить деф­лектором специальной конструкции, то это решает проблему намокания подстилки.

Высокочастотные флуоресцентные лампы лишены этого недостатка, поскольку час­тота их мерцания (26000 раз в секунду) неразличима для птицы.

Натриевые лампы - один из наиболее эффективных современных газоразрядных источни­ков света, в котором оптическое излучение возникает при дуговом электрическом раз­ряде в парах натрия. Натриевая лампа низкого давления дает чисто-желтый свет без мерцания. Некото­рые виды натриевых ламп имеют сразу 2 источника излучения, например мощностью 50 и 70 Вт. Таким об­разом их можно использовать в трех режимах: на 50, 70 и 120 Вт.

Цветные металлогалогенные лампы – приобретают все большую популярность, поскольку позволяют лучше контролировать поведение и раз­ви­тие птицы: красный свет  - для снижения агрессии и каннибализма у несушки и племенной птицы, зеленый и голубой –  для повышения привесов у бройлеров, причем зеленый свет реко­мендован в начале откорма, а голубой – чуть позже для снижения излишней активности птицы. Дополнительное преимущество этих ламп заключается в том, что они дают освещенность такую же или выше, чем у стандартных ламп, но намного более однородную и с меньшим количест­вом зате­ненных зон. Кроме того, обладая довольно низким энергопотреблением, они очень экономичны. Так, согласно данным производителей и практическим наблюдениям, при одинаковой интенсивности света на единицу площади, такая лампа позволяет сэкономить до 85% электроэнергии по сравне­нию с лампой накаливания и до 50% - по сравнению с обычными лампами дневного света, при том, что срок работы их в несколько раз дольше.

Заключение

Освещение – важнейший параметр откорма бройлеров. Длина волны, интенсивность и продолжительность освещения позволяют управлять поведением птицы, в то время как темнота важна для контроля состояния ее здоровья. Различные световые программы широко и эффективно применяются в птицеводстве. Программы ограниченного и чередующегося освещения направлены на то, чтобы обеспечить птице период покоя, темную фазу для синтеза мелатонина и снижения стресса, а так же основную цель – замедление раннего роста, что позволяет птице достичь физиологической зрелости до момента максимального набора мышечной массы. Большое количество исследований подтверждают, что программы ограниченного освещения существенно улучшают показатели откорма: привес, конверсию корма, качество тушки, здоровье ног, иммунный статус и сохранность – как финальный показатель ветеринарного благополучия поголовья.  Тем не менее, многие компании не видят этих преимуществ ограниченного освещения, поскольку применяют такие программы не на постоянной основе, а спорадически и не всегда уместно и обоснованно. При том, что влияние освещения на продуктивность птицы изучено довольно хорошо, взаимосвязь освещения и здоровья птицы по-прежнему нуждается в дальнейшем анализе. Для этого необходимо понять и переоценить пути восприятия птицей окружающей среды, и в первую очередь - влияние освещенности и фотопериода на функциональное развитие глаз и зрения птицы, а так же суточные ритмы ее поведения. Выбор источников света, их количество, расположение, а также применяемая световая программа – факторы определяемые, исходя из особенностей конкретного производства. Поэтому отдавая предпочтение какой-либо системе, всегда необходимо исходить из поставлен­ных задач и точного представления о том, на что способен тот или иной тип обору­дования. В противном случае выбранная система не только не даст ожидаемого результата, но и может привести к обратному эффекту.

Цветные металлогалогенные лампы

Красное освещение в племенном птичнике	Красное и желтое освещение в птичнике
Высокочастотные дневные лампы в племен­ном птичнике (Испания)	Высокочастотные дневные лампы в бройлерном птичнике (Испания).
Зеленое освещение в птичнике	Три вида ламп для бройлеров
Желтое и белое освещение в племенном птичнике	Желтые лампы для бройлеров

Библиография

1. Apeldorn E.J. et al. Effect of melatonin and Lighting Schedule on Energy Metabolism in Broiler Chickens. Animal Health and Reproduction Group. Wageningen Agricultural University, the NL. Poultry Science, Vol. 78, Pp. 223-229, 1999.
2. Burnham R.W. et al. Color: A Guide to Basic Facts and Concepts. New York: John Wiley, 1953.
3. Classen H.L. et al. Effects of increasing photoperiod length on performance and health of broiler chickens. British Poultry Science, Vol. 32, Pp. 21-29.
4. Cobb Management Guide. Cobb-Vantress Inc., 2004.
5. Ham A.D. et al. Color preferences and color vision in poultry chicks. School of Life Sciences, Uni­versity of Sussex, Brighton, UK.
6. Henk R. Sodium, green, blue, cool or warm-white light? WP, Elsevier, Vol. 17, No 12, 2001.
7. Hess J.B. et al. Influence of early light intensity on broiler performance and yeald. Auburn Univer­sity and Mountain Farms. USA. WP, Vol. 23, No 9, 2007.
8. Hubbard Broiler management Guid. Hubbard Europe, 2006. 
9. Hybro Broiler Management Manual. Hybro B.V., 2004.
10. Jonathan G. et al. Poultry Diseases, 5th Edition, 2001.
11. Leonard W.F. et al. Lighting programs and Cobb 500 broiler performance. Cobb Technical Fo­cus, 2003.
12. Lewis P.D. et al. Change in the effect of constant photoperiods on the rate of sexual maturation in modern genotypes of domestic pullet. British Poultry Science, Oct 2005, Vol. 46, Issue 5 .
13. Lien R.J. et al. Effect of light intensity and photoperiod on live performance, heterophil-to-lymphocyte ratio, and processing yields of broilers. Department of Poultry Science, Auburn University, USA.
14. Olanrewaju H.A. et al. A Review of Lighting Programs for Broiler Production. International Journal of Poultry Science 5 (4), 2006. Pp. 301-308.
15. Ross 308  Broiler Management Manual, Aviagen Ltd., 2002.
16. Saif Y.M. Diseases of Poultry. 11^th Edition, 2003.
17. Sarah M. Lighting schedules for broilers. WP, Elsevier, Vol. 17, No 1, 2001.

Приложения

Таблица 2. Стандартная световая программа

Возраст, дни	Интенсивность, люксы	Соотношение свет + темнота, часы
0	>20	24 + 0
1—7	>20	23 + 1
7—21	20—10(5) постепенное снижение	23 + 1
21—убой	(5)10 ---- 20*	23 + 1

Таблица 3. Световая программа для стимуляции поедания кормов, снижения проблем с конечностями

Возраст, дни	Интенсивность, люксы	Соотношение свет + темнота, часы
0	>20	24 + 0
1—7	>20	23 + 1
7—35	20—10(5) постепенное снижение	5 + 1 (4 + 2)
За 3 дня до убоя	(5)10 ---- 20*	23 + 1

Таблица 4. Световая программа для сдерживания чрезмерного роста птицы (кросс Сobb). При 55+ г с/суточного привеса

Возраст, дни	Интенсивность, люксы	Соотношение свет + темнота, часы
0	20—60	24 + 0
1	20—60	23 + 1
6—7	20—60 -> 5—10	18 + 6
10—11	5—10	15 + 9
13—15	5—10	12 + 12
До убоя, дней:
15	5—10	15 + 9
12	5—10	18 + 6
9	5—10	21 + 3
6	5—10	23 + 1
Перед убоем	5—10 --> 10—20*	23 +1