牧場光管理之牛舍照明

文/王仁剛 王蘭惠

〔索爾泰姆生物技術(shù)（北京）有限公司〕

牧場光管理之牛舍照明

文/王仁剛 王蘭惠＊

〔索爾泰姆生物技術(shù)（北京）有限公司〕

合理的長光照能夠提高奶牛的產(chǎn)奶量，同時對奶牛的繁殖也起到刺激作用，目前國內(nèi)大部分牧場主也已經(jīng)認識到了光照對奶牛的重要性，紛紛采取措施，但效果參差不齊，原因是未能真正了解奶牛對光的需要，沒有做到合理的光照，針對這些問題，介紹一些牧場光照管理的基礎(chǔ)知識，并結(jié)合奶牛對光的需要提出對牛舍照明燈具的新要求，旨在對牧場管理者有所幫助。

牛舍；光照；管理；光需求

自然界動物分布、活動、行為都與光照有直接的關(guān)系，光照可直接影響動物的生理機能，不僅在動物機體的代謝過程及生命活動中起直接作用，而且還起著信號作用，即光照的周期性變化，使動物按著光的信號全面調(diào)節(jié)其生理活動，影響著動物的生長發(fā)育、生產(chǎn)和繁殖。在奶牛飼養(yǎng)管理中，增加光照一直是提高產(chǎn)奶量以及促進奶牛生長的有效手段。國內(nèi)牧場對光照的重視已經(jīng)有十年，牛舍也從沒有照明發(fā)展到現(xiàn)在的LED燈，但是對光照的管理大多是依靠經(jīng)驗，所以方法五花八門，如有24 h全開的，有根據(jù)牧場工人作息開關(guān)的，更多的是晚上開著白天關(guān)上的，本文針對這些問題，介紹一些牧場光照管理的基礎(chǔ)知識，并結(jié)合奶牛對光的需要提出對牛舍照明燈具的新要求，旨在對牧場管理者有所幫助。

1 光照管理的幾個誤區(qū)

1.1 誤區(qū)一：光照對產(chǎn)奶量的影響不大，所以光照管理沒那么重要

光照管理非常重要，屬于奶牛行為學的范疇?，F(xiàn)在牧場主都很重視奶牛舒適度，比如給牛只降溫，提供干燥舒適的臥床等，這是因為在實際生產(chǎn)中改善奶牛舒適度可以增加產(chǎn)奶量。但有所不知的是，光照對產(chǎn)奶量的增加比改善舒適度的作用更明顯，因為合理的光照可以直接帶來奶牛采食量的增加。而且改善牛舍光照需要的投入非常小，比如給奶牛飼料中添加營養(yǎng)添加劑，投入產(chǎn)出比達到1:3就已經(jīng)很好了，但科學合理的光照，投入產(chǎn)出比往往大于1:50。

1.2 誤區(qū)二：奶牛幾乎不睡覺，所以牛舍越亮越好，光照時間越長越好

馬里蘭州立大學的研究表明，奶牛在不間斷光照和自然光照的情況下產(chǎn)奶量無明顯差異，所以極端長光照，例如提供24 h的連續(xù)光照并不能帶來效益。而且一天中沒有黑暗期，奶牛無法把握一天的長度，會導致奶牛失去對增加光照時間的反應能力，導致激素的分泌紊亂[1]。而產(chǎn)奶量最高的光照和黑暗分配時間應該是：每天光照16 h，黑暗8 h，這樣的時間分配可提高7%～10%的產(chǎn)奶量。

1.3 誤區(qū)三：電費是牛場一筆不小的開銷，牛舍用燈只要夠亮夠省電就好

中國的牧場主非常善于學習，很多牛場已經(jīng)用照度來衡量其牛舍照明，而且也能夠做到200 勒克斯（lx）以上。但是如果這200 lx的照度大部分是藍光，實際對奶牛光照管理的意義并不大，牛與人對光的感知是有區(qū)別的。下文將詳細闡述。

2 光照對奶牛影響的原理解析

光照對奶牛的影響是一系列信號傳導與激素分泌的過程：奶牛光感覺發(fā)生在視網(wǎng)膜，光首先刺激視網(wǎng)膜光感受器，然后借助“視網(wǎng)膜-下丘腦神經(jīng)”通過一系列中間神經(jīng)元對松果腺發(fā)出抑制信號，褪黑素作為松果體中產(chǎn)生的激素，是光周期反應的中間調(diào)節(jié)物，光照抑制褪黑素合成途中的限速酶活性，結(jié)果在光照期松果腺褪黑素分泌較少，在黑暗期，光照抑制作用消除，褪黑素分泌量迅速增加[2]。奶牛褪黑素是動物體內(nèi)的“睡眠荷爾蒙”，它的分泌規(guī)律將決定奶牛的生物鐘。褪黑素分泌模式影響多種激素的分泌，尤其是催乳素（PRL）和胰島素樣生長因子（IGF-1），IGF-1濃度的變化對于提高奶牛產(chǎn)奶量很關(guān)鍵，同時該激素還介導了牛生長激素（BST）的作用。光照和BST發(fā)揮作用的途徑稍有差異，長日照與BST聯(lián)合作用產(chǎn)生了加性效應以提高奶牛產(chǎn)奶量[3]。

3 奶牛對光照的需求

3.1 奶牛對光的敏感區(qū)與人不同

人類之所以能夠感受到不同顏色，是因為在人類的眼睛里有3 種可以感光的視錐細胞，這類細胞不僅可以接收光子，被不同波長的光線激活，讓人看見東西，還負責分辨不同的顏色。與人類不同，牛的視網(wǎng)膜上只有2 種視錐細胞，這也就導致了牛對長波長的紅光敏感，對短波長的藍光不敏感。普通的節(jié)能燈和LED燈大部分都以藍光為主，而且藍光的造價最低，紅光的造價較高。這就是為什么衡量牛舍的照度不能僅僅用是否達到200 lx為標準，而必須從奶牛的角度來衡量，在藍光的環(huán)境中奶牛的感覺依然是黑暗的。但這種不同也有好處，牧場在夜間工作可以使用藍光照明，這樣可以不打擾奶牛休息，減少應激。

3.2 奶牛需要均勻的光照

由于人的視覺是有景深的，所以看到的物體是立體的，也能夠估計出人與物體的距離；而牛眼球的構(gòu)造不如人類發(fā)達，牛的視覺是沒有景深的，它看到的是一個平面，所以當有陰影時人知道那是陰影，而牛看到的就是一個“黑洞”，所以在牛的飼養(yǎng)中應盡量做到使光的分布均勻，避免明暗交替。一堵3 m開外光線較暗的墻，對奶牛來說就是個大山洞，如果在平地上就更可怕了，如果采食槽是亮的，走道是暗的，對奶牛來說，走道就是懸崖，必須走到很近的距離才能看清。這也是很多牛場奶牛表現(xiàn)膽小，走路邁不開步的原因。

3.3 奶牛需要自然光譜

由于自然的生理關(guān)系，奶牛更需要自然光的光譜比例，所以牛舍使用補光的燈需要接近自然光。接近自然光的光譜能夠滿足光對奶牛體內(nèi)維生素D的合成；讓奶牛沐浴在自然光下，更利于它的心情愉悅，促進其的健康。

3.4 泌乳牛光照與黑暗交替的重要性

國內(nèi)外很多試驗結(jié)果表明，奶牛明暗交替的最佳節(jié)點是16 h光照，8 h黑暗，可以使產(chǎn)奶量達到最大。光照可以抑制褪黑激素的分泌，而黑暗刺激褪黑激素的分泌，這種交替變化能夠最大限度刺激奶牛體內(nèi)產(chǎn)生一系列激素反應，最大程度地發(fā)揮奶牛的生產(chǎn)性能。我國全國范圍內(nèi)的日可照時數(shù)平均僅為12 h，在不考慮陰雨等天氣情況下，牛舍平均每天需要增加4～6 h的光照。

3.5 干奶牛對光照的需求

干奶牛是需要短光照的，與泌乳牛剛好相反，最佳時間是8 h光照，16 h黑暗。原因有兩個：一個是短光照使奶牛對日后的長光照更加敏感，另一個是短光照會刺激干奶牛采食，有研究表明，8 h短光照比16 h長光照的干奶牛采食量提高12%。所以干奶牛舍自然光照就能夠滿足需要，可以不安裝照明燈。

3.6 育成牛對光照的需求

育成牛也需要16 h的長光照，這樣可以最大限度地促進其生長和乳腺的發(fā)育，另外長光照也會使育成牛性成熟更早，并可以提前配種。應該注意的是，產(chǎn)前2 個月也需要改成8 h短光照。

4 合理光照對奶牛生產(chǎn)性能的影響

4.1 光照對采食量、產(chǎn)奶量、乳脂率的影響

增加光照對奶牛的影響是漸進的，但也是持續(xù)的、可重復的。研究表明，在一般情況下產(chǎn)奶量的增幅范圍可以提高7%～10%，幾乎所有的研究都提到，產(chǎn)奶量增加后乳成分沒有變化，增加的產(chǎn)奶量均來自于采食量的增加。有多項研究結(jié)果[4]表明，光照與黑暗的循環(huán)能影響奶牛的采食行為，長光照能夠刺激奶牛的采食行為，提高采食量。李云甫等[5]為研究光照對奶牛泌乳和采食性能的影響，分別選擇處于第一泌乳月和第四泌乳月的90頭和45 頭奶牛，采用人工光照的方式，使奶牛每天的光照時間分別由自然光照的9.5 h增加到15 h和18 h。試驗期30 天，分析測定了產(chǎn)奶量、乳脂率、采食量及經(jīng)濟效益。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當光照時間為15 h時，試驗牛的產(chǎn)奶量和采食量均顯著高于9.5 h和18 h試驗牛（P ＜0.05）；且經(jīng)濟效益較好，每頭奶牛每天可增收3.95 元；各試驗組奶牛牛奶乳脂率無顯著差異（P ＞0.05）。

4.2 光照對繁殖性能的影響

雖然奶牛不被嚴格視為季節(jié)性繁殖動物，但以前對繁殖性狀的研究表明，奶牛繁殖性狀的可變性很大一部分受季節(jié)性變化的影響。光照對奶牛的繁殖性能起到刺激作用，額外補充光照能夠促進動物的性成熟，促使母畜發(fā)情和提高受孕率，減少繁殖疾病等。例如，Hansen和Hauser[6]研究表明，在冬季和秋季給奶牛補充光照能夠縮短發(fā)情間隔，并能提高下一次的受孕率；Reksen等[7]研究結(jié)果表明，給挪威紅牛夜間接受補充光照能夠縮短空懷期，縮短產(chǎn)犢間隔，并且減少人工授精的次數(shù)。Geoffrey等[8]報道稱，長日照處理加快了青年母牛性成熟的速度，生長更快，乳腺分泌組織生長更迅速。李吉明等[9]在研究延長光照時間對奶牛泌乳和繁殖性能的影響，通過對子宮、卵巢的檢查結(jié)果表明，奶牛在夏季子宮的復位率高于冬季，卵巢疾病發(fā)病率低于冬季。夏季人工光照加速奶牛子宮復位，但對減少卵巢疾病作用不大。冬季人工光照能加速奶牛子宮復位，但可以減少卵巢疾病的發(fā)生。

5 牛舍用燈建議

5.1 節(jié)能是第一位的，目前首選仍然是LED燈，但最好是有紅光的LED。

5.2 光源盡可能接近自然光，這樣可以幫助牛自身合成維生素D。

圖1 照明良好的牛舍

5.3 光分布均勻，避免在牛舍中產(chǎn)生明暗交替，燈的懸掛方式最好是垂直而非平行。

5.4 燈在保證亮度的前提下節(jié)能，并且要求光衰低，延長使用壽命。

5.5 做到防水防塵，易于清理。否則再好的燈被灰塵和飛蟲覆蓋，也不能發(fā)揮作用。

5.6 最好使用日出日落定時器代替簡單的定時開關(guān)，更好進行光周期管理并避免浪費。

5.7 使用紅藍交替光管理系統(tǒng)，方便工人夜間操作而不打擾牛只，減少應激。

5.8 選用沒有頻閃效應危害的綠色光源，構(gòu)建一個明亮、清晰、舒適的照明環(huán)境（圖1）。

6 小結(jié)

牧場管理者一直在提倡精準營養(yǎng)，降本增效，也通常會關(guān)注那些可能抑制產(chǎn)奶量效率的環(huán)境因素，比如料槽管理、臥床舒適度、熱應激等，但恰恰忽略了光周期管理的作用，其是一種可以適用于任何情況的管理措施。合理的光照首先體現(xiàn)在時間上，根據(jù)目前的研究得到的建議是：懷孕青年牛最后2 個月以及經(jīng)產(chǎn)牛的干奶期，建議采用短光照來提高奶牛下一個泌乳期對光照的反應；在泌乳期用長光照提高奶牛產(chǎn)奶量；另外體現(xiàn)在牛舍照明燈的選擇上，是否含有足夠的紅色光譜，光源分布均勻等優(yōu)勢，這決定了光周期管理能否發(fā)揮到最大優(yōu)勢?？傊?，采用適當?shù)墓庵芷诠芾砑夹g(shù)，奶牛的生產(chǎn)效率可以大大提高，是為牧場主提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟利益的又一個管理工具。C

[1] 李璟輝，李悟，張子淇，等. 利用光周期的合理管理提高產(chǎn)奶量[J]. 中國奶牛，2013（14）：51-52.

[2] 崔娟娟. 光周期技術(shù)對奶牛內(nèi)分泌的影響[J].四川畜牧獸醫(yī)，2002（8）：38-43.

[3] 張忠誠.家畜繁殖學[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2007.

[4] 田允波. 光照對奶牛的影響研究[J]. 甘肅畜牧獸醫(yī)，1992（2）：29-31.

[5] 李云甫，楊和平，尤彬，等. 光照時間對奶牛泌乳和采食性能的影響[J]. 家畜生態(tài)學報，2009，30（4）：37-39.

[6] Hansen P J，Hauser E R. Photoperiodic alteration of postpartum reproductive function in suckled cows.Theriogenology，1984，22（1）：1-14.

[7] Reksen O，Tverdal A，Landsverk K，et al.Effects of photointensity and photoperiod on milk yield and reproductive performance of Norwegianred cattle. Journal of Dairy Science，1999，82（4）：810-816.

[8] Geoffrey E D，陳豐，魏宏陽. 利用光照周期調(diào)控技術(shù)改善奶牛生產(chǎn)性能[J]. 中國畜牧獸醫(yī)，2002，29（2）：15-16.

[9] 李吉明，邢景才，郭鎖華，等. 延長光照時間對奶牛泌乳和繁殖性能的影響[J]. 畜牧與獸醫(yī)，1999（6）：15-16.

2017-08-25）

王仁剛（1976-)，男，碩士，主要從事牧草栽培與加工。

?通信作者：王蘭惠(1987-)，男，碩士，主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學。