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光照對快速生長型肉禽影響的研究進展

2015-04-17 08:31:38辛海瑞熊本海潘曉花韓英東
家畜生態(tài)學報 2015年10期
關鍵詞:光色綠光間歇

辛海瑞,熊本海*,潘曉花,韓英東

(1.中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所,動物營養(yǎng)學國家重點實驗室,北京100193;2.東阿阿膠股份有限公司,山東聊城252201)

快速生長型肉禽在畜禽養(yǎng)殖規(guī)?;⒓s化和標準化不斷推進的背景下,要求在縮短養(yǎng)殖周期的同時,獲得更高的出欄重和飼料轉化效率,以滿足市場需要。但生長過快會降低家禽的體質(zhì)健康和抗病能力,引發(fā)一定的負面效應,如骨骼畸形、猝死、代謝疾病等[1]。這就要求經(jīng)營者在追求利益的同時,也應注重動物福利,改善畜禽管理,降低負面效應,而光照作為畜禽飼養(yǎng)管理中的關鍵因素,具有非常重要的研究意義。適宜的光照對家禽生長發(fā)育、生產(chǎn)性能、新陳代謝、繁殖免疫等方面都存在直接或間接的影響。合理的光照方案可以最大限度的發(fā)揮家禽的遺傳潛力,提高家禽采食量和飼料利用效率[2]。此外,合理光照可以減少光照時間,降低光照強度,提高光照能源的利用效率,對節(jié)能減排等方面也有幫助。但在實際生產(chǎn)中,不同國家不同地區(qū)采用的光照程序和光照設備各不相同,而且光照程序大多數(shù)也是在生產(chǎn)中得出的經(jīng)驗,其合理性尚待驗證。

1 光照的作用途徑

家禽是對光極為敏感的動物,家禽的光譜感應范圍較人類更廣,光譜敏感性較強。這主要是由于家禽的視網(wǎng)膜上有視桿細胞和視錐細胞兩種視覺感光細胞。兩種視覺細胞在不同光照環(huán)境下起作用,視桿細胞不能夠區(qū)分顏色,但對弱光較為敏感(<0.4Lx),而視錐細胞能夠區(qū)分顏色,并能在強光下起作用[3]。

一般認為,對家禽而言光刺激可以通過刺激視網(wǎng)膜上的光受體產(chǎn)生光信號,傳遞到視覺中樞,也可以直接通過顱骨刺激視網(wǎng)膜外光受體而產(chǎn)生神經(jīng)沖動,刺激下丘腦分泌促性腺激素釋放激素,將光信息轉化為生物信號,進而影響垂體-性腺軸釋放激素來調(diào)節(jié)機體的各項代謝活動[4]。但由于血紅蛋白和羽毛黑色素對光波的吸收,致使不同的光波長穿過顱骨到達下丘腦的效率不同,長波長光的穿透率(>650nm)是短波長光(400~450nm)的數(shù)十倍甚至上百倍,例如雞長波光穿透率是短波光的20倍,鴨是36倍,鵪鶉是80~200倍,鴿是100~1000倍[5]。

2 光照對家禽的影響

光照主要以光照來源、光的波長(光色)、光照強度、光照節(jié)律4個方面影響家禽的活動。這些光環(huán)境因子的改變都會影響到家禽的生長發(fā)育、生理機能、體質(zhì)健康、肉品質(zhì)等多個方面。光照試驗多是以全人工光照為主,部分涉及自然光照者,則采用人工光照+自然光照的模式。

2.1 光源對家禽的影響

光照來源因其光源不同,一般分為自然光照和人工光照兩種。在家禽實際生產(chǎn)中多采用連續(xù)光照或白天自然光照+夜間補光的光照模式。有研究表明,自然光照與不同光照節(jié)律的人工光照相比,在肉雞的料肉比、屠宰率等方面均未表現(xiàn)出顯著差異[6]。但在北京鴨的相關試驗中發(fā)現(xiàn),北京鴨在生長前期腿肌沉積及后期胸肌的沉積方面,單純的自然光照要比連續(xù)光照和白天自然光照夜間補光表現(xiàn)要好[7]。究其原因可能是不同畜禽品種對光的敏感性存在差異。

隨著畜禽業(yè)的發(fā)展,人工光照已經(jīng)成為畜舍內(nèi)光照的主要來源,主要包括白熾燈、熒光燈、LED燈,其中以白熾燈、熒光燈應用最為廣泛。不同的燈源對家禽影響也不同,Kristensen等[8]對比了生物光源和暖白熒光燈兩種光源對肉雞的影響,結果發(fā)現(xiàn)對肉雞的生產(chǎn)性能和腿部健康上并不存在顯著差異。在白熾燈與熒光燈的對比中,Rozenboim 等[9]人發(fā)現(xiàn)暖白迷你熒光燈與白熾燈和暖白熒光燈相比,可以顯著增加肉雞49d出欄重。張明利[10]在6種不同光色的LED 以及節(jié)能燈、白熾燈對肉雞生產(chǎn)性能的影響中發(fā)現(xiàn),相對于白熾燈、節(jié)能燈,LED 光照能夠較好的促進肉雞增肥,提高雞群的均勻性。由此可見,不同光源對家禽影響是不同的,其中采用LED 燈對肉禽生長更有優(yōu)勢,LED 燈雖使用時間長,但初次購買價位也要較其他燈源高。

隨著光源的研究應用的發(fā)展,各種金屬鹵素燈、高壓鈉燈、不同光色的LED 燈也都會進一步的研究比較。

2.2 光的波長對家禽的影響

光的波長決定光的顏色,不同波長的光顯現(xiàn)出不同的顏色。Rozenboim[11]等在研究白熾燈光、紅光、綠光、藍光對肉公雞的影響中發(fā)現(xiàn),綠光從3d開始肉雞體重就顯著高于其他組。藍光從肉雞20d后體重顯著高于白熾燈和紅光組,并發(fā)現(xiàn)綠光對公雞胸肌的發(fā)育也有顯著的促進作用。曹靜等[12]也證實這一觀點,藍光組49d的AA 肉仔雞出欄重比其他處理組(紅、白、綠單色光)高17.87%,胴體重、胸肌重、大腿重、小腿重和凈膛重均高于其他處理組(14.39%~19.86%)。就生產(chǎn)而言,藍光和綠光在體增重、出欄重、飼料利用率等方面具有更好的效果。其他研究表明,在生長早期(1~7d)采用綠光照明,可以改善肉雞小腸黏膜結構,提高其吸收營養(yǎng)的能力,從而促進肉雞生長發(fā)育[13]。Xie[14]等對肉雞實行不同光色的光照,發(fā)現(xiàn)在肉雞生長前期采用綠光,生長后期采用藍光照明,可以顯著提高小腸絨毛高度,降低小腸隱窩深度、提高小腸免疫屏障作用。因此藍綠光使小腸黏膜形態(tài)結構發(fā)生變化,進而促進家禽的消化吸收能力,從而提高生產(chǎn)性能。

Cao等[15]在研究藍光、綠光、紅光、白光4種不同光色對AA 肉公雞生長發(fā)育、睪酮分泌以及肌肉纖維的增長的影響中發(fā)現(xiàn),藍綠光可以促進肉雞的生長發(fā)育,同時這兩種光色也顯著促進了肉雞睪酮的分泌和肌肉纖維的增長發(fā)育。Ke等[16]研究了藍光、綠光、紅光、白光4種不同光色對AA 肉雞肌肉質(zhì)量和其抗氧化性影響,結果發(fā)現(xiàn),與紅光組相比,藍光和綠光組胸肌和腿肌有較高的pH、系水能力和蛋白質(zhì)含量,而蒸煮損失、脂肪含量等卻較低。同時發(fā)現(xiàn)藍光較之紅光,可顯著促進提升肉雞肌肉的抗氧化性。另有研究表明,35d肉仔雞胸肌重量與5d肉雞的胸肌的衛(wèi)星細胞含量(與總的胸肌衛(wèi)星細胞含量相關系數(shù)r=0.833,與每克胸肌衛(wèi)星細胞含量相關系數(shù)r=0.915)有較高的相關性。試驗發(fā)現(xiàn),藍、綠光組5d肉仔雞的每克胸肌的衛(wèi)星細胞含量是紅、白組的2倍和1.4倍,胸肌組織中總的衛(wèi)星細胞含量是紅、白組的2倍左右[17]。衛(wèi)星細胞對肉雞肌肉的生長及損傷修復具有重要作用[18],所以藍綠光促進了衛(wèi)星細胞的增殖,繼而促進了肌肉的發(fā)育,提高了肌肉的抗氧化能力,所以藍綠光色較之紅光更有助于家禽肌肉的發(fā)育。

Sadrzadeh等[19]以T 淋巴細胞增殖和血清一氧化碳的產(chǎn)生情況作為衡量指標,來研究初生肉雞在紅、黃、綠、藍、白5種光色下飼養(yǎng)6w 對新城疫和傳染性法氏囊疫苗的細胞免疫反應的影響。結果發(fā)現(xiàn),18d時綠光和黃光環(huán)境增強了T 淋巴細胞的增殖;30d綠光雞群的T 淋巴細胞增殖低于其他組。37d白光和綠光組雞群的外周T 淋巴細胞增殖顯著高于其他組,37d紅光照射能促進NO 產(chǎn)生,而綠光則相反。謝電等[20]在比較了不同單色光對肉雞免疫應激的緩解作用,不同光色組的肉雞生長至48 d,腹膜內(nèi)注射脂多糖(LPS),24h后檢測各項指標發(fā)現(xiàn),白光組的血清應激素皮質(zhì)醇的增幅為11.53%,而藍光組增幅為4.55%,白光組血清中細胞因子IL-1β水平比藍光組增加102.40%,因此肉雞受到應激后,藍光組可以抑制應激激素和細胞因子IL-1β的升高,從而對肉雞的免疫應激產(chǎn)生一定的緩解作用。從體液免疫水平來看,藍光組在注射脂多糖(LPS)6h、12h、24h內(nèi)體內(nèi)相應的抗體水平,均高于綠、白、紅等光照組,說明免疫刺激時,藍光可以發(fā)揮更加顯著的體液免疫促進作用。但確切的作用機制尚未明確。

與紅、白光相比,藍光和綠光更能促進家禽生殖激素分泌,促進性成熟。曹靜等[12]發(fā)現(xiàn)AA 肉仔雞藍綠光組睪酮水平在試驗前期(0~21d)比紅、白光組高出35.37%~37.13%,試驗后期(22~49d)高出14.36%~28.77%,藍綠光可以顯著的提高肉仔雞的睪酮水平。Rozenboim[11]也證實這一觀點。Foss、White等[21]發(fā)現(xiàn)將雌性雛雞在綠光環(huán)境下飼喂至103d和141d,再轉移至紅光環(huán)境下,其性腺可提早11d和6d成熟。

2.3 光照強度對家禽的影響

光照強度對家禽的行為學影響比較大,一般來說,強光可以增強家禽的活動性,弱光可以有效控制啄癖、好斗等行為。光照強度的不同對家禽進食、行走、整羽等行為的影響也不同。Kristensen等[22]在研究光照強度對肉雞生長發(fā)育過程中行為活動的影響中發(fā)現(xiàn),肉雞在5~100lx的光照環(huán)境下,100lx的肉雞活動性顯著比5lx下的肉雞高。Newberry等[23]也發(fā)現(xiàn),雞舍采用強光(6~12lx)比弱光(0.5 lx)能提高雞的活動性。但光照過強會使雞煩躁不安,產(chǎn)生嚴重的啄癖行為、脫肛和神經(jīng)質(zhì)現(xiàn)象[24]。而Buyse等[25]發(fā)現(xiàn)弱光可以減少雞站立和行走,但也減少了啄癖和打斗行為。在生產(chǎn)上,部分養(yǎng)殖者采用光照強度在5~7lx的光照,使其活動量幾乎減到最低。光照強度對家禽行為同步性也有影響。Alvino[26]等將肉雞飼養(yǎng)在5lx、50lx、200lx 3種不同光照環(huán)境下,對其休息、覓食、采食、整羽等各種行為進行比較,分析各種行為的同步性,發(fā)現(xiàn)在高強光環(huán)境下(200lx)雞群的行為同步性最高。

光照強度較低時,有助于肉雞在育肥期沉積脂肪,但光照過低,導致雛雞采食量下降,飲水減少,從而不利于雛雞生長。Deep等[27]研究了1lx、10lx、20lx、40lx 4個光強水平對肉雞生產(chǎn)性能、屠宰性能以及健康狀況的影響。結果發(fā)現(xiàn),4 個光強水平對肉雞體重、耗料量、料肉比、死亡率以及骨骼健康等指標均未有影響。但屠體率和腿肌率與光強呈負相關,其中在1lx光強下,雞翅占活重的比率最大。但也有報道,發(fā)現(xiàn)將肉雞分別在弱光照組(5lx)和強光照組(150lx)下從2w 飼養(yǎng)到8w,最終弱光照組體增重高于強光照組,且弱光照組的體脂重、體脂率、腹脂率都高于強光照組[28]。Ahmad等[29]研究了光強對肉雞生產(chǎn)性能的影響。試驗中,1~7d采用20lx的統(tǒng)一光照,7d后分別采用5lx、10lx、20 lx、30lx、40lx的光照。結果發(fā)現(xiàn),5lx光照組在飼料轉化率上顯著高于其他組,但在雞群體重和飼料消耗方面,5組之間并沒有顯著差異。

國外對動物福利的關注早于國內(nèi),對于眼球的健康狀況的研究也很多。Blatchford等[30]發(fā)現(xiàn)5lx光照強度飼養(yǎng)的肉雞眼球重量顯著大于50lx、200 lx光照強度下的肉雞,但眼球的橫徑和前后徑?jīng)]有差異。Siopes等[31]發(fā)現(xiàn),低光照組(1.1lx,11lx)火雞的眼球發(fā)育異常,眼球的重量、橫徑和前后徑都高于高光照組(110lx,220lx)。研究中發(fā)現(xiàn),持續(xù)長時間的、較低的光照強度(低于5lx),會導致眼睛形態(tài)學的結構發(fā)生變化,引發(fā)視網(wǎng)膜病變、眼球內(nèi)陷、近視、青光眼和失明等問題[25]。

2.4 光照節(jié)律對家禽的影響

光照節(jié)律相較于其他光因子,在光照周期設置上更為復雜,其中不僅僅包括不同時間的連續(xù)光照,還包括間歇光照、變程光照(包括漸增光照、漸減光照、先減后增、先增后減等)、連續(xù)光照+補光光照(如16h+2h)、連續(xù)光照+間歇光照(如12h+3D:1L)等等,適合家禽的最佳光照時間和模式仍處于探索階段。目前生產(chǎn)上,多采用間歇光照、連續(xù)光照、漸增或漸減的光照模式。在許多研究中間歇光照制度與連續(xù)光照相比都表現(xiàn)出較好的生產(chǎn)特性。Buyse等[32]通過總結前人對連續(xù)光照和間歇光照對肉雞生長發(fā)育的影響的研究,闡明間歇光照組肉雞生長模式是一個凹形的生長曲線,通過后期出現(xiàn)的補償性生長來彌補前期的緩慢生長帶來的負面效應,從而使肉雞出欄體重并不小于連續(xù)光照,并且提高了飼料轉化率。劉華忠、Petek 等[33-34]在間歇光照下飼養(yǎng)肉雞進行試驗,也證實了這一觀點。此外間歇光照在家禽抗病性上也有一定的優(yōu)越性,能夠降低家禽的猝死率和死亡率。賈汝敏等[35]發(fā)現(xiàn)間歇光照與連續(xù)光照相比,能顯著降低氨氣濃度過高引起肉仔雞腹水綜合征(PHS)和心肺功能異常帶來的死亡率,并可以改善飼料報酬。Abreu等[36-37]在連續(xù)光照和間歇光照下飼喂Ross肉公雞,比較兩者的死亡率,發(fā)現(xiàn)連續(xù)光照組的肉雞猝死率是間歇光照的1.48倍,總體死亡率是間歇光照的2.12倍。

Schwean等[38]研究了在白熾燈下連續(xù)光照時間不同(14 h、17 h、20 h、23 h)對Ross308 和Ross708生產(chǎn)性能的影響。結果發(fā)現(xiàn),17h、20h組在肉雞49d出欄時,體重顯著大于14h、23h。此外,死亡率隨連續(xù)光照時間的增加線性增長。不同的連續(xù)光照時間對家禽生產(chǎn)性能和死亡率也不同,一般來說,連續(xù)光照時間越長,家禽死亡率也就越高。Buyse等[39]在試驗過程進行遞減光照,在7~9 d、10~13d、14~17d分別采用4h、3h、2h光照,17d至出欄采用23.5h光照。結果發(fā)現(xiàn),限制光照期間的肉雞采食量、體重均有下降,但在49d出欄時,并不影響出欄重。唐詩[40]研究了4種不同光照節(jié)律,16h 光照(16L:8D)、間歇光照(3L:1D)、變程光照(先減后增)和23h光照(23L:1D),對黃羽肉雞的影響,發(fā)現(xiàn)采用先減后增的變程光照可以提高黃羽肉雞的生長性能、降低腹脂率,變程光照還有助于維持肉色鮮紅,提高肉質(zhì)性狀。長時間光照(23 h光照組)不利于動物福利,增加了肉雞患眼部疾病和腿病的風險。此外,還發(fā)現(xiàn)變程光照(先減后增)可以促進公雞血清睪酮(TESTO)分泌。另有研究發(fā)現(xiàn),不同的光照時間(6、12、18h)對7d雛雞體內(nèi)的褪黑素(MLT)、白介素水平(IL-2、IL-6)也有影響,生活在6h光照組下的肉雞體內(nèi)血清褪黑素水平和白介素(IL-2)含量都明顯升高,但IL-6沒有差異[41]。光照節(jié)律對激素分泌和相關器官的健康也有重要影響[42]。

2.5 光照多參數(shù)對家禽的影響

光源、光色、光照強度、光照節(jié)律對家禽都有影響,但它們之間是否存在交互影響,尚不明了。研究發(fā)現(xiàn),紅光和間歇光照模式能提高飼料報酬和家禽生長速度,在兩者的雙重作用下,肉仔雞體重最大,飼料報酬最高[43]。Prayitno等[44]在研究不同光色和不同光強度之間對肉雞的影響時,發(fā)現(xiàn)紅光下的肉雞的飲水、行走、站立等行為隨著光照強度的增強而增加。在研究光照強度和光照節(jié)律兩者的相互作用對家禽的影響時,Olanrewaju等[45]發(fā)現(xiàn)光照強度對肉雞無顯著影響,不同光照節(jié)律間對肉雞生長性能有影響。也有研究報道,用光源和光照強度做正交試驗,探索兩者對肉雞的影響,結果發(fā)現(xiàn)不同光照環(huán)境對肉雞生長及其腿部健康沒有差異[46]。

3 小結

隨著研究的深入,一些關于光照對家禽影響的技術難點也逐步顯現(xiàn)出來,現(xiàn)總結如下:

(1)因肉禽對光照的敏感程度不如蛋禽高,且生長周期短,在生產(chǎn)上不會引起像蛋禽那樣顯著的、可觀察到的變化。因此對快速生長型肉禽的光照研究的關注程度并不像蛋禽那么高。

(2)光照以光源、光色、光照強度和光照節(jié)律4個參數(shù)對家禽產(chǎn)生影響。由于不同畜禽品種對光的敏感性存在差異,即使在相同光因子的條件下,所產(chǎn)生的效應也不相同。因此,在設定光照標準前,首先應考慮畜禽品種對光的敏感性,進而制定更符合生產(chǎn)需要的標準。在眾多肉禽的光照研究中,以肉雞作為試驗動物為主,而選用肉鴨、火雞、鵪鶉、肉鴿等其他品種的研究較少。

(3)相同光因子,在畜禽不同生長階段的參數(shù)也有差異,例如肉雞早期可采用較強的光照強度以適應環(huán)境,后期光照可以減弱,降低啄癖。光照因子在家禽各生長階段的差異性需要也進一步研究,依據(jù)生長階段不同而設定出更為合理的光照參數(shù)。

(4)各個光因子之間的交互作用尚不清楚。從目前的研究來看,光色對家禽生長發(fā)育和生產(chǎn)性能影響最強,光照強度略弱。光照強度在動物福利方面又值得研究,較強的光照強度可以增加家禽的活動量,減少腿部疾病和眼部疾病。光照節(jié)律的設置比較復雜,選擇也很多,包括驟增驟減、遞增遞減、間歇光照以及不同時間的連續(xù)光照等,不同光照節(jié)律影響也有差異。多種光因子相互交錯,選擇出更為合理的光照方案也是光照研究發(fā)展的趨勢。

(5)在我國,家禽生產(chǎn)上多采用自然光照+人工補光的方式,但目前絕大多數(shù)的研究是以全封閉人工光照為基礎進行的,因此目前的研究成果在實際養(yǎng)殖生產(chǎn)上又存在著普適性的問題。文中提及的光源對家禽的影響中,將人工光照、自然光照、自然光照+人工補光3種模式進行比較,由于不同品種或其他原因,得出的結論并不相同。

綜上,針對不同的養(yǎng)殖肉禽,只有在全面分析不同光因子的作用規(guī)律后,才能制定合理的光照程序??茖W合理地利用光照,才能提高家禽生產(chǎn)性能,讓養(yǎng)殖環(huán)境的理論調(diào)控成為增加養(yǎng)殖效果的新要素。

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