Значение светового режима в птицеводстве
Из года в год возрастает интерес к проблемам биоритмологии, методологические принципы которой проникают в исследования всех уровней организации живого – от молекулы до уровня целостного организма. И это понятно, если учесть, что в течение миллионов лет эволюционного развития шел процесс не только непрерывного усложнения и совершенствования структурной организации живых систем, но и процесс их временной организации. Адаптация организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды обеспечивалась не отдельными организмами, а скоординированными во времени и пространстве, и соподчиненными между собой специализированными функциональными системами. Не случайно в настоящее время, через исследования временной организации биосистем, изучаются эколого-физиологические механизмы адаптации к среде обитания и изыскиваются научно-обоснованные средства коррекции биологических процессов, протекающих в живом организме.
В реализации ресурсо- и энергосберегающего направления развития промышленного птицеводства важная роль принадлежит интенсификации системы ведения отрасли. Одним из ведущих направлений экономного потребления ресурсов является совершенствование технологии производства на основе внедрения прерывистых режимов освещения птицы.
Интенсивная система ведения отрасли базируется на выращивании и содержании птицы в безоконных птичниках. Установлено, что годовой расход электроэнергии на технологические процессы при содержании птицы в птичниках размером 18x96 м распределяется следующим образом: на работу приточных и вытяжных вентиляторов – 145 тыс. кВт.ч., или 69,4%; на освещение – 58 тыс. кВт.ч., или 27,8%; на уборку помета – 2,8 тыс. кВт.ч., или 1,3%; на сбор и обработку яиц – 2,3 тыс. кВт.ч., или 1,1%; на раздачу корма – 0,8 тыс. кВт.ч., или 0,4%.
Наиболее эффективному снижению потребления электроэнергии способствует прерывистый режим освещения. Он дает возможность в 3,0–3,5 раза сократить продолжительность светового дня для кур в течение суток.
Известно, что использование режима постоянного освещения при выращивании и содержании птицы способствует ускорению половой зрелости кур и петухов, повышению расхода кормов и электроэнергии на 1 голову, сокращению продолжительности эксплуатации, снижению сохранности поголовья, выхода деловых молодок и петухов, ухудшению показателей однородности птицы по живой массе. В то же время рядом исследователей установлено, что на функциональную деятельность птицы существенное влияние оказывает периодичность смены света и темноты. Использование режимов прерывистого освещения при выращивании и содержании птицы оказывает существенное влияние на нервную, эндокринную, половую системы, ее продуктивность и качество продукции.
Все составляющие световых режимов: фотопериод, освещенность, характер излучаемого светового потока, изменение продолжительности освещения во времени можно рассматривать, как синхронизирующие факторы внешней среды.
Свет – основной датчик времени практически для всех животных и растений. Этот фактор играет решающую роль даже в тех случаях, когда он не основной в экологии животного [39]. Сила воздействия света может определяться как амплитудой его изменений, так и спектральным составом [36].
Значение режимов прерывистого освещения
В целях экономии электроэнергии в США, Англии, Франции, Германии, странах СНГ, в том числе и в Белоруссии используются различные варианты режима прерывистого освещения (РПО), который заключается в следующем: в течение суток устанавливают не менее двух световых периодов (С), чередующихся с периодами темноты (Т). Если продолжительность световых периодов одинакова и периодов темноты тоже одинакова, РПО называют ритмичными или симметричными, если разная – аритмичным или асимметричным.
Ритмичные и аритмичные РПО неодинаково влияют на птицу, особенно на процесс яйцекладки. Так, РПО, заключающихся в равномерном чередовании коротких световых периодов, как правило, продлевает яйцекладку в течение суток. Наоборот, некоторые аритмичные РПО сдвигают время яйцекладки, и она проходит в сжатые сроки.
При выборе того или иного варианта РПО следует учитывать конкретные условия хозяйства, в частности, степень и надежность механизации производственных процессов, объем производства, обеспеченность полноценными кормами и прочее.
В США при содержании промышленных несушек получил распространение РПО, разработанный в Корнелском университете. Схема режима следующая: 2С:4Т:8С:10Т. Определено, что данный режим влияет на несушек эквивалентно 14-часовому световому дню: организм птицы как бы «не замечает» 4 ч темноты между двумя периодами света. Достоинство такого РПО является удобство его применения при любом оборудовании птичника, когда начало 8-часового периода света совпадает с началом рабочего дня операторов.
Распространенный в настоящее время световой режим состоит из одного периода света в течение суток, продолжительность которого сокращается в процессе выращивания молодняка и удлиняется во время яйцекладки кур. По сравнению с этим световым режимом РПО по указанной выше схеме для взрослых кур, совмещенный с прерывистым освещением при выращивании молодняка, оказывает положительное влияние на птицу и повышает эффективность производства инкубационных и пищевых яиц. Применение РПО при выращивании молодняка способствует существенному увеличению его сохранности (на 3–4% и более), делового выхода ремонтных курочек, а также снижению расхода корма в расчете на 1 гол.
В продуктивный период улучшается сохранность поголовья, а в итоге возрастает яйценоскость на начальную несушку; расход корма на 1000 яиц снижается до 10% и более, в большинстве случаев увеличивается масса яиц и улучшается качество скорлупы; до 6% и более повышается выход инкубационных яиц, на 2–5% – выход цыплят.
Внедрение РПО обеспечивает уменьшение расхода электроэнергии до 38% и более.
Источники освещения и освещенность
При введении РПО можно использовать для освещения, как лампы накаливания, так и люминесцентные. Последние более эффективны, так как они расходуют меньше электроэнергии для создания нужной освещенности, а срок их службы значительно длиннее. Кроме того, спектр излучения некоторых люминесцентных ламп положительно влияет на сохранность и продуктивность птицы.
Из выпускаемых промышленностью люминесцентных ламп рекомендуется при выращивании ремонтного молодняка использовать 40-ваттные лампы типа ЛДЦ-40, ЛБ-40 и ЛД-40 при содержании кур в продуктивный период – лампы ЛДЦ-40 и ЛБ-40 (по одной лампе в светильнике). Целесообразно применять лампы меньшей мощности, например 18-ваттные лампы ЛДЦ-18.
Освещенность в горизонтальной плоскости кормушек должна быть в пределах 10–40 лк; допустимы отклонения ±25%. Для строгого соблюдения параметров РПО следует максимально изолировать птичник от проникновения в него естественного света. С этой целью вентиляционные проемы в стенах и на потолке нужно оборудовать светозащитными приспособлениями.
Механизм формирования биологических ритмов у кур
У многих животных роль биологических часов, подверженных действию света, по-видимому, выполняет эпифиз (шишковидная железа), активный нейроэндокринный орган с разносторонним спектром физиологических действий [29]. Пути, по которым информация передается эпифизу у разных животных различны: или через определенные волокна зрительного тракта, не связанные со зрением, или даже прямо через череп [41]. Так эпифиз, удаленный у курицы и помещенный в питательную среду, реагирует на изменения освещенности [38]. Этот эксперимент показывает, что по крайней мере, в курином эпифизе имеются собственные фоторецепторы.
В эпифизе происходит превращение серотонина в гормон мелатонин, который выделяется в кровяное русло. Мелатонин, по-видимому, служит посредником в тех функциях эпифиза, которые связаны с учетом времени и световыми режимами [42]. У кур содержание циркулирующего в крови мелатонина обуславливает нормальные циркадианные ритмы (суточные) дневной активности и ночного покоя, а также циклические изменения температуры тела. Процесс превращения мелатонина в серотонин состоит из двух этапов, и его осуществляют два фермента, синтезируемые в эпифизе. Один из ферментов – N – ацетилтрансфераза (ацетилсеротонин-метилтрансфераза). От ее активности зависит количество мелатонина, выделяемого эпифизом в кровь, а оно, в свою очередь контролирует такие физиологические ритмы, как изменение температуры тела; и такие поведенческие реакции, как сон и бодрствование.
Поэтому считают, что N-ацетилтрансфераза служит для этих функций синхронизирующим фактором. У кур активность N-ацетилтрансферазы ночью в 27 раз выше, чем днем, а количество мелатонина в 10 раз выше, причем пики обеих величин приблизительно совпадают по времени [3]. При возрастании количества мелатонина, у кур понижается температура тела, они засыпают.
Поскольку число световых и темных часов в сутках на протяжении года изменяется, свет должен каким-то образом влиять на активность N-ацетилтрансферазных «часов». Эксперименты на курах показали, как это происходит. У кур, все время находящихся в темноте, сохраняется 24-часовой ритм N-ацетилтрансферазы, а при непрерывном освещении количество фермента уменьшается. Но большего внимания заслуживает тот факт, что у кур, выращенных в условиях чередования 12-часовых периодов света и темноты, и внезапно подвергшихся действию света во время одного из темных периодов, активность фермента резко падает. Эта реакция указывает на чувствительность эпифиза к свету. Правда, обратной реакции, при внезапном включении света в середине субъективного дня, исследователи не отмечали.
Возможно, это означает, что эпифиз не всегда одинаково чувствителен к изменениям в освещении, – что в течение суток есть периоды, когда его ритм подвержен влиянию внешних условий.
Эпифиз кур чувствителен к включению освещения в конце периодов темноты. С помощью этого органа они могли бы реагировать на разность в продолжительности, следующих друг за другом, ночей. Свет в утреннее время достигая эпифиза, уменьшает активность N-ацетилтрансферазы, что в свою очередь снижает количество выделяемого мелатонина. С уменьшением концентрации мелатонина в крови, у кур повышается температура тела, и у них начинается период активности. Поскольку в естественных условиях рассвет, в течение года, начинается в разное время суток, эпифизарные биологические часы должны ежедневно устанавливаться заново, сохраняя при этом общую продолжительность цикла, равную 24 часам.