摘要：光照作为主要的环境因素之一，影响动物的方方面面，随着畜牧业的不断发展如何提高生产效率成为关注的重点。其中光照与动物生活环境密切相关，一方面可以影响畜禽的生长，如降低料重比，提高肉品质和多种畜禽水产的成活率等。另一方面光照通过不同的光周期影响禽类产蛋率、哺乳动物发情等方面，提高畜禽繁殖性能。该文简要概述了不同光照来源、光照强度、光照时长、光波长等条件下的光照对畜牧生产的影响，简单介绍光照的作用机理，哺乳动物和禽类的感光系统，以及光照在生产管理方面的作用，旨在为畜牧生产中合理使用光照提供依据，提高畜禽的生产效率，并为后续的研究建立基础。

　　关键词：光照时长,光照强度,光照波长,褪黑素,生产性能,感光系统

　　The Effect of Light on Livestock Production CHU Yongfan

　　（College of Animal Science and Veterinary Medicine，Southwest University for Nationalities，　Chengdu Sichuan 610041，China）

　　Abstract：As one of the main environmental factors，light affects many aspects of animals．With the continuous development of animal husbandry，how to improve production efficiency has become the focus of attention．Among them，light is closely related to the living environment of animals，on the one hand，it can affect the growth of livestock and poultry，such as reducing the ratio of feed to gain，improving the meat quality and the survival rate of a variety of livestock and aquatic products．On the other hand，light affects the egg production rate of poultry and the estrus of mammals through different photoperiod，and improves the reproductive performance of livestock and poultry．This paper briefly summarizes the influence of light on livestock production under different light sources，light intensity，light duration，light wave length and other conditions，briefly introduces the mechanism of light action，the photographic system of mammals and birds，and the role of light in production management，aiming to provide a basis for rational use of light in livestock production and improve the production efficiency of livestock and poultry．And establish the foundation for the follow-up research.

　　Keywords：light duration，light intensity，light wavelength，melatonin，production performance，photosensitive system

　　0引言

　　自从生命起源，生物适应数10亿年非生物环境中各种因素的各种变化，其中光照因其多样性而脱颖而出。光是一种电磁波，它不仅可以作为能量的来源主导物理气候和日常季节性生理变化，而且可作为生物体的信息来源，使其产生刺激行为。对光照的研究已经成为畜牧养殖中不可或缺的一部分，光照时长、强度、波长等都对动物的生长发育产生影响，利用光照提高动物的生产性能的方式已经普遍出现在现代畜牧的养殖过程中。近年光照对动物生长发育的研究逐渐增多，多数被应用并促进养殖业的发展，本文阐述不同条件光照对畜牧生产过程中的影响以及部分光照作用机理。

　　1不同光照条件的影响

　　1.1光照来源

　　光照根据来源的不同可分为人工光照和自然光照，人工光照可以分为白炽灯、荧光灯、LED灯等，不同来源的光照对动物的影响不同。刘建等[1]研究不同光源对固始鹅生产性能的影响，实验组照射荧光灯，对照组则是普通白炽灯，结果显示实验组相较于对照组采食量、成活率、蛋重和产蛋率都有所增加但不显著，种蛋受精率显著提高，说明荧光灯更有利于固始鹅的养殖，使生产性能和经济效益得到提高。在武晓红等[2]的研究中证明LED灯相对于传统的白炽灯和荧光灯，并不能显著影响肉杂鸡的养分代谢、屠宰性能和肉品质。Ghuffar等[3]用多个人工照明组：白炽灯、荧光灯、金属卤化灯和高压钠灯与无光照组比较发现，人工照明组内的肉鸡体重明显增加，其中金属卤化灯的作用最明显，虽然人工光照之间作用存在差异，但是相对于光照还是存在一定的优势，。不同来源的光照还对家禽的蛋品质有影响，Liu K[4]分别用荧光灯和家禽特异性LED灯对36周龄的蛋鸡进行光照处理，结果显示性成熟时间、产蛋量、蛋重和蛋黄胆固醇基本无明显变化，但家禽特异性LED灯处理降低了蛋壳厚度和蛋壳强度。

　　1.2光照时长

　　一年四季交替环境随之变化，动物长期的适应环境变化使繁殖与光照相交，冬去春来，日照时间增加，天气转暖，可以提高动物幼体的成活率，因此多数动物的繁殖与日照时长相关。光照时长又被称为光周期，表示24 h内光照期与黑夜期交替变换。

　　光照时长对家畜的影响主要在产奶量、产绒量和产肉量3方面。范凌霞等[5]研究发现光照时长可以影响崂山奶山羊的产奶量。通过增加人工光照的方式，使奶山羊每天的光照时长由自然光照的10 h增加到13 h和16 h，测定产奶量、乳脂率和乳蛋白率，当光照时间为13 h时，试验组的产奶量均显著高于10 h和16 h，乳脂率和总干物质等指标并没有显著差异。王海军等[6]对验证了新疆褐牛产奶量也受光照时长的影响。采用人工光照的方式，由传统的自然光照8 h增加到光照15 h，此时实验组的产乳量最高。羊绒产量受季节变化的影响，秋冬自然光照射时间逐渐减少，使羊体内褪黑素水平增加，促进羊绒的增长，人工养殖可通过控制光照时长促使羊绒生长。李丰田等[7]实验表明每天日照时间为6 h和7 h与受自然光的对照组相比差异显著，羊绒生长量分别提高15.28%和12.60%，除羊绒变化外试验组有明显的发情和受胎效果，证明光照时长在一定程度上影响动物的繁殖性能。除反刍动物外，光照时长对单胃动物也有作用，对于育肥猪来讲，合理的光照时长能提高其生产性能，且不会对胴体性状、猪肉品质产生不良影响，适当的延长光照时间能促进母猪的性腺发育，提高卵巢机能，特别是在后备母猪初情期前使用长光照，可使初情期提前，也能缩短经产母猪的发情间隔[8]。

　　在家禽的生产中，光照时长主要影响其生长性能和产蛋性能，另外对肉质也有一定影响。禽类卵泡的发育，直接决定禽类产蛋性能[9]。在影响禽类卵泡发育的环境因素中，以光照影响最为关键，其不仅可以控制卵泡的发育及产蛋性能，并且直接调控家禽和鸟类繁殖活动的季节性变化[10]。江丹莉等[11]研究发现与14 h光照相比，持续18 h光照能够明显提高山麻鸭产蛋率，有效降低料蛋比，通过检测血清中的黄体素、孕酮等激素水平，可得出光照对其的影响主要是通过控制内分泌系统实现的。同样刘宏祥等[12]以绍兴鸭为试验对象研究不同光照时间对产蛋性能的影响，结果显示，17 h的持续光照可以达到产蛋各项指标综合优势最大化。实际生产过程中光照时长要与其他条件配合共同调节以达到提高生产效率的目的。

　　1.3光照强度

　　光照强度可以简称为照度，被用来表示可见光在单位面积上的能量集中程度，单位是勒克斯（lx），日常可以通过仪器测量照度大小。光照强度对家畜家禽的影响多数体现在发情繁殖等方面。后备母猪饲养过程中，光照强度影响卵巢重量和怀胎率，当光照强度为100 lx时后备母猪的卵泡刺激素和促黄体生成素分泌增加，从100 lx降为50 lx时母猪血清瘦素浓度增加，降低体重，并且抑制褪黑素分泌，有助于母猪发情[13-14]。另外，保育仔猪的生长发育与光照强度相关，闫友信[15]的研究结果表示，光照强度为75～120 lx更适合保育猪生长。光照强度影响育肥猪的瘦肉率，强光照促进脂肪水解提高瘦肉率，反之则引起脂肪沉积[16]。光照强度对四川白兔同期发情和繁殖性能也有影响，李丛艳等[17]对4月龄四川白兔后备母兔分别给予50、70 lx和90 lx的光照强度，持续2个繁殖周，结果显示，发情母兔外阴颜色组间存在显著差异，其中50 lx条件下外阴颜色合格率最高，并且断奶仔兔总数最多。吴红岩等[18]选用300日龄的青壳3号蛋鸭，分为5组光照强度分别为3～7、30～40、60～70 l x和90～110 l x，培养30 d后，结果显示在60～70 lx光照强度下，产蛋率相比于其他处理组有不同程度的增加，而破损蛋占比相比于其他处理组有不同程度的降低。

　　光照强度对水产养殖的生长繁殖也有一定的影响。李青松等[19]对比克氏原螯虾幼虾进行光照强度和水温的研究，最后结果表明温度在18～22℃、光照度为0 lx时最适克氏原鳌虾幼虾的生长，克氏原螯虾的耗氧率随光照度的增加而减小，其中过强的光照会导致幼虾活动减少。赵宇曦等[20]对黄颡鱼光强应急进行研究，探究了光照强度1～8 W/m2范围内生长和生理性能，其结果显示光照强度3～6 W/m2能促进黄颡鱼的生长及消化性能，多种消化酶的能力增加，但是整体的抗氧化能力下降。
　　1.4光照波长和色温

　　日常接触到的光通常为复色光，单色光是复色光经过光栅或者三棱镜分解形成的红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫的具有单一频率或波长的光，单色光不会产生色散[21]，紫光频率最大，波长最短，红光则频率最小，波长最长。可以用到多种测量工具对光波进行测量，如光元器件分析仪、偏振分析仪、偏振控制器等。单色光按波长大小依次排列形成的图案被称为光谱，色温是光谱能量分布的指标。不同颜色的光照可以影响家禽的繁殖性能与肉质性能。辛海瑞[22]对北京鸭进行不同光照波长照射影响的研究，实验分别设置了蓝光、白光，红光、绿光，结果表明光照波长对北京鸭的生产性能和肉品质影响较小，但是绿色光照降低了抗氧化酶活性，白色光提高丙二醛的含量，蓝色光照可以降低北京鸭腹部脂肪的沉积。光照波长可以从影响采食量来控制禽类生产，李翰清[23]通过对扬州鹅进行4种不不同波长的光色处理，在养殖70 d后，结果显示用绿色光照射的组平均体重显著高于对照组，并且料重比显著低于其他组。光波长对禽类的影响还体现在孵化出雏过程中，戚咸理等[24]发现红色光和蓝色光能够有效的抑制蛋鸡啄壳癖，并且与光照强度不相关。张琳[25]的结果指出，在孵育时照射强度为15 lx的绿色光对肉鸡胚胎后期和生长期胸肌中的生长激素有显著的提高，并且增加仔鸡体重和后期胸肌重量，以此提高饲料转化率。周坤通[26]用红色、蓝色、绿色光作为实验组，对白羽王鸽进行繁殖性能研究，结果显示，蓝色光和绿色光对小于1周龄的白羽王鸽有显著的促进生长的作用，然而红色光组鸽子蛋的破胆率相对于其他组显著增加。除了熟知的禽类，许多水生生物也对光波的变化极为敏感。王绪杰等[27]以将三疣梭子蟹大眼幼体饲养于不同波长LED光照下，结果显示当光照波长为450～455 nm时对三疣梭子蟹大眼幼体及Ⅰ期仔蟹的存活及生长是最有利的。

　　2光照的作用机制

　　哺乳动物的光感受器是存在于视网膜中的感光细胞，除用于成像的视杆和视锥细胞外，还能参与引发昼夜节律变化、体内激素水平的变化等非视觉成像光反应的内在光敏感性视网膜神经节细胞该细胞可以少量表达黑视蛋白[28]。视网膜神经节细胞将感知到的光信号传递到下丘脑视交叉上核，松果体作为分泌腺接受下丘脑视交叉上核传来的交感输入信号最终，引起褪黑素分泌活动的变化[29]。褪黑素是最具有昼夜节律分泌特性的激素在哺乳动物的季节性繁殖调控中发挥核心作用。光照可以通过褪黑素调节繁殖相关神经递质-甲状腺激素、亲吻素、RF酰胺相关肽-3的节律性表达，影响促性腺激素神经元对促性腺激素的分泌，继而调控动物繁殖活动[30]。

　　禽类的光感受器可以分为眼部感光器和大脑深部感光器，与季节性繁殖相关的感受器存在于下丘脑中。禽类具有3个中枢振荡器，包括下丘脑视交叉上核、视网膜与松果体。并且不同品种的禽类体内由不同的中枢控制[31]。光信号通过光感受器传达到主中枢振荡器引发相关激素分泌，影响禽类繁殖活动。与哺乳动物相同，甲状腺激素在禽类的季节性繁殖调控中发挥重要作用，褪黑素则在光照调控禽类繁殖活动作为介导因子[30]。

　　3光照在生产管理方面的影响

　　在养殖管理过程中，不可避免地会出现管理时间与动物的作息不合的状况，可以利用动物对光照不相同的反应在不打断动物的正常作息的情况下进行人工作业。不同的动物视网膜不同，能够接受的波长光色也不相同，牛的视网膜上只有2种视锥细胞，所以牛对长波长的光即红色光更为敏感，对蓝光不敏感，蓝光相对于牛就等同于黑暗，因此晚上在牛舍工作时为了不打扰牛休息或者减少应激，就可以选择用蓝光作为灯源[32]。猪也有2种视锥细胞但是与牛的感光范围刚好相反，主要的感光波长为380～580 nm，在此范围内的绿色光和蓝色光可被捕捉，但波长较大的红色光虽然猪的视锥细胞能够感知到光照，但是光敏度急速下降，因此在养猪场可根据需求安装所需要的波长的灯光[14]。

　　随着养殖业的工业化改革，生产能力不断增加，动物福利逐渐出现在大众眼前，在保证产量的基础上，动物本身的福利也值得考究。光照作为养殖环境的重要组成部分，自然也是构成动物福利的一环，适宜的光照不仅可以促进动物生长，而且改善动物的心理健康，减少烦躁不安，使动物处于轻松舒适的环境。

　　4小结

　　光照自始至终贯穿整个养殖过程，对于不同的养殖动物所需要的光照条件有所不同，在现实养殖过程中需要根据实际的需求改变各种光照条件，以获得最大的生产效益。本文简单论述了光照对于部分生物的部分影响，作为改变生物生存的重要条件，光照还有很多秘密值得去探索。作为一种成功的人工干预手段，未来畜牧业的发展也离不开光照的调控。

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