牧场光管理之牛舍照明

文/王仁刚 王兰惠

〔索尔泰姆生物技术（北京）有限公司〕

牧场光管理之牛舍照明

文/王仁刚 王兰惠＊

〔索尔泰姆生物技术（北京）有限公司〕

合理的长光照能够提高奶牛的产奶量，同时对奶牛的繁殖也起到刺激作用，目前国内大部分牧场主也已经认识到了光照对奶牛的重要性，纷纷采取措施，但效果参差不齐，原因是未能真正了解奶牛对光的需要，没有做到合理的光照，针对这些问题，介绍一些牧场光照管理的基础知识，并结合奶牛对光的需要提出对牛舍照明灯具的新要求，旨在对牧场管理者有所帮助。

牛舍；光照；管理；光需求

自然界动物分布、活动、行为都与光照有直接的关系，光照可直接影响动物的生理机能，不仅在动物机体的代谢过程及生命活动中起直接作用，而且还起着信号作用，即光照的周期性变化，使动物按着光的信号全面调节其生理活动，影响着动物的生长发育、生产和繁殖。在奶牛饲养管理中，增加光照一直是提高产奶量以及促进奶牛生长的有效手段。国内牧场对光照的重视已经有十年，牛舍也从没有照明发展到现在的LED灯，但是对光照的管理大多是依靠经验，所以方法五花八门，如有24 h全开的，有根据牧场工人作息开关的，更多的是晚上开着白天关上的，本文针对这些问题，介绍一些牧场光照管理的基础知识，并结合奶牛对光的需要提出对牛舍照明灯具的新要求，旨在对牧场管理者有所帮助。

1 光照管理的几个误区

1.1 误区一：光照对产奶量的影响不大，所以光照管理没那么重要

光照管理非常重要，属于奶牛行为学的范畴。现在牧场主都很重视奶牛舒适度，比如给牛只降温，提供干燥舒适的卧床等，这是因为在实际生产中改善奶牛舒适度可以增加产奶量。但有所不知的是，光照对产奶量的增加比改善舒适度的作用更明显，因为合理的光照可以直接带来奶牛采食量的增加。而且改善牛舍光照需要的投入非常小，比如给奶牛饲料中添加营养添加剂，投入产出比达到1:3就已经很好了，但科学合理的光照，投入产出比往往大于1:50。

1.2 误区二：奶牛几乎不睡觉，所以牛舍越亮越好，光照时间越长越好

马里兰州立大学的研究表明，奶牛在不间断光照和自然光照的情况下产奶量无明显差异，所以极端长光照，例如提供24 h的连续光照并不能带来效益。而且一天中没有黑暗期，奶牛无法把握一天的长度，会导致奶牛失去对增加光照时间的反应能力，导致激素的分泌紊乱[1]。而产奶量最高的光照和黑暗分配时间应该是：每天光照16 h，黑暗8 h，这样的时间分配可提高7%～10%的产奶量。

1.3 误区三：电费是牛场一笔不小的开销，牛舍用灯只要够亮够省电就好

中国的牧场主非常善于学习，很多牛场已经用照度来衡量其牛舍照明，而且也能够做到200 勒克斯（lx）以上。但是如果这200 lx的照度大部分是蓝光，实际对奶牛光照管理的意义并不大，牛与人对光的感知是有区别的。下文将详细阐述。

2 光照对奶牛影响的原理解析

光照对奶牛的影响是一系列信号传导与激素分泌的过程：奶牛光感觉发生在视网膜，光首先刺激视网膜光感受器，然后借助“视网膜-下丘脑神经”通过一系列中间神经元对松果腺发出抑制信号，褪黑素作为松果体中产生的激素，是光周期反应的中间调节物，光照抑制褪黑素合成途中的限速酶活性，结果在光照期松果腺褪黑素分泌较少，在黑暗期，光照抑制作用消除，褪黑素分泌量迅速增加[2]。奶牛褪黑素是动物体内的“睡眠荷尔蒙”，它的分泌规律将决定奶牛的生物钟。褪黑素分泌模式影响多种激素的分泌，尤其是催乳素（PRL）和胰岛素样生长因子（IGF-1），IGF-1浓度的变化对于提高奶牛产奶量很关键，同时该激素还介导了牛生长激素（BST）的作用。光照和BST发挥作用的途径稍有差异，长日照与BST联合作用产生了加性效应以提高奶牛产奶量[3]。

3 奶牛对光照的需求

3.1 奶牛对光的敏感区与人不同

人类之所以能够感受到不同颜色，是因为在人类的眼睛里有3 种可以感光的视锥细胞，这类细胞不仅可以接收光子，被不同波长的光线激活，让人看见东西，还负责分辨不同的颜色。与人类不同，牛的视网膜上只有2 种视锥细胞，这也就导致了牛对长波长的红光敏感，对短波长的蓝光不敏感。普通的节能灯和LED灯大部分都以蓝光为主，而且蓝光的造价最低，红光的造价较高。这就是为什么衡量牛舍的照度不能仅仅用是否达到200 lx为标准，而必须从奶牛的角度来衡量，在蓝光的环境中奶牛的感觉依然是黑暗的。但这种不同也有好处，牧场在夜间工作可以使用蓝光照明，这样可以不打扰奶牛休息，减少应激。

3.2 奶牛需要均匀的光照

由于人的视觉是有景深的，所以看到的物体是立体的，也能够估计出人与物体的距离；而牛眼球的构造不如人类发达，牛的视觉是没有景深的，它看到的是一个平面，所以当有阴影时人知道那是阴影，而牛看到的就是一个“黑洞”，所以在牛的饲养中应尽量做到使光的分布均匀，避免明暗交替。一堵3 m开外光线较暗的墙，对奶牛来说就是个大山洞，如果在平地上就更可怕了，如果采食槽是亮的，走道是暗的，对奶牛来说，走道就是悬崖，必须走到很近的距离才能看清。这也是很多牛场奶牛表现胆小，走路迈不开步的原因。

3.3 奶牛需要自然光谱

由于自然的生理关系，奶牛更需要自然光的光谱比例，所以牛舍使用补光的灯需要接近自然光。接近自然光的光谱能够满足光对奶牛体内维生素D的合成；让奶牛沐浴在自然光下，更利于它的心情愉悦，促进其的健康。

3.4 泌乳牛光照与黑暗交替的重要性

国内外很多试验结果表明，奶牛明暗交替的最佳节点是16 h光照，8 h黑暗，可以使产奶量达到最大。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，这种交替变化能够最大限度刺激奶牛体内产生一系列激素反应，最大程度地发挥奶牛的生产性能。我国全国范围内的日可照时数平均仅为12 h，在不考虑阴雨等天气情况下，牛舍平均每天需要增加4～6 h的光照。

3.5 干奶牛对光照的需求

干奶牛是需要短光照的，与泌乳牛刚好相反，最佳时间是8 h光照，16 h黑暗。原因有两个：一个是短光照使奶牛对日后的长光照更加敏感，另一个是短光照会刺激干奶牛采食，有研究表明，8 h短光照比16 h长光照的干奶牛采食量提高12%。所以干奶牛舍自然光照就能够满足需要，可以不安装照明灯。

3.6 育成牛对光照的需求

育成牛也需要16 h的长光照，这样可以最大限度地促进其生长和乳腺的发育，另外长光照也会使育成牛性成熟更早，并可以提前配种。应该注意的是，产前2 个月也需要改成8 h短光照。

4 合理光照对奶牛生产性能的影响

4.1 光照对采食量、产奶量、乳脂率的影响

增加光照对奶牛的影响是渐进的，但也是持续的、可重复的。研究表明，在一般情况下产奶量的增幅范围可以提高7%～10%，几乎所有的研究都提到，产奶量增加后乳成分没有变化，增加的产奶量均来自于采食量的增加。有多项研究结果[4]表明，光照与黑暗的循环能影响奶牛的采食行为，长光照能够刺激奶牛的采食行为，提高采食量。李云甫等[5]为研究光照对奶牛泌乳和采食性能的影响，分别选择处于第一泌乳月和第四泌乳月的90头和45 头奶牛，采用人工光照的方式，使奶牛每天的光照时间分别由自然光照的9.5 h增加到15 h和18 h。试验期30 天，分析测定了产奶量、乳脂率、采食量及经济效益。结果发现当光照时间为15 h时，试验牛的产奶量和采食量均显著高于9.5 h和18 h试验牛（P ＜0.05）；且经济效益较好，每头奶牛每天可增收3.95 元；各试验组奶牛牛奶乳脂率无显著差异（P ＞0.05）。

4.2 光照对繁殖性能的影响

虽然奶牛不被严格视为季节性繁殖动物，但以前对繁殖性状的研究表明，奶牛繁殖性状的可变性很大一部分受季节性变化的影响。光照对奶牛的繁殖性能起到刺激作用，额外补充光照能够促进动物的性成熟，促使母畜发情和提高受孕率，减少繁殖疾病等。例如，Hansen和Hauser[6]研究表明，在冬季和秋季给奶牛补充光照能够缩短发情间隔，并能提高下一次的受孕率；Reksen等[7]研究结果表明，给挪威红牛夜间接受补充光照能够缩短空怀期，缩短产犊间隔，并且减少人工授精的次数。Geoffrey等[8]报道称，长日照处理加快了青年母牛性成熟的速度，生长更快，乳腺分泌组织生长更迅速。李吉明等[9]在研究延长光照时间对奶牛泌乳和繁殖性能的影响，通过对子宫、卵巢的检查结果表明，奶牛在夏季子宫的复位率高于冬季，卵巢疾病发病率低于冬季。夏季人工光照加速奶牛子宫复位，但对减少卵巢疾病作用不大。冬季人工光照能加速奶牛子宫复位，但可以减少卵巢疾病的发生。

5 牛舍用灯建议

5.1 节能是第一位的，目前首选仍然是LED灯，但最好是有红光的LED。

5.2 光源尽可能接近自然光，这样可以帮助牛自身合成维生素D。

图1 照明良好的牛舍

5.3 光分布均匀，避免在牛舍中产生明暗交替，灯的悬挂方式最好是垂直而非平行。

5.4 灯在保证亮度的前提下节能，并且要求光衰低，延长使用寿命。

5.5 做到防水防尘，易于清理。否则再好的灯被灰尘和飞虫覆盖，也不能发挥作用。

5.6 最好使用日出日落定时器代替简单的定时开关，更好进行光周期管理并避免浪费。

5.7 使用红蓝交替光管理系统，方便工人夜间操作而不打扰牛只，减少应激。

5.8 选用没有频闪效应危害的绿色光源，构建一个明亮、清晰、舒适的照明环境（图1）。

6 小结

牧场管理者一直在提倡精准营养，降本增效，也通常会关注那些可能抑制产奶量效率的环境因素，比如料槽管理、卧床舒适度、热应激等，但恰恰忽略了光周期管理的作用，其是一种可以适用于任何情况的管理措施。合理的光照首先体现在时间上，根据目前的研究得到的建议是：怀孕青年牛最后2 个月以及经产牛的干奶期，建议采用短光照来提高奶牛下一个泌乳期对光照的反应；在泌乳期用长光照提高奶牛产奶量；另外体现在牛舍照明灯的选择上，是否含有足够的红色光谱，光源分布均匀等优势，这决定了光周期管理能否发挥到最大优势。总之，采用适当的光周期管理技术，奶牛的生产效率可以大大提高，是为牧场主提高生产效率和经济利益的又一个管理工具。C

[1] 李璟辉，李悟，张子淇，等. 利用光周期的合理管理提高产奶量[J]. 中国奶牛，2013（14）：51-52.

[2] 崔娟娟. 光周期技术对奶牛内分泌的影响[J].四川畜牧兽医，2002（8）：38-43.

[3] 张忠诚.家畜繁殖学[M].北京：中国农业出版社，2007.

[4] 田允波. 光照对奶牛的影响研究[J]. 甘肃畜牧兽医，1992（2）：29-31.

[5] 李云甫，杨和平，尤彬，等. 光照时间对奶牛泌乳和采食性能的影响[J]. 家畜生态学报，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，陈丰，魏宏阳. 利用光照周期调控技术改善奶牛生产性能[J]. 中国畜牧兽医，2002，29（2）：15-16.

[9] 李吉明，邢景才，郭锁华，等. 延长光照时间对奶牛泌乳和繁殖性能的影响[J]. 畜牧与兽医，1999（6）：15-16.

2017-08-25）

王仁刚（1976-)，男，硕士，主要从事牧草栽培与加工。

⋆通信作者：王兰惠(1987-)，男，硕士，主要从事动物营养与饲料科学。