在所有光源中LED灯最适合家禽养殖

徐兆庭 · 发表于 2019-7-15 20:13:57

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专家预计，到2030年，全球对食品的需求量将翻一番。为了满足这一需求，粮食生产者正在采用新技术，以较低的成本增加产量，这些生产技术大多集中于加强传统投入，比如水、空气、营养物质和空间等。但是光的重要性还没有引起足够重视。
通过使用LED照明，利用家禽、猪、奶牛、动物独特的光谱需求，可以减少家禽死亡率，调节昼夜节律，大幅增加蛋、肉和其他蛋白质来源的产量，同时显著降低能源使用。
许多畜牧养殖户仍然在其养殖棚中使用60W、80W和100W的白炽灯。这些灯非常适合人类环境，但是白炽灯与阳光不一样，对人类来说最好的光线并不一定适合其他动物。日光的光谱与白炽灯的光谱明显不同。日光是所有颜色的组合。

图1. 日光光谱(a)与日落光谱(b)
图1a显示中午的日光中每种颜色的数量。在这一天的这个时候，蓝色和绿色比红色更亮。图1b显示一天结束时日光中的颜色数量。此时，红色比绿色和蓝色更亮。
白炽灯、荧光灯、高压钠灯、LED灯的比较
现代的家禽照明系统试图模仿太阳的光谱，提供一个连续的光谱，包含所有的颜色，中间无间隙。白炽灯(图2a)有效地模拟了日落时的日光，产生一个连续的光谱，红色多，绿色少，蓝色只有一点点。但是，这个光谱并不能模拟午间的阳光。一些制造商试图在灯泡上涂层来改变光谱，但是这种方法不能产生连续的光谱。此外，白炽灯泡的效率非常低，寿命短，并且需要达到防水级别的灯具。当然，白炽灯因为能耗高逐步被禁止生产了。

图2. 白炽灯光谱(a)与节能灯光谱(b)
紧凑型荧光灯(CFL)具有良好的效率并产生白光，但光输出是针对人类视觉而设计的。通过红色、绿色和蓝色的混合来产生白光。因此，红色、蓝色和绿色峰值之间的光谱存在很大差距，缺失太阳光中存在的许多红色、蓝色和绿色波长 (图2b)。蓝光特别弱，失去了大部分更深的红色。总的来说，紧凑型荧光灯在模仿自然光方面做得非常糟糕，不易清洁(卷曲形状)，含有少量有毒的汞，需要一个防潮的外壳，不能很好地调色。
高压钠灯(HPS)具有出色的效率和高光输出，在红色和黄色中色谱最强，从而赋予灯泡独特的橙黄色或琥珀色。但是，与节能灯一样，许多色谱缺失，尤其是绿色和蓝色。此外，高压钠灯也很难变暗，预热缓慢，必须配备镇流器，前期成本较高，并且含有钠和汞。
LED是家禽养殖照明方案中最高效和环保的产品，通过将蓝色LED与红色和绿色荧光粉结合，产生白光。光谱接近连续式的(图3)，蓝色特别强，但也有充足的绿色和红色。虽然不完全是日光，但从人类的角度来看，LED灯提供了近似的日光的光谱，不像其他光源那样有光谱间隙。LED灯寿命长(长达10万小时)，坚固耐用，防震动，能轻易实现色温和颜色调节。

图3．标准的白光LED光谱
LED灯在家禽养殖行业中的应用
LED灯最大的优势是能提供可定制的可调光谱。动物的光谱灵敏度不同于人类，光谱要求也是如此。通过优化家禽养殖棚中养鸡灯的光谱、辐射和调整光的强度，养殖户可以为家禽创造一个良好的照明环境，让家禽心情愉悦，从而促进其生长，同时降低能源和饲料成本。
家禽眼睛是四色的。与人类一样，家禽对绿色在550nm处有峰值灵敏度。但是它们对红色、蓝色和紫外线(UV)的敏感度也高。但是人类和家禽之间最显著的区别可能是家禽在视觉上有感受紫外线的能力(在385nm出现峰值)。
每种颜色对家禽的生理都有明显的影响。例如，可以通过绿光增强骨骼肌卫星细胞的增殖，在早期时增加生长速度。蓝光可提高血浆雄激素在较晚的年龄增加生长。蓝光减少运动，还降低了自相残杀率。绿色和蓝色光可共同促进肌纤维的生长。总体而言，蓝光已被证明可以将饲料转化率提高4%，从而将饲料成本降低3%，并将整体活重增加5%。
红光在饲养期开始时可以增加鸡的生长速度，增加鸡的运动量，减少腿部疾病。红光还可以减少每个产蛋量的饲料消耗量，产出的蛋在尺寸、重量、蛋壳厚度、蛋黄和白蛋白重量方面没有差异。总体而言，红灯已被证明可以延长高峰期的产量，每只母鸡的产蛋量可提高38个蛋，而食用量可能会减少20%。
家禽养殖行业中LED养鸡灯已得到广泛应用，不同颜色不同色温的养鸡灯被用在不同的养殖场合，灵活方便的调光方式让一盏LED养鸡灯就可完成整个养殖周期，提高了养殖效率，降低了成本。