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照明提高奶产量

乳业资讯网 2018-05-15 16:49:05
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来源:东石之友

美国康奈尔大学的研究组正在进行一项研究,评估哪种光照系统能够最有效地调节奶牛的光周期和提高奶牛的单产。该项研究将会评估LED灯具和T8型荧光灯系统的节能数据和有效光照。


此前的研究结果显示,泌乳期的奶牛如果每天接受光照的时间达到16至18个小时(长日照光周期,英文缩写为LDPP),单头奶牛的产奶量增加大约5.1磅。虽然产生这种效果的机制还不是很清楚,但是学界认为LDPP可以抑制褪黑激素的释放,从而促进奶牛释放催乳激素和胰岛素样生长因子I。催乳激素和胰岛素样生长因子I都会提高奶牛的乳腺功能。研究还发现了一个有趣的现象,即无论奶牛的产奶量水平如何,接收长日照之后,它们的产奶量都会增加,这说明对于很多牧场主而言,控制光周期是个十分有价值的管理策略。


奶牛的右耳标上悬挂着Dimesimeter光线和热力活性检测仪。该仪器可以检测奶牛视线高度的光照水平。


尽管这项研究成果令人振奋,但是实际上在商业化牧场中应用LDPP还是困难重重,因为这要求泌乳期的奶牛每天接受16至18小时的光照,然后在不受干扰的黑暗环境中享受6至8小时的休息。而且,光源的位置也需要恰当地安排,以保证牛舍内所有区域奶牛身上的光照至少在150 lux至200 lux之间。为了实现这一特定的光照要求,牧场通常需要聘请专业的照明工程师根据牛舍的面积、灯具的数量、每台灯具的光输出、灯具的安装高度等来选择合适的灯具。


牧场之中最常见的灯具为T8型荧光灯、金属卤素灯、高压钠灯,最近也开始出现了LED灯。每一种类型的灯具都分别有它独特的优点和缺点。例如说,荧光灯耗电小,光输出大,而且购买成本低,基本上安装后两年之内就能收回成本。但是,另一方面荧光灯需要较多的维修养护,而且天气太冷或太热的话,荧光灯的工作性能会显著下降,同时荧光灯中含有有毒金属汞,万一某个荧光灯破了,金属汞洒在了泌乳牛活动的区域内,那么将会产生灾难性的后果。高强度气体放电(HID)灯具,比如说金属卤素灯和高压钠灯,能够产生大量的光输出,在牛舍屋顶高于12英尺时,能够使牛舍的地面位置的光照还能达到要求。但是,这种灯具需要很长的预热和启动时间。LED灯具十分高效节能,而且使用寿命可长达100,000小时,比荧光灯和HID灯具的20,000小时的使用寿命要长得多。而且,LED灯的维修养护费用低,不含汞,启动速度极快,光线稳定。但是,与其它的灯具相比,LED灯的购置成本比较高。




一盏220W的LED泛光灯安装在A牛舍的屋顶上。A牛舍总共安装了32盏这样的LED灯,使光照水平达到2012年Geoffrey Dahl研究发现的能够刺激产奶的光照要求。


这些灯具各自的优缺点使得牧场难以选择最适合自己的灯具。但是,如果考虑到应用LDPP策略,那么LED灯具则具有其它灯具没有的优势。考虑如下情况:光照性能一般用流明/瓦作为测量单位,但是这个这个测量单位有可能会误导牧场主,因为流明这个单位表示的是人眼可见的有效光照。奶牛能察觉的光线与人不同,这意味着即便灯具的光照性能(流明/瓦)足够,它发出的灯光也可能不再恰当的光谱范围内,无法刺激产奶。例如,高压钠灯的流明/瓦值很高,但是这种灯具的光输出更多的是属于奶牛无法感知的长波光。荧光灯提供大量可被奶牛利用的有效光照,但是在寒冷的条件下,荧光灯的光输出会减少40%以上。冬天大部分牛舍的环境都是很冷的,而冬天恰恰是最需要灯具来补充光照的时候。LED灯输出的光线与日光的波长相同,而且在寒冷条件下LED灯的性能也很稳定。出于这两个因素的考虑,LED灯很可能是最适合用于实施LDPP的灯具。但是这个假设还需要在实际使用中进行验证。



荧光灯的性能随温度变化的曲线图。横轴表示环境温度,纵轴表示光照性能达到最大值的百分比。


在康奈尔大学此次的研究之中,研究人员选取了三个几乎完全相同的牛舍,对牛舍采取相同的管理,但是给牛舍分别安装了LED灯和T8型荧光灯。A牛舍使用LED灯,光照时间为18小时;B牛舍使用T8型荧光灯,光照时间为18小时;C牛舍使用T8型荧光灯,依照传统习惯设置光照时间。整个研究过程中,NYSERDA(纽约州能演研究和开发署)和RPI光照研究中心将对每栋牛舍的奶牛产奶量、耗电量和奶牛视线水平的光照亮度进行为期一年的监测,之后研究人员将对监测结果进行经济分析,计算出灯具的初始成本、灯具性能、使用寿命、预计节省耗电量和产奶量等,从而确定哪种灯具对牧场而言最经济实惠。


作者:Jackson Wright

翻译:叶锬焰