Применение специальных светильников для повышения производительности тепличных хозяйств уже давно стало обыденным делом. Теперь на рынке стали появляться светодиодные светильники с особыми свойствами, которые, по заверению производителей, должны способствовать более быстрому росту птицы. Возможно ли это на самом деле и какими параметрами должны обладать такого рода осветительные приборы?
Вне зависимости от того, летает ли данный вид птиц или нет, природа наградила всех крылатых определенными особенностями зрительного восприятия, необходимыми для полета. В частности, гораздо более быстродействующим зрением, чем у человека. А также более широким диапазоном видимых оттенков, включающих в себя частично инфракрасный и ультрафиолетовый диапазоны. Если мы обладаем цветовыми рецепторами трех видов, то у птиц их четыре вида, максимумы чувствительности приходятся на длины волн 415; 455; 508 и 571 нм.
Помимо рецепторов, находящихся в глазах, у птиц, как правило, имеются еще рецепторы, спрятанные под кожей головы, способные воспринимать красный свет. Подобно дополнительным рецепторам в глазу человека, определяющим время суток по уровню синего, подкожные световые рецепторы у птиц также принимают участие в регулировке происходящих в организме процессов.
Важным параметром для птиц, как и для человека, является освещенность. Хотя кривая спектральной чувствительности глаза у человека и птиц заметно отличаются, тем не менее в данном случае единицей измерения так же является люкс. Это позволяет использовать люксметры и то же программное обеспечение, что и для решения «человеческих» задач по освещению. При этом мирятся с неизбежно возникающей погрешностью.
Общие особенности светильников для выращивания птицы
Светильники, предназначенные для установки в птичниках, должны обладать устойчивостью к действию агрессивной среды, которой является птичий помет. Поэтому к материалам, из которого изготавливают светильник, предъявляются особые требования. Экспериментально установлено, что хорошей устойчивостью к действию помета обладает поликарбонат. Из него делают как корпуса, так и плафоны. Наилучший вариант — когда плафон и корпус выполнены как единое целое по технологии коэкструзии.
В светильник не должна попадать пыль. Кроме этого, светильник должен выдерживать мытье струей воды. Поэтому степень защиты светильника от пыли и влаги рекомендуется на уровне не ниже IP65. Для того, чтобы светильники можно было мыть и обслуживать, не отключая освещение в птичнике, напряжение питания должно иметь безопасные значения, т. е. не превышать 50 В переменного или 120 В постоянного тока.
Обязательной функцией для современных светильников, применяемых в птицеводстве, является диммирование. Важным моментом для улучшения прироста птицы является режим сна и бодрствования. Конкретные рекомендации по нему можно найти в книгах, посвященных птицеводству. Соответствующая программа вводится в контроллер, управляющий освещением. Но для того, чтобы все это работало, необходимо плавное изменение освещенности в птичнике. Тогда организм птиц будет воспринимать его как рассвет и закат.
Также наличие функции диммирования позволяет оперативно регулировать освещенность в птичнике. Если освещенности недостаточно, то птицы будут медленно развиваться, а то и просто болеть. Но и избыток света в условиях замкнутого пространства приводит к чрезмерному возбуждению птиц. В итоге возникают агрессия, каннибализм и выклевывание собственных яиц несушками. Опытные птицеводы способны достаточно быстро определить этот момент и принять решение об уменьшении освещенности. Раньше для затемнения в птичнике просто вывинчивали часть ламп. При наличии диммера достаточно повернуть ручку регулировки, чтобы уменьшить освещенность до безопасного уровня.
Высокое быстродействие зрения птиц обуславливает более строгие нормы по пульсации светового потока. Если пульсации заметны для птицы, то это приведет к ухудшению ее состояния, а в итоге к снижению прироста, ухудшению вкусовых свойств мяса, снижению яйценоскости. Человеческий глаз не воспринимает даже на подсознательном уровне пульсации с частотой выше 300 Гц. В [1] для цыплят-бройлеров приводится граница, выше которой они не замечают пульсации, ее значение — 900 Гц. Встроенные в драйверы светодиодных светильников ШИМ-диммеры работают на частоте от 1000 до 3000 Гц. Соответственно, можно сделать вывод, что пульсации, обусловленные диммированием, не оказывают влияния на куриц.
Но опять-таки для простоты измерений, коэффициент пульсаций в технических характеристиках рассматриваемых светильников указывают применительно к «человеческим» ощущениям.
Оценить эти данные применительно к птицам можно следующим образом. Согласно результатам исследований, приведенных в [1], для цыплят-бройлеров пульсации светового потока на частоте 100 Гц не должны превышать 6 %. Поскольку на этой частоте у большинства моделей светодиодных светильников приходится основная часть пульсаций, коэффициент пульсаций, приведенный в технических данных на светильник, должен быть не более 5 %.
Способы содержания птицы в помещениях на фермах делятся на две основные категории: напольный и клеточный. Светильники для них отличаются по конструкции и кривой силы света. Поэтому, выбирая светильники для будущей птицефермы, нужно предварительно определить, какой именно способ содержания там будет использоваться.
Выращивание кур
Поскольку курицы являются наиболее распространенным видом птиц для выращивания на фермах, наилучшие параметры освещения для них изучены на приемлемом уровне [2].
Производители зачастую предлагают в качестве специальных светильников для выращивания птицы светодиодные светильники, в спектре которых усилена желтая составляющая. Известно, что курицы нормально воспринимают такой спектр, но значительного повышения прироста массы по сравнению с нейтральным белым не отмечается. Единственный положительный эффект, подтвержденный учеными, — увеличение размера яиц.
Зеленый цвет стимулирует аппетит у цыплят в первые дни их жизни. Этот факт подтвержден десятилетиями практического применения данного эффекта в птицеводстве. Для взрослой птицы зеленый свет, наоборот, может тормозить прирост массы. Использование светодиодов на основе фосфида галлия для такой подсветки неприемлемо из-за их малой светоотдачи. Предпочтительны светодиоды на нитриде галлия, имеющие зеленый люминофор.
Красный свет стимулирует репродуктивную функцию у петухов. Кроме этого, он повышает яйценоскость у кур и предотвращает расклевывание ими своих яиц. Синий свет в сочетании с белым успокаивает кур, его включают перед отгрузкой их из птичника. Технически такое освещение реализуется применением светодиодов с высокой (более 10 000 K) цветовой температурой.
Другие виды птиц
На птицефермах на мясо выращивают только самцов индейки, поскольку у них на 30 % больше масса, чем у самок. Для того, чтобы не возникало конфликтов между самцами, используют холодный белый свет, в котором минимальна красная составляющая. Конкретное значение освещенности обычно выбирается на основе рекомендаций поставщиков яиц для выращивания.
Технология выращивания уток предусматривает их выгул на открытом воздухе, где они получают свою дозу солнечного света. Поэтому уровень освещенности критичен только для совсем маленьких утят. Освещенность в птичнике для взрослых уток должна лишь обеспечивать их ориентацию в пространстве. Утки хорошо выдерживают холод, поэтому помещение для них обычно не имеет специальной системы отопления. Частично ее функции выполняют лампы накаливания, которые именно из-за большой отдачи тепла до сих пор применяются заводчиками уток.
Обычно используется эмпирическое правило — 5 Вт потребляемой мощности лампы накаливания на 1 кв. м площади птичника.
Выращивание гусей, как правило, осуществляется по принципу вольного выгула. Тем не менее имеются технологии интенсивной их «подготовки» к рождественскому столу, где используется в том числе и относительно высокий уровень освещенности. О влиянии спектра освещения на темпы прироста для гусей данные пока отсутствуют, поэтому можно использовать нейтральный белый свет как наиболее комфортный для сотрудников птицефермы.
Для перепелов важно обеспечить высокую освещенность главным образом в местах, где находятся кормушка и поилка. В остальных местах желательно иметь освещенность поменьше, что-бы перепела имели возможность там отдохнуть. Прибывших из инкубатора птенцов сначала приучают пользоваться поилкой и кормушкой, значительно увеличивая там освещенность примерно до 100 лк, затем освещенность уменьшают. Обычно освещение делают белого цвета, но к нему может быть добавлен и красный цвет для повышения яйценоскости.
Перспективы для бизнеса
Из приведенных в статье данных можно сделать вывод, что наилучший вариант для птицеводства — это светильник, способный менять свой спектр в зависимости от этапов развития птицы. Но в реальности таких изделий на рынке пока нет. Наиболее продвинутые птицефермы, применяющие освещения разных цветов для повышения производительности, используют несколько светильников с разным спектром, переключаемых в зависимости от поставленных задач.
Рынок светильников для птицеферм, по сути, еще не сформировался. По крайней мере, в нашей стране. В лучшем случае используются обычные светильники, изначально разработанные для промышленных предприятий. В худшем — устаревшие кустарные решения. Компании, которые проведут масштабные исследования и разработают высокоэффективные решения на светодиодах, имеют все шансы занять на формирующемся рынке выгодное положение.
