Профессор, Др.Джоф Дал, Университет Иллинойса (США)
1. Влияние продолжительности светового дня на удой молока
В США распространилась программа освещения для продления светового дня. Исследования показали, что искусственное увеличение продолжительности светового дня осенью и зимой, приводит к увеличению удоя молока от 5 до 16% . Было отмечено увеличение удоев примерно на 2,5 кг в расчете на одно животное за один день. Причиной является замедление выработки гормона мелатонина, который вырабатывается только в темноте и в дневное время снижается. Он является противником аутогенного фактора роста IGF-1, концентрация которого в длинные дни выше, чем короткие. IGF-1 стимулирует образование молока.
Влияющий на повышение продуктивности эффект устанавливается при освещении в течение 16 часов с яркостью 200 люкс. Примерно через 4 недели можно наблюдать повышение удоя молока. Животные должны находиться в темноте, по крайней мере, 6 часов, в противном случае будет иметь место противоположный эффект, т.е. потеря достигнутой выработки молока. Наивысший удой молока достигнут, прежде всего, за счет мобилизации резервов организма. Как результат, связанный с большей продолжительностью дня, повысился удой молока при примерно 8% росте потребления кормов, что оказало положительное воздействие на энергобаланс животных. Кроме того, установлено, что увеличилось время пребывания скота в лежачем положении. Это также оказало положительное влияние на образование молока. Большее количество света не влияло на содержание протеинов и лактозы в молоке. По содержанию жира, результаты неоднозначны.
Влияние на стельность.
Для сухостойных коров были установлены противоположные результаты. Животные, находящиеся последние 60 дней сухостойного периода в условиях долгого дня (16 ч света и 8 ч темноты), дали в течение первых 120 дней лактации меньше молока, чем коровы в условиях короткого дня (8 ч света и 16 ч темноты).
Даже для коров с первой лактацией было отмечено, что при коротком световом дне в последние восемь недель беременности и длинном световом дне в течение первых 100 дней после отела надой молока на 9% больше по сравнению с коровами, которые содержались в обоих периодах времени в условиях длинного светового дня.
2. Практические рекомендации при использовании программ освещения
Программы освещения увеличивают надои молока. На что вы должны обращать внимание при проектировании и исполнении, читайте в следующей статье. Коровы дают ежедневно до 2,5 кг больше молока, когда они находятся в светлых коровниках и если выполняются следующие три условия:
• Освещенность составляет, по крайней мере, 200 люкс (при освещенности в 200 люкс в коровнике возможно без проблем чтение газет).
• Коровы освещаются от 16 до 18 часов (длинный день).
• За светлым периодом следует 8-часовой период темноты.
Тем не менее, это действительно только для дойных коров. Для сухостойных коров применяется другая программа с точностью до наоборот. В противоположность дойным коровам сокращение светового периода с 16 до 8 часов (короткий день) для сухостойных коров ведет к повышению продуктивности молока в период лактации. Благодаря длинной темной фазе в сухостойный период коровы становятся более восприимчивыми к последующей длинной светлой фазе («Сброс»). Кроме того, последние исследования показывают, что внедрение короткого светового дня в сухостойный период положительно отражается на вымени в последующую лактацию (уменьшение содержания соматических клеток в молоке).
Сухостойные коровы при исполнении световой программы должны размещаться в отдельном здании, например, в старом здании или помещении, которое в течение дня можно затемнить. Нужно отметить, что молодняк в период доращивания положительно реагирует на программу длинного дня.
Телята, которые подрастают в светлых зданиях (18 часов света), набирают быстрее в весе и раньше достигают полового созревания. Также ускоряется формирование вымени. В летний период необходимые условия минимальной освещенности на фермах достигаются при нормальных условиях, тем не менее, только максимум на 12-13 часов. Для увеличения освещенности в здании до необходимых 18 часов, необходимо применить вспомогательные технические средства и дополнить тем самым естественный свет.
Светоотдача и высота монтажа
Высота монтажа светильников зависит от их мощности. В высоких коровниках должны монтироваться 400 -ваттные облучатели.
Какие лампы применять?
На практике успешно применяются натриевые лампы высокого давления и металогалогенные лампы. Самые незначительные энергозатраты имеют натриевые лампы высокого давления. Правда, они дороже всех других типов ламп, которые относятся к категории со сроком службы 20 000 часов, но при этом их срок службы превосходит остальные на 10 %. Сравнительным недостатком натриевых ламп является более плохая цветопередача света. Напротив, металлогалогенные лампы обладают превосходной цветопередачей. Однако, их более незначительная светоотдача является невыгодной (табл.1) .
Обычные лампы меньше подходят для использования в световых программах. При низких наружных температурах и высоком пылеобразовании в коровниках они быстро теряют до 20 % их освещенности.
При проектировании системы освещения должно быть предусмотрено, чтобы все здание освещалось равномерно, чтобы не возникало никаких светлых пятен или темных ниш. Высота монтажа ламп зависит от их мощности (Ватт). Чем больше мощность лампы, тем выше они могут монтироваться. С возрастающей высотой потолка здания, необходимо монтировать меньшее количество ламп, но с большей мощностью. Контрольное число для высоты монтажа ламп должно соответствовать приблизительно 1,5 расстоянию между лампами. С помощью представленной формулы можно простым способом вычислить количество необходимых источников света для освещения коровника:
Примечание:
освещенность в 160 люкс предоставляет необходимый минимум. Кто хочет действовать наверняка, может использовать в формуле вместо значения 160 люкс 200 люкс.
К - константа для отражения света или поглощения света. Для закрытых коровников следует использовать значение коэффициента К равное 2 , для коровников с открытыми стенами равное 3. Мощность ламп в люменах.
Пример: в коровнике с открытыми стенами и площадью 930 м², с прожекторами мощностью 250 ватт (20500 люменов, см. таблицу 1) достаточно в общей сложности 22 ламп.
Следует отметить, что световая мощность (люкс) может варьироваться при одной и той же мощности ламп (ватт). Поэтому, расчет всегда должен производиться в соответствии с типом ламп. Соблюдение требуемой освещенности, а также освещение различных участков можно проверить с помощью фотометра. Простые удобные измерительные приборы от 50 до 100 € уже можно найти в специализированных магазинах электроники. Измерения должны быть произведены на высоте 60 см над уровнем пола коровника. Важно, чтобы необходимые 200 люкс были достигнуты не только возле кормушек, но и в области боксов для лежания, так как коровы, как правило, проводят лишь три-четыре часа в день у кормушек, а отдыхают до 14 часов.
При недостаточном освещении области отдыха, программа освещения будет безуспешной. Чтобы сократить производственные затраты должен быть установлен сенсорный датчик света. Он должен автоматически включать осветительную установку в коровнике, при условии, если требуемое значение яркости (например, 200 люкс) не достигнуто. Датчик должен быть установлен в таком месте, где световое излучение примерно равно значению внутри коровника. Поблизости не должно быть никакого искусственного источника света! Для того, чтобы избежать неоднократных краткосрочных включений - отключений в течение дня, например во время грозы, датчик программируется автоматической установкой времени.
Во время шестичасовой фазы темноты все лампы в коровнике по мере возможности должны быть выключены. Коровы - в отличие от людей - даже в полной темноте ориентируются хорошо. В ночное время для контроля может быть установлено несколько ламп красного света (15 Ватт). Конечно, не всегда просто выдерживать продолжительность светло-темных фаз. Особенно в летний период, коровник не может находиться в полной темноте в течение шести-восьми часов. Поэтому наибольший успех в программе освещения достигнут молочные фермы, которые планируют отел на осень и зиму.
3. Световой режим: неоспоримые преимущества
Исследования в США показали, что только за счет влияния освещения можно увеличить молочную производительность от 5 до 15%. Томас Хайденрайх из Лейпцига рассказывает о действии различных систем освещения. Для освещения коровников наиболее предпочитаемы люминесцентные лампы. В соответствии с DIN 5035 (Освещение искусственным светом рабочих помещений внутри зданий и рабочих мест на открытых площадках) для обычных зданий необходима освещенность 50 люкс, минимум. Эти же требования распространяются и на коровники. Для этого нам необходимо иметь примерно 3 Вт на 1 кв.м ( на высоте 4 метра). Несмотря на то, что на сегодня не существует никаких определенных прописанных требований по режиму освещения на фермах, исходя из технологии содержания и заботы о здоровье животных, освещенность должна быть не ниже 80 люкс. Это означает, что в коровнике должны быть установлены люминесцентные лампы мощностью от 5 Вт на 1 кв.м, соответственно примерно 45 Вт на одно стойловое место. При низких температурах окружающей среды, преобладающих зимой снаружи коровника, светоотдача от люминесцентных ламп может сокращаться. Кроме этого, считается, что лампы должны размещаться на высоте около 4 метров от пола коровника. Часто владельцы ферм с целью сокращения издержек отказываются от подвешивания ламп.
При этом нужно учитывать следующие недостатки:
• Освещенность значительно снижается при прямой установке ламп под крышей;
• Также люминесцентные лампы должны регулярно чиститься, по крайней мере, раз в год;
• Заменить дефектные лампы с помощью лестницы-стремянки не очень легко.
Для режима освещения в коровнике в соответствии с американскими данными по системе качества ISO требуется примерно до 200 люкс в течение 16 часов в день. Здесь главным образом используются металлогалогенные лампы. Они менее энергоемкие, чем традиционные люминесцентные лампы, с коэффициентом пересчета от 0,7 до 0,5. При одинаковой светоотдаче, они потребляют энергию только от 70 до 50 %. Но для такого режима освещения требуются определенные условия, которые хороши не для каждого коровника. Цикл 16-ти часовой день, 8 часовая ночь благоприятно сказывается на лактации коров. Для сухостойных же коров он может произвести отрицательный эффект. В этом случае, наоборот, должен использоваться режим 16 часовой ночи и 8 часового дня. Это значит, что для тех, кто решит использовать программу освещения, должен обеспечить сухостойных коров отдельным помещением. В США для этих целей используются по-настоящему темные коровники с элементами принудительной вентиляции.
Неясно, какое влияние оказывает режим освещения при 3 разовом доении, так как это укорачивает и прерывает ночную фазу. Также исследования показали противоречивое влияние этого на продуктивность. Несмотря на то, что коровы продуктивны в течение всего года, исследования показывают, что продуктивность с началом светового дня повышается, если животные не подвержены стрессовым факторам, (тепловым стрессам). И одним из немаловажных является вопрос стоимости при установке и производстве ламп.
Преимущество натриевых ламп.
Сравнение традиционных люминесцентных (50 люкс) ламп с металлогалогенными или натриевыми (80 люкс) является стандартной работой для выявления преимуществ ламп. Если люминесцентная лампа достигает освещенности 80 люкс, то разница в энергопотреблении между ней и обычной лампой еще очевидней.
Однако, есть люминесцентные лампы достигшие прогресса в светоотдаче. 3-х полосные лампы достигают светоотдачи от 75 до 85 Люкс на Ватт и эквивалентны металлогалогенным. Если используются лампы освещенностью от 150 до 200 люкс, это повышает расходы на электроэнергию. Также общая стоимость значительно ниже, чем самый дешевый вариант (смотри также «Затраты на осветительное оборудование»).
Металлогаллогенные лампы имеют более низкую светоотдачу, чем натриевые. При этом цветопередача лучше.
Таким образом, дополнительные расходы на освещение при использовании натриевых ламп составляет 6,60 € на стойловое место в год, тогда как при использовании металлогалогенных ламп 9 €. Налицо явное стоимостное преимущество натриевых ламп. Маленькая капля дегтя при этом: свет натриевых ламп имеет желто-оранжевый оттенок, что может быть непривычным при обследовании и обработке животных. Но это не должно влиять на режим освещения, так как здесь имеет значение исключительно освещенность. При цене молока 35 центов за литр, минус стоимость корма и работы (15 центов корм, 5 центов работники) надой молока от коровы в год должен повыситься на 45-60 литров (6,60 или 9/0,15 €), чтобы окупить программу освещения. Это меньше, чем 1 % (данные исследований 2008-2010 г.)
Выводы
В коровнике должно быть обеспечено освещение по крайней мере в 80 люкс. С экономической точки зрения натриевые лампы определенно предпочтительнее традиционных люминесцентных ламп. Они подходят также для светового режима. Программа освещения привязана к различным условиям. Важно: выработка молока должна повыситься, чтобы окупить режим света. В зависимости от уровня цены молока это на 45 кг больше от каждой коровы в год.
В доильном зале хорошее освещение, но эффект освещенности меньше. При использовании программы освещения нужно строго разделять дойных коров (длинный день) и сухостойных (короткий день).
Для обеспечения светоотдачи от 80 люкс необходимо относительно большое количество обычных ламп накаливания.