第二章光照和噪声对家畜的影响 第一节光照 光的概念 光具有二象性,既表现为波动性,又表现为粒子性 由于光具有波动性,它是一种电磁波。光的特征可用波长和频率来表示。电磁波波长单位有米(m)、 厘米(cm)、微米(μm)、纳米(nm)和埃(A°),其中常用的单位是纳米,它们的关系为:1μm=10-6m, lnm=10-9m,1A°=10-0m 电磁波在单位时间内波动次数叫频率,频率的单位是赫兹(Hz)。所有的电磁波在真空中的传播速度 (v)为3×10°米/秒。电磁波的波长(A)与频率(f)之间的关系为 v=λ·f (式5-2) 可见,波长较大的电磁波,频率较低,波长较短的电磁波,频率较高。由一个电磁波的起点到下 个电磁波的起点所经历的时间,叫“周期”。周期的单位是秒(s)、毫秒(ms)。周期(T)、波长(λ)、频率 (f)和速度(v)之间的关系如下 f·=A/T (式5-3) 光不仅是一种电磁波,而且是由许多具有一定质量和能量的微粒组成的粒子流,这种特殊的粒子, 称为光子或光量子。每一个光子所具有的能量与其频率成正比,与光的波长成反比,即 E=h·f或E=h·v/f(式5-4) 式中E为光能(J),h为普朗克常数=6.626×10-14(J·S),f为频率,v为光速(3×10°cm/s),λ为波 长(cm)。 光作用于生物引起的反应,或者与光的波动性有关,或者与光的粒子性有关。以电磁波或粒子的形 式放射或输送的能量叫辐射能。辐射能的计量单位为焦(J)。辐射能在传递过程中,在单位时间内,通过 或到达某表面积上总辐射能量,称为辐射能通量。单位面积上的辐射通量,称为辐射能通量密度。在农 业气象学中,常称辐射通量密度为辐射强度,与辐射通量密度相对应的光通量叫光照强度,光照强度的 国际单位是勒克斯,英文缩写为Lx。 、光源 (一)自然光源 自然光源即太阳光,太阳向宇宙空间释放巨大的能量,称为太阳辐射。太阳辐射是地球表面光和热 根本来源,太阳辐射的波长范围为4~300000m,其光谱组成按人类的视觉可分为三大部分
1 第二章 光照和噪声对家畜的影响 第一节 光照 一、光的概念 光具有二象性，既表现为波动性，又表现为粒子性。 由于光具有波动性，它是一种电磁波。光的特征可用波长和频率来表示。电磁波波长单位有米(m)、 厘米(cm)、微米(μm)、纳米(nm)和埃(A°)，其中常用的单位是纳米，它们的关系为：1μm=10－６ m， 1nm=10－9 m，1A°=10－10 m 电磁波在单位时间内波动次数叫频率，频率的单位是赫兹(Hz)。所有的电磁波在真空中的传播速度 (v)为 3×108 米/秒。电磁波的波长(λ)与频率(f)之间的关系为 v=λ·f (式 5-2) 可见，波长较大的电磁波，频率较低，波长较短的电磁波，频率较高。 由一个电磁波的起点到下一 个电磁波的起点所经历的时间，叫“周期”。周期的单位是秒(s)、毫秒(ms)。周期(T)、波长(λ)、频率 (f)和速度(v)之间的关系如下： v=f·λ=λ/T (式 5-3) 光不仅是一种电磁波，而且是由许多具有一定质量和能量的微粒组成的粒子流，这种特殊的粒子， 称为光子或光量子。每一个光子所具有的能量与其频率成正比，与光的波长成反比，即： E=h·f 或 E=h·v/f (式 5-4) 式中 E 为光能(J)，h 为普朗克常数=6.626×10－１４ (J·S)，f 为频率，v 为光速(3×1010 cm/s),λ为波 长(cm)。 光作用于生物引起的反应，或者与光的波动性有关，或者与光的粒子性有关。以电磁波或粒子的形 式放射或输送的能量叫辐射能。辐射能的计量单位为焦(J)。辐射能在传递过程中，在单位时间内，通过 或到达某表面积上总辐射能量，称为辐射能通量。单位面积上的辐射通量，称为辐射能通量密度。在农 业气象学中，常称辐射通量密度为辐射强度，与辐射通量密度相对应的光通量叫光照强度，光照强度的 国际单位是勒克斯，英文缩写为 Lx。 二、光 源 （一）自然光源 自然光源即太阳光，太阳向宇宙空间释放巨大的能量，称为太阳辐射。太阳辐射是地球表面光和热 根本来源，太阳辐射的波长范围为 4～300000nm，其光谱组成按人类的视觉可分为三大部分：
(1)红外线波长300000~760nm (2)可见光波长760~400mm,可见光通过三棱镜可被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色, (3)紫外线波长400~4nm 太阳辐射通过大气时,受大气透明度以及云雾、灰尘、水汽和二氧化碳含量等影响。大约有43%的太阳 辐射被反射和散射而返回太空,14%太阳辐射被大气吸收,43%太阳辐射以直射光(27%)和散射光(16%)的 形式到达地面。因此,到达地面的太阳辐射,光谱已发生很大变化,其中变化最大的是紫外线。波长小 于290nm的紫外线,在大气中完全被臭氧层所吸收:300nm的紫外线会全部被水汽和灰尘较多的空气吸 收。波长小于320nm紫外线,不能穿过普通玻璃。红外线也大部分被空气中的水汽和二氧化碳所吸收。 可见光波长的变动很小。 到达地面的太阳辐射强度,除受大气状况的影响外,还与太阳高度角及海拔高度有关。当太阳高度 角在0°~90°范围内变化时,随着太阳高度角增加,太阳光线穿过大气层的厚度减少,被大气层吸收 反射和散射的太阳辐射能减少,到达地球表面的太阳辐射能增加,例如,当太阳高度角为90°时,太阳 辐射通过大气层的距离最短,与地面成30°角时,则距离增加1倍,与地面成11.3°角时,增加4倍 太阳辐射通过大气的距离愈大,则被散射和吸收的能量也愈多。太阳高度角还与太阳辐射投射地面的面 积和强度有关,如果太阳高度角愈小,则每单位光束的投射面积愈大,到达地球表面太阳辐射的强度也 愈小。太阳高度角取决于纬度、季节和一天的时间,因而,在不同季节和不同的时间,太阳辐射强度不 同。海拔愈高,则大气的透明度愈好,灰尘、二氧化碳的含量愈少,到达地球表面的太阳辐射的强度愈 大 (二)人工光源 1.白炽灯和荧光灯 白炽灯和荧光灯常用于照明,荧光灯耗电量比白炽灯少,而且光线比较柔和,不剌激眼睛,但设备 投资较大。在一定温度下(21.0~26.7℃),荧光灯光照效率最高;当温度太低时,荧光灯不易启亮。荧 光灯可促进鸡的性成熟,但对产蛋的剌激效力不如白炽灯。与白炽灯比较,在强度和长度相同的荧光灯 下培育的小母鸡,性成熟早,性成熟日龄分别为140天和150天。白炽灯可显著降低早期的产蛋量,但 在整个30周的产蛋期中,白炽灯的产蛋量高于荧光灯。 2.红外线灯 红外线灯常用作热源。用红外线灯照射雏鸡、仔猪、羔羊和病畜,不仅可以御寒,而且可改善动物 皮肤血液循环,促进动物生长发育。在仔猪分娩舍用红外线灯照射仔猪,既可保证仔猪所需的较高温度, 而又不影响母猪正常活动 紫外线灯在生产中,常用短波紫外线灯(275mm以下)对空气和物体外表进行消毒,用长波
2 (1)红外线 波长 300000～760 nm。 (2)可见光 波长 760～400 nm，可见光通过三棱镜可被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色。 (3)紫外线 波长 400～4 nm。 太阳辐射通过大气时，受大气透明度以及云雾、灰尘、水汽和二氧化碳含量等影响。大约有 43%的太阳 辐射被反射和散射而返回太空，14%太阳辐射被大气吸收，43%太阳辐射以直射光(27%)和散射光(16%)的 形式到达地面。因此，到达地面的太阳辐射，光谱已发生很大变化，其中变化最大的是紫外线。波长小 于 290nm 的紫外线，在大气中完全被臭氧层所吸收；300 nm 的紫外线会全部被水汽和灰尘较多的空气吸 收。波长小于 320nm 紫外线，不能穿过普通玻璃。红外线也大部分被空气中的水汽和二氧化碳所吸收。 可见光波长的变动很小。 到达地面的太阳辐射强度，除受大气状况的影响外，还与太阳高度角及海拔高度有关。当太阳高度 角在 0°～ 90°范围内变化时，随着太阳高度角增加，太阳光线穿过大气层的厚度减少，被大气层吸收、 反射和散射的太阳辐射能减少，到达地球表面的太阳辐射能增加，例如，当太阳高度角为 90°时，太阳 辐射通过大气层的距离最短，与地面成 30°角时，则距离增加 1 倍，与地面成 11.3°角时，增加 4 倍。 太阳辐射通过大气的距离愈大，则被散射和吸收的能量也愈多。太阳高度角还与太阳辐射投射地面的面 积和强度有关，如果太阳高度角愈小，则每单位光束的投射面积愈大，到达地球表面太阳辐射的强度也 愈小。太阳高度角取决于纬度、季节和一天的时间，因而，在不同季节和不同的时间，太阳辐射强度不 同。海拔愈高，则大气的透明度愈好，灰尘、二氧化碳的含量愈少，到达地球表面的太阳辐射的强度愈 大。 (二） 人工光源 1． 白炽灯和荧光灯 白炽灯和荧光灯常用于照明，荧光灯耗电量比白炽灯少，而且光线比较柔和，不剌激眼睛，但设备 投资较大。在一定温度下(21.0～26.7℃)，荧光灯光照效率最高；当温度太低时，荧光灯不易启亮。荧 光灯可促进鸡的性成熟，但对产蛋的剌激效力不如白炽灯。与白炽灯比较，在强度和长度相同的荧光灯 下培育的小母鸡，性成熟早，性成熟日龄分别为 140 天和 150 天。白炽灯可显著降低早期的产蛋量，但 在整个 30 周的产蛋期中，白炽灯的产蛋量高于荧光灯。 2.红外线灯 红外线灯常用作热源。用红外线灯照射雏鸡、仔猪、羔羊和病畜，不仅可以御寒，而且可改善动物 皮肤血液循环，促进动物生长发育。在仔猪分娩舍用红外线灯照射仔猪，既可保证仔猪所需的较高温度， 而又不影响母猪正常活动。 3．紫外线灯 在生产中，常用短波紫外线灯（275nm 以下）对空气和物体外表进行消毒，用长波
紫外线灯(280~340nm)对动物进行照射以促进皮肤合成维生素D3,提高动物生产性能。 光的一般作用 太阳光对动物的影响极为深刻和广泛,一方面太阳光辐射的时间和强度直接影响动物的行为、动物 的生长发育、繁殖和健康,另一方面通过影响气候因素(如温度和降水,等)和饲料作物的产量和质量 来间接影响动物的生产和健康。光照射到生物体上,一部分被反射:另一部分进入生物组织之内。进入 生物组织内的一部分光被该生物吸收,穿过生物组织的光则不被吸收。光能被吸收后,转变为其它形式 的能,引起光热效应、光化学效应和光电效应。光热效应是指当入射光作用生物体表面,较小辐射能使 物质分子或原子发生旋转或振动,产生热的现象。红外线和红光的能量较小,所引起的反应多属此类。 光化学效应是指当入射光的能量较大时,可使物质分子或原子中的电子激发,引起物质内部发生化学变 化的现象。可见光和紫外线的能量较大,往往能引起光化学反应。光电效应是入射光的能量更大,引起 物质分子或原子中的电子逸出轨道,形成光电子或阳离子而产生光电效应。紫外线和可见光均可引起这 种变化。 光线被物质吸收的数量,与光线进入的深度成反比。光的波长越小,物体吸收光的能力越大,光线 进入的深度越小。在所有光线中,物质对紫外线吸收力最大,其穿透力最小:物质对红外线吸收力最小, 其穿透力最强。格罗萨期·德雷伯( Grothus Draper)定律指出,光线只有被吸收后,才能在组织内引起 各种效应。因此,紫外线引起的光生物学效应最为明显,可见光次之,红外线最差 四、光的生物学效应 (一)红外线 1.红外线的主要生物学效应 红外线波长大,能量低,其主要生物学效应是光热效应。红外线照射到动物体表面,其能量在被照 射部位的皮肤及皮下组织中转变为热,引起血管扩张、温度升高,增强血液循环,促进组织中的物理化 学过程,使物质代谢加速,细胞增生,并有消炎、镇痛和降低血压及降低神经兴奋性等作用。因此,在 人医和兽医上常用红外线来治疗冻伤、风湿性肌肉炎、关节炎及神经痛等疾病 2.过强的红外线辐射引起动物的不良反应 (1)使动物体热调节机制发生障碍,这时机体以减少产热、重新分配产热(皮肤代谢升高,内脏代 谢降低等)来适应新环境。由于内脏血流量减少,使胃肠道对特异性传染病的抵抗力降低。 (2)皮肤温度升高,严重时可发生皮肤变性,形成光灼伤,若组织分解物被血液带走,会引起全 身性反应。 (3)引起日射病波长600~1000mm的红光和红外线能穿透颅骨,使脑内温度升高,引起全身病
3 紫外线灯（280～340nm）对动物进行照射以促进皮肤合成维生素 D3，提高动物生产性能。 三、光的一般作用 太阳光对动物的影响极为深刻和广泛，一方面太阳光辐射的时间和强度直接影响动物的行为、动物 的生长发育、繁殖和健康，另一方面通过影响气候因素（如温度和降水，等）和饲料作物的产量和质量 来间接影响动物的生产和健康。光照射到生物体上，一部分被反射；另一部分进入生物组织之内。进入 生物组织内的一部分光被该生物吸收，穿过生物组织的光则不被吸收。光能被吸收后，转变为其它形式 的能，引起光热效应、光化学效应和光电效应。光热效应是指当入射光作用生物体表面，较小辐射能使 物质分子或原子发生旋转或振动，产生热的现象。红外线和红光的能量较小，所引起的反应多属此类。 光化学效应是指当入射光的能量较大时，可使物质分子或原子中的电子激发，引起物质内部发生化学变 化的现象。可见光和紫外线的能量较大，往往能引起光化学反应。光电效应是入射光的能量更大，引起 物质分子或原子中的电子逸出轨道，形成光电子或阳离子而产生光电效应。紫外线和可见光均可引起这 种变化。 光线被物质吸收的数量，与光线进入的深度成反比。光的波长越小，物体吸收光的能力越大，光线 进入的深度越小。在所有光线中，物质对紫外线吸收力最大，其穿透力最小；物质对红外线吸收力最小， 其穿透力最强。格罗萨期·德雷伯(Grothus Draper)定律指出，光线只有被吸收后，才能在组织内引起 各种效应。因此，紫外线引起的光生物学效应最为明显，可见光次之，红外线最差。 四、光的生物学效应 （一）红外线 1.红外线的主要生物学效应 红外线波长大，能量低，其主要生物学效应是光热效应。红外线照射到动物体表面，其能量在被照 射部位的皮肤及皮下组织中转变为热，引起血管扩张、温度升高，增强血液循环，促进组织中的物理化 学过程，使物质代谢加速，细胞增生，并有消炎、镇痛和降低血压及降低神经兴奋性等作用。因此，在 人医和兽医上常用红外线来治疗冻伤、风湿性肌肉炎、关节炎及神经痛等疾病。 2. 过强的红外线辐射引起动物的不良反应 （1）使动物体热调节机制发生障碍，这时机体以减少产热、重新分配产热(皮肤代谢升高，内脏代 谢降低等)来适应新环境。由于内脏血流量减少，使胃肠道对特异性传染病的抵抗力降低。 （2）皮肤温度升高，严重时可发生皮肤变性，形成光灼伤，若组织分解物被血液带走，会引起全 身性反应。 （3）引起日射病 波长 600～1000nm 的红光和红外线能穿透颅骨，使脑内温度升高，引起全身病
理反应,将这种病称为日射病 (4)产生眼睛疾患波长1000~1900mm的红外线长时间照射在眼睛上,可使水晶体及眼内液体的 温度升高,引起羞明、视觉模糊、白内障、视网膜脱离等眼睛疾病。 (二)紫外线 紫外线的分类 紫外线是太阳光谱中不可见光的一部分。紫外线对动物体的作用,与波长有关。在第二届国际哥本 哈根光学代表大全上将紫外线按波长大小分为三段,它们是: A段:波长320~400m,生物学作用较弱,主要作用是促进皮肤色素沉着 B段:波长275~320nm,生物学作用很强,机体对紫外线照射的种种反应主要由此段紫外线所引起, 最显著是红斑作用和抗佝偻病作用 C段:波长在275m以下,生物学作用非常强烈,对细胞和细菌有杀伤力。在太阳辐射中,此段紫外 线被大气吸收,不能到达地面。 2.紫外线的生物学效应 (1)杀菌作用紫外线的杀菌作用,取决定波长、辐射强度及微生物对紫外线照射的抵抗力。在相同 的辐射强度和照射时间下,不同波长的紫外线,杀菌效果不同,波长253.7m的紫外线杀菌作用最强(如 表5-4)所示。不同种类的细菌对紫外线具有不同的敏感性。空气细菌中白色葡萄球菌对紫外线最敏感, 柠檬色葡萄球菌次之。对紫外线耐受能力最强的是黄色八叠球菌、炭疽芽胞杄菌。在空气中,真菌对紫 外线的耐受力比细菌强。紫外线对过滤性病毒也有杀伤力,据实验,用一个15W的杀菌灯照射14m3的隔 离室60分钟后,可使空气中流感病毒全部死亡。紫外线对某些毒素(如白喉及破伤风毒素)亦有破坏作用。 紫外线杀菌作用的机制,目前认为是紫外线被细菌吸收后,透入细胞核引起光化学分解,使单核苷 酸之间的磷脂键和嘌呤、嘧啶之间的氢键破裂,使DNA变性,细菌无法进行DNA的复制,从而抑制RNA 和蛋白质的合成,使细胞分裂受阻,同时使其代谢功能发生障碍。当紫外线照射剂量足够时,还能使蛋 白质凝固而使细菌死亡 由于紫外线的杀菌作用,在生产中常用紫外线对舍内空气或饮水进行消毒。值得注意的是,紫外线 穿透力较弱,只能杀灭空气和物体表面的细菌和病毒,不能杀灭尘粒中的细菌和病毒
4 理反应，将这种病称为日射病； （4）产生眼睛疾患 波长 1000～1900nm 的红外线长时间照射在眼睛上，可使水晶体及眼内液体的 温度升高，引起羞明、视觉模糊、白内障、视网膜脱离等眼睛疾病。 （二）紫外线 1．紫外线的分类 紫外线是太阳光谱中不可见光的一部分。紫外线对动物体的作用，与波长有关。在第二届国际哥本 哈根光学代表大全上将紫外线按波长大小分为三段，它们是： A 段：波长 320～400nm，生物学作用较弱，主要作用是促进皮肤色素沉着。 B 段：波长 275～320nm，生物学作用很强，机体对紫外线照射的种种反应主要由此段紫外线所引起， 最显著是红斑作用和抗佝偻病作用。 C 段：波长在 275nm 以下，生物学作用非常强烈，对细胞和细菌有杀伤力。在太阳辐射中，此段紫外 线被大气吸收，不能到达地面。 2．紫外线的生物学效应 (1) 杀菌作用 紫外线的杀菌作用，取决定波长、辐射强度及微生物对紫外线照射的抵抗力。在相同 的辐射强度和照射时间下，不同波长的紫外线，杀菌效果不同，波长 253.7nm 的紫外线杀菌作用最强（如 表 5-4）所示。不同种类的细菌对紫外线具有不同的敏感性。空气细菌中白色葡萄球菌对紫外线最敏感， 柠檬色葡萄球菌次之。对紫外线耐受能力最强的是黄色八叠球菌、炭疽芽胞杆菌。在空气中，真菌对紫 外线的耐受力比细菌强。紫外线对过滤性病毒也有杀伤力，据实验，用一个 15W 的杀菌灯照射 14m3 的隔 离室 60 分钟后，可使空气中流感病毒全部死亡。紫外线对某些毒素(如白喉及破伤风毒素)亦有破坏作用。 紫外线杀菌作用的机制，目前认为是紫外线被细菌吸收后，透入细胞核引起光化学分解，使单核苷 酸之间的磷脂键和嘌呤、嘧啶之间的氢键破裂，使 DNA 变性，细菌无法进行 DNA 的复制，从而抑制 RNA 和蛋白质的合成，使细胞分裂受阻，同时使其代谢功能发生障碍。当紫外线照射剂量足够时，还能使蛋 白质凝固而使细菌死亡。 由于紫外线的杀菌作用，在生产中常用紫外线对舍内空气或饮水进行消毒。值得注意的是，紫外线 穿透力较弱，只能杀灭空气和物体表面的细菌和病毒，不能杀灭尘粒中的细菌和病毒
表2-1不同波长紫外线杀菌效果的比较 波长(nm) 相对杀菌效果 波长(nm) 相对杀菌效果 295 1510 355 365 432 375 385 395 345 说明:以波长为395mm紫外线照射消毒后空气残留的细菌数为对照,表中的数字为各种波长紫外线 消毒后空气细菌数与对照细菌数之比值。 (2)抗佝偻病作用紫外线抗佝偻病作用的机制是紫外线照射动物使动物皮肤中的7-羟脱氢胆固醇转变 为维生素D3,使植物和酵母中的麦角固醇转变为维生素D2。维生素D3和D具有促进肠道吸收钙和磷的作 用。若日光中的紫外线照射动物和植物,就会促进维生素D3和D的合成,促进饲料中钙和磷的吸收,减 少佝偻病的发生。若动物缺乏日光照射且日粮中缺乏维生素D时,动物体内合成维生素D3和从日粮中摄 入的维生素D不足,肠道对钙和磷吸收减少,血液中无机磷含量小,导致钙和磷代谢紊乱,钙在骨骼中 的沉积作用受阻,引起骨骼钙化作用不全,以致幼畜出现佝偻病,成畜出现软骨病。 抗佝偻病作用最强的紫外线波长为280~295mm。因为这段紫外线将麦角固醇和7-羟脱氢固醇转化 为维生素D2和D的能力最强。白色或浅色家畜皮肤易被紫外线透射,形成维生素D3的能力强,因而在同 样条件下,黑色皮肤的家畜比白色皮肤的家畜易患佝偻病。 实践证明,在食物中只有足够的维生素D而无紫外线照射,不足以预防佝偻病:仅使用维生素D制 剂治疗佝偻病的效果也不如紫外线照射的效果好。由于动物体内贮存的的维生素D数量较少,而维生素D 在动物体内保持有效的生理作用的时间较短,因此,家畜必须经常进行适当的日光浴,以补充动物体内 维生素D2的不足。在集约化畜牧场畜舍中,由于家畜常年见不到日光,应特别注意日粮中维生素D的供 给。用波长为280~340nm的紫外线照射畜禽,可促进动物合成维生素D,提高蛋鸡生产力。例如,用波 长为280~340nm的紫外线照射蛋鸡,每天照射4次,每次30分钟,蛋鸡产蛋率可提高24.0%,孵化率可 提高11% (3)色素沉着作用色素沉着就是动物在太阳辐射的紫外线、可见光和红外线的共同作用下,皮肤和被 毛颜色变深的现象。色素沉着作用的机制是紫外线能増强酪氨酸氧化酶的活性,酪氨酸氧化酶可促进黑 色素的形成,使黑色素沉着于皮肤。皮肤的黑色素沉着是机体对光线剌激的一种防御性反应,一方面黑 色素增多,能增强皮肤对紫外线的吸收,防止大量紫外线进入动物体内,使内部组织免受伤害,另一方
5 表 2-1 不同波长紫外线杀菌效果的比较 波长（nm） 相对杀菌效果 波长（nm） 相对杀菌效果 295 1510 305 250 315 50 325 30 335 12 345 7 355 4 365 3 375 2 385 1 395 1 说明：以波长为 395 nm 紫外线照射消毒后空气残留的细菌数为对照，表中的数字为各种波长紫外线 消毒后空气细菌数与对照细菌数之比值。 （2）抗佝偻病作用 紫外线抗佝偻病作用的机制是紫外线照射动物使动物皮肤中的 7-羟脱氢胆固醇转变 为维生素 D3，使植物和酵母中的麦角固醇转变为维生素 D2 。维生素 D3 和 D2 具有促进肠道吸收钙和磷的作 用。若日光中的紫外线照射动物和植物，就会促进维生素 D3 和 D2 的合成，促进饲料中钙和磷的吸收，减 少佝偻病的发生。若动物缺乏日光照射且日粮中缺乏维生素 D 时，动物体内合成维生素 D3 和从日粮中摄 入的维生素 D 不足，肠道对钙和磷吸收减少，血液中无机磷含量小，导致钙和磷代谢紊乱，钙在骨骼中 的沉积作用受阻，引起骨骼钙化作用不全，以致幼畜出现佝偻病，成畜出现软骨病。 抗佝偻病作用最强的紫外线波长为 280～295 nm。因为这段紫外线将麦角固醇和 7-羟脱氢固醇转化 为维生素 D2 和 D3 的能力最强。白色或浅色家畜皮肤易被紫外线透射，形成维生素 D3 的能力强，因而在同 样条件下，黑色皮肤的家畜比白色皮肤的家畜易患佝偻病。 实践证明，在食物中只有足够的维生素 D 而无紫外线照射，不足以预防佝偻病；仅使用维生素 D 制 剂治疗佝偻病的效果也不如紫外线照射的效果好。由于动物体内贮存的的维生素 D 数量较少，而维生素 D 在动物体内保持有效的生理作用的时间较短，因此，家畜必须经常进行适当的日光浴，以补充动物体内 维生素 D3 的不足。在集约化畜牧场畜舍中，由于家畜常年见不到日光，应特别注意日粮中维生素 D 的供 给。用波长为 280～340nm 的紫外线照射畜禽，可促进动物合成维生素 D3，提高蛋鸡生产力。例如，用波 长为 280～340nm 的紫外线照射蛋鸡，每天照射 4 次，每次 30 分钟，蛋鸡产蛋率可提高 24.0%，孵化率可 提高 11%。 (3) 色素沉着作用 色素沉着就是动物在太阳辐射的紫外线、可见光和红外线的共同作用下，皮肤和被 毛颜色变深的现象。色素沉着作用的机制是紫外线能增强酪氨酸氧化酶的活性，酪氨酸氧化酶可促进黑 色素的形成，使黑色素沉着于皮肤。皮肤的黑色素沉着是机体对光线剌激的一种防御性反应，一方面黑 色素增多，能增强皮肤对紫外线的吸收，防止大量紫外线进入动物体内，使内部组织免受伤害，另一方
面,皮肤黑色素吸收紫外线产热,使汗腺迅速活跃起来,增加排汗散热,使体温不致升高。紫外线、红 外线和可见光均可使皮肤色素沉着,但以紫外线的效果最为显著。皮肤黑色素丰富的个体能够吸收更多 的紫外线,使动物免受过强紫外线的伤害。相反,浅色皮肤的个体易受紫外线伤害,甚至可引起皮肤癌。 (4)红斑作用在紫外线照射下,动物被照射部位的皮肤出现潮红的现象称为红斑作用。这是皮肤在紫 外线照射后产生的特异反应。这种红斑是皮肤在照射后,经6~8小时潜伏期后出现的。红斑部位的皮肤 稍微隆起,边缘整齐。红斑作用最强的紫外线波长是297m。产生红斑作用的机制是动物组织内的组氨酸 在紫外线作用下,转变成组织胺。组织胺可使血管扩张,毛细血管滲透性增大,因而使皮肤发生潮红现 象。红斑作用的单位以红斑剂量表示。皮肤经紫外线照射后,经过一定时间,在皮肤上出现刚可辨别的 第一个红斑,此时,紫外线的作用剂量称为一个红斑剂量或一个红斑单位。不同波长的紫外线,引起红 斑剂量不同。现在规定,用功率为1W,产生波长297mm紫外线的灯,照射动物皮肤,引起红斑的紫外线 照射剂量为为一个红斑剂量 测定红斑剂量具有十分重要的卫生学意义。因为红斑作用的波长范围,包括了紫外线杀菌和抗佝偻 病作用的范围,而红斑剂量的测定方法和表示方法又比较容易,因此,一般用红斑剂量来表示动物每天 所需的紫外线照射剂量 5)促进机体的免疫反应,增强机体对疾病的抵抗能力用紫外线适量照射动物,能增强机体的免疫力 和对传染病的抵抗力。其机制是紫外线的照射剌激了血液凝集,使凝集素的滴定效价增高,因而提高了 血液的杀菌性,增强了杋体对病原菌的抵抗力。紫外线照射増加机体的免疫力的情况决定于照射剂量, 照射时间以及机体的机能状态 (6)提高畜禽生产力用波长为280~340nm的紫外线每天照射2~3小时,可提高家畜生产力。据 Bame lbuko b对2500只成年母鸡进行紫外线照射,鸡的产蛋量提高15.9%,后又在三个农庄中进行重复 试验,结果鸡的产蛋量分别提高25.1%,23.0%和18.1%,蛋的平均重量增加6.7%,孵化率提高5.2%。据 报道用长波紫外线照射雏鸡,可使60日龄雏鸡活重提高23%,心肺的重量都远远超过对照组,而且紫外 线照射组鸡成活率提高3.7%。另据报道,对种蛋进行长波紫外线照射可提高孵化率3~10%,而且小鸡出 壳早、绒毛整洁、活重大、成活率高、体重增长快。据T.A. kogukey报道,用长波紫外线照射仔猪可提」 高仔猪重22.9%。用长波紫外线照射奶牛,母牛产奶量增加10~20%。 紫外线提高畜禽生产力的原因是剌激量的紫外线可增进食欲,增强胃肠的分泌机能和运动机能,并 可使呼吸运动加深,气体代谢加强,提高了家畜新陈代谢水平。 (7)光敏性皮炎光敏性皮炎是指动物吃下某种饲料后,饲料中光敏性物质吸收了光子而处于激发态, 使动物皮肤出现炎症性反应。常见的光敏性饲料物质有荞麦、苜蓿、野胡萝卜以及金丝桃属和黎属植物。 家畜采食了荞麦苗或枯老的荞麦茎叶等,在日晒下常可以发生光敏性皮炎。光敏性皮炎多发于白色皮肤
6 面，皮肤黑色素吸收紫外线产热，使汗腺迅速活跃起来，增加排汗散热，使体温不致升高。紫外线、红 外线和可见光均可使皮肤色素沉着，但以紫外线的效果最为显著。皮肤黑色素丰富的个体能够吸收更多 的紫外线，使动物免受过强紫外线的伤害。相反，浅色皮肤的个体易受紫外线伤害，甚至可引起皮肤癌。 (4) 红斑作用 在紫外线照射下，动物被照射部位的皮肤出现潮红的现象称为红斑作用。这是皮肤在紫 外线照射后产生的特异反应。这种红斑是皮肤在照射后，经 6～8 小时潜伏期后出现的。红斑部位的皮肤 稍微隆起，边缘整齐。红斑作用最强的紫外线波长是 297nm。产生红斑作用的机制是动物组织内的组氨酸 在紫外线作用下，转变成组织胺。组织胺可使血管扩张，毛细血管渗透性增大，因而使皮肤发生潮红现 象。红斑作用的单位以红斑剂量表示。皮肤经紫外线照射后，经过一定时间，在皮肤上出现刚可辨别的 第一个红斑，此时，紫外线的作用剂量称为一个红斑剂量或一个红斑单位。不同波长的紫外线，引起红 斑剂量不同。现在规定，用功率为 1W，产生波长 297nm 紫外线的灯，照射动物皮肤，引起红斑的紫外线 照射剂量为为一个红斑剂量。 测定红斑剂量具有十分重要的卫生学意义。因为红斑作用的波长范围，包括了紫外线杀菌和抗佝偻 病作用的范围，而红斑剂量的测定方法和表示方法又比较容易，因此，一般用红斑剂量来表示动物每天 所需的紫外线照射剂量。 (5) 促进机体的免疫反应，增强机体对疾病的抵抗能力 用紫外线适量照射动物，能增强机体的免疫力 和对传染病的抵抗力。其机制是紫外线的照射剌激了血液凝集，使凝集素的滴定效价增高，因而提高了 血液的杀菌性，增强了机体对病原菌的抵抗力。紫外线照射增加机体的免疫力的情况决定于照射剂量， 照射时间以及机体的机能状态。 (6) 提高畜禽生产力 用波长为 280～340nm 的紫外线每天照射 2～3 小时，可提高家畜生产力。据 Bamelbuko B 对 2500 只成年母鸡进行紫外线照射，鸡的产蛋量提高 15.9%，后又在三个农庄中进行重复 试验，结果鸡的产蛋量分别提高 25.1%，23.0%和 18.1%，蛋的平均重量增加 6.7%，孵化率提高 5.2%。据 报道用长波紫外线照射雏鸡，可使 60 日龄雏鸡活重提高 23%，心肺的重量都远远超过对照组，而且紫外 线照射组鸡成活率提高 3.7%。另据报道，对种蛋进行长波紫外线照射可提高孵化率 3～10%，而且小鸡出 壳早、绒毛整洁、活重大、成活率高、体重增长快。据 T.A.kogukey 报道，用长波紫外线照射仔猪可提 高仔猪重 22.9%。用长波紫外线照射奶牛，母牛产奶量增加 10～20%。 紫外线提高畜禽生产力的原因是剌激量的紫外线可增进食欲，增强胃肠的分泌机能和运动机能，并 可使呼吸运动加深，气体代谢加强，提高了家畜新陈代谢水平。 (7) 光敏性皮炎 光敏性皮炎是指动物吃下某种饲料后，饲料中光敏性物质吸收了光子而处于激发态， 使动物皮肤出现炎症性反应。常见的光敏性饲料物质有荞麦、苜蓿、野胡萝卜以及金丝桃属和黎属植物。 家畜采食了荞麦苗或枯老的荞麦茎叶等，在日晒下常可以发生光敏性皮炎。光敏性皮炎多发于白色皮肤
的动物,特别是在动物无毛和少毛的部位。例如,在陕西省陇县某养猪场,在相同的管理条件下用荞麦 茎叶饲喂黑皮肤关中黑猪和白色皮肤的大约克猪,25头约克猪全部发生光敏性皮炎,25头关中黑猪无 例发生光敏性皮炎。发生光敏性皮炎的猪临床症状为皮肤充血、肿胀,有红斑性疹块。此外,过度的紫 外线照射,还可引起皮肤癌。 (8)光照性眼炎紫外线对眼睛照射过度时,可引起光照性眼炎,其症状为角膜损伤、眼红、眼痛、灼 热感、流泪和羞明等。一般波长为360~295nm的紫外线最易引起光照性眼炎。 (三)可见光 可见光作用于动物既可引起光热效应,也可引起光化学效应。可见光的生物学效应,与光的波长、 光照强度以及光周期有关。 1.光的波长(光色)对家畜的影响 (1)行为医学上认为红光有充血作用,蓝光和绿光起镇静作用,黄色光和黄绿色对机体最舒适。红光 有镇静作用,能降低畜禽对环境刺激的敏感性,减轻或制止鸡的啄癖、争斗,减少鸡活动量和采食时间。 目前有些商品蛋鸡场用红光为蛋鸡提供光照,防止鸡啄癖和争斗。此外,在夜间或无窗鸡舍内捕鸡时, 用红光照射,鸡不能迅速移动,很易捕捉。 (②)繁殖红光可延迟鸡的性成熟,使产蛋量增加,蛋的受精率下降。红光也可延长小母猪性成熟时间, 研究表明,在光照强度相同,光照时间为16h/d的情况下,分别用冷白光(波长为350~720m)、红光(波 长为570~720nm)和紫光(波长为300~500mm)照射小母猪,初情期分别为172天、192天和179天 3)产蛋绿光、蓝光和黄光可使产蛋量下降,蛋形变大,参见表5-5。 表2-2光色对鸡产蛋性能的影响 光的颜色 蓝光 白光 绿光 产蛋率(%) 78 73 69 68 据黄昌澍编,《家畜气候学》321页,江苏科技出版社,1989 (4)生长肥育和饲料利用率红光、绿光、蓝光、黄光可促进鸡的生长,降低饲料利用率,使鸡增重快, 成熟早。例如,在相同光照时间情况下,用7~10Lx红色光和白色光分别照射公雏,红光组鸡日增重比 白光组高10%,每千克增重耗料量减少0.24kg,成活率提高13%。光色对家禽的影响如表5-6所示 2.光照强度对家畜的影响 (1)生长发育光照强度对家畜的影响的资料主要集中在家禽和猪方面。鸡对可见光十分敏感,感觉 阈很低,大量的资料表明,小鸡在弱光中能很好地生长,光照强度过大,容易引起鸡的啄癖和神经质, 对鸡的生长有抑制作用。一般认为5Lx光照能剌激仔鸡最大生长,过弱的光照强度不但影响饲养管理工
7 的动物，特别是在动物无毛和少毛的部位。例如，在陕西省陇县某养猪场，在相同的管理条件下用荞麦 茎叶饲喂黑皮肤关中黑猪和白色皮肤的大约克猪，25 头约克猪全部发生光敏性皮炎，25 头关中黑猪无一 例发生光敏性皮炎。发生光敏性皮炎的猪临床症状为皮肤充血、肿胀，有红斑性疹块。此外，过度的紫 外线照射，还可引起皮肤癌。 (8) 光照性眼炎 紫外线对眼睛照射过度时，可引起光照性眼炎，其症状为角膜损伤、眼红、眼痛、灼 热感、流泪和羞明等。一般波长为 360～295nm 的紫外线最易引起光照性眼炎。 （三）可见光 可见光作用于动物既可引起光热效应，也可引起光化学效应。可见光的生物学效应，与光的波长、 光照强度以及光周期有关。 1． 光的波长(光色)对家畜的影响 （1）行为 医学上认为红光有充血作用，蓝光和绿光起镇静作用，黄色光和黄绿色对机体最舒适。红光 有镇静作用，能降低畜禽对环境刺激的敏感性，减轻或制止鸡的啄癖、争斗，减少鸡活动量和采食时间。 目前有些商品蛋鸡场用红光为蛋鸡提供光照，防止鸡啄癖和争斗。此外，在夜间或无窗鸡舍内捕鸡时， 用红光照射，鸡不能迅速移动，很易捕捉。 （2）繁殖 红光可延迟鸡的性成熟，使产蛋量增加，蛋的受精率下降。红光也可延长小母猪性成熟时间， 研究表明，在光照强度相同，光照时间为 16h/d 的情况下，分别用冷白光（波长为 350～720nm）、红光（波 长为 570～720nm）和紫光（波长为 300～500 nm）照射小母猪，初情期分别为 172 天、192 天和 179 天。 （3）产蛋 绿光、蓝光和黄光可使产蛋量下降，蛋形变大，参见表 5-5。 表 2-2 光色对鸡产蛋性能的影响 光的颜色 红光 蓝光 白光 绿光 产蛋率(%) 78 73 69 68 据黄昌澍编，《家畜气候学》321 页，江苏科技出版社，1989 （4）生长肥育和饲料利用率 红光、绿光、蓝光、黄光可促进鸡的生长，降低饲料利用率，使鸡增重快， 成熟早。例如，在相同光照时间情况下，用 7～10Lx 红色光和白色光分别照射公雏，红光组鸡日增重比 白光组高 10%，每千克增重耗料量减少 0.24kg，成活率提高 13%。光色对家禽的影响如表 5-6 所示。 2． 光照强度对家畜的影响 （1）生长发育 光照强度对家畜的影响的资料主要集中在家禽和猪方面。鸡对可见光十分敏感，感觉 阈很低，大量的资料表明，小鸡在弱光中能很好地生长，光照强度过大，容易引起鸡的啄癖和神经质， 对鸡的生长有抑制作用。一般认为 5Lx 光照能剌激仔鸡最大生长，过弱的光照强度不但影响饲养管理工
作,而且使鸡的生长发育也受到影响。大量试验表明,母猪舍内的光照强度以60~100Lx为宜,光照强 度过小会使仔猪生长减慢,成活率降低;肥育猪则宜采用40Lx光饲养,目前一般认为,弱光能使肥猪 保持安静,减少活动,提高饲料利用率,但光照强度小于5Lx,猪免疫力和抵抗力降低。过强的光照会 引起肥猪兴奋,减少休息时间,增加甲状腺素的分泌,提高代谢率,从而影响增重和饲料利用率。 表2-3光色对家禽的影响 红色 橙色黄色绿色 蓝色 促进生长 降低饲料消耗 缩短性成熟日龄 延长性成熟日龄△ 减少不良行为 增加产蛋量 减少产蛋量 增加蛋重 提高种蛋受精率 提高精液质量 △ (2)产蛋光照强度对蛋鸡产蛋具有重要影响,据 Morris研究,获得最大产蛋率,在饲槽水平高度 至少应有10Lx照度,光照强度(在0.12~37Lx范围内)与500日龄内产蛋量的关系为: 232.4+15.18X-4.256X2(式5-5) 式中E为每只母鸡到500日龄产蛋数,X为光照强度(Lx)的常用对数。根据该式计算,光照强度为 0.1、2.2、5、10、20、37Lx的产蛋量分别为214.81、236.58、240.93、243.32、24.95和245.73个, 可见光照强度在10Lx以上产蛋量增加很少。 (3)死亡率光照强度对鸡的饲养密度和死亡率也有影响,光照强度过大,会刺激动物神经系统, 引起动物过度兴奋,易产生行为异常,如异癖,争斗,导致动物死亡率增加。例如,Bray等用从0.1Lx 到352Lx9种不同光照强度对不同饲养密度和能量水平的22-66周龄的蛋鸡进行试验,发现在低强度下 不同密度的鸡死亡率相似:在高强度下,各种饲养密度鸡的死亡率均较高,其中髙密度鸡死亡率增加幅 度更大。猪对光刺激起反应的阈值较高,当光照强度由10Ix增加到60Lx再增加到100Lx时,仔猪发 病率下降24.8%~286%,成活率提高197%~31.0% (4)繁殖适当提高光照强度有利于动物的繁殖活动。雄禽的性活动可能需要较强的光照。研究发 现,欧洲椋鸟的性腺活动依赖于光照强度,日本鹌鹑睾丸发育所需光照强度阈值是2.8κ,当光照强度低
8 作，而且使鸡的生长发育也受到影响。大量试验表明，母猪舍内的光照强度以 60～100Lx 为宜，光照强 度过小会使仔猪生长减慢，成活率降低；肥育猪则宜采用 40 Lx 光饲养，目前一般认为，弱光能使肥猪 保持安静，减少活动，提高饲料利用率，但光照强度小于 5 Lx，猪免疫力和抵抗力降低。过强的光照会 引起肥猪兴奋，减少休息时间，增加甲状腺素的分泌，提高代谢率，从而影响增重和饲料利用率。 表 2-3 光色对家禽的影响 红色 橙色 黄色 绿色 蓝色 促进生长 △ △ 降低饲料消耗 △ △ 缩短性成熟日龄 △ △ 延长性成熟日龄 △ △ △ 减少不良行为 △ 增加产蛋量 △ △ 减少产蛋量 △ 增加蛋重 △ 提高种蛋受精率 △ △ 提高精液质量 △ （2）产蛋 光照强度对蛋鸡产蛋具有重要影响，据 Morris 研究，获得最大产蛋率，在饲槽水平高度 至少应有 10Lx 照度，光照强度(在 0.12～37Lx 范围内)与 500 日龄内产蛋量的关系为： E=232.4+15.18X-4.256X2 （式 5-5） 式中 E 为每只母鸡到 500 日龄产蛋数，X 为光照强度(Lx)的常用对数。根据该式计算，光照强度为 0.1、2.2、5、10、20、37Lx 的产蛋量分别为 214.81、236.58、240.93、243.32、244.95 和 245.73 个， 可见光照强度在 10Lx 以上产蛋量增加很少。 （3）死亡率 光照强度对鸡的饲养密度和死亡率也有影响，光照强度过大，会刺激动物神经系统， 引起动物过度兴奋，易产生行为异常，如异癖，争斗，导致动物死亡率增加。例如，Bray 等用从 0.1 Lx 到 35.2Lx 9 种不同光照强度对不同饲养密度和能量水平的 22-66 周龄的蛋鸡进行试验，发现在低强度下， 不同密度的鸡死亡率相似；在高强度下，各种饲养密度鸡的死亡率均较高，其中高密度鸡死亡率增加幅 度更大。猪对光刺激起反应的阈值较高，当光照强度由 10 Lx 增加到 60 Lx 再增加到 100 Lx 时，仔猪发 病率下降 24.8%～28.6%，成活率提高 19.7%～31.0%。 （4）繁殖 适当提高光照强度有利于动物的繁殖活动。雄禽的性活动可能需要较强的光照。研究发 现，欧洲椋鸟的性腺活动依赖于光照强度，日本鹌鹑睾丸发育所需光照强度阈值是 2.8Lx，当光照强度低
于2.8Lx时,鹌鹑睾丸发育受阻。研究表明,光照强度对小母猪性成熟具有重要影响,当光照强度从10Lκ 增加到45Lx,小母猪初情期提前30~40天。当光照强度从10Lx增加到100Lx,公猪射精量和精子密 度显著増加。低光照强度不利于母畜子宫发育,硏究发现:在较黑暗环境中培育的猪子宫要比光亮环境 中培育猪子宫重量少18%~26%,睾丸重量少21%。当光照强度从10Lx增加到60~100Lx时,母猪繁 殖力提高45%~85%,初生窝重增加0.7~1.6Kg,仔猪成活率增加7%~12.1%,仔猪发病率下降9.3% 平均断奶个体重增加14.8%,平均日增重增加56%, (5)泌乳研究表明,牛舍人工光照强度从15~20ⅹx增加到100~200Ix,牛氧消耗量增加 110%-26%,每千克体重沉积能量增加16.0%-220% (6)行为光照强度也影响家畜的行为和生长发育。光照强度较低时,鸡群比较安静,生产性能和 饲料利用率都比较高,光照强度过大,容易引起啄喙、啄趾啄肛和神经质。突然增大光照强度,容易引 起母鸡泄殖腔外翻。猪在照度为0.5Lx时,站立和活动时间较短睡眠和活动时间较长,随着照度强度增 加,猪活动时间增加,休息时间缩短。 2.光照时间对家畜的影响 (1)繁殖性能在自然界,许多动物的繁殖都具有明显的季节性。马、驴等动物在春季日照逐渐延 长的情况下发情配种,绵羊和山羊等动物则在秋季日照时间缩短的情况下发情配种。我们把在光照时间 逐渐延长情况下发情配种的动物称为长日照动物:将在光照时间逐渐缩短时发情配种的动物称为短日照 动物。常见的长日照动物有马、驴、雪貂、浣熊、狐、野猪、野猫、野兔、仓鼠和一般食肉、食虫兽以 及所有的鸟类。常见的短日照动物有牛、绵羊、山羊、鹿和一般反刍动物。此外,有一些动物由于人类 的长期驯化,其繁殖的季节性消失,如牛、猪、兔,这些动物能常年发情配种繁殖。动物繁殖的季节性 本身就说明光对家畜的繁殖具有深刻的影响 般而言,延长光照,有利于长日照动物繁殖活动。对于长日照动物的公畜,延长光照,可提高公 畜的性欲,増加公畜的射精量,提高公畜精子密度,増强精子活力。例如,马在春夏长日照季节,精液 质量最高,性行为反应最为明显。再如,将公鸡光照时间从12h/d延长到l6h/d,射精量、精子浓度、精 子总数和精子活率分别增加14.3%,51.81%,57.49%和4.3%,畸形率和死精率则分别下降41.9%和11.1%。 在每日16h长光照刺激下,公火鸡射精量和精子密度增大,但将光照时间缩短至每日8h,公火鸡精液生 产停止。延长光照,可促进长日照动物性腺发育,如延长光照,可诱发母马发情。在秋季短日照季节 每日给予母马16小时光照,在40~50天内,母马开始发情。研究表明,给予生长期母牛以长光照,初 情期可提前49天。持续光照,会使母猪发情期延长;用长光照处理母猪,母猪仔猪成活率提高9.7%,21 天窝重增加14.9%。 与长日照动物相反,延长光照,则抑制短日照动物繁殖活动。大量研究表明,缩短光照可提高短日
9 于 2.8Lx 时，鹌鹑睾丸发育受阻。研究表明，光照强度对小母猪性成熟具有重要影响，当光照强度从 10 Lx 增加到 45 Lx，小母猪初情期提前 30～40 天。当光照强度从 10 Lx 增加到 100 Lx，公猪射精量和精子密 度显著增加。低光照强度不利于母畜子宫发育，研究发现：在较黑暗环境中培育的猪子宫要比光亮环境 中培育猪子宫重量少 18%～26%，睾丸重量少 21%。当光照强度从 10 Lx 增加到 60～100 Lx 时，母猪繁 殖力提高 4.5%～8.5%，初生窝重增加 0.7～1.6Kg，仔猪成活率增加 7%～12.1%，仔猪发病率下降 9.3%， 平均断奶个体重增加 14.8%，平均日增重增加 5.6%。 （5）泌乳 研究表明，牛舍人工光照强度从 15～20lx 增加到 100～200lx，牛氧消耗量增加 11.0%-22.6%，每千克体重沉积能量增加 16.0%-22.0%。 （6）行为 光照强度也影响家畜的行为和生长发育。光照强度较低时，鸡群比较安静，生产性能和 饲料利用率都比较高，光照强度过大，容易引起啄喙、啄趾啄肛和神经质。突然增大光照强度，容易引 起母鸡泄殖腔外翻。猪在照度为 0.5Lx 时，站立和活动时间较短睡眠和活动时间较长，随着照度强度增 加，猪活动时间增加，休息时间缩短。 2．光照时间对家畜的影响 （1） 繁殖性能 在自然界，许多动物的繁殖都具有明显的季节性。马、驴等动物在春季日照逐渐延 长的情况下发情配种，绵羊和山羊等动物则在秋季日照时间缩短的情况下发情配种。我们把在光照时间 逐渐延长情况下发情配种的动物称为长日照动物；将在光照时间逐渐缩短时发情配种的动物称为短日照 动物。常见的长日照动物有马、驴、雪貂、浣熊、狐、野猪、野猫、野兔、仓鼠和一般食肉、食虫兽以 及所有的鸟类。常见的短日照动物有牛、绵羊、山羊、鹿和一般反刍动物。此外，有一些动物由于人类 的长期驯化，其繁殖的季节性消失，如牛、猪、兔，这些动物能常年发情配种繁殖。动物繁殖的季节性 本身就说明光对家畜的繁殖具有深刻的影响。 一般而言，延长光照，有利于长日照动物繁殖活动。对于长日照动物的公畜，延长光照，可提高公 畜的性欲，增加公畜的射精量，提高公畜精子密度，增强精子活力。例如，马在春夏长日照季节，精液 质量最高，性行为反应最为明显。再如，将公鸡光照时间从 12h/d 延长到 16h/d，射精量、精子浓度、精 子总数和精子活率分别增加 14.3%，51.81%，57.49%和 4.3%，畸形率和死精率则分别下降 41.9%和 11.1%。 在每日 16h 长光照刺激下，公火鸡射精量和精子密度增大，但将光照时间缩短至每日 8 h，公火鸡精液生 产停止。延长光照，可促进长日照动物性腺发育，如延长光照，可诱发母马发情。在秋季短日照季节， 每日给予母马 16 小时光照，在 40～50 天内，母马开始发情。研究表明，给予生长期母牛以长光照，初 情期可提前 49 天。持续光照，会使母猪发情期延长；用长光照处理母猪，母猪仔猪成活率提高 9.7%，21 天窝重增加 14.9%。 与长日照动物相反，延长光照，则抑制短日照动物繁殖活动。大量研究表明，缩短光照可提高短日
照公畜的繁殖力,如将绵羊光照时间从13h/d缩短到$h/d,公羊精子活力和正常顶体增加16.6%和27% 用短日照处理组公羊的精液配种,母羊妊娠率和产羔率分别比自然光照组增加35%和150%。在夏季开始 时,将母羊光照时间缩短为8h/d,可使母羊繁殖季节提前27~45d,在秋冬季将光照时间延长至16h/d, 母羊发情活动提前15d结束 值得注意的是,尽管对于绵羊、山羊和鹿等短日照动物,缩短光照时间可诱导动物发情,但并不意 味着长光照对这些动物的生殖器官的发育有不良影响。研究发现,在配种之前一段时间给短日照动物进 行长光照处理,可使动物发情更明显,妊娠率更高。例如, Bon durant(1981年)研究发现,对19只奶 山羊进行70d长光照(19h/d)处理,在光照结束后62d,正是乏情季节,有16只母羊表现为发情症状 其中有15只发情排卵,11只配种怀孕,而自然光照组无一只发情配种。再如, Steuflug等(1982年) 研究发现,在母绵羊配种季节之前3个月开始进行每天20h的长光照处理,试验持续70d,结果试验组 妊娠率为55.3%,较对照组高1.21倍。因此,长光照对短日照动物繁殖活动的促进具有一个后效应。其 原因可能是在配种期前长光照处理刺激腺垂体分泌大量的催乳素(PRL),PRL反馈抑制了下丘脑和腺垂体 分泌与生殖有关的激素,使畜体血液中促黄体生成素(LH)、促卵泡生成素(FSH)和雌激素水平下降 解除长光照,血液PRL水平迅速下降,它对下丘脑和腺垂体的抑制作用迅速减弱,低水平的LH、FSH和 雌激素则反馈加强了促性腺激素释放素、LH、FSH和雌激素的大量分泌,诱导动物发情、排卵 值得说明的是,光对短日照动物繁殖活动促进作用的后效应与缩短光照诱使动物发情这个事实并不 矛盾。持续短光照时短日照动物虽可发情,但远不如在长光照处理之后再经过短光照处理的动物繁殖性 能高。有人通过对绵羊在自然光照、恒定光照和先长后短光照(波动性光照)处理后的繁殖性能进行观 察,发现波动光照比恒定光照更有利于绵羊的繁殖。这也就是说,在短光照处理之前进行长光照处理短 日照动物,可加强短光照处理的效果,促进卵巢的卵泡发育,使短日照动物表现出更明显的发情症状 (2)产蛋性能禽类对光照的刺激更为敏感,小母鸡在短光照尤其是逐渐缩短光照时间的环境中性成 熟延迟,在长光照尤其是逐渐延长光照时间的环境中性成熟提前(表5-7)。延长光照可使小母鸡性成熟 提前,10h/d以下的光照,性成熟的日龄随光照时间缩短而延长。每日分别用13h、14h、15h的光处理 秋冬季母鸡,与每日12h光照组相比,产蛋率分别增加71.6%,118.5%和1181%。每日用14h光照射母 鸭,产蛋率比对照组(10h/d)增加92%。产蛋鸡最佳光照时间为14~16h/d,光照时间超过17h/d,反 而导致产蛋量下降。每日光照14h,母鸡产蛋率比光照10h/d组产蛋率高92% 表2-4光照时间对小母鸡性成熟的影响 光照时间(h/d) 8 12 16 性成熟日龄 164 158 154 152
10 照公畜的繁殖力，如将绵羊光照时间从 13h/d 缩短到 8h/d，公羊精子活力和正常顶体增加 16.6%和 27%， 用短日照处理组公羊的精液配种，母羊妊娠率和产羔率分别比自然光照组增加 35%和 150%。在夏季开始 时，将母羊光照时间缩短为 8h/d，可使母羊繁殖季节提前 27～45d，在秋冬季将光照时间延长至 16 h/d， 母羊发情活动提前 15 d 结束。 值得注意的是，尽管对于绵羊、山羊和鹿等短日照动物，缩短光照时间可诱导动物发情，但并不意 味着长光照对这些动物的生殖器官的发育有不良影响。研究发现，在配种之前一段时间给短日照动物进 行长光照处理，可使动物发情更明显，妊娠率更高。例如，Bon Durant（1981 年）研究发现，对 19 只奶 山羊进行 70d 长光照（19 h/d）处理，在光照结束后 62 d，正是乏情季节，有 16 只母羊表现为发情症状， 其中有 15 只发情排卵，11 只配种怀孕，而自然光照组无一只发情配种。再如，Steuflug 等（1982 年） 研究发现，在母绵羊配种季节之前 3 个月开始进行每天 20 h 的长光照处理，试验持续 70d，结果试验组 妊娠率为 55.3%，较对照组高 1.21 倍。因此，长光照对短日照动物繁殖活动的促进具有一个后效应。其 原因可能是在配种期前长光照处理刺激腺垂体分泌大量的催乳素（PRL），PRL 反馈抑制了下丘脑和腺垂体 分泌与生殖有关的激素，使畜体血液中促黄体生成素（LH）、促卵泡生成素（FSH）和雌激素水平下降。 解除长光照，血液 PRL 水平迅速下降，它对下丘脑和腺垂体的抑制作用迅速减弱，低水平的 LH、FSH 和 雌激素则反馈加强了促性腺激素释放素、LH、FSH 和雌激素的大量分泌，诱导动物发情、排卵。 值得说明的是，光对短日照动物繁殖活动促进作用的后效应与缩短光照诱使动物发情这个事实并不 矛盾。持续短光照时短日照动物虽可发情，但远不如在长光照处理之后再经过短光照处理的动物繁殖性 能高。有人通过对绵羊在自然光照、恒定光照和先长后短光照（波动性光照）处理后的繁殖性能进行观 察，发现波动光照比恒定光照更有利于绵羊的繁殖。这也就是说，在短光照处理之前进行长光照处理短 日照动物，可加强短光照处理的效果，促进卵巢的卵泡发育，使短日照动物表现出更明显的发情症状。 （2）产蛋性能 禽类对光照的刺激更为敏感，小母鸡在短光照尤其是逐渐缩短光照时间的环境中性成 熟延迟，在长光照尤其是逐渐延长光照时间的环境中性成熟提前（表 5-7）。延长光照可使小母鸡性成熟 提前，10h/d 以下的光照，性成熟的日龄随光照时间缩短而延长。每日分别用 13 h、14 h、15h 的光处理 秋冬季母鸡，与每日 12h 光照组相比，产蛋率分别增加 71.6%，118.5%和 118.1%。每日用 14 h 光照射母 鸭，产蛋率比对照组（10 h/d）增加 92%。产蛋鸡最佳光照时间为 14～16h/d，光照时间超过 17h/d，反 而导致产蛋量下降。每日光照 14h，母鸡产蛋率比光照 10h/d 组产蛋率高 92%。 表 2-4 光照时间对小母鸡性成熟的影响 光照时间(h/d) 4 8 12 16 性成熟日龄 164 158 154 152