周洪彬,付 杰,關(guān)忠磊,黃向韻,路則慶*
(1.大連成三畜牧業(yè)有限公司,遼寧丹東 118200;2.浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,飼料科學(xué)研究所,浙江杭州 310058)
肉雞具有高度復(fù)雜的視覺系統(tǒng),對光照具有高度的敏感性。視網(wǎng)膜是哺乳動(dòng)物唯一的光感受器,而禽類的視網(wǎng)膜、松果體和下丘腦均是光感受器。禽類視網(wǎng)膜和松果體在感知光后會節(jié)律性分泌褪黑激素以調(diào)控機(jī)體的生理活動(dòng)[1]。在肉雞集約化飼養(yǎng)過程中,光照已經(jīng)成為影響肉雞生長性能和機(jī)體健康最重要的環(huán)境因素之一,它不僅可以促進(jìn)生長、成熟和繁殖等相關(guān)激素的分泌,還可以使禽類建立同步于生理的生物節(jié)律[2]。光照周期誘導(dǎo)的季節(jié)性變化會調(diào)節(jié)禽類下丘腦中視蛋白Rhodopsin 和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子Pax6de基因的表達(dá),而不影響下游生殖和代謝相關(guān)基因的表達(dá),這表明光照周期會調(diào)節(jié)禽類生物鐘去適應(yīng)季節(jié)性的變化[3]。光環(huán)境主要包括光照顏色、光照強(qiáng)度和光照周期三大因素。目前大多數(shù)研究者都是開展獨(dú)立因素的研究,光照三大因素相互結(jié)合研究將對肉雞養(yǎng)殖生產(chǎn)具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文對近十年來的光照與肉雞生產(chǎn)的科研成果進(jìn)行綜述,以期為肉雞實(shí)際生產(chǎn)提供一定理論指導(dǎo)。
禽類的視網(wǎng)膜上分布著眾多發(fā)達(dá)的視錐細(xì)胞和視感細(xì)胞,這使得家禽對藍(lán)光、綠光和紅光具有優(yōu)越的視覺感知能力,比人類能感知到更寬的波長范圍?,F(xiàn)有研究已表明不同的光色(波長)對肉雞的精神、食欲、消化功能、生長發(fā)育、性成熟等均有一定影響。
1.1 光照顏色對肉雞生長性能的影響 研究表明,相比于紅、白、黃光,藍(lán)光和綠光能顯著促進(jìn)肉雞的生長,提高飼料轉(zhuǎn)化率、全凈堂率、胸肌重和腿肌重[4-5]。2018年Yang 等[6]匯總了9 篇收錄在NCBI 數(shù)據(jù)庫中關(guān)于不同光色在肉雞生長性能的研究數(shù)據(jù),通過meta 分析發(fā)現(xiàn)藍(lán)、綠、黃光分別顯著提高肉雞日增重10.66%、6.72%、4.18%,而紅光沒有影響;藍(lán)光和黃光分別降低耗料增重比(F/G)4.47%、3.06%,而綠光和紅光沒有顯著影響。本文通過檢索NCBI、Web of Science、Scopus 和中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,將14 篇已發(fā)表的光色對肉仔雞生長性能影響研究論文匯總,并提取了平均日增重(ADG)、胸肌重和腿肌重等數(shù)據(jù)(表1、2),發(fā)現(xiàn)藍(lán)光、綠光和黃光分別提升肉仔雞日增重5.88%、4.13%、2.11%,但紅光可能會降低日增重1.86%;藍(lán)光和綠光分別提升胸肌重15.57%、9.96%,腿肌重提升8.96%、10.29%,而紅光分別降低胸肌和腿肌重3.99%和0.49%。以上研究結(jié)果可以推測,短波長的光(藍(lán)光、綠光、黃光)比長波長的光(紅光)更能提高肉雞的生長性能。
表1 不同光色對肉雞平均日增重的影響
Rozenboim 等[7]和Hassan 等[8]研究發(fā)現(xiàn),藍(lán)光和綠光是通過調(diào)控骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的發(fā)育來促進(jìn)肉雞生長發(fā)育,但是其促進(jìn)生長的時(shí)期不同,綠光促進(jìn)肉雞早期的生長和發(fā)育,而藍(lán)光在肉雞生長后期的促進(jìn)作用更明顯。Bai 等[9]和Wang 等[10]在孵化期用綠光照射,發(fā)現(xiàn)綠光激活了IGF-1 信號通路,從而促進(jìn)孵化后肉仔雞肌肉纖維的生長和骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖,促進(jìn)肉雞生長。Dishon 等[11]研究表明,孵化期綠光照射促進(jìn)了下丘腦生長激素釋放激素、肝臟生長激素受體和肝臟胰島素生長因子基因的表達(dá),并提高了血漿生長激素水平。此外,不同光色也會改變?nèi)怆u腸道的黏膜結(jié)構(gòu),從而影響肉雞對養(yǎng)分的消化吸收,進(jìn)而影響肉雞的生長性能。Xie 等[12]研究發(fā)現(xiàn),相比于藍(lán)、紅和白光,綠光更能改善肉雞小腸黏膜結(jié)構(gòu),促進(jìn)肉雛雞腸腺細(xì)胞和小腸杯狀細(xì)胞的增殖,提高養(yǎng)分的消化吸收,從而促進(jìn)肉雞的生長發(fā)育。
1.2 光照顏色對肉雞免疫功能的影響 合理的光照顏色不僅能促進(jìn)肉雞生長發(fā)育,還能對肉雞免疫能力產(chǎn)生積極影響。Seo 等[27]研究表明,相比于紅光和白光,藍(lán)光和綠光可以促進(jìn)飼養(yǎng)后期脾臟細(xì)胞和外周血單核細(xì)胞(PBMC)的增殖,從而增強(qiáng)肉雞免疫力,但在飼養(yǎng)前期沒有效果。近年來研究也發(fā)現(xiàn),綠光可以促進(jìn)肉雞B淋巴細(xì)胞的增殖,促進(jìn)法氏囊和盲腸扁桃體的發(fā)育,而藍(lán)、白、和紅光沒有影響[28-29]。相比于單色光,綠色和藍(lán)色的組合光更能增強(qiáng)肉雞脾臟T 淋巴細(xì)胞的增殖,加強(qiáng)細(xì)胞免疫[30]。在免疫機(jī)制方面,Xiong 等[31]研究發(fā)現(xiàn),褪黑激素核受體RORα在綠光照射下可以通過上調(diào)IκB 磷酸化來負(fù)調(diào)節(jié)肉雞胸腺中T 淋巴細(xì)胞增殖,進(jìn)而促進(jìn)P65 核易位和NF-κB 活化,從而提高細(xì)胞免疫。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)陳耀星團(tuán)隊(duì)研究表明綠光通過影響cOpnp的表達(dá)量,激活cAMP 信號通路,增加正調(diào)控鐘基因cBmall的表達(dá),從而促進(jìn)褪黑激素的節(jié)律性分泌,提高肉雞免疫力[32]。此外,藍(lán)綠光還可以改善肉雞小腸黏膜的機(jī)械性和免疫屏障[12]、緩解脂多糖誘導(dǎo)的免疫應(yīng)激反應(yīng)[12,30]以及加強(qiáng)肉雞視網(wǎng)膜和松果體上褪黑素的分泌以及芳烷脘N-乙酰轉(zhuǎn)移酶mRNA 的表達(dá)[33],進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體免疫力。
1.3 光照顏色對肉雞肉品質(zhì)的影響 抗氧化能力與肉品質(zhì)之間有緊密聯(lián)系,研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)光和綠光能提高超氧化物岐化酶、谷胱甘肽過氧化物酶的含量和總抗氧化能力,降低丙二醛含量,提升肉雞肉品質(zhì)[14,28]。藍(lán)光和綠光可以提高胸肌和腿肌的pH、系水力、蛋白質(zhì)含量,降低蒸重?fù)p失、肉的明亮度、剪切力和脂肪含量,而紅光對肉品質(zhì)沒有顯著的改善作用[8,14]。
光照強(qiáng)度指單位面積上所接受可見光的光通量。在肉雞養(yǎng)殖中,通常是指肉雞頭部接收光的強(qiáng)弱。科研人員一直在尋找最佳的光照強(qiáng)度,但在不同管理方式下,試驗(yàn)結(jié)果有些不一致。
2.1 光照強(qiáng)度對肉雞生長性能、抗氧化能力和免疫功能的影響 在肉雞生產(chǎn)性能上,Kang 等[34]研究了4 種光照強(qiáng)度(2、10、20、100 lx)對肉雞ADG 和F/G 的影響;發(fā)現(xiàn)隨著光照強(qiáng)度提高,ADG 先增大再降低,F(xiàn)/G 先降低再增大,均呈拋物線。這可能是由于隨著光照強(qiáng)度的提高,肉雞采食頻率會加強(qiáng)并導(dǎo)致采食量增加,但過度提高光照強(qiáng)度會降低其采食頻率[21,35],進(jìn)而影響肉雞的生產(chǎn)性能。此外,相比于高光強(qiáng),低光強(qiáng)(<10 lx)會提高ADG、胴體重和胸肌重,降低F/G[34,36-39]。同時(shí),Yang 等[6]通過meta 分析發(fā)現(xiàn),低光強(qiáng)(≤15 lx)會提高體重(BW)和降低F/G,但高光強(qiáng)(45 lx)會降低體重和提高F/G。但Senaratna 等[40]和Zhao 等[41]的研究結(jié)果與上述研究相反,可能是光照強(qiáng)度差異度和肉雞日齡不一致造成。如Senaratna 等[40]利用的光照強(qiáng)度是5、20、320 lx,而Yang 等[6]匯合的meta 數(shù)據(jù)中都是集中在15~50 lx。此外,Yang 等[6]肉雞日齡差異度大,Senaratna 等[40]和Zhao 等[41]的實(shí)驗(yàn)肉雞均為雛雞。
在抗氧化和免疫方面,低光強(qiáng)度可顯著降低血清皮質(zhì)酮和熱休克蛋70(HSP70)濃度,從而減輕應(yīng)激反應(yīng),提高了血清和脾臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性和總抗氧化能力,并改善了肌肉的pH 和亮度[39]。但光照強(qiáng)度對血清中的褪黑素、相關(guān)免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)沒有影響[41-42]。
2.2 光照強(qiáng)度對肉雞健康和行為的影響 低光照強(qiáng)度會導(dǎo)致肉雞眼睛重量和形態(tài)上發(fā)生變化,進(jìn)而使肉雞視網(wǎng)膜變形和晶狀體失明[36,39];Senaratna 等[40]研究發(fā)現(xiàn),低光照強(qiáng)度下(5 lx)只在飼養(yǎng)前期(0~28 d)對眼睛有影響,但在飼養(yǎng)后期(>28 d)沒有顯著影響,可能與其不同日齡下的生理狀態(tài)有關(guān)。此外,低光照強(qiáng)度也會對肉雞腿部健康產(chǎn)生不利影響,如脛骨發(fā)育不良[41]。
光照強(qiáng)度對肉雞行為產(chǎn)生較大影響。高光照強(qiáng)度會增加肉雞之間的爭斗和啄羽行為,光照強(qiáng)度過大時(shí)會發(fā)生嚴(yán)重的脫肛和神經(jīng)質(zhì)現(xiàn)象,但也可以增加其采食頻率;而低光照強(qiáng)度(昏暗)會降低肉雞的活動(dòng)[43-44]。當(dāng)肉雞在較明亮的光照強(qiáng)度下(12 lx)表現(xiàn)出更多的活動(dòng)行為(移動(dòng)、站立),而在較暗的光照強(qiáng)度(0.5 lx)下肉雞躺臥的時(shí)間增加[45]。Deep 等[46]也發(fā)現(xiàn)隨著光照強(qiáng)度降低,肉雞的活動(dòng)次數(shù)也隨著降低。
表2 不同光色對肉雞胸肌重和腿肌重的影響
肉雞養(yǎng)殖中的光周期是指一個(gè)可重復(fù)的亮-暗光照組合時(shí)間單元結(jié)構(gòu)。肉雞會形成對光照的固有節(jié)律,其在24 h 的周期節(jié)律中會有對光的反應(yīng)期和不反應(yīng)期。與光照強(qiáng)度相類似,由于管理方式的差異,不同光照周期的研究結(jié)果有些差異。在過去幾十年的商業(yè)化肉雞飼養(yǎng)中,為了追求最大的生產(chǎn)性能,都是以持續(xù)照明24 h或接近持續(xù)照明的23L:1D 進(jìn)行飼養(yǎng)[47]。持續(xù)光照的優(yōu)點(diǎn)在于其最大程度實(shí)現(xiàn)了肉雞長時(shí)間采食和隨意采食,但完全忽視了肉雞對光的周期反應(yīng)。目前研究表明,長時(shí)間采食或隨意采食會造成許多負(fù)面影響,如飼料過度消耗、引發(fā)腿部疾病、猝死綜合征、腹水綜合征、免疫系統(tǒng)受損和眼部健康等問題。而間歇光照不但能解決上述問題,還能提高飼料轉(zhuǎn)化率、抗氧化能力、抗應(yīng)激能力和免疫力等,這可能是由于間歇關(guān)照的分配方案可以更大程度地貼合肉雞感光的固有節(jié)律。
此外,Wang 等[48]通過16S rRNA 測序發(fā)現(xiàn),在持續(xù)光照中,不同的光照時(shí)長會影響特定腸道細(xì)菌種群的數(shù)量,進(jìn)而導(dǎo)致肉雞腸道菌群功能特性的差異。如短光期8L 會增加腸道中與傳染病相關(guān)的菌群豐富度,而長光期16L會增加可預(yù)防傳染病相關(guān)菌群的豐富度[48]。這表明肉雞生產(chǎn)中,長光照周期可能會預(yù)防某些疾病的發(fā)生。相似的,在持續(xù)光照和間歇光照與肉雞免疫的研究中,間歇光照更有利于亞臨床壞死性腸炎高峰期的恢復(fù)[49]和促進(jìn)褪黑素的分泌,從而提高脾臟T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞活性[50],加強(qiáng)機(jī)體的體液免疫和細(xì)胞免疫。在繁殖性能方面,長光期(16L)會激活下丘腦-垂體-性腺軸,促進(jìn)雄性肉雞的性腺發(fā)育[51]。但也有研究發(fā)現(xiàn)種公雞精子濃度隨光周期長度增加而降低[52]。Hester 等[53]研究發(fā)現(xiàn)長光周期會促進(jìn)母雞性成熟。
目前為了盡可能降低肉仔雞的孵化成本,一般采用0L:24D 的孵化方案。但近年來研究表明,在孵化期為肉雞胚胎提供一定的照明對肉仔雞的腿部骨骼發(fā)育和健康有積極影響,也能增加血漿內(nèi)褪黑激素水平,從而提高肉仔雞的成活率[51]。
光照單因子對肉雞生長性能、免疫力、肉品質(zhì)和行為的影響已有眾多報(bào)道。但在實(shí)際生產(chǎn)中,簡單采用單因子方案并不能得到最大的生產(chǎn)性能,需要通過多種因子相結(jié)合的方案進(jìn)行調(diào)控。
在光色和光照周期結(jié)合的研究中,Soliman 等[5]研究表明相比于白光和紅光,藍(lán)光與光周期的3 種組合都可以肉雞促生長、提高生產(chǎn)性能,同時(shí)能提高飼料轉(zhuǎn)化率和抗新城疫病毒疫苗抗體的生物學(xué)效價(jià),降低腸道細(xì)菌的負(fù)荷;在周期的研究中發(fā)現(xiàn),連續(xù)光照與藍(lán)光的組合優(yōu)于間歇光照與藍(lán)光的組合。在喂養(yǎng)方式(隨意采食、限制采食、間歇采食)和光照周期(持續(xù)光照、間歇光照)的組合中,間歇采食+間歇光照組合的ADG 最高、F/G 最低,而且間歇光照下肌肉的嫩度和吸水力更高[54]。但Svihus 等[55]研究發(fā)現(xiàn),隨意采食的肉仔雞日增重顯著大于限制飼養(yǎng)和間歇飼養(yǎng)。在光照強(qiáng)度和光照制度結(jié)合的研究中,Senaratna 等[40]研究發(fā)現(xiàn)在飼喂前期采用低光照強(qiáng)度和后期采用高光照強(qiáng)度,比前期采用高光照強(qiáng)度和后期采用低光照強(qiáng)度更能促進(jìn)肉雞生長,并且低光照強(qiáng)度飼喂8~28 d、高光照強(qiáng)度29~35 d 的效果顯著大于低光照強(qiáng)度8~21 d 和高光照強(qiáng)度22~35 d,結(jié)果表明8~28 d 低光照強(qiáng)度和29~35d 高光照強(qiáng)度更有利于肉雞生產(chǎn)、健康和改善福利、肉品質(zhì)。Lien 等[56]研究了持續(xù)光照(23L:1D,2 FC)和漸增光照(0.1FC)對肉雞生長和屠宰性能的影響,發(fā)現(xiàn)遞增暗光(0.1FC)的制度可以降低FCR 和促進(jìn)肉雞生長,但降低了胸肌重。
綜上表明,藍(lán)色光和綠色光有促進(jìn)肉雞生長的優(yōu)勢,且藍(lán)色光和綠色光可以根據(jù)肉雞不同的生長階段進(jìn)行合理分配,也可以利用藍(lán)綠色的組合光進(jìn)行管理。但中國養(yǎng)雞業(yè)距離集約化還有一定距離,目前絕大多數(shù)雞舍都要人員不停地進(jìn)出進(jìn)行飼養(yǎng)管理,顯然藍(lán)色光和綠色光會對管理人員眼睛產(chǎn)生不適應(yīng)性并且給身體帶來很大的安全隱患。
對于光照強(qiáng)度而言,研究結(jié)果各異,未能形成有效的理論指導(dǎo)實(shí)踐生產(chǎn)。光照強(qiáng)度很大程度上是對肉雞的日常行為產(chǎn)生較大影響。現(xiàn)在學(xué)術(shù)研究和實(shí)踐生產(chǎn)中都表明高光強(qiáng)度更易于引起肉雞間的爭斗行為,從而影響肉雞健康狀態(tài)和生產(chǎn)水平。相較于光色的研究,光周期的研究結(jié)果也比較多元。這是因?yàn)楣庵芷诘拈L短和模式相較于光色更為復(fù)雜??蒲腥藛T應(yīng)更加系統(tǒng)和全面的研究光周期對肉雞的影響,以探究出光照因子多參數(shù)對肉雞的影響。此外,孵化期給予適度光照有利于肉雞骨骼發(fā)育與健康,雖然這在一定程度上帶來了用電成本,但利于肉雞生長發(fā)育,而具體的經(jīng)濟(jì)效益有待生產(chǎn)管理者評估。