_thumb.jpg)
Управление фотопериодом в коровниках
Необходимость регулирования фотопериода у молочных коров
Периодические изменения освещения регулируют биологические ритмы животных и напрямую влияют на рост, продуктивность и размножение. Световые сигналы передаются через глаза в гипоталамус, где они регулируют секрецию мелатонина и гонадотропных гормонов. Правильное освещение подавляет выработку мелатонина, тем самым активизируя потребление корма, метаболизм и функции лактации.
Научные принципы воздействия света на молочных коров
1. Основные эффекты:
1). Стимулирует потребление корма: оптимизирует ритмы мелатонина и повышает аппетит.
2). Увеличивает надои молока: улучшает развитие молочной железы и эффективность лактации.
3). Улучшает общее состояние здоровья: поддерживает рост скелета и усвоение питательных веществ.
2. Прикладная ценность:
Научно разработанные программы освещения напрямую повышают производительность и эффективность работы.
На основе 24-летних экспериментальных исследований установлено, что молочный скот — дихроматические животные, чувствительные в основном к синему и зеленому свету и минимально реагирующие на красный свет. Непрерывное освещение полным спектром (подобное солнечному свету) синхронизирует циркадные ритмы и способствует синтезу витамина D3, укрепляя кости и снижая риск хромоты и остеопороза.
3. Основные выводы:
1). 16–18 часов продолжительного освещения по сравнению с естественным дневным светом (8–13,5 ч, ≤70 лк)
2). Удой молока увеличился на 5–16% (в среднем ~8%, ≈ +2 кг/день).
3). Потребление корма увеличилось на 6%.
4). Время ответа: 2–4 недели.
Заключение:
Исследования подтверждают, что правильная регуляция подавления и секреции мелатонина напрямую стимулирует потребление корма и является ключевым механизмом повышения молочной продуктивности у молочного скота.
.webp)
Научные принципы воздействия освещения на молочных коров
Эффективное освещение для животноводства начинается с правильного управления фотопериодом. Неправильное освещение само по себе не обеспечит устойчивого повышения продуктивности; для достижения оптимальных результатов необходимо сочетание правильных световых циклов, характеристик светильников и профессионального проектирования освещения.
Крупный рогатый скот обладает сверхшироким полем зрения в 330° и дихроматическим зрением (подобно красно-зеленой цветовой слепоте), с ограниченным восприятием глубины, но высокой чувствительностью к движению. Спектр их зрения находится в диапазоне 370–650 нм, с высокой чувствительностью к синему и зеленому свету. Крупный рогатый скот также реагирует на УФ-излучение (370–400 нм), при этом демонстрируя низкую чувствительность к красному свету и минимум чувствительности в диапазоне 495–525 нм.
Особенности и преимущества управления фотопериодом
Разные породы и стадии развития крупного рогатого скота имеют разные требования к продолжительности освещения. На левой диаграмме представлена справочная таблица интенсивности света и фотопериода в коровниках (требуется включение данных о снижении интенсивности света в течение периода использования).
Научно обоснованное управление фотопериодом в коровнике может увеличить надои молока в среднем на 8% (до 5–16%) и снизить общее потребление энергии на освещение более чем на 30% при эквивалентных уровнях освещенности. Полностью автоматизированные системы могут работать непрерывно в течение длительных периодов, сокращая трудозатраты и поддерживая низкоуглеродное, устойчивое молочное производство, обеспечивая при этом значительные экономические и социальные выгоды.
Требования к освещению для регулирования фотопериода в коровниках
Эффективное освещение молочных ферм выходит за рамки простого уровня освещенности. Фотопериодическое освещение необходимо оценивать по восьми ключевым параметрам, включая спектр, равномерность, надежность и интеллектуальное управление. Правильное управление спектром и фотопериодом регулирует выработку мелатонина, стимулирует потребление корма и поддерживает стабильную молочную продукцию, в то время как равномерное освещение без мерцания снижает стресс и повышает комфорт животных. На системном уровне длительный срок службы, высокая герметичность и интеллектуальное управление режимами день-ночь обеспечивают надежную работу в суровых условиях фермы, позволяя эффективно, автоматизированно и устойчиво развивать молочное производство.
Спектр в управлении фотопериодом у молочных коров
Из-за дихроматического зрения у крупного рогатого скота ограничена разрешающая способность в отношении некоторых объектов. Такие цвета, как желтый и синий, кажутся животным менее яркими, а восприятие определяется преимущественно оттенками серого и черного. Хотя зрительная система крупного рогатого скота имеет два пика спектральной чувствительности, освещение непрерывного спектра обеспечивает более сбалансированный и биологически эффективный зрительный отклик.
Исследования показывают, что для эффективной регуляции секреции мелатонина у молочного скота необходима специфическая спектральная стимуляция, при этом оптимальные результаты достигаются при непрерывном спектре, близком к солнечному. Спектр, более близкий к естественному солнечному свету, поддерживает эндогенный синтез витамина D3, повышает комфорт животных и способствует их общему здоровью, что в конечном итоге способствует производству высококачественного, здорового молока.
Равномерное освещение при управлении фотопериодом
Для эффективного регулирования фотопериода у молочного скота требуется очень равномерное освещение. Из-за ограниченного восприятия глубины и плохого стереоскопического зрения молочные коровы чувствительны к неравномерному освещению. Выраженные контрасты света и темноты в коровнике могут вызывать стресс и тревогу, что негативно сказывается на надоях молока.
Для устранения чередования света и темноты в молочных коровниках необходимы научно обоснованные методы оптического распределения и проектирования освещения. Благодаря моделированию и расчетам освещения, специфичным для каждого коровника, можно обеспечить равномерный уровень освещенности по всей площади пола, избегая резких перепадов освещенности.
Таким образом, равномерность освещения является критически важным показателем эффективности систем освещения в молочных фермах и ключевым фактором обеспечения комфорта животных и стабильной продуктивности.
Освещенность управления фотопериодом
Исследования показывают, что для эффективного подавления ритмов мелатонина уровень освещенности в загонах для кормления лактирующих коров должен поддерживаться на уровне 200–240 люкс. Слишком высокий или слишком низкий уровень освещенности не приводит к желаемой биологической реакции и не обеспечивает оптимальных результатов продуктивности.
Требования к сохранению светового потока и стабильности люминофоров в фотопериодном освещении.
Для систем освещения с регулированием фотопериода при заданных условиях эксплуатации сохранение светового потока не должно опускаться ниже 70% через 50 000 часов, что соответствует нормальному сроку службы приблизительно в 5 лет.
На основе наших многолетних исследований установлено, что сохранение светового потока в источниках света в основном определяется характеристиками термического гашения люминофорных преобразовательных материалов. Одной из ключевых причин быстрого снижения светового потока в обычных светодиодных источниках света является термическая деградация и выход из строя этих люминофорных преобразовательных материалов.
Принцип излучения белого светодиода:
Белый свет генерируется, когда синий светодиодный чип возбуждает люминофорные преобразовательные материалы, которые излучают желто-зеленый свет. Этот излучаемый свет смешивается с оставшимся не преобразованным синим светом, образуя белый свет.
Сравнительный тест на термическое гашение: фосфоресцентная и флуоресцентная керамика.
Фосфорная керамика демонстрирует исключительную устойчивость к термическому гашению. При 150 °C снижение квантовой эффективности составляет всего −1% (по сравнению с −22% для обычного люминофора). При 200 °C снижение светового потока составляет −7% (против −35% для люминофора), а при 250 °C снижение остается ограниченным −15% (против −45% для люминофора).
Эти результаты демонстрируют превосходную высокотемпературную стабильность и способность фосфоресцировать в экстремальных термических условиях, сохраняя при этом световой поток.
Вредные газы в молочных фермах
Воздух в молочных коровниках содержит различные вредные газы, включая аммиак (NH₃), сероводород (H₂S), углекислый газ (CO₂) и метан (CH₄), которые представляют опасность для здоровья животных, их продуктивности и безопасности труда. Ниже перечислены основные вредные газы, обнаруживаемые в коровниках:
1) Аммиак (NH₃)
Источник: Расщепление корма и навоза в процессе пищеварения
. Последствия: Снижение потребления корма и продуктивности; риск хронической интоксикации.
2). Сероводород (H₂S)
Источник: Разложение серосодержащих органических веществ в кормах и навозе.
Последствия: Снижение устойчивости к болезням и повышение восприимчивости к различным заболеваниям.
3). Метан (CH₄)
Источник: Жвачка и отрыжка.
Последствия: Повышенный риск возникновения угроз безопасности.
4). Углекислый газ (CO₂)
Источник: Жвачка и отрыжка
Воздействие: Вызывает гипоксию, снижение аппетита и хронические токсические эффекты
.webp)
Почему обычные светодиоды выходят из строя в средах с высоким содержанием серы?
Традиционные светодиодные источники света очень уязвимы к коррозии, вызванной серой, из-за их люминофорной упаковки, заключенной в силиконовый герметик. Серосодержащие газы могут проникать в пористые силиконовые и люминофорные слои, вступая в реакцию с отражающим слоем, покрытым серебром, и вызывая сульфидирование.
После сульфидирования отражающий серебряный слой темнеет и становится светопоглощающим, что приводит к снижению светового потока и изменению коррелированной цветовой температуры (КЦТ). Кроме того, сульфид серебра проявляет повышенную электропроводность при высоких температурах, что значительно увеличивает риск утечки тока во время работы. В тяжелых случаях может произойти отслоение золотой проволоки в местах пайки, что приведет к обрыву цепи и полному отключению светильника.
В отличие от традиционных источников света, продукция Ceramiclite демонстрирует явное преимущество в устойчивости к воздействию серы, обеспечивая значительно более высокую надежность в агрессивных средах с высоким содержанием серы.
Сохранение просвета сосуда с течением времени — сравнительный анализ тенденций.
Результаты испытаний подтверждают, что флуоресцентные прозрачные керамические материалы выдерживают коррозию в нагретой царской воде, демонстрируя превосходную химическую стабильность. В испытаниях на коррозию в смеси с H₂S керамические источники света сохраняют стабильную светоотдачу с течением времени, в то время как обычные источники света быстро деградируют. Это доказывает превосходную коррозионную стойкость и долговременную надежность технологии керамических источников света в агрессивных средах.
.webp)
Регулировка мерцания фотопериодного освещения
Мерцание — это периодическое колебание светового потока в электрических источниках света. Хотя молочные коровы не обладают высокой чувствительностью к стереоскопическому зрению, уникальное строение их глаз делает их значительно более чувствительными к мерцанию, чем людей, позволяя им воспринимать колебания, невидимые человеческому глазу. Исследования и практический опыт показывают, что глубина мерцания у молочных коров должна строго контролироваться и составлять ≤3%, что более строго, чем обычно применяемый к освещению помещений для людей предел ≤5%, поскольку чрезмерное мерцание может вызывать стрессовые реакции и снижать надои молока.
Для устранения этого риска используется драйвер с постоянным током 0–10 В, обеспечивающий плавную регулировку яркости без мерцания от 0 до 100% во всем диапазоне затемнения. Резкое включение/выключение может вызвать перегрев; поэтому рекомендуется плавный переход к затемнению с интервалом 15–30 минут для имитации естественных изменений освещения.
Из-за повышенной чувствительности зрения и ограниченной адаптации зрачков крупный рогатый скот особенно чувствителен к резким колебаниям освещенности. Строгий контроль за мерцанием света необходим для предотвращения стресса, тревожности, снижения потребления корма и уменьшения молочной продуктивности.
Герметичность фотопериодного освещения
Светильник имеет полностью герметичную конструкцию, соответствующую классам защиты IP67 и IP69K. Степень защиты IP67 обеспечивает полную пыленепроницаемость и устойчивость к погружению в воду на глубину до 1 метра в течение 30 минут, а степень защиты IP69K обеспечивает полную защиту от пыли и выдерживает очистку струей воды под высоким давлением и при высокой температуре.
Данное устройство можно очищать непосредственно с помощью струй воды под высоким давлением при следующих условиях: давление воды 8000–10000 кПа и температура воды 80 ± 5 °C, что обеспечивает надежную работу и гигиеничность в сложных условиях молочных ферм.
Интеллектуальное управление циркадными ритмами в режиме фотопериода
Циркадный ритм: Циркадный ритм — это физиологический механизм «биологических часов», представляющий собой приблизительно 24-часовой цикл от дня к ночи, который регулирует такие важные функции, как метаболизм, циклы сна и бодрствования, частота сердечных сокращений и кровяное давление. Свет является наиболее важным фактором, определяющим время (цейтгебером), при этом периодический естественный дневной свет синхронизирует биологические ритмы с 24-часовым вращением Земли.
Динамическое управление ритмом: динамический циркадный алгоритм имитирует местные циклы восхода и захода солнца, управляя графиком включения/выключения светильников с фотопериодической регулировкой. Система автоматически регулирует освещенность и спектральный состав для обеспечения оптимальной циркадной регуляции.
Пример из практики: модернизация системы освещения на молочной ферме.
Система освещения для ранчо молочной фермы.
После модернизации: средняя освещенность увеличилась почти в 4 раза, равномерность освещения — почти в 2 раза, экономия энергии — на 32%, срок службы ламп увеличился более чем в 3 раза в условиях высокой влажности, высокого содержания серы и аммиака.
Прикладные продукты
Разработанный для оптимального освещения помещений, светодиодный светильник T21 обеспечивает среднюю освещенность >240 люкс с равномерностью ≥0,8, гарантируя стабильное и высококачественное освещение для скота.
Смоделированные карты освещенности и 3D-визуализации подтверждают равномерное освещение и эффективное размещение светильников.
Основные характеристики:
а. Высокоравномерное освещение для обеспечения благополучия животных.
b. Оптимизация освещенности для повышения эффективности работы.
c. Подтверждено с помощью моделирования и визуализации.
Thanks for your enquiry, we will contact ASAP.
Something went wrong...