优化光照光谱以改善动物视觉和福利


光作为一种生物力

在农业领域，照明通常被视为一种辅助工具——一种帮助农场工人看清过道的简单工具。但对动物而言，光远不止于此。它是调控动物生理、健康和生产力的主要环境信号。

不仅仅是照明


光并非被动的，而是一种主动的生物触发器。它调节昼夜节律——即动物体内的生物钟，告诉它们何时醒来、进食和休息。 

除了睡眠周期外，光照还会影响褪黑激素（影响生殖）和皮质醇（影响压力） 等重要激素的分泌。

光照直接决定着动物的社会行为，从羊群中的啄食顺序到羊群的迁徙模式，无一例外。当我们控制光照时，实际上就是在调控动物的生理状态。



“动物适应性光照环境”的概念


在 Ceramiclite，我们超越了标准的流明和瓦特数。我们专注于打造“动物适应性光照环境”。这意味着我们设计的照明系统要满足动物特定的感官需求，而不是仅仅为了满足人类的视觉舒适度。


科学优化的光照环境可实现三个目标：

1).改善视力：它为动物提供了正确的光谱和强度，使它们能够在无畏的情况下探索环境。


2).自然行为：模拟自然昼夜循环，鼓励在适当时间觅食、交配和休息。


3).更高的产量：它将福利的改善直接转化为有形的结果，例如更好的饲料转化率和更高的生产率。



光与光谱的物理学

要了解光照如何影响牲畜，我们首先必须了解光本身的本质。光并非单一实体，而是一个包含多种波长的光波谱，它以复杂的方式与生物体相互作用。

定义可见光谱和UVA


光是什么？ 光是电磁辐射。我们看到的光只是这种能量的一小部分，被称为可见光谱，其波长范围从380纳米到780纳米（nm）。 

自然阳光是“全光谱”的，包含所有波长的光，且光谱分布均衡。然而，人造LED照明必须经过精心设计才能模拟这种丰富的光谱。

缺失的一环：UVA（315-400纳米）
至关重要的是，农业照明必须考虑人眼不可见的波长。紫外线A（UVA）位于可见光波段下方。虽然人类看不到UVA，但它对许多物种，尤其是家禽，至关重要。UVA有助于它们识别社交信号（羽毛图案）和寻找饲料，使其成为自然光照环境的重要组成部分。



自然光源与人造光源


动物在不断变化的太阳光谱下进化——从温暖、富含红色的黎明之光到凉爽、富含蓝色的正午之光。 


然而，标准的人造光源通常会发出静态的、“尖峰状”光谱，无法提供这些生物信号。 


如今，先进的农业照明采用特定的 LED 荧光粉混合物来复制太阳光的完整光谱分布，确保动物在一天中的正确时间获得正确的生物信号。



视觉感知：人类与动物的差异

农业照明领域最大的误区在于假设动物看到的景象与我们人类相同。它们的视觉系统与人类截然不同，以人类眼睛为导向的照明设计会导致牲畜压力过大，福利状况下降。

三色视觉与二色视觉


我们看待事物的方式不同

人类是三色视觉动物（三种视锥细胞：红色、绿色、蓝色），使我们能够看到丰富的色彩。 


然而，大多数牲畜，例如猪 和牛，都是二色视觉动物（只有两种视锥细胞）。它们对蓝色和绿色光敏感，但实际上是红绿色盲。对它们来说，红光看起来就像黑暗——农民可以利用这一生物学特性进行无压力的夜间巡查。


家禽是四色视觉动物（拥有四种视锥细胞）。它们拥有专门感知紫外线的视锥细胞，这使它们的视觉体验远胜于人类。它们能够感知我们无法想象的颜色和细节，因此对光线的质量和光谱高度敏感。



物种特异性光敏感性


家禽：对闪烁和光照强度高度敏感。它们需要包括UVA在内的宽光谱光照才能达到最佳的社交行为 。


猪：对蓝绿光敏感，能激发活动，但暖光能使其平静下来。由于对红光不敏感，因此可以采用“隐形”夜间照明策略。


*牛：与猪类似，它们对长日照方案反应良好，但需要特定的光谱来优化产奶激素（IGF-1）。



光线的测量指标：色温和显色指数

除了简单的亮度之外，光线的质量还由两个关键指标决定：相关色温 (CCT)和显色指数 (CRI)。它们决定了光线如何影响生物节律和视觉清晰度。

色温（CCT）：从烛光到蓝天


相关色温 (CCT)描述的是光的颜色外观，以开尔文 (K)为单位测量。较低的 CCT 值意味着更多的红色波长（暖色调），而较高的 CCT 值意味着更多的蓝色波长（冷色调）。

开尔文标度
* 1500K（烛光）：非常温暖，几乎是纯红色/橙色。

* 2500K - 3000K（暖白光）：模拟日出日落。富含长波长（红色）光。这种光谱具有镇静作用，并用于刺激生殖激素分泌。

* 4000K - 5000K（冷白光/中性白光）：模拟正午阳光。富含短波长光（蓝光/绿光）。这种“中性”光有助于提高警觉性、活力和促进生长。

* 6500K（阴天）- 10000K（蓝天）：非常冷色调、以蓝色为主的光。常用于特定的乳制品生产中，以抑制褪黑激素的分泌。



显色指数 (CRI)：看清真相


显色指数（CRI）衡量光源还原物体真实颜色的能力，并与自然阳光（CRI 100）进行比较。数值越接近100，色彩还原效果越好。

*标准（>80 CRI）：对于畜牧环境，CRI >80 是最佳标准。

*对管理的影响：高对比度指数 (CRI) 可提高工作人员的视觉清晰度，从而有助于及早发现健康问题，例如鸡冠苍白、猪皮疹或粪便带血。低对比度指数（例如 CRI 60）会使这些症状看起来暗淡或灰暗，从而可能延误兽医干预。

*对动物福利的影响：对于家禽等视觉发达的物种而言，高显色指数照明可提供更自然、压力更小的视觉环境。



动物适应性照明的价值

投资专业农业照明是提高效率、增进福利和增加利润的策略。通过摒弃通用商业照明设备，生产者可以引发一系列积极的连锁反应。

从改善视力到提高福利


当我们提供符合动物光谱敏感性（包括 UVA 和正确的 CCT）的光线时，最直接的结果是视力得到改善。 

能够清楚地看到周围环境的动物恐惧感会降低。这有助于减少不良行为，例如家禽的拥挤或猪的拒食，并鼓励觅食等积极的自然行为。

视力更佳，压力更小！



将福利转化为农场绩效


归根结底，更快乐、更健康的动物生产力更高。科学证明，优化的照明方案能够带来切实的效果：

*性能：提高奶牛的产奶量和蛋鸡的产蛋量。
*效率：提高肉用动物的饲料转化率（FCR）。

光照是一种生物输入。优化光谱、强度和光周期，可确保您的动物充分发挥其遗传潜力。



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