Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Светодиодное освещение в промышленном птицеводстве. Монография
.pdf
Министерство сельского хозяйства Ставропольского края
ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет
ООО «Научно-производственное предприятие Кандела»
В. И. Трухачев
М. Ф. Зонов
В. В. Самойленко
СВЕТОДИОДНОЕ
ОСВЕЩЕНИЕ
В ПРОМЫШЛЕННОМ
ПТИЦЕВОДСТВЕ
МОНОГРАФИЯ
Ставрополь
«АГРУС»
2012
УДК 631.227:537.3
ББК 46.8:28.071
Т80
Рецензенты:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заместитель директора
по науке ГНУ СНИИЖК Россельхозакадемии Ю. Д. Квитко;
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой
применения электрической энергии в сельском хозяйстве
Ставропольского ГАУ Г. В. Никитенко
Трухачев, В. И.
Т80 Светодиодное освещение в промышленном птицеводстве : мо-
нография / В. И. Трухачев, М. Ф
. Зонов, В. В. Самойленко ; Ставропольский государственный аграрный университет. – Ставрополь :
АГРУС, 2012. – 108 с.
ISBN 978-5-9596-0796-8
Рассмотрены вопросы повышения энергоэффективности и модернизации осветительных установок птицеводческих хозяйств Ставропольского
края. Представлены обзор отечественного и зарубежного энергосберегающего светодиодного оборудования для промышленного птицеводства, научные материалы о роли влияния света на организм птицы. Особое место
отведено биологическим ритмам как основе существования живых организмов. Описаны и раскрыты элементы режима
тельность, интенсивность, цветность, а также источники освещения как
при выращивании молодняка, так и при содержании взрослых кур и индеек. Подробно изложены все этапы технологической системы птицеводства – от воспроизводства до ресурсосберегающих технологий.
Для руководителей и специалистов птицеводческих предприятий,
аспирантов и студентов вузов.
освещения: продолжи-
УДК 631.227:537.3
ББК 46.8:28.071
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских
прав.
ISBN 978-5-9596-0796-8
© Трухачев В. И., Зонов М. Ф., Самойленко В. В., 2012
© ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный
аграрный университет, 2012
© ООО «НПП Кандела», 2012
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список принятых сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Список светотехнических единиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1. ВЛИЯНИЕ СВЕТА НА ОРГАНИЗМ ПТИЦЫ . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1. Кормление и свет как основные факторы
промышленного птицеводства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2. Влияние режимов освещения и кормления
на принудительную линьку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ – ОСНОВА
СУЩЕСТВОВАНИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1. Суточные биологические ритмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2. Сезонные биологические ритмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА ОСВЕЩЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1. Продолжительность освещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.2. Интенсивность освещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.3. Цветность освещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.4. Источники освещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.4.1. Классификация светодиодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.2. Режимы питания светодиодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.3. Последовательная схема подключения светодиодов . . . 49
3.4.4. Параллельная схема подключения светодиодов . . . . . . 49
3.4.5. Светодиодные светильники
промышленного исполнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЖИМОВ ОСВЕЩЕНИЯ
В ПТИЦЕВОДСТВЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.1. Режимы освещения для индеек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.2. Режимы освещения для мясных кур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.3. Режимы освещения для индюшат-бройлеров . . . . . . . . . . . . . . 67
4.4. Режимы освещения для цыплят-бройлеров . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.5. Режимы освещения для яичных кур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5. АНАЛИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ
СВЕТОДИОДНЫХ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ
В ПТИЦЕВОДСТВЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.1. Светодиодная система освещения
ИСО «Хамелеон» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.2. Опыт внедрения светодиодного
в птицеводческих хозяйствах
Ставропольского края . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
5.2.1. Модернизация осветительной сети
птицеводческого хозяйства ООО «Баевское» . . . . . . . . 80
5.2.2. Модернизация осветительной сети
птицеводческого хозяйства СХА
«Птицефабрика Кумская» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.2.3. Пути модернизации осветительной сети
СХА «Птицефабрика Кумская» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
освещения
6. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ СИСТЕМА
СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
ПТИЧНИКА С КЛЕТОЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ . . . . . . . . . . . 90
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
КП – СХА «Птицефабрика Кумская»
ЛН – лампа накаливания;
ЛЛ – люминесцентная лампа;
СД – светодиод;
СМ – светодиодный модуль;
ШИМ – широтно-импульсная модуляция;
ЧИМ – частотно-импульсная модуляция.
СПИСОК СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ
I (кд) – кандела (единица измерения силы света);
E (лк) – люкс (единица измерения освещенности);
Ф (лм) – люмен (единица измерения светового потока);
S (лм/Вт) – световая отдача (светоотдача).
5
ВВЕДЕНИЕ
Научно-технический прогресс в области светотехники позволяет по-новому решать многие технологические процессы, в том числе и в птицеводстве.
Известно, что в помещениях для клеточного и напольного содержания кур искусственное освещение существенно влияет на технико-экономические показатели
производства. Долгое время лампы накаливания (ЛН)
и люминесцентные лампы (ЛЛ
жили основными источниками света. Общеизвестны
их недостатки: низкая светоотдача (7–17 лм/Вт у ЛН и
50–80 у ЛЛ), сравнительно низкий срок службы (1 тысяча часов у ЛН и 10–15 тысяч часов у ЛЛ). Кроме того
существенной проблемой является утилизация ЛЛ, а
также снижение светового потока в процессе старения
этих ламп
светодиоды (СД).
Птицеводство из всех отраслей животноводства
наиболее энергоемко. Основное количество энергии
(около 70 %) расходуется на создание микроклимата
в птичниках. Поэтому здесь заложен наибольший резерв ее экономии.
Одним из путей снижения энергозатрат является использование дифференцированного освещения
птичников, позволяющего сократить расход электроэнергии, не
продуктивность как в период выращивания, так и в
период содержания.
Проблеме светового режима посвящены многочисленные исследования отечественных и зарубежных
ученых, накоплен огромный практический опыт регулирования светом уровня продуктивности, особенно в
промышленном птицеводстве.
Оптическое облучение в птицеводстве играет важную роль при выращивании
Применение искусственного освещения обеспечивает комфортные условия содержания птицы, позво-
. На смену этим источникам света приходят
снижая при этом сохранность птицы, ее
) низкого давления слу-
птиц всех направлений.
6
ляет контролировать процессы ее физиологического
развития, повышает рост всех показателей продуктивности.
Механизмы воздействия света на птицу достаточно хорошо изучены, в результате многократных научных исследований разработаны рекомендации по
постоянному и прерывистому режимам освещения в
птичниках.
При светотехническом расчете необходимым условием является: выбор источников света, обладающих
требуемыми спектральными характеристиками
; определение значения требуемой освещенности; выбор
длительности светового дня и его изменение.
Правильная организация осветительной системы
совместно со спроектированной программой освещения позволяет влиять на возраст полового созревания,
обеспечивать оптимальный режим развития птицы,
увеличивать яйценоскость, длительность периода яйцекладки, размер яиц и их массу, прочность скорлупы,
оплодотворенность, снижать бой яиц.
Основные положения режима освещения в птицеводстве сводятся к следующему: возрастающий световой день ускоряет половое созревание молодняка
в ущерб общему развитию организма, а сокращающийся световой день тормозит половое созревание,
но способствует лучшему развитию молодняка, повышает их жизнеспособность и последующую продуктивность. У взрослой птицы возрастающий или
длительный световой
день стимулирует яйцекладку.
Нормированное освещение в промышленном птицеводстве, снижение энергоемкости продукции – важная задача в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства.
7
1. ВЛИЯНИЕ СВЕТА НА ОРГАНИЗМ ПТИЦЫ
Жизнедеятельность живого организма проходит в тесной
связи с окружающей средой. В процессе эволюционного развития
организм вступает в связь с многочисленными внешними раздражителями и вырабатывает на них соответствующие реакции.
Академик И. П. Павлов писал: «Деятельность нервной системы
направляется, с одной стороны, на объединение, интеграцию работы всех частей организма, с другой
жающей средой, на уравнивание систем организма с внешними
условиями».
Реакция организма на любые раздражители всегда реализуется нервной системой, которая определяет, какие именно органы, в
какой последовательности, в каком направлении и в какой степени будут участвовать в данном рефлекторном акте. Эти целостные
реакции состоят
из цепи безусловных и условных рефлекторных
актов, протекающих в определенной последовательности и взаимообусловленности.
Одним из наиболее важных факторов внешней среды, активно влияющих на жизнедеятельность животных и птицы, является свет – это фактор, обусловливающий жизнь, рост и развитие
всего, что находится на нашей планете. Академик С. И. Вавилов
(1950) писал: «
Свет – не бестелесный посланник Солнца, а само
Солнце, часть его, долетевшая до нас в совершенной, раскрытой в
энергетическом смысле, форме света».
Солнце – гигантское светило, имеющее диаметр 1392 тыс. км. Его
масса в 333 тыс. раз превышает массу Земли, а объем в 1,3 млн раз
больше объема Земли. Химический состав Солнца: 81,76 % водорода, 18,14 % гелия и
равна 1400 кг/м
0,1 % азота. Средняя плотность вещества Солнца
3
. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции
превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд кг материи
преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины.
Солнечный свет (энергию) люди используют с древнейших времен. Еще в 212 году н. э. с помощью концентрированных солнечных лучей зажигали
священный огонь у храмов. Согласно легенде
приблизительно в то же время греческий ученый Архимед при защите родного города поджег паруса римского флота.
– на связь организма с окру-
8
Солнечная радиация – это неисчерпаемый возобновляемый источник экологически чистой энергии, которая может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую, использована
в химических и биологических процессах. Солнечные установки
находят применение в системах отопления и охлаждения жилых
и общественных зданий, в технологических процессах, протекающих при низких, средних и высоких температурах. Они
используются для получения горячей воды, опреснения морской или минерализованной воды, для сушки материалов и сельскохозяйственных продуктов и т. п. Благодаря солнечной энергии осуществляется процесс фотосинтеза и рост растений, происходят различные
фотохимические процессы в живом организме.
Первое упоминание о применении искусственного освеще-
ния в птицеводстве относится к
началу восемнадцатого века. По
сообщению I. R. Baker (1939), в 1803 году в Мадриде (Испания)
Франциско Диесте опубликовал книгу, в которой описывал практику птицеводческих ферм того времени. Франциско Диесте писал:
«Необходимо, чтобы сторож нарушал сон птицы и гнал их к кормушкам, у которых был бы свет или факел, или нечто подобное,
так чтобы
птица могла видеть пищу. В течение недели или около
того птицы по своей воле привыкнут есть в этот час и прибегать,
как только увидят свет». Приведенное сообщение указывает, что
на этом этапе развития птицеводства роль искусственного освещения представлялась еще примитивно, не более как средство для
продления времени кормового дня в
короткие зимние дни. Научная
разработка этого вопроса начинается несколько позднее, в конце
девятнадцатого столетия.
Говоря о свете как факторе внешней среды, нужно различать
два его источника: солнечный свет – естественная инсоляция, и
искусственный свет – искусственное освещение.
После того, как были накоплены экспериментальные работы
о роли естественного света в различных физиологических функциях домашних птиц, внимание исследователей стал привлекать
другой вопрос: возможно ли регулирование половой периодичности у птиц с помощью искусственного света? Может ли искусственный свет заменить естественный, и если да, то в какой
мере, каков должен быть оптимальный уровень продолжительности искусственного освещения для стимуляции репродуктивной
функции птиц?
9
Выяснению этих вопросов был посвящен в 20–30 годах прошлого столетия ряд исследований, в которых изучалась возможность
использования искусственного света для стимуляции половой активности у птиц и млекопитающих. К этому периоду относятся работы Роуэна (Rowan W. M., 1925), Биссоннетта (Bissonnette Т. Н.,
1933), Бекера (Baker I. R., 1939).
Эти и целый ряд других исследований сыграли важную роль
для практической
постановки вопроса об использовании искусственного освещения как способа повышения яйценоскости кур в
зимние месяцы.
В последующий период, начиная с 30–40 годов, экспериментальное изучение значения света на различные физиологические
функции животных приняло широкий размах.
Важным этапом в изучении влияния света на половую периодичность у птиц явились эксперименты Роуэна (Rowan W. M.,
1925), показавшие,
что ежегодный ритм развития гонад обусловлен
не температурным фактором, как это многим казалось логичным,
а сезонными изменениями светового режима. Подвергая канареек
при помощи электрического освещения воздействию удлиненной
световой экспозиции, автору удал ось вызвать у них в начале зимы,
то есть на несколько месяцев раньше обычного срока размножения, заметное развитие половых желез
, несмотря на то, что птицы
находились в условиях сильного холода.
Опыты Роуэна (W. M. Rowan, 1925) на птицах, Биссоннетта
(Bissonnette T. H., 1932), Бекера (Baker I. R., 1932) и многих других
исследователей на животных способствовали пересмотру прежних
взглядов на физиологический механизм действия света. Их экспериментами было установлено, что увеличение продолжительности
освещения через световой рецептор стимулирует гипофиз, который выделяет гонадостимулирующий гормон
.
Учение о физиологическом механизме действия света на организм птицы было развито советскими учеными (Светозаров Е.,
Штрайх Г., 1938, 1940; Ларионов В. Ф., 1941; Карапетян С. К., 1950,
1954; Свечин К. Е., 1961, Коноплева В. И., 1980; Пигарев Н. В.,
1985; Фисинин В. И., 1988; Асриян М. А., 1990; Османян А. К.,
2000; Бондарев Э. И., 2002; Кавтарашвили А. Ш., 2008).
Обобщая
накопленный фактический материал и результаты
соб ственных исследований, К. Б. Свечин (1961) приводит схему
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]