Dr inż. Ryszard Gilewski
Prof. dr hab. Stanisław Wężyk

Wstęp

Programy świetlne w chowie kurcząt brojlerów, są użytecznym i tanim narzędziem, regulującym dostęp do paszy
i wody, zwłaszcza w chłodniejszych porach dnia. Zmiany w długości świetlnego dnia, mogą poprawiać dobrostan
i odpornościową reakcję, a tym samym wydajność ptaków, narażonych na cieplny stres (Rozenboim i in. 2016).
W nowoczesnej, drobiarskiej produkcji, warunki środowiskowe odgrywają zasadniczą rolę, będąc kompromisem
między ciepłotą ptaków, a czynnikami środowiska, takimi jak temperatura, wilgotność, prędkość powietrza i promieniowanie. Wg Ferreira (2005), brojlery osiągają maksymalną wydajność, gdy w ich odchowie, temperatura otoczenia wynosi 18-26OC. W krajowej produkcji drobiu, pojawiły się nowe wzywania, związane z klimatycznymi zmianami, a szczególnie z wysokimi temperaturami, występującymi od maja do końca września, które często wymuszają zmiany w systemach chowu, by osiągnąć maksymalną wydajność ptaków. Zdarzają się też – jak np. w tym roku – minusowe temperatury w maju.

Ograniczanie ujemnego wpływu wysokich temperatur na produkcyjność brojlerów, zwiększyło zainteresowanie świetlnymi programami, regulującymi spożycie przez nie paszy i wody, zwłaszcza w chłodnych godzinach dnia, zapewniając w konsekwencji lepszą opłacalność produkcji.

Światło, przenikając przez okrywę piór, skórę i kości czaszki, działa na mózg, którego bioelektryczne reakcje, bada się nieinwazyjną metodą – elektroencefalografii (EEG), rozmieszczając na głowie elektrody, rejestrujące na niej zmiany elektrycznego potencjału, wywoływane aktywnością neuronów mózgowej kory, tworząc z nich zapis – zwany elektroencefalogramem.

Stwierdzono, że brojlery po fotostymulacji in-ovo zielonym światłem (GL), miały wyższą masę ciała, od piskląt inkubowanych w ciemności. Fotostymulacja wpływa tuż po wykluciu, na wzrost mięśni, pobudzając namnażanie się i różnicowanie satelitarnych komórek oraz zwiększając wielkość mięśniowych włókien. W ostatnich latach, zmapowano i określono sekwencje wszystkich zasadniczych genów, determinujących embriogenezę przysadki mózgowej. Zarodki stymulowane in ovo niebieskim światłem (BL), mają znacznie niższy poziom ekspresji genów mRNA siatkówki i podwzgórza, w porównaniu z grupą piskląt, inkubowanych w ciemności.

Pobudzane in ovo zielonym światem pisklęta, wyróżniają się zdolnością do opsonizacji, polegającej na przyłączaniu się określonych cząsteczek do powierzchni patogenu, ułatwiając jego fagocytozę. W proces widzenia, jest zaangażowanych pięć klasycznych grup opsyn, które pośredniczą w przekształcaniu fotonów w sygnał elektrochemiczny. Wiele gatunków ptaków wyróżnia się fotoperiodyzmem, reagując na długi, świetlny dzień, aktywacją reprodukcyjnej osi.

Fotoreceptory, reagujące na dzienne lub sezonowe zmiany naświetlania, znajdują się w siatkówce oka, w szyszynce i w podwzgórzu (fotoreceptory poza siatkówkowe). U ptaków, których gonady okresowo pobudzane są światłem, fala o długości (630-780 nm), przenika przez tkanki i bezpośrednio oddziałuje na znajdujące się w podwzgórzu – poza siatkówkowe fotoreceptory, stymulujące rozrodcze funkcje, odwrotnie niż długofalowe promieniowanie. Natomiast aktywacja fotoreceptorów siatkówki promieniowaniem widzialnym, o zielono-żółtym paśmie światła (545-575 nm), hamuje rozmnażanie. Badania siatkówek oczu reprodukcyjnych indyczek wykazały, że poza siatkówkowa fotostymulacja, zwiększa aktywność reprodukcyjną, przejawiająca się wzrostem ekspresji mRNA GnRH w podwzgórzu i H i FSH w przysadce, LH w osoczu i sterydach gonad oraz wzrost produkcji jaj.

Programy świetlne

Świetlne programy dzielą się na stałe, przerywane i przedłużane. W ciągłym, świetlnym programie, brojlery są utrzymywane przez 23-24 godzin światła/dobę. Program ten umożliwia stały dostęp do paszy i wody oraz maksymalne przyrosty masy ciała, jednak ptaki mają więcej problemów z nogami i są mniej odporne na choroby. W programie przerywanego oświetlenia, w ciągu 24 godzin, stosuje się powtarzalne cykle światła i ciemności, a przedłużenie świetlnego dnia, zwiększa liczbę schematów, zgodnych z wiekiem kurcząt (Liboni i in., 2013). Świetlny program wyróżnia się intensywnością, czasem trwania i długością fali światła. Najwięcej badań poświęcono długości świetlnego dnia (Zheng i in.,2013). Dla ptaków, jasność światła, jest najważniejszym ze
wszystkich czynników, wpływając na wiele procesów fizjologicznych i behawioralnych, umożliwiających adaptację i synchronizację wielu wskaźników, w tym temperatury ciała i spożycia paszy (Olanrenwaju i in., 2006). Świetlne programy mają znaczny wpływ na wydajność, odporność i na sekrecję różnych hormonów, kontrolujących wzrost i rozmnażanie (Zheng i in.,2013). Wg Moraes i in.,(2008), regulowana sztucznie długość świetlnego dnia, wpływa na wzrost wydajności ptaków, bez osłabiania ich zdrowia.

Wnętrze kurników, często oświetla się żarówkami i świetlówkami, a powszechnie wykorzystywane sodowe lampy,
są dla drobiarskiego sektora, oszczędnym źródłem światła. Lampy żarówkowe, zapewniające jednolite oświetlenie i chociaż ich instalacja jest tańsza, to koszty ich eksploatacji są wysokie i wytwarzają niepożądane ciepło w okresie upałów. Początkowe koszty sodowych lamp są wyższe, ale wymagają mniej konserwacji i obsługi.

Mendes i in., (2013) oceniając wpływ na brojlery białego i żółtego światła, emitowanego przez lampy LED (Light – Emitting Diodes) oraz światła świetlówek i kompaktowych LED, stwierdzili, że kurczęta preferowały białe lub żółte światło LED. 21, 28 i 35-dniowe ptaki, utrzymywane w białym świetle LED, spożywały więcej paszy i wyróżniały się lepszą wydajnością, od utrzymywanych w świetle fluorescencyjnych lamp. Odpowiednie rozmieszczenie źródeł światła w początkowej fazie chowu brojlerów, zachęca je do szukania paszy, wody i ciepła, co może wpływać na ich tempo wzrostu, zwiększenie wydajności, poprawę stanu zdrowotnego i na opłacalność fermy (Liboni i in., 2013).

Wpływ świetlnych programów na spożycie paszy, aktywność, zachowanie się i dobrostan brojlerów

Od dawna wiadomo, że długie okresy światła, wydłużając brojlerom czas dostępu do paszy i wody, przyspieszając ich tempo wzrostu. W intensywnym chowie, powszechnie stosowany jest 23-24 godzinny dzień świetlny, by zmaksymalizować spożycie paszy. Najlepszą jednak produkcyjność, osiągają ptaki przy umiarkowanym oświetleniu, umożliwiającym im przedłużenie czasu snu i złagodzenie fizjologicznych stresów (Rutz i Bermudez, 2004). Chów brojlerów w ciągłym oświetleniu, skutkuje brakiem snu, poważnymi fizjologicznymi reakcjami na stres (Abbas i in., 2008), nie przynosząc takich korzyści, jak jeszcze niedawno sądzono.

Wszystkie zwierzęta wymagają okresu ciemności w ciągu doby, gdyż nagromadzona w czasie spoczynku energia,
zwiększa wykorzystanie paszy, zmniejsza udział padnięć i problemów z poruszaniem się. Zwiększa się wówczas
także produkcja melatoniny, hormonu syntetyzowanego głównie w szyszynce, ważnego dla rozwoju układu odpornościowego i koordynującego pracę nadrzędnego zegara biologicznego.

Dzięki kompensacji wzrostu, następuje większe wyrównanie stada brojlerów niż w przypadku utrzymania ich w ciągłym oświetleniu (Liboni i in., 2013). Wg Renden i in.(1994), kurczęta odchowywane w 23 h dniu świetlnym, miały taką masę ciała jak brojlery utrzymywane przy 16 h światła/dobę, co wskazuje , że można także uzyskać dobre wyniki produkcyjne w krótszym, świetlnym dniu. Zaletami programu o umiarkowanej długości świetlnego dnia, jest bardzo dobre wykorzystanie paszy, dzięki zaoszczędzeniu energii – podczas odpoczynku w ciemności, niższy udział padnięć i mniej problemów z dolnymi kończynami (Liboni i in., 2013). Okazuje się, że zmiana długości okresu oświetlania, może być alternatywą poprawy dobrostanu, reakcji odpornościowej, a tym samym i kurcząt, zagrożonych cieplnym stresem.

Kurczęta po spożyciu paszy, generują ciepło, określanym cieplnym przyrostem, zwiększającym ich wrażliwość na
stres i negatywną reakcję na działanie wysokich temperatur. Umożliwienie ptakom pobranie paszy w chłodniejszych porach dnia, jest korzystne ze względu na mniejszą ich żerność w czasie upałów, zmniejszając straty w wydajności. Świetlne programy o dłuższych okresach ciemności, bardziej wpływają na wydajność i dobrostan ptaków, przez lepszą synchronizację działań i umożliwiając im dostosowanie się do fizjologicznych i behawioralnych zmian adaptacyjnych, w porównaniu z programami z ciągłym oświetleniem (Bayram i Özkan, 2010). Stosowane w okresach ciemności, krótkie błyski światła, w których ptaki zaspakajały głód, nie tracąc przy tym energii – zwiększały przyrosty masy ciała. Świetlny program 12hC (ciemności):12hŚ (światła), zwiększa wykorzystanie paszy, przy spadku jednak masy ciała, pozostając bez wpływu na przeżywalność brojlerów.

Buyse i in. (1997), porównując niemal ciągły, świetlny program (23 hŚ:1 hC) z przerywanym (6 cykli [1hŚ:3 hC]) stwierdzili w przypadku tego ostatniego, że w początkowej fazie – nastąpiło tymczasowe zahamowanie tempa wzrostu brojlerów, które było kompensowane pod koniec odchowu.

Moraes i in. (2008) oceniając wpływ świetlnych programów: 23 hŚ – przedłużonego oświetlenia, 16h – lekkiego oświetlenie i naturalnego oświetlenia – zaobserwowali, że masa ptaków była większa, gdy kurczęta odchowywano w przedłużonym, świetlnym dniu. Wykorzystanie paszy było podobne we wszystkich grupach, a spożycie paszy przez brojlery, odchowywane przy długim dniu świetlnym, było takie – jak kurcząt utrzymywanych przy 16 h światła/ dobę co sugeruje, że zwiększenie ilości godzin światła w odchowie, jest dla nich korzystne.

Badając wpływ świetlnych programów na masę ciała i wydajność rzeźną brojlerów, handlowych elementów i podrobów jadalnych, Kawauchi i in. (2008) stwierdzili, że skrócone oświetlenie, a w konsekwencji ograniczone świetlnymi programami żywienie, nie wpływa na wydajność brojlerów tak – jak ciągłe oświetlenie. Zwiększa się kompensacja wzrostu u dłużej oświetlanych ptaków w końcowej fazie wzrostu, pod wpływem syntezy steroidowych, anabolicznych hormonów (Classen i in., 1991). Program ten jednak wpływa na zwiększone wydatki na energię oraz na większy udział (%) padnięć w stadzie.

Rutz i Bermudes (2004) stosując na przemienne oświetlenie (1hŚ+3hC), zwiększyli wykorzystanie paszy przez brojlery i zmniejszyli udział tkanki tłuszczowej, w porównaniu z utrzymywanymi w ciągłym świetle. Ponadto w okresie ciemności – obniżone jest ogrzewanie, wybierając zatem świetny program, należy uwzględnić przeznaczony dla brojlerów czas na odpoczynek i sen, by ptaki były odporne na stresujące warunki środowiskowe.

Wg Bayram i Wg Bayram i Özkan (2010), powinno się stosować krótsze lub alternatywne, świetlne programy, nie obniżające poziomu dobrostanu, zmniejszające podatność na metaboliczne choroby i schorzenia kośćca i nóg, obniżające dobre samopoczucie ptaków i dlatego należy opracować metody chowu, ograniczające występowanie tych nieprawidłowości.

Renden i in.(1996) oceniając wpływ świetlnych programów na występowanie u brojlerów problemów z nogami stwierdzili, że ptaki utrzymywane w przerywanym programie oświetlenia (1 hŚ:2 hC), miały zdrowsze nogi od utrzymywanych w stałym oświetleniu (23 hŚ:1 hC), zachowując lepszą kondycję i aktywność. Wg Sorensen i in. (1999), przedłużony dzień świetlny, sprzyja występowaniu dyschodroplazji piszczelowej kości. Przedłużony okres ciemności, hamuje tempo wzrostu brojlerów, ograniczając u nich występowanie anatomicznych anomali i metabolicznych zaburzeń (Brockertt i in., 2007).

Lepsza wydajność brojlerów, odchowywanych w przerywanych, świetlnych programach, jest częściowo wynikiem działania melatoniny (Classen i wsp., 1991). W chowie, o stałym oświetleniu, kurczęta wykazują poważny niedobór melatoniny. Abbas i in. (2008), oceniając wpływ dnia świetlnego na wydajność i odpornościową reakcję brojlerów stwierdzili, że przerywany świetlny program (2 hŚ:2 hC/dobę), poprawia działanie układu odpornościowego i wydajność brojlerów, w porównaniu do oświetlenia 23 hŚ:1 hC/dobę i 12 hŚ:12 hC/dobę. Poza długością świetlnego dnia, w kurniku mierzy się luksach (lx) natężenie światła, które pobudza aktywność brojlerów, natomiast łagodniejsze oświetlenie – zmniejsza ją wraz z agresywnym zachowaniem. Luks (lx), określany jest jako oświetlenie wywołane przez równomiernie rozłożony strumień świetlny o wartości równej 1 lumena (lm), padający na powierzchnię 1m2, a więc: 1 lx = 1 lm/m2.

Wg Brytyjskiej Rady Dobrostanu Zwierząt Gospodarskich (1992), długość programu świetlnego winna wynosić
od 16 do 20 godzin, przy natężeniu <20 lx. Lien i in. (2009) oceniając długość i intensywność oświetlania (23 hŚ:1hC i 10,76 lx; 18 h Ś:6hC i 10,76 lx; 23 hŚ:1hC i 10,76 lx; 18 hŚ: 6 hC i 10,76 L), również nie wykazali wpływu interakcji między długością świetlnego dnia i natężeniem światła, na przyrost masy ciała brojlerów. Większe przyrosty masy ciała, osiągnęły brojlery utrzymywane w dłuższym świetlnym dniu i przy wyższej intensywności światła (23 hŚ:1 hC i 10,76 Lx), natomiast w krótszym świetlnym dniu, uzyskiwano większe przyrosty masy ciała, gdy oświetlenie było mniej intensywne (18 hŚ:6 hC i 1,076 Lx).

Blatchford in. (2009), w produkcji brojlerów stwierdzili minimalny wpływ natężenia światła na zdrowie kurcząt, a jego natężenie 50 Lx, pobudza aktywność brojlerów, nie hamując tempa wzrostu, natomiast na spożycie paszy, większy wpływ ma długość dnia świetlnego – niż intensywność światła.

Wpływ monochromatycznej fotostymulacji na wzrost i rozwój mięsny drobiu

Brojlery odchowane przy zastosowaniu niebieskich lub zielonych świetlówek, osiągały znacznie większą masę ciała, od odchowywanych pod czerwonym lub białym światłem, nie wykazując różnic w wykorzystaniu paszy i udziale (%) padnięć (Rozenboim i in., 2016). Są jednak sprzeczne doniesienia nt. wpływu monochromatycznego (spójnego) światła na wzrost kurcząt. Stymulowane zielonym (GL) i niebieskim (BL) światłem samice przepiórki japońskiej, były lżejsze od utrzymywanych w czerwonym (RL) lub białym oświetleniu (WL). Indyki utrzymywane do 16 tygodnia życia w warunkach BL i do 24 tygodnia w RL i WL – były cięższe. Różowe światło hamowało przyrosty masy ciała 4 tygodniowych kurcząt – odwrotnie niż WL. Możliwe, że sprzeczne wyniki, były skutkiem stosowania różnych źródeł światła, metod pomiaru jego dawek, gatunku, rasy, płci i wieku doświadczalnych ptaków. W celu wyeliminowania niektórych, kontrowersyjnych rezultatów – do fotostymulacji bojlerów użyto elektroluminescencyjnej diody (LED), będącej źródłem monochromatycznego (spójnego) światła. Wykazano przyspieszenie tempa wzrostu i zwiększenie masy mięśni kurcząt, które 3 dni przed kluciem, stymulowano BL i GL, działającym silniej niż WB i RB. Wabeck i Skoglund (1974) oraz Phogat i in. (1985), uzyskali w badaniach na przepiórkach, analogiczne wyniki.

Stymulacja in ovo monochromatycznym światłem – wzrost i rozwój brojlerów

W wylęgowych zakładach, jaja kur mięsnych inkubowane są w ciemności mimo, że liczne badania wykazały, że ich naświetlanie, przyspiesza rozwój zarodka. Stwierdzono, że monochromatyczne GL, obniża ciepłotę jaj, znacznie przedłużając okres inkubacji. Inkubowanie jaj w przerywanym programie oświetlenia (15 min.Ś:15 min. hC), eliminowało wzrost temperatury żółtka, zapobiegając przyspieszonemu kluciu w wyniku fotostymulacji in ovo. Fotostymulacja GL zwiększa udział (%) masy ciała zarodka w masie jaja i masie piersiowych mięśni. Pozytywny wpływ in ovo, niewielkiej stymulacji GL wzrostu mięśni, obserwowano u zarodków i wylęgniętych piskląt oraz u 6 dniowych kurcząt. Światło wpływa na genom dorosłego kurczaka, także na jego funkcje rozrodcze.

Drób odmiennie niż człowiek, postrzega różną intensywność barw światła oraz widzi w ciągu sekundy więcej obrazów i dlatego nie należy instalować migającego oświetlenia (Ryc.1). Do końca nie jest wyjaśniony wpływ kolorów światła na nieśność i zachowanie się kur.

Wpływ fotostymulacji monochromatycznym (spójnym) oświetleniem na wyniki rozrodu

Na długi, świetlny dzień, wiele gatunków drobiu, poprzez fotoreceptory, reaguje aktywacją osi reprodukcyjnej, uwalniając znaczące ilości – uwalniającego hormonu gonadotropiny (GnRH) i przysadkowej gonadotropiny, co skutkuje wzrostem liczby gonad. Gonady drobiu bardziej reagują na dłuższe fale widma (630-780 nm), głęboko penetrujące podwzgórze i pobudzające aktywność reprodukcyjnej osi. W wyniku aktywności fotoreceptorów siatkówki, reprodukcyjne funkcje drobiu ulegają zahamowaniu. Stwierdzono reakcję siatkówki oka ptaków, na widzialne promieniowanie, o zielonożółtym paśmie widma (545-575 nm). Poza satkówkowa fotostymulacja, wyraźnie zwiększa aktywność rozrodczą stad rodzicielskich indyków i kur. W Polsce ciekawe eksperymenty, na własnych stadach brojlerów i indyków w latach 80 i 90 XX wieku prowadził P. Wójcik. W propagowanym przez niego programie „SŁONECZNY KURNIK”, poprzez specjalne, barwne, szklane filtry – montowane w świetlikach – nawet w pochmurny dzień, oświetlał wnętrze kurnika światłem, o jaskrawej barwie słonecznych promieni. Odchowane w takim świetle brojlery, miały leprze przyrostu od utrzymywanych w standardowym, sztucznym oświetleniu.

Wnioski

Programy świetlne stosuje się by zwiększyć efektywność produkcji rodzicielskich stad mięsnych kur, brojlerów oraz indyków i jest ważnym czynnikiem, wpływającym na zdrowie ptaków. Wszystkie gatunki i typy użytkowe drobiu, wymagają >4 h okresu ciemności, przeznaczonego na odpoczynek, syntezę melatoniny i osłabienie działania stresu, spowodowanego systemem chowu. Mimo opracowania i wdrożenia wielu, świetlnych programów dla chowu różnych gatunków i kierunków użytkowania drobiu, należy nadal badać ich ekonomiczną skuteczność i wpływ na zdrowie ptaków.