На сегодняшний день в птицеводстве сформировались различные режимы освещения [4, 11, 12], которые помогают сохранять продуктивность животных на уровне высоких показателей. Однако стоит отметить, что практическое применение световых режимов должно быть сопряжено с соблюдением основных положений хронобиологии.
Организм в силах адаптироваться к любым условиям (если на него не оказывается насильственное воздействие), используя их для достижения оптимальных суточных ритмов, которые будут благополучно сказываться на общем состоянии животного и, соответственно, будут адекватны сложившейся ситуации. Подчеркнём, что «адекватность» в данном случае не тождественна термину «оптимальность», хотя и допускаем, что ряд вариантов адекватного ритма будут близки к оптимальным показателям. «Адекватность» означает наиболее выгодное решение в данной конкретной ситуации, в которую поставлен организм. Но на практике решение может быть слишком энергозатратным, подразумевающим высокие напряжения всех систем организма. Разумеется, такое состояние будет далёким от идеала -- «оптимального» режима, при котором максимальная эффективность достигается при минимальных энергетических затратах.
Напряжённость в условиях создания и дальнейшего поддержания рабочего ритма, безусловно, может обуславливаться, например, одновременным наличием 2 и более датчиков, сравнимых по силе и, соответственно, конкурирующих (при условии различий в положении фазы). Грамотная организация среды в рамках изолированного пространства птичника предполагает наличие датчиков, синхронизированных между собой по времени. Идеальной же ситуацией будет воссоздание оптимальной среды, которая бы способствовала всем потребностям организма птицы.
На современном этапе объяснить эффективность каждого из используемых световых режимов становится проблематично в силу отсутствия понятийного аппарата, с помощью которого можно было бы провести оценку оптимальности изменения режимов в условиях содержания и выращивания животных. Учитывая же тот факт, что для всех организмов характерны различные периоды, закономерности которых уже были ранее изучены, эта задача переходит в разряд поддающихся решению. Для режима освещения характерно следующее логическое построение: анализ спектра светового потока и его источников, уровень освещённости, систематические чередования тёмного и светлого времени. Это позволяет дифференцировать используемые на сегодняшний день в народном хозяйства световые режимы на несколько групп. Например, на постоянные режимы, где сутки формально разделяются на соотношение света/темноты (С:Т), и постоянные режимы, в которых длительность света/темноты чередуется в зависимости от конкретных задач птицеводства.
Отметим, что широко применяются и РПО, в которых свет/темнота сменяются два и более раз за сутки. При этом периодичность обоих периодов может варьироваться или оставаться в одном и том же соотношении. Используются РПО импульсного (во время соответствующего режима подаются световые импульсы с высокими показателями яркости) или варьирующего (с временным изменением режима несколько раз за сутки) типа.
Отдельно следует выделить световые режимы ахемерального типа, где продолжительность суток искусственно выходит за пределы 24 часов, но сохраняет привычные для организма птицы циркадианные ритмы. Существует ряд исследований о влиянии вариативности светового потока на организм птицы.
В рамках продуктового птицеводства использование световых программ различного характера может рассматриваться с двух точек зрения -- либо с позиции изменения репродуктивных свойств животных, либо с позиции увеличения объёмов живого веса. Лишь эти показатели могут считаться полезными на практике и позволяющими интегрировать ряд других количественных данных в исследования (устойчивость, сохранность, объёмы потребляемого корма и т.д.), что оказывает влияние на весь процесс производства.
Использование режимов с постоянным соотношением света/темноты в условиях необходимости максимального воспроизводства видится нецелесообразным, т.к. доказано, что и для курочек, и для взрослых кур более предпочтительными становятся режимы освещения дифференцированного типа, когда используется искусственное освещение [13, 14, 15]. Профессором Пигарёвым ещё в 1979 году были разработаны рекомендации по созданию необходимых условий [31].
В то же время работа по выращиванию животных с целью получения мяса, безусловно, предполагает возможность использования постоянного соотношения света/темноты. Существует ряд исследований, в которых говорится о эффективности 24-часового светового цикла, либо цикла с 1 часом тьмы. При этом отключение света в последнем случае продиктовано исключительно вопросами безопасности и снижения вероятности возникновения внештатных ситуаций [10]. Однако практика показывает, что схемы 12C:12T или 6C:18T [44] демонстрируют сравнительно схожие показатели эффективности с циклами 24C или 23С:1T. Оптимальным же представляется цикл 17C:7T (18C:6T)[45]. Отметим, что 24-часовой световой цикл не всегда эффективен, а в некоторых случаях является катализатором стрессов и приводит к повышению внутриглазного давления и, как следствие -- к слепоте. Жизненные показатели птицы снижаются, причём становится очевидным отрицательный эффект и 24-часового цикла тьмы, и аналогичного периода света [22, 1]. Отсутствие периодической смены режимов приводит к снижению иммунитета [20].
Решение вопроса оптимальной длительности светового дня, вероятно, можно найти в процессе измерения показателей в естественных условиях. Наиболее комфортным принято считать режим субтропической зоны [9]. К ней, в частности, относятся территории на уровне 34°--40° с.ш. Максимальная продолжительность светового дня в этих условиях -- на уровне 14-15 часов, минимальная -- в пределах 9 часов. Отметим, что даже на 58° с.ш. продолжительность светового дня -- не больше 18 часов, при ночном 6-часовом периоде. Следует указать, что продолжительность дня, которую можно наблюдать на 60° с.ш. и выше -- не является оптимальной, т.к. в процессе филогенеза не был выработан адаптационный механизм к таким промежуткам света/темноты. Оптимальной оказывается продолжительность светового периода на уровне 17-18 часов. Тёмный период необходим птице для восстановления циркадианного ритма.
Систематические процессы в организме устанавливаются ещё во время эмбрионального развития. Очевидно, что у только что вылупившегося цыплёнка уже имеются действующие эндогенные ритмы (в крайнем случае -- они стабилизируются через сутки) [2]. Однако постоянное освещение в этом случае нивелирует выработку мелатонина, что приводит к отсутствию ритмичных изменений состава крови и, как следствие -- появлению симптомов эпифизэктомии. Причём в условиях коротких периодов света/темноты очевидными становятся признаки подавления агрессивного поведения молодого потомства [7].
Это позволяет сделать вывод, что содержание птицы требует внимания лишь к фазам активного (светового) цикла. Тёмный период характеризуется лишь с позиции достаточности (как правило, хватает 6-10 часов). Повторим, что длинные световые циклы стимулируют репродукцию птицы, короткие -- увеличивают сохранность цыплят [7].
Дифференцированные режимы света/темноты используются а практике повсеместно. Видится необходимым разделить их на две группы:
1. Для воссоздания оптимальных условий развития репродуктивности (увеличение времени светового цикла);
2. Для выращивания цыплят в целях получения мяса (уменьшение времени светового цикла).
Исследование обоих режимов на сегодняшний день проведено в достаточном объёме [18].
Следует обратить внимание на определённую доказательственную базу. Стимулирование куриц-несушек рекомендуется выполнять с помощью увеличения светового цикла за счёт раннего времени суток (предрассветный период). Оптимальными видятся цифры от 15 минут до 1 часа, причём до достижения показателей в 14-16 световых часов. Дальнейшее увеличение видится нецелесообразным, но может демонстрировать положительную динамику вплоть до 18 часов фотопериода. Выращивание же цыплят-бройлеров должно сопровождаться постепенным уменьшением такого периода. Короткий период светового дня позволяет быстрее набирать массу, а вот резкое уменьшение (с 24-часового до 12-часового цикла) приведёт к снижению живого веса и уменьшению сохранности молодняка [6].
Очевидно, что с помощью режимов света/темноты становится возможным формирование сезонных/годовых ритмов у животного. Проявление эффекта не вызывает сомнений, однако в конкретных условиях производства следует использовать различную вариативность фотопериода. Периодические изменения (1 раз в 5-7 дней / 1 раз в 30 дней) следует обязательно контролировать. Предпочтительным видится второй вариант. Увеличение длительности фотопериода позволяет контролировать сезонный/годовой ритм, т.к. курица отзывается не только на фактическую продолжительность, но и демонстрирует отклонение адекватных показателей от оптимальных. Например, при увеличении светового периода на 30 минут, курицам понадобилось около 5-7 дней, чтобы произвести синхронизацию ритмов. В тех же условиях изменение режима на 45 минут потребовало 9-12 дней на адаптацию. Такие цифры, впрочем, легко объясняются с точки зрения биологии. В условиях, к которым организм ещё не был адаптирован, внутренние часы пытаются «сохранить» ритм, который был совсем недавно максимально оптимальным. Постоянное уравновешивание внутренних процессов со внешними -- это и есть главное условие единства организма и среды, изучение которого проводилось ещё задолго до оформления теорий о периодичности света/темноты. В разных ситуациях этот процесс требует разного объёма энергетических затрат. Резкая же смена ситуации с полным переключением ритмов приводит к появлению патологий и общему негативному состоянию организма [26].
К практическому использованию периодичного освещения (а также к изучению этого процесса) человечество подтолкнуло не желание улучшить технологический процесс, а желание обеспечить максимальное энергосбережение без потери эффективности процесса. Стало очевидным, что программы прерывистого освещения -- это не только возможность сокращения производственных затрат, но и возможность увеличения общей продуктивности. Сами режимы можно дифференцировать на две большие группы -- режимы, в которых соотношение света/темноты остаётся неизменным на протяжении всего жизненного цикла птицы, и режимы, где используется динамическое изменение соотношения света/темноты в зависимости от конкретного возраста птицы. Отдельно выделяются программы, в которых периоды разделяются на 60 минут (в зависимости от кратности) или периоды с разделением на меньшие временные отрезки. Это разделение можно считать практически произвольным (факультативным), т.к. на сегодняшний день в распоряжении специалистов есть достаточно фактического и теоретического материала, который бы свидетельствовал о том, что 60-минутное разделение цикла характерно (в той или иной степени) практически всем изученным формам жизни, а также распространяет своё действие на изученные системы животных (в частности, пищеварительную). Эффективность прерывистого освещения может быть легко объяснена с помощью использования современной методологической базы исследований. Так, живые системы, несомненно, демонстрируют высокие способности к пластичности и адаптации, однако доказанное выше наличие фоторефрактерных интервалов, характерных для большинства живых организмов, позволяет управлять формированием ритмов с помощью использования относительно небольших световых промежутков (сигналов).
Описанные выше режимы, стабильные на всём протяжении жизненного цикла птицы, цикличность которых использует в качестве деления 60-минутный промежуток, показывают наибольшую эффективность в технологии выращивания бройлеров. Практическое сравнение схем (1C:2T, 1C:1C, 2C:2T; 18C:6T, 3C:1T, 1C:3T) с использованием круглосуточного освещения (упоминавшиеся выше 24C, 23C:1T) демонстрируют весомое преимущество схем на базе 1C:3T, где налицо увеличение живого веса выращиваемой птицы. Следует обратить внимание, что режимы 4C:2T, 2C:2T, 2C:1T становятся катализаторами в процессе увеличения продуктивной энергии и приводят к росту цыплят. В то же время рекомендуется применять режим 1C:3-4T, т.к. даже 12-часовой режим света/темноты не приводит к снижению описанных выше показателей, но даже позволяет получить более высокие результаты. При этом в последнем случае становится очевидным отсутствие ритма в процессе потребления кормовых составов.
Заключение
Наличие определённой структурности, присущей временной организации животных, подразумевает не только конкретные систематические изменения тех или иных биологических показателей, но и фактическое построение ежедневного биологического ритма.
Изучение времени как ещё одного фактора, влияющего на состояние живых организмов, позволяет строить схему прогнозируемого роста изменения веса бройлерных цыплят, а также устанавливать определённые маркеры развития процесса, в которых роль времени либо становится минимальной, либо полностью отсутствует, а воздействие факторов окружения (в данном случае речь идёт об изменении освещения) только возрастает.
Настоящее исследование показывает, что показатели, близкие к оптимальным (но всё ещё имеющие статус «адекватные»), оказывают влияние на показатели набора массы бройлерами только в том случае, когда динамика процессов фотопериода (как изменение скорости, так и уровня) соотносится с показателями, присущими естественной среде обитания птицы. В этом случае наибольшую близость к пропорциям ночного и дневного ритма демонстрируют размеры альтернативных состояний ритма, присущего птице. Это легко объяснить, если вспомнить, что эволюционное формирование видового разнообразия за несколько миллионов лет так и не привело к возникновению механизма, который бы мог передавать по наследству закреплённые программы обитания в конкретных биологических системах.
Подводя итоги, стоит отметить, что дифференциация фотопериодов на группы предикативных и ультимативных позволяет выделить ряд методических подходов, которые помогают объяснить фактические результаты, ранее считавшиеся необъяснимыми. К таким фактам, в частности, следует отнести закреплённую практическую эффективность режимов прерывистого фотопериода, быструю реакцию птицы на изменения в окружающей среде, которые в определённых условиях человеческого существования могут считаться незначительными. В последнем случае речь, безусловно, идёт не только об уровнях освещённости конкретных помещений, но и о световом спектре, чьё воздействие на себе испытывают птицы.