مقدمه

نور یک ابزار مدیریتی قوی در صنعت طیور است که تولید، فیزیولوژی و رفتار پرندگان را تحت تاثیر قرار می­دهد (10). نور یک محرک رفتاری است و حرکات بدنی، هوشیاری و تمایل به تغذیه، نوشیدن و تولید مثل را هدایت می­کند. در مطالعات مشخص شده است که نور در توسعه اسکلتی و عضلانی (رشد) و نیز مصرف خوراک (اشتها) جوجه های گوشتی نقش دارد و استفاده صحیح از نور باعث تضمین سلامت گله و تولید خوب می‌گردد. مطالعات جدید نشان داده اند که استفاده از برنامه نوری مناسب برای جوجه های گوشتی می­تواند به تحریک مصرف خوراک، تعدیل پاسخ ایمنی سیستماتیک، و کاهش رفتارهای پرخاشگرانه فیزیولوژیکی کمک کند و باعث بهبود سلامت و رفاه آنها شود. بنابراین، به نظر می‌رسد یک برنامه منطقی نوری برای به حداکثر رساندن پتانسیل رشد جوجه‌های گوشتی و مزایای اقتصادی آن ضروری است. عواملی نظیر منبع نور، شدت نور، مدت نوردهی، یکنواختی نور و رنگ (طول موج) نور به عنوان 5 جنبه اساسی برنامه های نوری در نظر گرفته می­شوند. با توجه به اهمیت بهبود راندمان تولید و رفاه جوجه های گوشتی، در مطالعات جدید اثرات ویژگی­های مختلف نور  بر رشد، ایمنی و رفتار جوجه های گوشتی مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین یک برنامه نوری منظم که در برگیرنده جنب ه های مختلف نوری نظیر منبع نور، شدت، رنگ و طول مدت نوردهی باشد باعث نیل به بهترین عملکرد و رفاه جوجه های گوشتی خواهد شد.

در پرندگان نور می­تواند از طریق جمجمه نفوذ کند و نه تنها از طریق چشم بلکه توسط گیرنده های نوری خارج از شبکیه (غده صنوبری یا پینه­آل و غده هیپوفیز) تشخیص داده شود. این واسط ه ها می­توانند بر سیستم بینایی جوجه های گوشتی از جمله تشخیص و انتقال نور تأثیر بگذارند. پس از تشخیص، اطلاعات نور به سیگنال­های بیولوژیکی تبدیل شده و می­تواند بر سیستم عصبی غده­ای، به ویژه محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-گناد، و در نتیجه بر ریتم­های شبانه روزی و سایر فعالیت­های فیزیولوژیکی مختلف تأثیر بگذارد (28). غده صنوبری، منطقه­ای حساس به نور بین نیمکر ه های مغز و مخچه است و می­تواند سیگنال­های نوری را دریافت کند و بر ترشح هورمون­های سروتونین و ملاتونین تاثیر داشته باشد. بنابراین، این غده نقش مهمی در تنظیم ریتم شبانه روزی و عملکرد غدد درون ریز مختلف ایفا می­کند (28). هیپوتالاموس به طور مستقیم با تعدیل ترشح هورمون آزاد کننده گنادوتروپین (GnRH)، فعالیت غده هیپوفیز و غدد پایین دست را به منظور ترشح هورمون­ها تنظیم کرده و در نتیجه در ریتم­های شبانه­روزی، فعالیت­های فیزیولوژیکی و عملکرد رشد جوجه های گوشتی شرکت می­کند (28). ریتم­های روزانه مجموعه از وقایع رفتاری و فیزیولوژیک هستند که در طول هر 24 ساعت و به دلیل قرارگیری بطور منظم تحت دوره های روشنایی و تاریکی بوقوع می­پیوندند و توسط هورمون ملاتونین تنظیم می­شوند(10). ملاتونین بصورت دوره­ای و تحت دوره تاریکی ترشح آن افزایش و در دوره روشنایی ترشح آن کاهش می‌یابد. در صنعت پرورش طیور با تغییر دوره های روشنایی و تاریکی، ترشح هورمون ملاتونین تحت تاثیر قرار می‌گیرد (10). مکانیسم‌های تاثیر طول موج نور بر سنتز ملاتونین، به طور کامل شناخته نشده است. مشخص شده است طول موج‌های مختلف دارای قابلیت‌های متمایز نفوذ به جمجمه پرندگان هستند و به طور بالقوه می‌توانند به بخش‌هایی از مغز که در کنترل ریتم‌های روزانه نقش دارند، مانند غده صنوبری و هیپوتالاموس تأثیر بگذارد (14). نور از طول موجهای کوتاه همانند نور آبی، تشکیل شده است که می­تواند سلولهای ملانواپسین (melanopsin) را فعال کرده و باعث سرکوب سنتز ملاتونین می شود (3). تغییرات در سطوح ملاتونین منجر به تأثیراتی بر چرخه‌های بیولوژیکی ناشی از این هورمون عصبی، مانند کنترل سطوح هورمونی، دمای بدن، کیفیت و مدت خواب و حالات عاطفی می‌شود (26). تغییرات در ریتم­های روزانه باعث تغییرات رفتاری می شود که می­تواند بر رفاه پرنده ها تاثیر بگذارد. در نتیجه این تغییرات رفتاری، از حرکات جوجه ها کاسته شده (در نتیجه زیر و رو کردن بستر دچار مشکل می شود) و وضعیت بد کیفیت بستر، منجر به مشکلات پا می شود (9).

شکل 1-مدلی از مکانیسم فیزیولوژیکی تاثیر طول مدت روشنایی بر رشد

جنبه های مختلف نور

منبع روشنایی

منابع مختلف روشنایی نظیر لامپ های رشته­ای، مهتابی، کم مصرف و ال ای دی وجود دارد که در صنعت طیور مورد استفاده قرار می‌گیرد. مزایا و معایب استفاده از هر کدام از این لامپ ها در زیر مورد بررسی قرار گرفته است.

اینکاندسنت (نور سفید معمولی): این لامپ ها از نظر نصب ارزان ولی راندمان نوری پایینی دارند. میزان نور آن قابل تنظیم بوده و تکنولوژی پایه سایر لامپ هاست. بار حرارتی بالایی داشته و طول عمر آن کوتاه ولی هزینه جاری آن  بالا است.

لامپ های فلورسنت فشرده: این لامپ ها خرابی زیاد دارد و به نوسانات برق حساسیت بالایی نشان می­دهد. جمع شدن آلودگی در مارپیچی لامپ ها موجب کاهش لومن نور خروجی می­گردد (شکل 2). در دمای پایین محیط شدت نور آن­ها کاهش می‌‌یابد (حساس به دما). نور فلوروسنت از نظر فیزیکی ناپیوسته است و چشم ماکیان که تیزبین­تر و حساس تر از چشم انسان است نسبت به سوسو زدن نور حساس می باشد. مشخص شده است که روشنایی لامپ فلورسنت معمولی با گذشت زمان کاهش می‌یابد (استهلاک لومن لامپ). کاهش روشنایی این لامپ ها، حفظ یکنواخت شدت نور را در واحدهای پرورش طیور با مشکل مواجه می کند. خطرات زیست محیطی مرتبط با دفع لامپ های فلورسنت یکی دیگر از نگرانی ­ها است؛ زیرا این لامپ ها حاوی جیوه بوده و معدوم سازی لامپ های سوخته نیاز به فناوری ویژه­ای دارد (15). جوجه‌های گوشتی پرورش‌یافته تحت نور لامپ های فلورسنت کاتد سرد وزن بدن پایین و نسبت هتروفیل به لنفوسیت (H:L) بالاتری داشتند که نشان دهنده وقوع استرس مزمن به هنگام استفاده از اینگونه لامپ ها است (20 و 21).

شکل 2- آلودگی در لامپهای فلوروسنت فشرده

لامپ­ های ال ای دی: تکنولوژی ال ای دی از طریق نور ساطع شده از الکترون­ها کار می­کند. دیودهای ساطع کننده نور یا (LED) جدیدا معرفی شده و در واحدهای پرورش طیور بسیار مورد توجه قرار گرفته­اند. تکنولوژی بکار رفته در این لامپ ها، آنها را قادر می­سازد تا تقریبا تمام رنگ­های طیف بینایی، نزدیک ماورای بنفش و مادون قرمز را ساطع کنند. هزینه کلی نصب این لامپ ها کم بوده و مصرف انرژی پایین و طول عمر آنها بالا است. مقاوم و بدون رشته بوده ولی هزینه اولیه آن بالاست. از مزایای اصلی این لامپ ها، بازده انرژی بالا، طول عمر بالا، مقاومت در برابر رطوبت و فراهم کردن نورهای تک رنگ است  (10). محققین نشان دادند که استفاده از لامپ های ال ای دی در مقایسه با لامپ های فلورسنت فشرده باعث بهبود تولید، بازده خوراک و سلامت جوجه های گوشتی می شود (13).

شدت نور

شدت نور بوسیله واحدهای مختلفی بیان می شود. لومن یکی از واحدهای بیان شدت نور است و مقدار کل نور مرئی ساطع شده از یک منبع معین را گویند. به عبارت دیگر اگر یک شمع را در وسط یک کره به شعاع 3/0 متر (یک فوت) روشن شود، میزان نوری که از سوراخی به اندازه 09/0 متر مربع (1 فوت مربع) خارج شود به عنوان لومن تعریف می شود.

شکل 3- مقایسه راندمان مصرف انرژی لامپ های مختلف

فوت کندل عبارتست از میزان نوری که یک فوت مربع را با یک لومن نور اشباع می­کند. این بدان معناست که تعداد لومن­ های تولید شده توسط منبع نور (چه یک چراغ اداری باشد یا یک لامپ در خانه)، بر اساس تعداد لومن­ هایی که به سطح مورد نظر می­رسند اندازه­ گیری می شود نه با تعداد لومن ­هایی که از لامپ خارج می ­شود، و بصورت فوت کندل بیان می­ شود. فوت کندل به ما می­گوید که چه مقدار از نوری که از منبع نوری خارج می شود به سطح مورد نظر می­رسد. استفاده از فوت کندل به عنوان یک استاندارد اندازه گیری، این امکان را می­دهد که نور منابع مختلف را با هم مقایسه کرد. فوت کندل بصورت مستقیم تحت تاثیر فاصله از منبع نور قرار می‌گیرد و می­توان با فرمول­های ساده زیر بیان کرد (5).

فوت کندل[1] = لومن تقسیم بر فاصله به فوت به توان 2

در نتیجه فاصله از منبع نور به عنوان یک عامل اصلی است که با فوت کندل بصورت عکس رابطه دارد.

مثال: لامپی 10 واتی  ال ای دی (LED) با 800 لومن  که در فاصله یک  و 4 فوتی از سطح باشد مقدار فوت کندل آن برابر است با:  Footcandles = 800 Lumens / (1 foot) ² = 800 / 1 = 800 FC

در نتیجه در فاصله یک فوتی لومن با فوت کندل برابر است (5). Footcandles = 800 Lumens / (4 feet) ² = 800 Lumens / (16) = 50 FC

برای تعریف لوکس می­توان گفت که هر فوت کندل تقریبا برابر 10 لوکس می­باشد. فوت کندل یک سنجش انگلیسی است و در سیستم متریک، یک لومن با متر مربع یا لوکس اندازه گیری می شود. تعداد لومن­های بیشتر نشان دهنده نور بیشتر و برعکس است (5).

شکل 4-ارتباط فوت کندل با افزایش فاصله

شدت نور بر زندگی پرنده ها تاثیر گذار است. در هفته اول پرورش (0-7 روزگی) شدت نور بالایی درنظر گرفته می شود تا جوجه به شرایط جدید عادت کند. این شدت نور معمولا در آمریکا و کشورهای اروپایی 20 لوکس و بصورت پیوسته در نظر گرفته می شود. بعد از هفته اول و عادت کردن جوجه به فضای مرغداری، آبخوری­ها و دانخوری­ها به منظور کاهش تحرک جوجه ها و بهبود رشد، شدت نور را پایین آورده و به 5 تا 10 لوکس می­رسانند(28). باید توجه داشت که هر گونه تغییر در شدت نور یا طول مدت نوردهی باید بصورت تدریجی باشد. مشخص شده است که رفتار جوجه ها نیز به میزان زیادی تحت تاثیر شدت نور قرار می‌گیرد. شدت نور بالاتر (بالاتر از 5 لوکس) باعث افزایش تحرک شده که درنتیجه آن وزن بدن کاهش می‌یابد و شدت­ های پایین­تر باعث کاهش راه رفتن، ایستادن و همچنین کنترل حالت­ های خشونت و کاهش درگیری بین پرندگان و کاهش شیوع کانیبالیسم می شود(18). بیشتر برنامه های نوری مدرن، شدت نور را در آغاز دوره بالا و در حدود 20 لوکس در نظر می‌گیرد و با گذشت زمان و در روزهای 14 تا 21 به 5 لوکس کاهش می­دهند و سپس در همین 5 لوکس ثابت نگه می­دارند. پرندگانی که در شدت نور ثابت و پایین نگه داشته می­شوند ممکن است از ایجاد برخی مشکلات در مرفولوژی چشم رنج ببرند (18).

در یکی از معدود مطالعات که در آن شدت نور با طول مدت روشنایی بر رفتار و رفاه جوجه های گوشتی مورد مقایسه قرار گرفته نشان دادند که شدت نور (1 در مقابل 200 لوکس) نسبت به طول برنامه نوری ( 20 ساعت روشنایی در مقابل 16 ساعت روشنایی) تاثیر به مراتب بیشتری بر رفتار و رفاه جوجه های گوشتی داشتند (7). در برنامه های نوری که دارای دوره های روشنایی و خاموشی هستند، عموما با افزایش شدت نور در دوره روشنایی (50 تا 200 لوکس نسبت به زمانی که شدت نور در دوره روشنایی پایین بود (1 یا 5 لوکس))، پرنده ها، ریتم شبانه ­روزی مشخص­تری داشتند و زمان بیشتری را برای فعالیت، خوردن، آشامیدن، راه رفتن و خودارایی سپری کردند و استراحت را در دوره تاریکی داشتند (4 و 7). در شدت نور بالا (200 لوکس) هماهنگی رفتاری بالایی نسبت به شدت نور پایین (5 لوکس) در گله دیده می­شد و 50 لوکس در حد واسط قرار می‌گیرد(4). در واحدهای مرغداری شدت نور تحت تاثیر عوامل مختلفی نظیر نوع لامپ، بازتابش از بستر، دیوارها و سقف، ارتفاع لامپ­ ها از محل نگهداری، کثیف بودن لامپ و برنامه نگهداری است (18). با توجه به عملکرد رشد و رفاه، 5 لوکس حداقل شدت نور پیشنهادی برای پرورش جوجه های گوشتی است. علاوه براین، انواع عوامل دیگر مانند نژاد جوجه‌های گوشتی، تراکم و سیستم پرورشی جوجه نیز باید برای انتخاب شدت نور بهینه در نظر گرفته شود. در مطالعه ه­ایی به مقایسه شدت نور (20 در مقابل 5 لوکس) و جنس پرداختند (19). نتایج این مطالعه نشان داد که نگهداری جنس نر و ماده در شدت 20 لوکس نسبت به 5 لوکس در پایان دوره به ترتیب 1/5 و 8/2 درصد وزن پایین­تری داشتند (19، شکل 5).

شکل 5- تاثیر شدت نور و ارتباط آن با جنس بر وزن زنده (19)

رنگ نور

رنگ نور توسط طول موج نور تعیین می شود. نور مرعی طول موجی در محدوده 380 تا 740 نانومتر دارد که در بین پرتوهای نامرعی کوتاهتر فرابنفش و بزرگتر فروسرخ قرار گرفته است( شکل 5). پرندگان می ­توانند رنگ ­ها نور را در محدوده 315 تا 750 نانومتر درک کنند و حساس­ترین طول موج برای پرندگان 562 نانومتر است (23). در مطالعات مشخص شده است که توزیع طیفی و حساسیت به رنگ نور با تغییر سن جوجه های گوشتی تغییر می­کند. در سنین ابتدایی و مراحل اولیه رشد، طول موج­ های کوتاه­تر (آبی، سبز) و با نزدیک شدن به بلوغ، طول موج­ های بلندتر (نارنجی، قرمز) اثر تسریع کننده­ای بر رشد و بلوغ جنسی دارند (8).

طول موج نور ممکن است بر ایمنی جوجه های گوشتی نیز تاثیر بگذارد. در مطالعه­ای نورهای آبی، سبز، قرمز و سفید با یکدیگر مقایسه شدند و مشخص شد تکثیر لنفوسیت های T در جوجه های پرورش یافته تحت نورهای با طول موج کوتاه (آبی و سبز) بیشتر و تولید آنتی بادی بالاتری نسبت به جوجه های تحت نور با طول موج بلندتر(قرمز) داشتند (29). این نشان می­دهد که رنگ نور می­تواند برتلفات تاثیر بگذارد هرچند تناقضاتی در این باره وجود دارد. در مطالعات استفاده از نور آبی باعث افزایش وزن بدن، افزایش بازده خوراک و  کاهش اثرات منفی تنش گرمایی شد (1، 2 و17). جایگزینی نور سفید با نور آبی، بطور جالب توجهی فعالیت نشانگرهای زیستی شوک حرارتی را اصلاح کرده و باعث افزایش مقاومت جوجه‌های گوشتی در برابر تنش گرمایی می شود(2). همچنین استفاده از نور سبز نیز باعث افزایش مصرف خوراک، وزن بدن، افزایش تکثیر لنفوسیت­ های T و کاهش سطح هورمون­های آدرنوکورتیکوتروپیک گردید. نور سبز باعث کاهش پرخاشگری، افزایش خود آرایی و کاهش نوک زدن به پر گردید (6 ، 11 و 12). نور قرمز اثرات مثبتی بر کاهش پرخاشگری و کاهش کانیبالیسم داشته و نیز باعث کاهش مصرف خوراک و کاهش سطح ملاتونین و IGF-1 گردید (16 و 25). در مطالعه­ای استفاده از اشعه فروسرخ باعث افزایش وزن بدن، افزایش بازده خوراک و کاهش انتشار آمونیاک گردید (24). بعلاوه مطالعات جدید به بررسی اثرات هم افزایی ترکیب نورهای تک رنگ مختلف تمرکز داشته­اند. ترکیب نور تک رنگ سبز و آبی می تواند به طور موثری تکثیر سلول های لنفاوی را افزایش و در نتیجه پاسخ استرس را کاهش داده و عملکرد ایمنی جوجه های گوشتی را بهبود بخشد (30).

شکل 6- ارتباط بین طول موج و رنگ نور

طول مدت نوردهی

طول مدت زمان نوردهی می­تواند بر عملکرد جوجه های گوشتی تأثیر بگذارد و عوامل مختلفی در انتخاب نوع برنامه نوری موثر هستند (جدول 1). در گذشته تصور بر این بود که استفاده از مدت روشنایی طولانی به علت فرصت زمان تغذیه زیاد باعث بیشترین نرخ رشد خواهد شد ولی تحقیقات امروزی نشان داده است که این تصور همیشه درست نیست (22). اعمال 23 ساعت روشنایی اثرات منفی بر نرخ رشد، مصرف خوراک، تلفات، آسایش پرندگان و بازده لاشه می گذارد و این برنامه نوری توصیه نمی شود (22). استفاده از برنامه های نوری و دوره های تاریکی بلند مدت­تر اثرات مثبتی بر عملکرد رشد و رفاه جوجه های گوشتی خواهد داشت. برنامه های نوری اساسا در تحریک و کنترل مصرف خوراک (18) و توسعه اسکلتی (27) جوجه های گوشتی نقش داشته و با کاهش سندرم مرگ ناگهانی، مشکلات پا و کنترل اسیت باعث افزایش زنده­مانی پرندگان می­گردد. در یک مطالعه مروری نشان داده شد که با کاهش طول مدت روشنایی بازده خوراک بهبود می‌یابد و بهترین بازده (بدون توجه به سن بازار) به هنگام قرارگیری جوجه های گوشتی در 14 ساعت روشنایی به دست آمد(18). این محققین در بررسی­ های خود بهبود بازده خوراک را در نتیجه کاهش احتیاجات نگهداری ناشی از متابولیسم پایین در زمان تاریکی دانستند نه از افزایش وزن. در مطالعه دیگر جوجه های گوشتی پرورش یافته تحت دوره نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی به دلیل استراحت ممتد در طول فاز تاریکی، رفاه بهتری را تجربه کردند (4).

به منظور بررسی طول مدت روشنایی بر عملکرد جوجه های گوشتی مطالعه ه­ایی به همت دانشگاه ساسکاچوان کانادا و شرکت آویاژن با اعمال برنامه نوردهی  14، 17، 20 و 23 ساعت روشنایی از سن 8 روزگی جوجه های گوشتی انجام شد. جوجه ها تا 7 روزگی تحت 23 ساعت روشنایی بودند. نتایج نشان داد که در سنین پایین­تر (31-32 روزگی) کاهش طول مدت روشنایی به زیر 20 ساعت، اثر منفی بر وزن زنده می­گذارد. در این سنین تفاوت معنی­داری در وزن بدن جوجه های پرورش یافته تحت 17 و 23 ساعت روشنایی وجود نداشت (22، شکل 7).

شکل8- تاثیر طول مدت روشنایی بر وزن بدن در 38-39 روزگی(22)

در سنین 38-39 روزگی پرندگان پرورش یافته تحت 20 ساعت روشنایی بیشترین وزن بدن را داشتند و پرندگان پرورش یافته تحت 23 ساعت روشنایی، بصورت عددی وزن بدن پایین­تری را نسبت به 17 ساعت روشنایی نشان دادند. این نتایج بیانگر این نکته است که با افزایش سن، جوجه ها برای غلبه بر تاریکی ­های طولانی مدت رفتار تغذیه­ای خود را  تغییر می­دهند (22، شکل 8).

در سنین بالاتر افزایش دوره تاریکی برای پرندگان مفید بوده و بیشترین وزن بدن در 17 و 20 ساعت روشنایی بدست آمد. پرندگان تحت 14 ساعت روشنایی از پدیده رشد جبرانی تبعیت کرده و وزنی معادل 23 روشنایی داشتند (22، شکل 9) . نتایج این تحقیق نشان داد که با کشتار پرندگان در سنین پایین (31-32 روزگی) دوره روشنایی کوتاه­تر (کمتر از 20 ساعت) اثر منفی روشنی بر نرخ رشد و مصرف خوراک دارد و با افزایش سن، پرندگان قادرند تاخیر رشد در اوایل دوره پرورش که بواسطه کوتاهی دوره نوردهی ایجاد شده را جبران نمایند.

شکل9- تاثیر طول مدت روشنایی بر وزن بدن در 48-49 روزگی(22)