2.1.2 太阳辐射对畜禽生产的作用
太阳辐射中只有被机体吸收的部分才能对机体起作用。光线波长不同，对机体的穿透能力也不同，太阳辐射在机体组织中被吸收的情况也不一样。光波波长越长，光线渗入组织的深度也越深，在太阳辐射光谱中的红光和其临近的红外线穿透能力越强，可达到组织数厘米，而波长较短的紫外线能够达到真皮乳头层的很少，大部分都在表皮处被吸收。光线被动物吸收程度与对机体的穿透能力呈反比。光线对机体穿透力能力从大到小依次为短波红外线，红、橙、黄光线，绿、青、蓝、紫光线，长波紫外线，长波红外线，短波紫外线。
太阳辐射能量被畜禽机体组织吸收后转变成不同形式的能量，并产生不同的效应。
如红光或红外线（长波）被组织吸收后，产生光热效应，即将光能转变为热运动的能量。光热效应可以使组织温度升高，组织内的各种物理化学过程加速，机体代谢提高。波长较短部分，特别是紫外线，通过组织吸收后，其中一部分转变成热运动的能量，还能产生光化学反应和光电效应。光化学反应形成的生物活性物质如组织胺、乙酰胆碱等，会刺激畜禽神经感受器而引起全身性反应，光电效应产生的阳离子会引起细胞及组织内部离子平衡发生变化，影响细胞和组织的生命活动。
畜禽食物中常常含有光敏物质如三叶草、苜蓿、灰菜、含有叶红质的荞麦等，当畜禽采食这些植物或因其身体内存在异常代谢产物，或者因感染病灶吸收的毒素等，毛细血管会因日光照射积聚为辐射能后，发生光敏反应，管壁通透性加强，出现皮肤炎症或坏死。也可能出现眼、口腔黏膜发炎或中枢神经系统紊乱和消化机能障碍，严重的甚至会导致死亡。该反应多发生于猪和羊。
1）紫外线作用
（1）有利作用
①灭菌作用 由于紫外线对于生物有强大的杀伤力，因此人类就用它来对付难缠的细菌、病毒，这是紫外线最常见的功能。通过紫外线照射细菌体后，细菌细胞的核蛋白和脱氧核糖核酸（DNA）强烈地吸收其能量，它们之间的链断裂，发生变性、凝固，从而使细菌死亡，达到灭菌作用。如用紫外线汞灯或金属卤化物灯对畜禽舍内空气、饮水和实验室相关器材灭菌，临床上还可以用来消毒和治疗表面感染。
紫外线的灭菌作用与其本身波长、照射强度、作用时间以及微生物的抵抗力有关。
不同波长紫外线杀菌能力不一，见表2.2。用于紫外线灭菌的波长一般为短波长区段，灭菌力最强的波长为254 nm，波长超过300 nm的紫外线基本没有杀菌能力。目前，多用氩气水银石英灯管进行紫外线治疗。
表2.2 不同波长段紫外线的杀菌效果
畜禽受紫外线照射强度或照射时间的增加，灭菌作用也会相应增强。
需要注意的是，如果微生物处于尘埃中，其对紫外线的耐受力将大大加强。因此，在对物品进行消毒时，需要把物品洗干净。
目前，在畜禽舍使用的是低压汞灯，辐射出254 nm的紫外线，具有较好的灭菌效果。据生产实践证明，将20 W的低压汞灯悬挂于2.5 m处，每日照射3次，可以降低染病率和死亡率，见表2.3。
表2.3 用紫外线灭菌照射对畜禽的染病、死亡和生产率的影响
②预防佝偻病作用 维生素D的主要功能是促进钙、磷吸收，调节钙、磷代谢，保证骨骼的正常发育。皮肤经紫外线的照射后，可以将皮肤内的7-脱氢麦角胆固醇转化为维生素D3和D2，也可将植物中所含的麦角固醇转变为维生素D。
在现代化集约养殖中，畜禽因常年见不到阳光或缺乏紫外线照射，维生素D的合成受阻，对钙的吸收减少，无机磷在血中含量降低，导致钙、磷代谢紊乱，极易发生维生素D的缺乏症，幼龄动物出现佝偻病，成年动物出现软骨病。实际生产中，一方面可以在饲粮中补充维生素D，同时通过紫外线照射畜禽来防治佝偻病或软骨症。紫外线选择波长在280 nm左右的效果最好。
皮肤颜色、季节和养殖场所处地理位置对畜禽吸收、利用紫外线作用不同。皮肤为白色（浅色）的家畜皮层对紫外线的穿透能力强于黑色皮肤（深色）家畜，形成维生素D的能力也较强，在相同饲养管理条件下，饲料中缺乏维生素D时，黑皮肤的畜禽比白皮肤的畜禽更易患佝偻病或软骨病。冬季高纬度地区（纬度≥32°），可利用人工紫外线照射或补饲维生素D放牧家畜。而对于现代集约化养殖下的畜禽，由于常年见不到阳光，极易发生维生素D的缺乏，除了可以通过在饲料中添加维生素D以外，一般还可以通过选用波长在208～340 nm的紫外线进行人工保健照射，以提高畜禽的生产性能。如采用15～20 W的保健紫外灯，距离鸡体1.5～2.0 m高，30 min/次，每日照射4～5次，鸡的生长率、产蛋率和孵化率会明显提高。奶牛、奶羊通过紫外线灯的照射，其产奶量和奶中维生素D含量也会提高。
③保健作用 畜禽如果长期受不到阳光照射或缺乏利用紫外线的照射，机体免疫功能会下降，对各种疾病抵抗力也会相应减弱。利用长波紫外线对畜禽进行适量照射，可增加白细胞的数量，刺激体液及细胞免疫活性，会增强机体的免疫功能，提高畜禽对各种疾病的抵抗力和对环境的适应能力，从而起到保健作用。因此，在养殖场规划设计时，要合理确定各圈舍之间的距离和方向，保证有充足的阳光照射；在畜禽管理上，保证动物每天都有一定的舍外活动时间，接受太阳照射。尤其是寒冷的冬季，本来能够到达地面的天然紫外线就比较少，再加上圈舍窗户玻璃对紫外线穿透力的影响，能够到达舍内的紫外线更有限，在冬季更应补充人工紫外线照射，以促进幼龄动物生长，提高生产性能。
④色素沉着作用 在太阳照射下，畜禽皮肤颜色变深的现象称为色素沉着，这就是紫外线的黑斑作用。长波紫外线穿透性可达到真皮深处，并可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑，皮肤变黑会防止光辐射透入深部组织，这样就起到了防御紫外线、保护皮肤的作用。因而长波紫外线也被称作“晒黑段”。长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症，但如果长期积累会导致皮肤老化和严重损害。
（2）不利作用
过度地照射紫外线，可引起一系列不良反应。
①皮肤受损，产生光照性皮炎 在紫外线强烈照射下，当畜禽采食饲料中含有光敏性物质作用于皮肤中的某一物质后，皮肤会出现红斑、痒、水疱、水肿、眼痛、流泪等光照性症状；严重的还可能引起皮肤癌。这种现象多见于皮肤是白色或无毛、少毛的动物，如猪和羊。
②造成眼睛发炎 当紫外线过度照射畜禽眼睛时，可造成眼睛受伤，引起结膜和角膜发炎，症状表现为眼睛有灼烧感、眼红、流泪等，称为光照性眼炎。应避免长期接触紫外线。
③红斑作用 紫外线照射的某一皮肤部位出现红斑现象，这种特异性反应称为红斑作用。在紫外线波长254 nm和297 nm处最敏感。但该处紫外线有抗佝偻病的作用，因此在生产实践中，要结合皮肤出现红斑作为确定紫外线照射时间的依据。
紫外线照射对畜禽有利也有弊，在养殖畜禽过程中，要尽可能利用其有利一面，避免因过度照射产生不利后果。
2）可见光作用
可见光是电磁波谱中眼睛可以感知的部分，它通过视网膜，作用于畜禽中枢神经系统，引起机体反应，影响机体的整个生命活动。可见光的生物学效应与光的波长、光色、光的强度以及光照时间有关。
（1）光的波长与光色
可见光的波长对畜禽影响不明显。但在实验和实际生产中发现禽类动物对光色较敏感，尤其是对鸡的生理机能和生长均有一定的不利影响。饲养实验表明，红光对处于生长发育阶段的雏鸡和青年鸡，有抑制生长速度和推迟性成熟的影响，影响种公鸡的性功能，使种蛋受精率降低，但在红光下的鸡比较安静；而绿光、蓝光或黄光虽然对鸡增重快，但成熟较早，对成年母鸡的产蛋性能有抑制作用，会使产蛋率下降，产蛋高峰期缩短，种蛋质量降低，孵化率和雏鸡成活率低下。
光色是指“光源的颜色”。光色与鸡的啄癖也有关系。用红光和绿光时，啄癖发生率为0，见表2.4。
表2.4 光色与鸡啄癖发生率的关系
（2）光照强度
光照强度影响畜禽的采食量和代谢。有实验表明，光照强度过强的话，不仅会影响鸡的正常休息，还会引发鸡群整体兴奋，以及引起“翻肛”和打斗、神经质问题，更严重的甚至会引起鸡群出现啄肛、啄羽等现象；光照强度过低会对鸡生长发育不利，延缓生长。一般种鸡和蛋鸡舍中的光照强度可保持在10 lx，肉鸡5 lx，均不可过高。处于育肥期的家畜，光照过强则会过于兴奋，运动增多，基础代谢率提高，从而影响了增重和饲料利用率。在饲养管理工作中，要减少家畜在育肥期的光照强度（40～50 lx），能够保证饲养员基本工作的开展和家畜采食即可。对于断奶仔猪，在一定范围内延长光照或提高光照强度（60～100 lx），有利于兴奋神经系统，抑制褪黑素分泌，刺激生长激素、甲状腺素分泌，维持动物清醒状态，刺激采食活动，促进新陈代谢，有利于蛋白质和脂肪的合成。
（3）光照时间
动物许多生理现象的节律性受到多种环境因素的影响，其中最主要的是光照。每种动物对光照时间变化会产生适应性，其活动或运动表现周期性交替出现的生物现象，称为生物节律（“生物钟”）。其中光照时间是指光照强度达到一定强度以后的保持时间。
生物节律现象直接和地球、太阳及月球间相对位置的周期变化对应。
①昼夜节律 动物的活动和生理机能与地球的昼夜相联系，出现大约每隔24 h重复进行的现象。相反，活动不规则的，称无节律性，如多数土壤动物。
②潮汐节律 主要表现为生活在沿海潮线附近的动物活动规律与潮汐相一致。
③月节律 约29.5天为一期，主要反映在动物发情和生殖周期上。
④季节节律 地球表面所接受的太阳辐射的时数发生季节变化，这种昼夜长短的变化影响着许多动物的活动。如大多数动物都有一定的繁殖季节。
此外，还有一些生物节律不受外界影响，是生物体内激发生物节律并使之稳定维持的内部定时机制，即生物钟。比如公鸡到清晨某时刻打鸣。生物钟是一种比喻的说法，并不是在动物体内真正有这种具体的形态结构，而是指动物体内存在着类似时钟的节律性。节律行为对动物获得食物和适宜的生活环境，避开不良的生活条件有重要作用。
（4）光照时间对动物生产性能的影响
①光照时间对繁殖性能的影响 在生物学方面，光照时间的长短能够影响动物的繁殖活动。有的动物随着春夏季节日照时间的逐渐延长，温度的逐步升高，其性机能活动会旺盛起来，开始发情、交配等繁殖活动等，此类动物称为“长日照动物”，如马、驴等；有的动物在日照时间逐步缩短的季节，温度下降时进行繁殖，此类动物称为“短日照动物”，需要在短光照的条件下进行繁殖，如绵羊、山羊等。不同纬度地区因光照的年周期变化不同，动物繁殖季节性表现也不同。赤道地区光照年周期变化不明显，动物繁殖没有明显的季节性，而高纬度地区动物繁殖的季节性比低纬度地区动物明显。
由于家禽对光照时间敏感，因此产蛋鸡在寒冷的冬季，因日照时间短，满足不了母鸡需求，抑制了其性腺的发育，这是母鸡停产的主要原因。在养禽生产上，通常应用人工控制光照措施来控制蛋鸡的性成熟，来达到适时开产、增加产蛋率的目的。但需要注意的是，随着光照时间延长，鸡的性成熟提前，开产日龄较小，第一个产蛋年中的小形蛋比例较大，而逐步缩短光照下的母鸡则开产较迟，有利于鸡的生长发育，产蛋率提高，蛋重增加。蛋鸡舍的光照时间以14～16 h/d为宜，超过17 h/d，产蛋率会因家禽疲劳而下降，低于8 h/d，会停止产蛋。
畜禽对光照节律的反应，是畜禽长期生活在一定环境下形成的遗传性，表现在很多方面（如换毛）。需要注意的是，在如今的养殖业中，畜禽人工培育的程度越来越高，其对光的反应将逐渐减弱。
②光照时间对生长、生产的影响 畜禽的生长、肥育性能受多种因素影响。一般认为，种用畜禽光照时间相对可以长点，有利于活动，增强体质；幼龄畜禽如仔猪，通过增加光照时间，可增强肾上腺皮质的功能，提高免疫力，促进食欲，增强仔猪消化机能，提高仔猪增重速度与成活率；而肥育期畜禽可适当缩短光照时间，减少活动，有利于育肥。
③光照时间对产奶量的影响 哺乳动物的产奶量与季节有关。一般春季最多，5～6月份达到高峰，7月份因温度高而大幅度下降，到10月份后又慢慢回升。牧区草地资源和温度高低与产奶量有直接关系，但有实验表明，适当增加光照时间可以提高动物的产奶量，表明光照时间的变化也是影响产奶量的重要原因。
④光照时间对产毛性能的影响 羊毛一般在夏季的生长较冬季快，表现出明显的季节性。动物皮毛的成熟随着秋季的到来，日照时间的逐渐缩短而逐渐成熟，入冬后的皮子和被毛的质量会达到优质。可以采取人工控制光照、加大光照的季节性变化来提升皮毛质量，这样也不会耽误动物的配种。
此外，光照时间是影响畜禽被毛季节性脱落更换的主要因素。如在自然条件下，鸡每年都会在秋季换羽。但由于目前很多养鸡场实行恒定光照制，人为控制光照时间，造成鸡羽不能正常脱落更换。因此，在生产实践中，可以通过缩短光照等人工措施，来实施鸡的强制换羽，以控制产蛋周期。
3）红外线作用
红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，又称为红外热辐射，是一种肉眼看不到的光。高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。
（1）有利作用
①保温御寒作用 太阳的热量主要通过红外线传到地球，被物体吸收，红外线辐射能量就转化为热能，使物体温度升高，产生热效应，故又称为热射线。在实际生产中红外线灯常做热源来给幼龄、病、弱畜禽保温御寒，通过红外线照射，还可以改善机体的血液循环，促进动物的生长发育。如一般每一窝仔猪用一盏红外线灯进行保温，而家禽育雏生产中，通常是800～1 000只畜禽配备125 W的红外线灯保温伞育雏。
②治疗作用 因为红外线能够深入畜禽皮下组织，使皮下深层皮肤温度上升，产生温热效应，使微血管扩张，局部血液循环得到改善，物质代谢增强，渗出液被吸收消除，组织细胞活力及再生能力提高，肿胀得以减轻或消除，促进炎症的消散，加快伤口愈合。
（2）不利作用
①红外线引起的热辐射对皮肤的穿透力超过紫外线，其辐射量中的8%～17%能到达皮下组织。通过红外线的辐射效应能使皮肤温度升高，毛细血管扩张、充血，增加表皮水分蒸发等，但如果辐射强度过强，皮肤温度会升高到40℃以上，皮肤表面会发生变性，甚至严重烧伤。
②过度照射红外线，会使机体表面血液循环增加，而内脏血液循环减少，胃肠道消化力降低，对特异性传染病的抵抗力下降。
③当头部受到强烈的红外线照射时，大量热辐射被头部皮肤及头颅骨吸收，从而使颅内温度升高导致日射病。在养殖场建设规则中，要在运动场设置凉棚或种植树木，要避开日照最强的中午进行放牧或在这个时间段把动物赶至阴凉处，以防日射病。
④长期接触或暴露于红外线下会对眼睛有伤害。眼睛中的晶状体吸收短波红外线后，引起晶状体温度升高而变得浑浊，引起白内障。常发生于马属动物。此外，红外线所产生的热能还会灼伤视网膜脉络、虹膜。在夏季放牧或劳动时，要注意对动物的头与眼睛做好防护。
⑤红外线的热效应还可引起机体散热困难，造成动物过热症。