用于肉鸡养殖的led光谱可调装置及光照调制方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置及光照调制方法。LED基座上装有与LED基座形状相同的灯座阵列，灯座阵列的各个灯座上通过螺口安装有螺口LED灯珠，螺口LED灯珠包括两种LED灯珠，两种LED灯珠均内置有发光芯片；根据肉鸡品种和生长阶段的不同光照需求，通过调节LED光谱可调装置中的螺口LED灯珠的光谱以促进肉鸡生长。本发明可通过LED特种光谱定向定点刺激肉鸡的生理反应，最大限度地发挥家禽的遗传和生产潜力；根据肉鸡的品种和生长阶段对光信息的需求，通过螺口LED灯珠的自由安装或卸载，方便地实现LED特种光谱的变换，为在不同的生长阶段采用不同光谱照明的养殖需求提供了解决方式。
【专利说明】用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置及光照调制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED光谱装置及调制方法，尤其是涉及一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置及光照调制方法。
【背景技术】
[0002]影响家禽生长的环境因素包括温度、湿度、光照、通风、空气质量等，大量研究已证明，所有因素中，光照的作用最为突出。家禽为光敏感动物，因眼球构造的特殊性，其光敏感性甚至比人更高。
[0003]成年禽类视网膜含有5种视锥细胞，包括4种单核的紫色、蓝色、绿色、红色视锥细胞用于接受光色信息，I种双核的视锥细胞用于捕捉物体的运动信息。同时，在禽类的下丘脑部位含有额外的感光细胞，且不同波长的光到达禽类下丘脑时产生的作用效率是不同的。所以不同波长的光照可引起家禽产生不同的生理、行为、内分泌反应，进而影响家禽的生长与发育。据报道，橙色或红色能够促进野鸭睾丸发育；红色或白色可促进雄性日本鹌鹑体重增加，加快火鸡生长发育；绿色和蓝色使雄性鹌鹑的生长加速，使蛋鸡产蛋率提高。
[0004]然而，目前养殖场的光环境主要由白炽灯或节能灯控制，LED灯作为典型的半导体光源，与白炽灯或节能灯相比，其光谱特性有很大优势性。LED是窄光谱，可实现单色光，而白炽灯是宽光谱；同样的光强，白炽灯的光谱能量分布在整个可见光光波段中，而LED单色光的能量能集中在特定的纳米波段范围内，形成特种光谱，定向定点刺激家禽的生理反应，最大限度地发挥家禽的遗传和生产潜力。同时，目前存在的一些鸡舍照明设备功能单一，发射的光谱成分不可调，然而不同的家禽品种及生长阶段对光照信息的需求是不同的，所以亟需发明一种能够简易实现照明设备光谱成分的变换，满足家禽不同品种和生长阶段对光信息的需求，促进家禽生产性能的提高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置及光照调制方法，采用LED光谱调制装置作为刺激肉鸡生长的光源，根据不同的肉鸡品种及生长阶段对不同的光信息需求，通过螺口 LED灯珠在LED基板上的自由安装和卸载，实现LED光谱成分的变换，为肉鸡提供LED特种光谱刺激，设置合适的照明刺激时间和刺激强度，最大限度的发挥肉鸡的遗传和生长潜力，提高体增重，降低料肉比，增强体质健康和抵抗疫病能力。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一、一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置
本发明包括LED基座、灯座阵列和螺口 LED灯珠，LED基座上装有与LED基座形状相同的灯座阵列，灯座阵列的各个灯座上通过螺口安装有螺口 LED灯珠，螺口 LED灯珠包括LED灯珠A和LED灯珠B，LED灯珠A和LED灯珠B均内置有发光芯片。
[0007]所述的LED灯珠A数量大于等于所述的LED灯珠B的数量；LED灯珠A的发光芯片发射的光谱为单波峰光谱，峰值波长为591 土 16nm ；LED灯珠B的发光芯片发射的光谱为双波峰光谱，第一峰值波长为583±109nm，第二峰值波长为454±20nm。
[0008]所述的LED灯珠A和LED灯珠B均匀间隔安装在灯座阵列的灯座上。
[0009]所述的LED基座的形状为圆环形、三角形、方形或直线形。
[0010]二、一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置的光照调制方法
在肉鸡养殖时，通过LED光谱可调装置进行光照，LED光谱可调装置包括LED基座、灯座阵列和螺口 LED灯珠，LED基座上装有与LED基座形状相同的灯座阵列，灯座阵列的各个灯座上通过螺口安装有螺口 LED灯珠，螺口 LED灯珠包括LED灯珠A和LED灯珠B ;根据肉鸡品种和生长阶段的不同光照需求，通过调节LED光谱可调装置中的螺口 LED灯珠的光谱以促进肉鸡生长，螺口 LED灯珠均为LED灯珠A或者LED灯珠A和LED灯珠B的组合，其中LED灯珠A的数量大于等于LED灯珠B的数量；在肉鸡0_3日龄时，螺口 LED灯珠光照时间为每天24小时，光强度为2(T50Iux，第4天开始，光照时间每天降I个小时，直至降到16小时每天，光强度为5?301ux。
[0011]所述的LED灯珠A发射的光谱为单波峰光谱，其峰值波长为591±16nm;所述的LED灯珠B发射的光谱为双波峰光谱，其第一峰值波长为583± 109nm，第二峰值波长为454±20nm。
[0012]当肉鸡为黄羽肉鸡时，直线形的LED基座上安装有灯座阵列。
[0013]所述的LED灯珠A和LED灯珠B的组合的比例为1:1?5:1。
[0014]本发明具有的有益的效果是:
1.采用LED光谱调制装置作为肉鸡生长刺激光源，LED是窄光谱，可实现单色光，其能量集中在特定的纳米波段范围内，形成特种光谱，定向定点刺激家禽的生理反应，最大限度地发挥家禽的遗传和生产潜力，提高体增重，降低料肉比，增强体质健康和抵抗疫病能力。
[0015]2.根据肉鸡的品种和生长阶段对光信息的需求，通过螺口 LED灯珠在LED光谱调制装置的基板上的自由安装或拆卸，较方便的实现LED特种光谱的变换，为在不同的生长阶段采用不同光谱照明的养殖需求提供了解决方式，解决了不同光谱照明更换繁琐的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施中LED基座为方形的结构示意图。
[0017]图2是本发明实施中LED基座为直线的结构示意图。
[0018]图3是本发明实施中LED基座为圆环形的结构不意图。
[0019]图4是本发明实施中优选的LED灯珠A的光谱。
[0020]图5是本发明实施中优选的LED灯珠B的光谱。
[0021]图6是本发明实施例1的黄色LED光谱用于实际养殖测试的测试效果图(平均体重)。
[0022]图7是本发明实施例1的黄色LED光谱用于实际养殖测试的测试效果图(料重比)。
[0023]图8是本发明实施例2的含50%暖白区光谱的特制LED组合光谱用于实际养殖测试的测试效果图(平均体重)。
[0024]图9是本发明实施例2的含50%暖白区光谱的特制LED组合光谱用于实际养殖测试的测试效果图(料重比)。
[0025]图10是本发明实施例3的含16%暖白区光谱的特制LED组合光谱用于实际养殖测试的测试效果图(平均体重)。
[0026]图11是本发明实施例3的含16%暖白区光谱的特制LED组合光谱用于实际养殖测试的测试效果图(料重比)。
[0027]图中:1.LED光谱调制装置，2.LED基座，3.螺口 LED灯珠，4.灯座阵列，5.螺口，6.发光芯片。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0029]如图1所示，本发明装置包括LED基座2、灯座阵列4和螺口 LED灯珠3，LED基座2上装有与LED基座2形状相同的灯座阵列4，灯座阵列4的各个灯座上通过螺口 5安装有螺口 LED灯珠3，螺口 LED灯珠3包括LED灯珠A和LED灯珠B，LED灯珠A和LED灯珠B不相同，LED灯珠A和LED灯珠B均内置有发光芯片6。
[0030]优选的LED灯珠A数量大于等于所述的LED灯珠B的数量:如图4所示,优选的LED灯珠A的发光芯片7发射的光谱为单波峰光谱，峰值波长为591±16nm，色温为1832K，发光效率为561m/w ;如图5所示，优选的LED灯珠B的发光芯片7发射的光谱为双波峰光谱，第一峰值波长为583±109nm，第二峰值波长为454±20nm，色温为2975K，发光效率为901m/w。[0031 ] 优选的LED灯珠A和LED灯珠B均匀间隔安装在灯座阵列4的灯座上。
[0032]如图f 3所示，优选的LED基座22的形状为圆环形、三角形、方形或直线形。
[0033]本发明装置的光照调制方法，包括:在肉鸡养殖时，通过LED光谱可调装置I进行光照，LED光谱可调装置I包括LED基座2、灯座阵列4和螺口 LED灯珠3，LED基座2上装有与LED基座2形状相同的灯座阵列4，灯座阵列4的各个灯座上通过螺口 5安装有螺口LED灯珠3，螺口 LED灯珠3包括LED灯珠A和LED灯珠B，LED灯珠A和LED灯珠B不相同；根据肉鸡品种和生长阶段的不同光照需求，通过调节LED光谱可调装置I中的螺口 LED灯珠3的光谱以促进肉鸡生长，螺口 LED灯珠3均为LED灯珠A或者LED灯珠A和LED灯珠B的组合，其中LED灯珠A的数量大于等于LED灯珠B的数量；在肉鸡0_3日龄时，螺口LED灯珠3光照时间为每天24小时，光强度为2(T501uX，第4天开始，光照时间每天降I个小时，直至降到16小时每天，光强度为5?301ux。
[0034]如图4所示，优选的LED灯珠A发射的光谱为单波峰光谱，其峰值波长为591±16nm，色温为1832K，发光效率为561m/w ;如图5所示，优选的LED灯珠B发射的光谱为双波峰光谱，其第一峰值波长为583±109nm，第二峰值波长为454±20nm，色温为2975K，发光效率为901m/w ；LED灯珠A的数量大于等于LED灯珠B的数量。
[0035]优选的LED基座2的形状为圆环形、三角形、方形、直线形等等。
[0036]当肉鸡为黄羽肉鸡时，直线形的LED基座2上安装有灯座阵列4，灯座阵列4也为直线形。
[0037]优选的LED灯珠A和LED灯珠B的组合的比例为1:1?5:1。
[0038]本发明可在LED基座上均匀内置m个螺口灯座，每个螺口灯座可自由安装或卸载一颗螺口 LED灯珠，在m个螺口灯座上安装η颗螺口 LED灯珠A和m_n颗螺口 LED灯珠B，构成特制的LED阵列，进行光照刺激肉鸡生长。通过本发明的LED特种光谱定向定点刺激肉鸡的生理反应，最大限度地发挥肉鸡的遗传和生产潜力。
[0039]本发明不是采用固定方式固定灯珠，而是采用螺口方式连接灯座和灯珠可方便自由安装或拆卸LED灯珠。
[0040]本发明也可根据养殖中的不同需求，改变LED基座的形状，以达到适应不同鸡种和不同光照条件的要求。
[0041]本发明的实施例如下:
实施例1:
在封闭式鸡舍(15.5mX6.5m)内摆放12个2mX Im的正方体形铁网式鸡笼，在其中6个鸡笼的每个鸡笼顶部安装2个节能灯作为刺激光源(对照组)，另外6个鸡笼的每个鸡笼顶部安装2个能够发射黄色LED光谱的LED光谱调制装置作为刺激光源(实验组)，每个鸡笼饲养20只品种为“梅黄”的肉鸡，鸡舍内的温度通过热风机和电风扇控制。如图1所示，实验组中LED光谱调制装置上有36个内置螺口灯座，通过螺口在LED光谱调制装置上固定36颗带有螺口的黄色LED灯珠，每颗黄色LED灯珠通过发光芯片发射峰值波长为591 ± 16nm、色温为1832K，发光效率为561m/w的光谱，形成如图4所示的特种调制的黄色LED光谱。通过中央控制器控制光源的光照制度和刺激强度，肉鸡0-3日龄时，刺激时间为每天24小时，刺激强度为301ux，第4天开始，刺激时间每天降I个小时，直至降到16小时每天，刺激强度为151ux。肉鸡饲养采用全程封闭式饲养，肉鸡可自由采食和饮水，每天记录实验组和对照组肉鸡的采食量，分别在45、60、72、78天对每只鸡逐只称重，并计算实验组和对照组的平均重及料重比。实验结果如图6和7所示。
[0042]图6和图7分别显示了特制的黄色LED光谱刺激下生长的肉鸡的平均体重与普通节能灯刺激下生长的肉鸡的平均体重和料重比的对比图。由图6可看出相比于普通节能灯刺激下生长的肉鸡，特制的黄色LED光谱刺激下生长的肉鸡的平均体重至少高出4.46%，最大可提高7.09%的平均体重。同时由图7可看出，特制的黄色LED光谱刺激可提高明显提高肉鸡饲养的料重比，尤其是在肉鸡生长的前期和中期，至少可提高8.93%的饲料利用率。
[0043]由实施例1可看出，采用特制黄色LED光谱刺激肉鸡生长，其能量集中在591 ±16nm的黄光区波段内，可定向定点刺激家禽的生理反应，最大限度提高肉鸡的平均体重和饲料利用率。同时，通过螺口 LED灯珠在LED光谱调制装置的基板上的自由安装或卸载，较方便的实现LED特种光谱的变换，以满足不同品种和不同生长阶段的光需求。
[0044]实施例2:
如图1和2所示，在封闭式鸡舍(15.5mX6.5m)内摆放12个2mXlm的正方体形铁网式鸡笼，在其中6个鸡笼的每个鸡笼顶部安装2个能够发射黄色光谱的LED光谱调制装置作为刺激光源(对照组)，另外6个鸡笼的每个鸡笼顶部安装2个能够发射含有50%的黄色光谱和50%的暖白区光谱的组合光谱的LED光谱调制装置作为刺激光源(实验组)，每个鸡笼饲养20只品种为“梅黄”的肉鸡，鸡舍内的温度通过热风机和电风扇控制。如图1所示，对照组中LED光谱调制装置上有36个内置螺口灯座，通过螺口在LED光谱调制装置上固定36颗带有螺口的黄色LED灯珠，每颗黄色LED灯珠通过发光芯片发射峰值波长为591 ± 16nm、色温为1832K，发光效率为561m/w的光谱。实验组中特制的LED阵列上有36个内置螺口灯座，通过螺口在LED光谱调制装置上固定18颗带有螺口的黄色LED灯珠和18颗带有螺口的暖白LED灯珠，每颗黄色LED灯珠通过发光芯片发射峰值波长为591 土 16 nm、色温为1832K，发光效率为561m/w的光谱，每颗暖白LED灯珠通过发光芯片发射第一峰值波长为591±16 nm，第二峰值波长为454±20 nm，色温为2975K，发光效率为901m/w的光谱，形成如图4和5叠加的含有50%特种调制的黄色LED光谱和50%暖白LED光谱的特种调制LED组合光谱。通过中央控制器控制光源的光照制度和刺激强度，肉鸡0-3日龄时，刺激时间为每天24小时，刺激强度为301ux，第4天开始，刺激时间每天降I个小时，直至降到16小时每天，刺激强度为151ux。肉鸡饲养采用全程封闭式饲养，肉鸡可自由采食和饮水，每天记录实验组和对照组肉鸡的采食量，分别在35、49、63、80天对每只鸡逐只称重，并计算实验组和对照组的平均重及料重比。实验结果如图8和9所示。
[0045]图8和图9分别显示了在特制黄色LED光谱中添加50%的暖白区LED光谱形成的特制LED组合光谱刺激下生长的肉鸡的平均体重与100%特制黄色LED光谱刺激下生长的肉鸡的平均体重和料重比的对比图。由图8可看出相比于特制的黄色LED光谱刺激下生长的肉鸡，在特制的黄色LED光谱中添加50%的暖白区LED光谱形成的特种调制LED组合光谱刺激下生长的肉鸡的平均体重在生长早期有进一步提高(35和49日龄时分别进一步0.77%和0.84%)。然而在肉鸡生长后期平均体重有所下降，同时料重比有所增加(图9)。
[0046]由实施例2可看出，相比于单纯的采用特制黄色LED光谱，采用发射含50%特黄色LED光谱和50%的暖白区LED光谱的LED特种组合光谱刺激肉鸡生长，其平均体重可进一步提高，虽然50%LED特种组合光谱下的料重比有所增加，但是总体来说50%LED特种组合光谱可进一步提高肉鸡的生产性能。同时，单个LED光谱调制装置发射的特种调制的50%LED组合光谱的发光效率为26421m/w，单个LED光谱调制装置发射的特种调制黄色LED光谱的发光效率为20301m/w，相比之下可提高30%的发光效率，大幅度减少电力成本。
[0047]实施例3:
如图1和2所示，在封闭式鸡舍(15.5mX6.5m)内摆放12个2mXlm的正方体形铁网式鸡笼，在其中6个鸡笼的每个鸡笼顶部安装2个能够发射特种调制的黄色光谱的特制的LED阵列作为刺激光源(对照组)，另外6个鸡笼的每个鸡笼顶部安装2个能够发射含有84%的黄色光谱和16%的暖白区光谱的组合光谱的特制的LED阵列作为刺激光源(实验组)，每个鸡笼饲养20只品种为“梅黄”的肉鸡，鸡舍内的温度通过热风机和电风扇控制。如图1所示，对照组中
特制的LED阵列上有36个内置螺口的灯座，通过螺口在LED光谱调制装置上固定36颗带有螺口的黄色LED灯珠，每颗黄色LED灯珠通过发光芯片发射峰值波长为591 ± 16 nm的光谱。实验组中特制的LED阵列上有36个内置螺口的灯座，通过螺口在LED光谱调制装置上固定24颗带有螺口的黄色LED灯珠和12颗带有螺口的暖白LED灯珠，每颗黄色LED灯珠通过发光芯片发射峰值波长为591 ± 16 nm、色温为1832K，发光效率为561m/w的光谱，每颗暖白LED灯珠通过发光芯片发射第一峰值波长为591 ±16 nm，第二峰值波长为454±20nm,色温为2975K，发光效率为901m/w的光谱，形成如图4和5叠加的含有84%特种调制的黄色LED光谱和16%暖白LED光谱的特种调制LED组合光谱。通过中央控制器控制光源的光照制度和刺激强度，肉鸡0-3日龄时，刺激时间为每天24小时，刺激强度为301ux，第4天开始,刺激时间每天降I个小时,直至降到16小时每天，刺激强度为151ux。肉鸡饲养采用全程封闭式饲养，肉鸡可自由采食和饮水，每天记录实验组和对照组肉鸡的采食量，分别在
35、49、63、80天对每只鸡逐只称重，并计算实验组和对照组的平均重及料重比。实验结果如图10和11所示。
[0048]图10和图11分别显示了在特制的黄色LED光谱中添加16%的暖白区LED光谱形成的特制LED组合光谱刺激下生长的肉鸡的平均体重与特制黄色LED光谱刺激下生长的肉鸡的平均体重和料重比的对比图。由图10可看出相比于特制的黄色LED光谱刺激下生长的肉鸡，在特制的黄色LED光谱中添加16%的暖白区LED光谱形成的LED特种组合光谱刺激下生长的肉鸡的平均体重有进一步提高(35、49和63日龄时分别进一步1.60%,3.61%和
4.16%)。同时在肉鸡生长的早期和中期，可降低肉鸡的料重比(图11)。
[0049]由实施例3可看出，相比于单纯的采用特制黄色LED光谱，采用发射含84%特制黄色LED光谱和16%的暖白区LED光谱的LED特种组合光谱刺激肉鸡生长，其平均体重可进一步提高，料重比进一步降低。同时，单个LED光谱调制装置发射的16%LED特种组合光谱的发光效率为30491m/w，单个LED光谱调制装置发射的特制黄色LED光谱的发光效率为20301m/w，相比之下可提高50%的发光效率，大幅度减少电力成本。
[0050]传统的养殖过程中是固定光谱的灯具安装在环境中，整个生长过程均是在同一光谱的灯的环境下照明，即使需要更换光谱也只能通过整个照明光源装置进行更换，比较繁琐、费力，不能方便更换。而本发明根据鸡的品种生长阶段，通过螺口很方便的更换LED灯珠，实现养殖中光谱的变换，为在不同的生长阶段采用不同光谱照明的养殖需求提供了解决方式，解决了不同光谱照明更换繁琐的技术问题。
[0051]上述【具体实施方式】用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置，其特征在于:包括LED基座(2)、灯座阵列(4)和螺口 LED灯珠(3 )组成，LED基座(2 )上装有与LED基座(2 )形状相同的灯座阵列(4)，灯座阵列(4 )的各个灯座上通过螺口( 5 )安装有螺口 LED灯珠(3 )，螺口 LED灯珠(3 )包括LED灯珠A和LED灯珠B，LED灯珠A和LED灯珠B均内置有发光芯片(6)。
2.一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置，其特征在于:所述的LED灯珠A数量大于等于所述的LED灯珠B的数量；LED灯珠A的发光芯片(7)发射的光谱为单波峰光谱，峰值波长为591±16nm ;LED灯珠B的发光芯片(6)发射的光谱为双波峰光谱，第一峰值波长为583±109nm，第二峰值波长为 454±20nm。
3.一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置，其特征在于:所述的LED灯珠A和LED灯珠B均匀间隔安装在灯座阵列(4)的灯座上。
4.一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置，其特征在于:所述的LED基座(2)的形状为圆环形、三角形、方形、直线形等等。
5.应用于权利要求1?4任一所述装置的一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置的光照调制方法，其特征在于:在肉鸡养殖时，通过LED光谱可调装置(I)进行光照，LED光谱可调装置(I)包括LED基座(2 )、灯座阵列(4 )和螺口 LED灯珠(3 )，LED基座(2 )上装有与LED基座(2)形状相同的灯座阵列(4)，灯座阵列(4)的各个灯座上通过螺口(5)安装有螺口 LED灯珠(3 )，螺口 LED灯珠(3 )包括LED灯珠A和LED灯珠B ； 根据肉鸡品种和生长阶段的不同光照需求，通过调节LED光谱可调装置(I)中的螺口LED灯珠(3)的光谱以促进肉鸡生长，螺口 LED灯珠(3)均为LED灯珠A或者LED灯珠A和LED灯珠B的组合，其中LED灯珠A的数量大于等于LED灯珠B的数量；在肉鸡0_3日龄时，螺口 LED灯珠(3)光照时间为每天24小时，光强度为2(Γ50χ，第4天开始，光照时间每天降I个小时，直至降到16小时每天，光强度为5?30χ。
6.根据权利要求5的一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置的光照调制方法，其特征在于:所述的LED灯珠A发射的光谱为单波峰光谱，其峰值波长为591±16nm ;所述的LED灯珠B发射的光谱为双波峰光谱，其第一峰值波长为583±109nm，第二峰值波长为454±20nm。
7.根据权利要求5的一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置的光照调制方法，其特征在于:当肉鸡为黄羽肉鸡时，直线形的LED基座(2 )上安装有灯座阵列(4 )。
8.根据权利要求5的一种用于肉鸡养殖的LED光谱可调装置的光照调制方法，其特征在于:所述的LED灯珠A和LED灯珠B的组合的比例为1:1?5:1。
【文档编号】H05B37/02GK104165335SQ201410336473
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】泮进明, 杨波, 杨业丰, 俞永华, 应义斌 申请人:浙江大学