Kỳ 1: Cơ sở sinh lý học của ánh sáng đối với sinh trưởng phát triển của gia cầm

    Tóm tắt

Ánh sáng là một trong những yếu tố môi trường quan trọng nhất có tác động trực tiếp đến hoạt động sinh lý, hành vi, năng suất và phúc lợi của gà. Nó không chỉ giúp gà nhìn thấy thức ăn, nước uống, bạn tình và không gian sống… mà còn là tín hiệu sinh học điều khiển nhịp ngày đêm, thành thục sinh dục, hoạt động buồng trứng, tinh hoàn và chu kỳ đẻ trứng. Bài tổng quan này hệ thống hoá các thông tin cơ bản về ánh sáng: cơ sở sinh lý của tác động ánh sáng như con đường thị giác, cơ quan cảm quang ngoài võng mạc, vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến sinh dục và tuyến tùng; các yếu tố kỹ thuật chính—thời gian chiếu sáng, cường độ, màu và bước sóng, độ đồng đều phân bố ánh sáng, nguồn sáng và cách bật tắt—được phân tích theo ý nghĩa sinh học và khả năng ứng dụng. Bài viết cũng tổng hợp nguyên tắc chiếu sáng cho gà con, gà thịt, gà hậu bị, gà đẻ thương phẩm, gà giống, chuồng kín, chuồng hở và chuồng bán kín. Liên hệ các thông tin trên trong điều kiện Việt Nam, quản lý ánh sáng phải gắn với khí hậu nóng ẩm, mùa vụ, stress nhiệt, kiểu chuồng, giống gà và mục tiêu sản xuất, giúp đàn gà ăn uống tốt, nghỉ ngơi đúng nhịp, vào đẻ đúng tuổi, đẻ bền, giảm rối loạn hành vi và cải thiện hiệu quả chăn nuôi.

Giới thiệu

Ánh sáng là một yếu tố môi trường cơ bản trong chăn nuôi gà. Gà có thị giác rất phát triển giúp tìm thức ăn, nước uống, nhận biết không gian, bạn tình khác giới, ổ đẻ và vật cản. Vì vậy, ánh sáng trong chuồng nuôi không chỉ phục vụ người chăm sóc mà trước hết phục vụ chính con gà (Martin, 2022). Ở gà, tác động của ánh sáng theo hai đường. Thị giác: ánh sáng qua mắt điều khiển hành vi ăn uống, di chuyển, phân bố đàn, tìm ổ đẻ và phản ứng xã hội. Đường thứ hai là thần kinh – nội tiết: ánh sáng tác động đến cơ quan cảm quang ngoài võng mạc, vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến sinh dục và tuyến tùng. Qua đó, ánh sáng tham gia điều khiển nhịp ngày đêm, melatonin, thành thục sinh dục, hoạt động buồng trứng, tinh hoàn và chu kỳ đẻ trứng (Cassone & Kumar, 2022; Cassone & Yoshimura, 2022). Gia cầm không cảm nhận ánh sáng giống động vật có vú, võng mạc có hệ tế bào cảm quang và giọt dầu màu phát triển hơn; phổ nhạy sáng của gà nhạy hơn của mắt động vật có vú (Prescott & Wathes, 1999; Lewis & Morris, 2000). Vì vậy, không thể thiết kế ánh sáng chuồng gà theo cảm nhận ánh sáng của người nuôi mà phải được đo, bố trí và điều chỉnh theo nhu cầu sinh học của đàn. Trong sản xuất, chương trình chiếu sáng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và phúc lợi của gà. Ở gà thịt, nhiều người chiếu sáng gần như liên tục nhằm kéo dài thời gian ăn, nhưng chương trình 23 – 24 giờ sáng/ngày không phải là lựa chọn tốt cho sinh trưởng, sức khỏe chân, tỷ lệ chết và phúc lợi; gà vẫn cần khoảng tối rõ ràng để duy trì nhịp sinh học bình thường (Olanrewaju et al., 2006; Schwean-Lardner & Classen, 2010). Ở gà đẻ và gà giống, ánh sáng là tín hiệu chính để kiểm soát tuổi thành thục, thời điểm vào đẻ, sản lượng trứng, khối lượng trứng, tỷ lệ phôi và sức bền sinh sản. Ở Việt Nam, trong điều kiện nóng ẩm, bức xạ mặt trời mạnh, stress nhiệt kéo dài, mùa vụ rõ ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ, trong khi chuồng hở và chuồng bán kín vẫn rất phổ biến nên ánh sáng phải được quản lý sao cho phù hợp, không nên sao chép máy móc chương trình chiếu sáng từ chuồng kín ôn đới. Chương trình chiếu sáng phải đồng bộ với giống, tuổi, khối lượng cơ thể, độ đồng đều, kiểu chuồng, mùa vụ, tiểu khí hậu và mục tiêu sản xuất.

1. Cơ sở sinh lý của tác động ánh sáng

1.1. Tác dụng tổng quát của ánh sáng

Ánh sáng tác động lên cơ thể gà qua thị giác và qua hệ thần kinh – nội tiết. Mắt giúp gà nhận biết thức ăn, nước uống, bạn khác giới, ổ đẻ, vật cản và không gian chuồng nuôi. Hệ thần kinh – nội tiết giúp cơ thể nhận biết ngày dài, ngày ngắn, điều chỉnh nhịp sinh học, thành thục sinh dục và hoạt động sinh sản. Ánh sáng vừa là điều kiện để nhìn, vừa là tín hiệu sinh học điều khiển sản xuất. Võng mạc gia cầm có hệ cảm quang phong phú. Gà phân biệt màu tốt và nhạy với một số vùng phổ khác tốt hơn mắt con người. Ánh sáng quá yếu làm gà con chậm tìm thức ăn, nước uống, dễ tụ đàn và kém đồng đều. Ánh sáng quá mạnh hoặc thay đổi đột ngột làm gà kích động, tăng mổ cắn, giảm nghỉ và tăng stress. Ánh sáng không đều trong chuồng nuôi làm đàn phân bố lệch, tạo vùng tụ gà thành đám đông, vùng bỏ trống, vùng đẻ nền hoặc vùng cạnh tranh ổ đẻ. Trước khi là công cụ kích thích sinh sản, ánh sáng là công cụ tổ chức hành vi đàn gà (Prescott & Wathes, 1999; Martin, 2022). Ánh sáng còn chi phối nhịp ngày đêm thông qua tuyến tùng và melatonin. Melatonin thường tăng trong pha tối và giảm trong pha sáng. Nhịp melatonin giúp cơ thể phân biệt pha hoạt động và pha nghỉ, đồng thời liên quan đến chuyển hóa, miễn dịch, hành vi và sinh sản. Khi gà bị chiếu sáng liên tục, khoảng tối sinh lý bị mất; đàn gà khó nghỉ đúng nhịp, dễ rối loạn hành vi và giảm phúc lợi (Cassone & Kumar, 2022).

Ngoài mắt, chim còn có hệ cảm quang ngoài võng mạc, gồm tuyến tùng và các tế bào cảm quang sâu trong não, nhất là ở vùng dưới đồi. Nhiều sắc tố cảm quang như melanopsin, neuropsin và vertebrate ancient opsin đã được ghi nhận trong các cấu trúc thần kinh liên quan đến tiếp nhận chu kỳ quang và điều hòa sinh sản (Menaker & Underwood, 1976; Doyle & Menaker, 2007; Nakane & Yoshimura, 2010; Kuenzel et al., 2015). Vùng dưới đồi là nơi chuyển tín hiệu ánh sáng thành đáp ứng nội tiết. Khi chu kỳ quang phù hợp, vùng dưới đồi kích hoạt trục dưới đồi – tuyến yên – tuyến sinh dục. Tuyến yên tăng tiết hormone kích thích nang trứng (follicle-stimulating hormone – FSH) và hormone lutein hóa (luteinizing hormone – LH). Ở gà mái, hệ này thúc đẩy phát triển nang trứng, rụng trứng và hình thành chu kỳ đẻ. Ở gà trống, ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển tinh hoàn, sinh tinh, hoạt động giao phối và tỷ lệ thụ tinh.

Đáp ứng sinh sản với ánh sáng chỉ mang lại hiệu quả tốt khi đàn đã đạt tuổi sinh lý, khối lượng cơ thể, độ đồng đều và dự trữ thể trạng phù hợp. Với gà đẻ trứng giống hướng thịt, kích thích ánh sáng phải căn cứ vào khối lượng, độ đồng đều và tình trạng cơ thể; nếu đàn còn nhẹ hoặc không đồng đều thì cần trì hoãn kích thích (Cobb-Vantress, 2008). Với gà đẻ thương phẩm, chương trình ánh sáng cũng phải gắn với khối lượng cơ thể và sự phát triển của đàn hậu bị, không chỉ căn cứ vào tuổi tuần (Hy-Line International, 2018).

1.2. Vai trò giữ nhịp sinh học của ánh sáng

Động vật sống trong môi trường có chu kỳ sáng – tối lặp lại hằng ngày. Phần lớn hoạt động sinh lý và hành vi của chúng được tổ chức theo nhịp gần 24 giờ gọi là nhịp sinh học ngày đêm (circadian rhythm). Cần phân biệt nhịp sinh học ngày đêm với quang chu kỳ (photoperiod). Nhịp sinh học ngày đêm là nhịp nội sinh của cơ thể; chu kỳ quang là độ dài và trật tự sáng – tối của môi trường. Ở động vật có vú, tín hiệu ánh sáng điều hòa nhịp ngày đêm và đáp ứng chu kỳ quang được tiếp nhận chủ yếu qua mắt. Ở chim, ngoài mắt ra cơ thể còn có hệ cảm quang ngoài võng mạc. Nhờ hệ này, ánh sáng có thể tác động trực tiếp hơn đến đồng hồ sinh học, tiết melatonin, vùng dưới đồi – tuyến yên và trục nội tiết sinh sản (Doyle & Menaker, 2007; Cassone & Kumar, 2022; Cassone & Yoshimura, 2022). Nhờ đồng hồ sinh học, chim sắp xếp ăn uống, vận động, nghỉ ngơi, điều hòa thân nhiệt, chuyển hóa, tiết hormone và hành vi theo đúng thời điểm. Trong chăn nuôi gà, nguyên tắc thực hành rất rõ: gà hậu bị cần sáng – tối ổn định để phát triển đúng nhịp và không phát dục sớm; gà sinh sản cần tăng sáng đúng tuổi, đúng thể trọng và đúng độ đồng đều; gà đang đẻ cần ngày dài ổn định nhưng vẫn phải có pha tối đủ dài để giữ “đêm sinh lý”. Quản lý ánh sáng thực chất là quản lý thời gian sinh học của đàn.

2. Các yếu tố kỹ thuật của ánh sáng trong chuồng gà

Một chương trình chiếu sáng đúng phải kiểm soát đồng thời thời gian chiếu sáng, thời điểm chiếu sáng, cường độ, màu và bước sóng, độ đồng đều, nguồn sáng và cách bật tắt. Sai một yếu tố, đáp ứng sinh lý và sản xuất có thể thay đổi. Không nên tách ánh sáng khỏi nhiệt độ, thông gió, mật độ, dinh dưỡng và tình trạng đàn.

Thời gian chiếu sáng là số giờ sáng trong ngày. Đây là tín hiệu ngày dài hay ngày ngắn. Gà con cần đủ sáng để ăn, uống và thích nghi. Gà hậu bị cần ngày ngắn, ổn định để tránh phát dục sớm. Gà đẻ và gà giống cần tăng sáng đúng lúc để kích thích sinh sản, sau đó giữ ổn định trong kỳ đẻ (Cobb-Vantress, 2008; Hy-Line International, 2018).

Cường độ ánh sáng là lượng ánh sáng chiếu tới bề mặt hoặc tầm mắt gà, thường đo bằng lux. Cường độ phải đo bằng lux kế tại tầm mắt gà, ở nhiều vị trí: đầu chuồng, giữa chuồng, cuối chuồng, máng ăn, máng uống, ổ đẻ, nền và các tầng lồng. Không thể đo một điểm rồi kết luận cả chuồng đạt yêu cầu. Đèn bẩn, bụi, mạng nhện, độ cao treo đèn, góc chiếu, rèm che và tầng lồng đều làm thay đổi cường độ thực tế. Hiện tượng thị lực gà giảm lúc hoàng hôn có ý nghĩa thực hành. Khi ánh sáng giảm nhanh, gà ít di chuyển hơn và có xu hướng tìm chỗ nghỉ. Đặc điểm này có thể ứng dụng khi bắt gà, chuyển gà, cân mẫu hoặc tiêm phòng: dùng ánh sáng xanh lam hoặc xanh lục cường độ thấp, đều và có kiểm soát để giảm chạy nhảy, va đập và stress. Trong chuồng hiện đại, nên giảm sáng từ từ trước khi tắt đèn để gà ổn định vị trí nghỉ, tránh tụ đàn và chấn thương (Martin, 2022).

Màu ánh sáng phản ánh thành phần bước sóng của nguồn sáng; bước sóng đo bằng nanomet. Gà cảm nhận màu khác người, nên màu ánh sáng có thể ảnh hưởng đến hành vi, hoạt động và đáp ứng sinh lý. Ánh sáng đỏ thường được quan tâm trong sinh sản vì bước sóng dài có khả năng kích thích hệ cảm quang sâu và trục sinh sản; ánh sáng xanh lam và xanh lục thường tạo cảm giác bình tĩnh của đàn. Tuy nhiên, không nên tuyệt đối hóa một màu ánh sáng. Hiệu quả của màu phụ thuộc tuổi, giống, cường độ, thời gian chiếu, kiểu chuồng và mục tiêu sản xuất (Lewis & Morris, 2000; Baxter et al., 2014; Bahuti et al., 2023).

Độ đồng đều phân bố ánh sáng trong chuồng quyết định cách đàn gà sử dụng không gian chuồng nuôi. Vùng quá tối tạo điểm tụ đàn, điểm đẻ nền hoặc nơi gà né hoạt động. Vùng quá sáng làm gà tránh xa, kích động hoặc cạnh tranh không đều. Với gà đẻ, vùng ăn, uống và đi lại phải đủ sáng; vùng ổ đẻ cần tối hơn, yên tĩnh. Nếu ổ đẻ quá sáng, gà không thích vào ổ. Nếu nền chuồng có góc tối sẽ hấp dẫn gà đến đẻ và làm tăng trứng đẻ trên nền – loại trứng không được đem ấp về kỹ thuật.

Nguồn sáng quyết định phổ ánh sáng, độ bền, chi phí điện, nhiệt tỏa ra và khả năng điều chỉnh.  Bóng sợi đốt, huỳnh quang, compact và LED đều đã được dùng trong chăn nuôi gà. Đèn LED là nguồn sáng dùng diode phát quang, có hiệu suất cao, tuổi thọ dài, ít tỏa nhiệt và dễ điều chỉnh cường độ. Trong chăn nuôi gà, LED không chỉ dùng để chiếu sáng chuồng nuôi mà còn là công cụ điều khiển sinh lý đàn thông qua thời gian chiếu sáng, cường độ sáng và phổ ánh sáng. LED giúp gà nhìn thấy thức ăn, nước uống và ổ đẻ; điều hòa hoạt động ăn uống, vận động, nghỉ ngơi; hỗ trợ kiểm soát sinh trưởng, thành thục sinh dục, đẻ trứng và phúc lợi đàn. Khi sử dụng LED cần chọn đúng phổ sáng, đo đúng cường độ tại tầm gà, bảo đảm phân bố ánh sáng đều, có pha tối đủ dài và dùng chương trình chiếu sáng phù hợp với từng loại gà, từng giai đoạn nuôi và kiểu chuồng.

Bảng 1. Màu ánh sáng và khuynh hướng đáp ứng ở gà

Nguồn: Tổng hợp từ Prescott và Wathes (1999), Lewis và Morris (2000), Rozenboim et al. (2004), Baxter et al. (2014), Martin (2022), Bahuti et al. (2023).

Các đáp ứng trong bảng là khuynh hướng sinh học, không phải quy luật tuyệt đối. Màu ánh sáng chỉ có ý nghĩa khi đi cùng thời gian chiếu sáng, cường độ, độ đồng đều, tuổi gà, giống, kiểu chuồng, nhiệt độ và mục tiêu sản xuất.

Chọn đèn không chỉ dựa vào công suất watt, cần xem độ rọi thực tế tại tầm gà, độ bền trong môi trường bụi – ẩm – amoniac, độ nhấp nháy, khả năng vệ sinh, khả năng điều chỉnh sáng tối và chi phí vận hành.

Cách bật, tắt cũng cần đúng kỹ thuật. Gà nhạy với thay đổi đột ngột của sáng – tối. Bật tắt như công tắc nhà ở của người dễ làm đàn giật mình, rối nhịp và khó ổn định. Chuồng hiện đại nên có chiết áp, để bật, tắt giống như bình minh và hoàng hôn trong tự nhiên.

Trong chuồng hở và chuồng bán kín, ánh sáng tự nhiên là một phần của chương trình chiếu sáng. Không được chỉ tính số giờ bật đèn mà phải tính tổng thời gian gà tiếp xúc với ánh sáng. Ngày dài tự nhiên có thể kích thích gà hậu bị quá sớm. Ngày ngắn có thể làm gà giảm đẻ nếu không bổ sung sáng. Ánh nắng trực tiếp còn làm tăng nhiệt và gây chói, nhất là trong điều kiện nóng ẩm. Chuồng hở cần rèm, mái che, hướng chuồng hợp lý và chương trình bổ sung sáng theo mùa vụ (Hy-Line International, 2018).

Thời gian sáng quyết định tín hiệu ngày dài. Cường độ quyết định mức kích thích. Màu và bước sóng quyết định chất lượng tín hiệu. Phân bố ánh sáng quyết định hành vi sử dụng chuồng. Nguồn sáng quyết định hiệu quả vận hành. Cách bật tắt quyết định sự ổn định sinh lý. Ánh sáng đúng là ánh sáng đo được, điều chỉnh được và kiểm tra được bằng phản ứng của đàn gà.

PGS.TS. Bùi Hữu Đoàn

Kỳ 2:  Ứng dụng ánh sáng trong chăn nuôi