Gestione automatizzata del fotoperiodo, oggi si può

 

All’interno delle stalle la luce svolge una funzione indispensabile per la salvaguardia della sicurezza e del comfort dell’operatore e degli animali allevati. In generale, essa deve consentire:
• agli animali di orientarsi visivamente all’interno della stalla e accedere senza difficoltà alle diverse zone funzionali e, in particolare, alla zona di riposo a lettiera o a cuccette e a quella di alimentazione-abbeverata;
• all’operatore di controllare attentamente gli animali e di muoversi all’interno della stalla in sicurezza.
Oltre alla luce naturale, è fondamentale la presenza di un impianto d’illuminazione correttamente dimensionato in grado di garantire una sufficiente visibilità:
• all’interno dei locali di stabulazione e mungitura;
• in altre aree esterne in cui vengono svolte determinate operazioni, come i paddock, le aree di accesso e di manovra, le strutture di stoccaggio degli alimenti, il deposito macchine.

 

Cosa ci dicono le norme

La direttiva 98/58/CE riguardante la protezione degli animali negli allevamenti indica che:
• gli animali custoditi nei fabbricati non devono essere tenuti costantemente al buio o esposti ad illuminazione artificiale senza un adeguato periodo di riposo;
• se l’illuminazione naturale disponibile è insufficiente a soddisfare le esigenze comportamentali e fisiologiche degli animali, occorre provvedere a una adeguata illuminazione artificiale;
• per consentire l’ispezione completa degli animali in qualsiasi momento, deve essere disponibile un’adeguata illuminazione (fissa o mobile).
Questi vincoli normativi impongono, in pratica, che la stabulazione delle bovine avvenga in stalle in cui siano presenti sia l’illuminazione naturale attraverso aperture d’illuminazione, sia quella artificiale attraverso un idoneo impianto d’illuminazione.

 

Oltre alla luce naturale, è fondamentale la presenza di un impianto d’illuminazione correttamente dimensionato in grado di garantire una sufficiente visibilità all’interno della stalla

 

Condizioni d’illuminazione

Le condizioni d’illuminazione sono legate principalmente all’intensità luminosa, ma dipendono anche da altri fattori, fra i quali ricordiamo:
• altezza di installazione dei punti luce, ossia la distanza fra la sorgente luminosa e il piano di lavoro o l’area da illuminare; se aumenta l’altezza, a parità di flusso luminoso emesso dall’apparecchio, diminuisce il livello d’illuminamento, il che significa che per mantenere l’illuminamento di progetto si dovranno aumentare i punti luce;
• uniformità di illuminazione, espressa come rapporto fra il valore massimo e il valore minimo di lux rilevati in una determinata area. Per ottenere livelli soddisfacenti di uniformità si devono collocare le sorgenti luminose in modo tale da minimizzare la formazione di ombre. In genere, una maggiore uniformità si ottiene aumentando il numero dei punti luce e, quindi, diminuendo la distanza fra gli apparecchi illuminanti, ma non bisogna esagerare in tal senso, perché il costo dell’impianto elettrico può aumentare sensibilmente;
• abbagliamento dovuto alla presenza nel campo visivo di sorgenti luminose dirette o riflesse, oppure di spiccate alternanze di colori chiari e scuri;
• potere riflettente delle superfici dell’ambiente (soffitto, pareti, pavimento), che può essere utilmente sfruttato per rendere più diffusa l’illuminazione o per aumentare l’illuminazione di determinate aree (la colorazione chiara dei rivestimenti della buca del mungitore, ad esempio, migliora l’illuminamento delle mammelle);
• possibilità da parte dell’operatore di intervenire sull’ambiente luminoso, a seconda delle diverse esigenze, con luci supplementari o con la regolazione dell’intensità luminosa.

 

A luci rosse

Con il termine fotoperiodismo si indica il complesso di reazioni che gli organismi presentano al ritmo ambientale giornaliero e stagionale dei periodi di luce (fotofase) e di oscurità (scotofase).
Questo fenomeno ha un’enorme importanza biologica, perché influenza la morfologia, la fisiologia e l’etologia degli esseri viventi.
In particolare, la luce ha una grossa influenza sulla secrezione di melatonina, un ormone molto importante che regola il ritmo circadiano dell’organismo. Quando lo stimolo luminoso arriva alla retina viene trasmesso un segnale all’epifisi dove viene inibita la sua secrezione. Il buio, al contrario, ne stimola il rilascio. Per questo motivo la melatonina ha un picco nelle ore notturne e valori molto più bassi durante il giorno.
Inoltre, in termini di spettro luminoso occorre considerare che la luce rossa è invisibile al sistema di produzione della melatonina e quindi può essere “accesa” di notte senza influenzarne la secrezione, mentre, al contrario, quella blu la sopprime rapidamente.
D’altra parte con la luce rossa si permette anche all’operatore di avere una sufficiente visibilità in stalla. In pratica, con la luce rossa, se l’allevatore ha la necessità di operare in stalla, lo può fare senza interrompere il ciclo circadiano delle bovine.

 

Nelle nostre stalle si adottano solitamente livelli d’illuminamento diversificati, con un livello maggiore in zona di alimentazione (circa 200 lux) rispetto alla zona di riposo

 

Lunghezza del fotoperiodo

Il fotoperiodo e la sua lunghezza influenzano la produzione di melatonina che regola il sonno e la secrezione di altri ormoni che, a loro volta, influenzano, in particolare, la riproduzione e la produzione di latte. In pratica, il fotoperiodo nel suo complesso agisce su ritmo sonno-veglia, riproduzione e gravidanza, accrescimento, lattazione, funzionamento del sistema immunitario, attività antinfiammatoria e antiossidante. Per la produzione di latte, per esempio, uno studio neozelandese ha dimostrato che vacche trattate con integratori di melatonina producevano fino al 23% di latte in meno al giorno (Auldist, 2007).
All’interno delle stalle il fotoperiodo diurno può essere:
• lungo (in inglese Long Day PhotoPeriod – LDPP) con circa 16-18 ore di luce e 6-8 ore di buio totale (o quasi);
• breve (in inglese Short Day PhotoPeriod – SDPP) con circa 8-12 ore di luce e 12-16 ore di buio totale (o quasi in condizioni naturali, il giorno più lungo dell’anno può arrivare a riempire di luce naturale un giorno con LDPP, mentre nei giorni più corti dell’anno abbiamo condizioni più vicine a un SDPP.
La lunghezza del fotoperiodo ha una diversa influenza sulle vacche da latte a seconda che esse siano in lattazione o in asciutta:
• per le vacche in lattazione un fotoperiodo LDPP ha un effetto positivo sulla produzione di latte giornaliera: circa 2-3 kg per vacca rispetto alla durata naturale del giorno o comunque a un SDPP (Dahl e Petitelere, 2003). Alcuni autori parlano addirittura di aumenti superiori, variabili dal 5 al 16%, già a 2-4 settimane dopo il passaggio a LDPP;
• per le vacche in asciutta al un fotoperiodo SDPP avrà un effetto positivo sulla produzione di latte nella successiva lattazione : fino a 3-4 kg al giorno (Dahl, 2015).
Miller e coll. (2000), confrontando vacche (razza Holstein) alla messa in asciutta suddivise casualmente in due gruppi (LDPP, 16 ore di luce e 8 ore di buio vs SDPP, 8 ore di luce e 16 ore di buio), hanno evidenziato che la corretta gestione della lunghezza del fotoperiodo durante il periodo dell’asciutta (con SDPP) potrebbe essere molto utile per aumentare la produzione di latte nella successiva lattazione (con LDPP). La variazione nella produzione di latte della lattazione successiva dei due gruppi è stata rilevante: +3,2 kg/giorno nelle vacche in asciutta SDPP (38,1 kg/ giorno) rispetto a quelle LDPP (34,9 kg/giorno).
Velasco e coll. (2008) in una prova analoga ma con lunghezza ridotta dell’asciutta (42 giorni invece di 60) hanno trovato risultati simili anche somministrando un’unica dieta a vacche in lattazione e asciutta. Secondo gli autori questo risultato potrebbe essere utilizzato per semplificare la gestione alimentare delle vacche in asciutta.
In pratica, per massimizzare la produzione di latte è necessario avere in stalla un sistema di controllo dell’illuminazione in grado di gestire adeguatamente la lunghezza del fotoperiodo a seconda della fase produttiva. Inoltre, nelle vacche in lattazione l’adozione di un LPDD riduce il numero di cellule somatiche (SCC) nel latte rispetto a un fotoperiodo continuo (24 ore su 24). Pertanto, estendere il fotoperiodo oltre le 16-18 ore non è necessario e potrebbe essere considerato dannoso per la salute delle vacche e la qualità del latte (Asher, 2015).

Per AHDB Dairy (2021) la lunghezza del fotoperiodo ha un impatto significativo non solo sulla produzione di latte, ma anche sulla crescita dei vitelli e delle manze, sulla qualità del latte e sulla salute generale dell’animale.

 

Livelli d’illuminamento

Oltre alla lunghezza del fotoperiodo, anche i livelli di illuminamento influiscono sulla produzione di latte. Nelle zone di stabulazione deve essere misurato con apposito strumento (luxmetro) all’altezza degli occhi delle bovine, ossia a circa 1,5 m sopra il piano di calpestio del pavimento.
Diversi studi indicano che:
• un livello di illuminamento maggiore di 160 lux all’interno delle stalle stimola l’enzima che inibisce la secrezione di melatonina;
• 160 lux sono il livello minimo per simulare il corretto periodo luminoso;
• nel periodo di buio, il livello d’illuminamento non dovrebbe superare i 10 lux, anche perché non è necessario lasciare le luci accese perché le bovine riescono a raggiungere alimento e acqua anche senza.
Generalmente, si adottano livelli d’illuminamento diversificati con un livello maggiore in zona di alimentazione (circa 200 lux) rispetto alla zona di riposo. Nelle aree ad elevata manualità o ad elevato rischio di infortunio sul lavoro si consiglia un’illuminazione intensa e diretta: è questo il caso della sala di mungitura o della sala latte, dove si prevede un illuminamento generale di almeno 200 lx.

 

I moderni sistemi di illuminazione possono giocare un ruolo importante nella riduzione dei consumi di energia elettrica

 

Fattori da considerare

Vista l’importanza della corretta durata del fotoperiodo e del livello d’illuminamento all’interno della stalla, è necessario considerare attentamente tutti gli aspetti che possono influenzarli.
Una particolare attenzione deve essere posta all’influenza che può avere il fotoperiodo naturale, ossia quello presente all’esterno della stalla.
Infatti, esso può influire sia sul livello d’illuminamento, sia sulla durata del periodo di luce. La sua influenza è determinata sicuramente dalla tipologia di stalla e, in particolare, da:
• dimensione delle aperture d’illuminazione disposte sui lati lunghi, sulle testate e sulla copertura della stalla;
• presenza di ombreggiamenti artificiali e/o naturali in vicinanza delle aperture d’illuminazione;
• altezza in gronda;
• orientamento della stalla.

 

Controllo automatico

Una possibilità molto interessante consiste nell’installazione di un impianto d’illuminazione artificiale automatizzato in grado di regolare le ore di luce (naturale e artificiale) e di buio e il livello d’illuminamento all’interno di una stalla. Il sistema prevede generalmente un calcolo continuo dell’intensità della luce naturale, ottenuto tramite sensori installati sopra il tetto della stalla. Attraverso questi dati la centralina di controllo dell’impianto ricava un valore medio e sulla base di questo varia in modo automatico l’intensità luminosa dei corpi illuminanti installati.
In questo modo con questo sistema è possibile:
• regolare la lunghezza del fotoperiodo. Questo è possibile anche zona per zona all’interno della stalla, aspetto fondamentale per fornire la giusta alternanza luce/buio quando vacche in lattazione e in asciutta sono stabulate sotto lo stesso tetto;
• fornire costantemente il corretto livello d’illuminamento all’interno della stalla.
Si tratta, inoltre, di un sistema che evita che sia l’addetto di stalla ad avere la responsabilità del controllo (manuale) quotidiano delle luci.
Per quanto riguarda il passaggio da luce a buio e viceversa, alcuni sistemi possono simulare l’alba e il tramonto attraverso un apposito timer al posto di un brusco passaggio. Non ci sono prove scientifiche, però, a sostegno del fatto che questo migliora la salute e/o la produttività della mandria.
In questi impianti i comandi e i sensori devono essere scelti con cura per evitare interferenze e garantire un livello di lux stabile. Inoltre, è bene considerare che se i sensori si sporcano, la loro sensibilità si riduce e questo può portare a una minore precisione della regolazione e a minori risparmi.
Gould e coll. (2015), studiando in una stalla il passaggio da un impianto d’illuminazione convenzionale a uno a fotoperiodo automatico, hanno evidenziato che, considerando costi e benefici, è possibile ammortizzare l’intero impianto in poco più di un anno.

di Alessandro Gastaldo - C.R.P.A. scpa di Reggio Emilia