पोल्ट्री फार्मिंग में एलईडी

led lights for poultry house

लाइट सम्मेलन में 2014 की रणनीतियों में "चूजों को कैसे खुश करें" पर अपनी बात में, वन्स इनोवेशन के अध्यक्ष ब्रायन विलकॉक्स ने इस दावे के लिए सम्मोहक वैज्ञानिक साक्ष्य की खोज की कि एलईडी लाइटिंग आर्थिक लाभ प्रदान करती है जो वास्तव में अनुकूल परिणाम उत्पन्न करने के लिए कम ऊर्जा लागत से परे जाती है - और इस प्रकार राजस्व में वृद्धि - कुक्कुट प्रबंधन और उत्पादन में। यहां, हम पोल्ट्री एप्लिकेशन पर करीब से नज़र डालेंगे।

जबकि एल ई डी के पास अन्य कृषि प्रकाश विकल्पों पर उनकी क्षमता प्रभावी ढंग से और सही ढंग से धूप की नकल करने की क्षमता के मामले में बढ़त है, एक अनुकूलन योग्य, समायोज्य स्पेक्ट्रम का उत्पादन करने की उनकी क्षमता उनकी सबसे बड़ी विशेषता हो सकती है। जानवरों की स्पेक्ट्रम की जरूरतें और उनकी वर्णक्रमीय संवेदनशीलता इंसानों से अलग हैं। किसान अपने खलिहान में अपने पशुओं के लिए प्रकाश का वातावरण बना सकते हैं जो स्वास्थ्य और कल्याण में सुधार करता है, इसलिए स्पेक्ट्रम, विकिरण और मॉड्यूलेशन के उपयोग को अनुकूलित करके ऊर्जा और फ़ीड लागत को कम करते हुए विकास में सुधार करता है।

कुक्कुट खलिहानों की रोशनी कृषि एल ई डी के लिए सबसे आशाजनक उपयोगों में से एक है, ज्यादातर लोगों और पक्षियों के फोटॉन को अवशोषित करने, समझने और प्रतिक्रिया देने के बीच महत्वपूर्ण भिन्नताओं के कारण। एलईडी-आधारित प्रौद्योगिकियां ल्यूमिनेयरों की लागत को कम करने, वजन बढ़ाने और मस्कुलोस्केलेटल विकास को बढ़ाने के लिए इन अंतरों का लाभ उठा सकती हैं, अंडे देने के उद्देश्य से लेयर मुर्गियों में पहले की परिपक्वता को प्रेरित कर सकती हैं, फ़ीड रूपांतरण बढ़ा सकती हैं, मेलाटोनिन उत्पादन में बदलाव कर सकती हैं, अंडे का उत्पादन और गुणवत्ता बढ़ा सकती हैं, नियंत्रण कर सकती हैं। प्रजनन चक्र, और प्रजनन जीवन को लंबा करें।

त्रि-क्रोमेंट जो लाल, हरे और नीले स्पेक्ट्रम ऊर्जा के प्रति संवेदनशील होते हैं, वे मनुष्य हैं। मानव संवेदनशीलता लगभग 550 नैनोमीटर (हरा) के चरम पर होती है, और यह धीरे-धीरे कम हो जाती है क्योंकि यह लाल और नीले स्पेक्ट्रम की ओर बढ़ती है। मनुष्य फोटो-पिगमेंट रोडोप्सिन (छड़), आयोडोप्सिन (शंकु) और मेलेनोप्सिन के माध्यम से फोटॉन को अवशोषित करते हैं, जो पूरी तरह से रेटिनल रिसेप्शन पर निर्भर हैं।

मेलेनोप्सिन, छड़ और शंकु के कारण एक पक्षी का रेटिना भी फोटोन को अवशोषित कर सकता है। हालांकि, वे पीनियल ग्रंथि में पाए जाने वाले सक्रिय फोटोरिसेप्टर के माध्यम से फोटॉन भी लेते हैं, जो मस्तिष्क के शीर्ष पर स्थित होता है (पीनियल रिसेप्शन)। आश्चर्यजनक रूप से, वे गहरे एन्सेफेलिक फोटोरिसेप्टर (हाइपोथैलेमिक रिसेप्शन) के माध्यम से फोटोन भी लेते हैं।

क्वाड-क्रोमेंट घरेलू कुक्कुट हैं। मुर्गों ने मनुष्यों के समान 550 nm पर हरे रंग के प्रति चरम संवेदनशीलता विकसित की। हालांकि, उन्होंने पराबैंगनी (यूवी), लाल और नीली रोशनी के प्रति संवेदनशीलता भी बढ़ा दी है। इसका कारण उनकी वंशावली मानी जाती है। वृक्षों की छतरियों को ढकने वाली हरी पत्तियों के कारण, दक्षिण एशिया के उष्णकटिबंधीय वर्षावनों का प्रकाश पर फ़िल्टरिंग प्रभाव पड़ता है। 450 एनएम (मानव संवेदनशीलता का 12 गुना) और 640 एनएम पर मैक्सिमा के साथ, पक्षी ने नीले और लाल (4x मानव संवेदनशीलता) के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि की। लेकिन शायद पक्षियों और मनुष्यों के बीच सबसे खास अंतर यह है कि पक्षी अपनी आंखों से यूवी प्रकाश देख सकते हैं (385 एनएम पर शिखर)। घरेलू पक्षियों की यूवी प्रकाश को समझने की क्षमता के कारणों पर अधिकतर शोध किया जा रहा है। भोजन और झुंड की पहचान करने की क्षमता दो प्राथमिक संदिग्ध हैं।

पोल्ट्री का फिजियोलॉजी प्रत्येक रंग से अलग तरह से प्रभावित होता है। कंकाल की मांसपेशी में उपग्रह कोशिकाओं के प्रसार को प्रोत्साहित करके, हरी रोशनी, उदाहरण के लिए, कम उम्र में विकास दर को बहुत तेज कर देती है। नीला प्रकाश प्लाज्मा एण्ड्रोजन स्तर को बढ़ाता है, जो बाद की उम्र में विकास को बढ़ावा देता है। कम आवृत्ति वाली नीली रोशनी गति को रोकती है। यह बुजुर्गों में नरभक्षण की घटनाओं को भी कम करता है (विशेषकर मानव उपभोग के लिए पाले जाने वाले ब्रायलर मुर्गियों में)। एक साथ उपयोग किए जाने पर टेस्टोस्टेरोन रिलीज की अधिक शक्तिशाली उत्तेजना के कारण, हरी और नीली रोशनी मायोफिबर्स के गठन को प्रोत्साहित करती है। कुल मिलाकर, यह दिखाया गया है कि नीली रोशनी फ़ीड रूपांतरण को 4 प्रतिशत तक बढ़ा सकती है, प्रति पाउंड की लागत को 3 प्रतिशत तक कम कर सकती है, और कुल जीवित वजन को 5 प्रतिशत तक बढ़ा सकती है।

प्रजनन अवधि की शुरुआत में, लाल बत्ती यौन क्रिया को उत्तेजित और प्रोत्साहित करती है और साथ ही मुर्गियों और टर्की में वृद्धि दर को बढ़ाती है। इसके अतिरिक्त, यह गतिशीलता में सुधार करता है, जो पालन चरण के समापन पर पैर की समस्याओं को कम करता है। लाल बत्ती अंडे के आकार, जर्दी और एल्ब्यूमिन वजन, खोल वजन और मोटाई को बनाए रखते हुए प्रति अंडे की खपत को कम करती है। कुल मिलाकर, यह दिखाया गया है कि लाल बत्ती अधिकतम उत्पादन अवधि को बढ़ा सकती है, प्रति मुर्गी 38 अंडे तक अंडे का उत्पादन बढ़ा सकती है, और शायद भोजन का सेवन 20 प्रतिशत तक कम कर सकती है।

सफलता के लिए ऊर्जा दक्षता आवश्यक है।
कुल ऊर्जा उपयोग का एक बड़ा हिस्सा कृषि प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयोग किया जाता है। कृषि प्रतिष्ठान एक संकीर्ण भौगोलिक क्षेत्र में संकुलित हैं, तुलनीय प्रकाश व्यवस्था है, जल्दी से संशोधित होते हैं, और प्रोत्साहन के लिए अच्छी तरह से प्रतिक्रिया करते हैं। अमेरिकन काउंसिल फॉर एन एनर्जी-एफिशिएंट इकोनॉमी (ACEEE) के अनुसार, उत्तरी अमेरिका में कृषि उद्योग, विशेष रूप से मिडवेस्ट में $ 1 बिलियन (बिलियन) वार्षिक ऊर्जा बचत क्षमता है। दो परमाणु ऊर्जा रिएक्टर इसके बराबर हैं। ACEEE के केट फ़ार्ले के अनुसार, 7 प्रतिशत ऑन-फ़ार्म व्यय ऊर्जा से जुड़े हैं। सब्सिडी, अनुदान और अन्य प्रोत्साहनों के साथ, गरमागरम से एलईडी प्रकाश व्यवस्था पर स्विच करने से $2000 प्रति खलिहान की ऊर्जा बचत हो सकती है। इन कटौती से किसानों के लिए प्रत्येक खलिहान की लाभप्रदता में काफी वृद्धि होगी।

जरा पूरे बाजार में ऊर्जा बचत के बारे में सोचें। शीर्ष 10 अंडा उत्पादकों में से छह मिडवेस्ट में स्थित हैं, जहां देश भर में 2500 से अधिक अंडा परत कारखाने हैं। प्रत्येक परत गतिविधि औसतन प्रति सुविधा 800 गरमागरम रोशनी का उपयोग करती है। यदि इन लाइटों को एलईडी से बदल दिया जाता है, तो 800 लाइट (9W - 3W)/लाइट 16 घंटे/दिन 365 दिन/वर्ष, या 28,032 kWh प्रति ऑपरेशन की बचत होगी। आयोवा, ओहियो और इंडियाना में, 42 प्रतिशत परत संचालन, इन तीन राज्यों में 70M (मिलियन) kWh के ऊर्जा उपयोग में कमी आई है।

चूंकि ब्रायलर बाजार लेयर मार्केट की तुलना में चार गुना अधिक ऊर्जा की खपत करता है, इसलिए बचत कहीं अधिक ध्यान देने योग्य है। उनमें से अधिकांश दक्षिण पूर्व और दक्षिण मध्य राज्यों में पाए जाते हैं, और उनमें से कई अभी भी अक्षम प्रकाश व्यवस्था का उपयोग करते हैं। 4 खलिहान/खेत, 132 रोशनी/खलिहान, 100W/प्रकाश, 18 घंटे/दिन, 52 दिन/झुंड, और 5.5 झुंड/वर्ष के आधार पर, ब्रायलर फार्मों के लिए गरमागरम प्रकाश ऊर्जा का उपयोग औसतन 271,814 kWh प्रति खेत प्रति वर्ष है।

ऊर्जा बचत की गणना नाकोग्डोचेस, टेक्सास में स्टीवन एफ. ऑस्टिन विश्वविद्यालय के डॉ. जोए ब्रे द्वारा एक उत्पादन सेटअप में वर्तमान गरमागरम और एचपीएस रोशनी के साथ वन्स इनोवेशन से एग्रीशिफ्ट एलईडी तकनीक के विपरीत करके की गई थी। ब्रायलर पर ब्रे के शोध के अनुसार, पारंपरिक गरमागरम/एचपीएस प्रणाली का उपयोग करने वाले एक विशिष्ट ब्रॉयलर फार्म में सालाना 3837 kWh प्रति झुंड का उपयोग किया जाता है। एग्रीशिफ्ट एलईडी ने एक ही खेत में ऊर्जा की खपत को प्रति झुंड 95 प्रतिशत से अधिक घटाकर केवल 109 kWh कर दिया। पूरे क्षेत्र में इसे लागू करने से 2 से 5 बिलियन kWh या एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के पूर्ण उत्पादन के बराबर राष्ट्रीय ऊर्जा बचत हो सकती है। वन्स इनोवेशन और एग्रीशिफ्ट के बारे में अधिक जानकारी के लिए "एलईडी कृषि समाधान स्वायत्त एसी डिजाइन का लाभ उठाता है" देखें।

सूअर के मांस का उत्पादन करने वाले व्यवसायों के लिए ऊर्जा की बचत उतनी ही उल्लेखनीय है। मिडवेस्ट में कुल 1.8 मिलियन लाइट सॉकेट हैं, जिनमें से अधिकांश सीएफएल हैं, और शीर्ष 10 स्वाइन राज्यों में से आठ हैं। मिडवेस्ट एलईडी स्वाइन लाइट पर स्विच करके 540M kWh बचा सकता है, जो 52.2M kWh (CFL) - 25.2M kWh (SSL)=27M kWh - 20 घंटे/दिन {{ दस दिन।

मानदंड और छूट
एलईडी-आधारित कृषि प्रकाश उपकरणों के स्वामित्व की बेहतर दक्षता, प्रभावकारिता और कम कुल लागत के बावजूद उच्च अग्रिम लागत एक बाधा रही है। यह आंशिक रूप से इसलिए है क्योंकि कृषि प्रकाश क्षेत्र के लिए कोई प्रदर्शन मानक नहीं हैं, जो एलईडी-आधारित कृषि प्रकाश उत्पादों के उपभोक्ताओं के लिए आवासीय और वाणिज्यिक सेटिंग्स में उपयोग किए जाने वाले ऊर्जा-बचत गरमागरम और सीएफएल प्रकाश व्यवस्था के उत्पादों के लिए उपयोगिता छूट से लाभ प्राप्त करना मुश्किल बनाता है। .

प्रकाश प्रदर्शन और मानदंड, जैसा कि वे आवासीय और वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में लोगों से संबंधित हैं, वर्तमान प्रकाश मानकों का ध्यान केंद्रित करते हैं। वाणिज्यिक प्रकाश व्यवस्था के सामानों में डिज़ाइनलाइट्स कंसोर्टियम (डीएलसी) चिह्न होता है, जबकि ऊर्जा कुशल उपभोक्ता प्रकाश उत्पाद एनर्जी स्टार लोगो प्रदर्शित करते हैं। अफसोस की बात है कि ऐसा कोई प्रदर्शन मानक या लेबल नहीं है जो कृषि प्रकाश उपकरणों की तुलना करता हो। इस वजह से, उपयोगिताओं को इन उपकरणों को अपने छूट कार्यक्रमों में शामिल करना मुश्किल लगता है, जो उन्हें स्पष्ट आर्थिक नुकसान में डालता है। किसान अभी भी अपने खलिहानों के लिए सामान्य-उद्देश्य वाले उपभोक्ता और वाणिज्यिक प्रकाश उत्पादों को फिर से तैयार करके छूट प्राप्त कर सकते हैं (जिसके लिए उन्हें ऊबड़-खाबड़ या गीले-स्थान-रेटेड जुड़नार में संलग्न करने की आवश्यकता हो सकती है), लेकिन जानवरों और खलिहान के लिए विशेष रूप से तैयार किए गए ऑफ-द-शेल्फ प्रकाश उत्पाद परिवेश आमतौर पर योग्य नहीं होते हैं.

एक कार्यक्रम जो विशेष रूप से कृषि प्रदर्शन के संदर्भ में प्रकाश व्यवस्था की वस्तुओं को रैंक करता है, कृषि प्रकाश उत्पादों के आपूर्तिकर्ताओं और उपयोगकर्ताओं (जैसे किसानों) की आवश्यकता होती है। इस तरह की योजना ग्राहकों और बिजली प्रदाताओं को यह ज्ञान प्रदान करेगी कि उन्हें छूट के लिए खेल के मैदान को समतल करते समय खेत में रोशनी के विकल्पों का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। इसे एनर्जी स्टार या डीएलसी के हिस्से के रूप में शामिल किया जा सकता है या अलग से भी संचालित किया जा सकता है। आदर्श मानक स्थायित्व, प्रदर्शन, निर्भरता और सुरक्षा सहित महत्वपूर्ण प्रदर्शन विशेषताओं को संभालेगा और विभिन्न उपयोगिताओं में स्थिरता प्रदान करेगा। एक मानक पहले से ही विकसित किया जा रहा है, और कई उपयोगिताओं ने पहले ही भाग लेने में रुचि दिखाई है।

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कृषि के भविष्य को चला रहा है
आर एंड डी गतिविधियों का बड़ा हिस्सा अब सूअर और कुक्कुट उद्योगों पर केंद्रित है, लेकिन विशेष रूप से वन्स इनोवेशन की तकनीक का उपयोग जलीय कृषि, डेयरी मवेशी और घोड़े के उद्योगों में भी किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, लाल बत्ती सूअर, मवेशी और घोड़ों जैसे जानवरों के लिए अदृश्य है, इस प्रकार रात में, पशुधन को परेशान किए बिना रखरखाव की अनुमति देने के लिए प्रकाश को एक लाल स्पेक्ट्रम में मंद कर दिया जाता है। मानव अस्पताल एक समान रणनीति अपनाते हैं, जिससे कर्मियों को सफेद रोशनी के बिना रात में घूमने की इजाजत मिलती है जो मेलाटोनिन संश्लेषण को कम करेगा और रोगियों के लिए नींद को बाधित करेगा। (स्वास्थ्य सेवा में उपयोग की जाने वाली प्रकाश व्यवस्था पर अतिरिक्त जानकारी के लिए इस अंक से "सॉलिड-स्टेट लाइटिंग समकालीन स्वास्थ्य देखभाल के वास्तविक रंगों को सामने लाता है" देखें।)

इसके अतिरिक्त, मछली और क्रस्टेशियंस के लिए तालाब के आवास के प्रबंधन के लिए सिलवाया गया स्पेक्ट्रा का उपयोग किया जा सकता है। केकड़ा उत्पादन पर एलईडी रोशनी के प्रभाव का मूल्यांकन करने वाले विश्वविद्यालय अनुसंधान चल रहे हैं, जबकि चीन और बेलीज में वाणिज्यिक तालाबों ने उदाहरण के तौर पर एक्वाशिफ्ट प्रकाश व्यवस्था स्थापित की है। सॉलिड-स्टेट कृषि प्रकाश व्यवस्था के लिए वैश्विक बाजार में $17 बिलियन से अधिक की क्षमता मौजूद है। यह तभी बढ़ेगा जब एलईडी निर्माता जानवरों की भलाई में सुधार, कृषि उत्पादन को बढ़ावा देने और ऊर्जा की कम लागत के लिए प्रकाश का उपयोग करने के नए तरीकों की खोज करेंगे।

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