生物钟
光周期管理其实是对奶牛生物钟的管理，调控生物钟的是下丘脑分泌褪黑激素，如下图所示，当阳光照射时，奶牛的视网膜感受器受到刺激，发出一系列抑制信号，控制褪黑激素的分泌，一方面调控奶牛生物钟，另一方面也影响奶牛其他激素的分泌，以达到提高产奶量的目的。
生物钟使动物能够适应地球上的昼夜节变化和季节变化！长期的进化结果，野生状态下，大多数荷斯坦奶牛的犊牛在春天出生，因为这个时候的自然条件（如饲草，温度等）最有利于生存，夏秋季节产奶和配种，在冬季进入干奶期。这意味着奶牛必须调节身体机能确保在正确的季节做正确的事情。对于荷斯坦奶牛而言，夏天和早秋的长日照是泌乳和配种（后备牛生长）的信号！而冬天的短日照则是干奶的信号！
大家知道，荷斯坦牛原产于荷兰北部的北荷兰省（North Holland）和西弗里生省（West Friesland）。北荷兰的夏天日照长度达到16-18小时，而冬天的日照长度只有8小时（如图）。这不正是大家都很熟悉的长光周期管理（北荷兰的夏天）和短光周期管理（北荷兰的冬天）吗？！所以，我们的光周期管理，目的其实就是给泌乳牛和后备牛营造一个北荷兰的夏天，给干奶牛营造一个北荷兰的冬天！事实证明，进行合理的光周期管理：
?泌乳牛产奶量增加（8-10%）；
?后备牛生长速度提高，同时增加乳腺的发育；
?干奶牛采食量增加（12%），下个泌乳期的产奶量增加（5-8%）。
光周期管理-科研验证
国内外有大量的试验验证了光周期管理对奶牛产奶量和生长发育的作用。如下图所示，从1978-2002年的试验研究表明，与自然光照（8-13.5 小时）相比，长光照（16-18 小时），长光照能够有效提高产奶量5-16%（平均8%），约2公斤／天；采食量提高6%；长日照处理后，2-4个星期看到奶量增加！
国内近几年的研究也表明，长光照能够提高产奶量和采食量：
①《光照时间对奶牛泌乳和采食性能的影响》一文的结论是15小时光照相对于自然光照可以分别提高奶牛产奶量和采食量9.3%和16.8%；（作者李云甫等，陕西科研院校，《家畜生态学报》2009年7月）
②《光周期技术对奶牛的影响》一文指出16小时光照，8小时黑暗可最大限度发挥奶牛生产性能；（作者张英来，北京奶牛中心，《饲料广角》2001年第13期）
③《光周期技术对奶牛内分泌的影响》的结论是经过采血，16小时光照显著提高奶牛胰岛素生长因子-I（IGF-I）在血液中的含量，并增加产奶量2.5公斤；（作者崔娟娟，甘肃省畜牧学校，《四川畜牧兽医科学》2002年第8期）
④《利用光周期的合理管理提高产奶量》得出结论16小时的长光照可以增加产奶量8~10%；（作者李璟辉等，中国农业大学，《中国奶牛》2013年第14期）。
如上图所示，与长光照相比，短光照处理的干奶牛，下个泌乳周期，产奶量提高：3.1公斤（University of Maryland）- 3.2公斤（Dahl, G.E. 2001 University of Illinois）。
育成牛也需要16 h的长光照，这样可以最大限度的促进其生长和乳腺的发育，另外长光照也会使育成牛性成熟更早，并可以提前配种。饲料效率提高，日增重提高10%，（Pritchard, D.E. 2000. Hoard’s Dairyman）。
总结
自然进化的结果，荷斯坦奶牛在不同的生理阶段适应了不同的光周期。大量的科研和生产数据也反复验证了光周期管理对产奶和生产性能的重要作用：
?长光周期——连续16-18小时光照，6-8小时的连续黑暗。
?泌乳牛：分娩后马上开始，产奶量增加8-10%。
?后备牛：提高生长速度，增加乳腺的发育。
?短光周期——8小时光照， 16小时的连续黑暗。
?干奶牛：增加下个泌乳期的产奶量。
(来源:索尔泰姆)