宣小龍

(寧夏回族自治區(qū)隆德縣動(dòng)物疾病預(yù)防控制中心，寧夏隆德756300)

寧夏農(nóng)村地區(qū)大部分肉牛進(jìn)行散養(yǎng)較多，飼養(yǎng)品種主要是西門塔爾、安格斯、海福特等，有的采取自由采食和放養(yǎng)模式，有的采取拴養(yǎng)管理，因飼養(yǎng)管理和育肥方式不同，個(gè)體差異較大?；A(chǔ)母牛受環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)水平、個(gè)體差異等因素影響，出現(xiàn)發(fā)情或發(fā)病后體溫變化不一致，有的表現(xiàn)不明顯，不能準(zhǔn)確判斷。為了更加準(zhǔn)確及時(shí)地判斷母牛的發(fā)情、發(fā)病情況，本試驗(yàn)將新研制的智能監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)肉牛養(yǎng)殖戶的基礎(chǔ)母牛進(jìn)行發(fā)情、發(fā)病監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行準(zhǔn)確性和實(shí)用性驗(yàn)證。其方法是根據(jù)高精度熱敏電阻隨著溫度的微小變化其電阻值相應(yīng)變化這一原理為基礎(chǔ)，將高精度熱敏電阻接入到處理器的模擬轉(zhuǎn)換數(shù)字單元，處理器的模擬轉(zhuǎn)換數(shù)字單元采用精度為14位的高精度采集電路邏輯，將當(dāng)前熱敏電阻的阻值測(cè)量出來(lái)，再根據(jù)阻值表查找對(duì)應(yīng)的溫度，這樣就可以非常準(zhǔn)確地測(cè)量出所測(cè)物體的溫度。動(dòng)物運(yùn)動(dòng)量采用MMA7260Q三軸加速度傳感器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，ZigBee無(wú)線傳輸模塊CC2530負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸。在特征提取和動(dòng)物行為分類方面，利用隱馬爾科夫模型(HMM模型)對(duì)動(dòng)物進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)采集基礎(chǔ)態(tài)數(shù)據(jù)，放進(jìn)HMM模型進(jìn)行模型訓(xùn)練和識(shí)別進(jìn)而判斷動(dòng)物的活動(dòng)狀態(tài)。其他動(dòng)作，比如耳朵擺動(dòng)、搖頭等通過(guò)HMM模型訓(xùn)練后全部過(guò)濾掉[1，2]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物在實(shí)施項(xiàng)目的地區(qū)隨機(jī)選擇成年未懷孕的基礎(chǔ)母牛200頭，在未實(shí)施項(xiàng)目的地區(qū)隨機(jī)選擇未懷孕的基礎(chǔ)母牛100頭，無(wú)產(chǎn)科疾病，不分品種、年齡、體重、胎次，不受飼養(yǎng)管理水平限制。試驗(yàn)牛全部拴養(yǎng)，無(wú)專門的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。

1.2 分組實(shí)施項(xiàng)目的200頭隨機(jī)分成2組(Ⅰ 組、Ⅱ 組)，每組100頭，未實(shí)施項(xiàng)目的100頭組成1組(Ⅲ 組)，共3組。根據(jù)試驗(yàn)需求，按3個(gè)平行因素，分別監(jiān)測(cè)牛的發(fā)情、發(fā)病數(shù)量，Ⅰ 組僅通過(guò)耳溫監(jiān)測(cè)發(fā)情、發(fā)病情況，Ⅱ 組采取耳溫與運(yùn)動(dòng)量相結(jié)合的方式監(jiān)測(cè)發(fā)情、發(fā)病情況，Ⅲ 組采取人工監(jiān)測(cè)方法觀察發(fā)情、發(fā)病情況。

1.3 方法Ⅰ組通過(guò)智能監(jiān)測(cè)器每2 h監(jiān)測(cè)1次耳溫，通過(guò)耳溫判斷牛發(fā)情、發(fā)病情況。Ⅱ組通過(guò)智能監(jiān)測(cè)器每2 h監(jiān)測(cè)1次耳溫和運(yùn)動(dòng)量，通過(guò)耳溫和運(yùn)動(dòng)量判斷牛發(fā)情、發(fā)病情況。Ⅲ組采取人工監(jiān)測(cè)方法每2 h進(jìn)行臨床檢查，判斷牛發(fā)情、發(fā)病情況。各組連續(xù)監(jiān)測(cè)7 d，共監(jiān)測(cè)84次有效數(shù)據(jù)。最終發(fā)情確定標(biāo)準(zhǔn)以臨床觀察和直腸檢查法檢查卵巢卵泡大小為準(zhǔn)，發(fā)病確定標(biāo)準(zhǔn)以執(zhí)業(yè)獸醫(yī)診斷為準(zhǔn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPASS 23軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采取多因素方差分析進(jìn)行差異顯著性比較。

2 結(jié)果

根據(jù)耳溫與直腸溫度的相關(guān)性，耳溫在36.00～36.05 ℃對(duì)應(yīng)的直腸溫度為37.5～39.5 ℃，屬于正常；耳溫在36.06～38.00 ℃對(duì)應(yīng)的直腸溫度超過(guò)39.5 ℃，屬于體溫升高；耳溫在36.00 ℃以下對(duì)應(yīng)的直腸溫度在37.5 ℃以下，屬于體溫下降[3～5]。(1)Ⅰ組牛耳溫?cái)?shù)據(jù)變化和發(fā)情、發(fā)病統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1：通過(guò)耳溫監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，7 d內(nèi)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)母牛發(fā)情有54頭，發(fā)情率54%；監(jiān)測(cè)發(fā)病2頭，發(fā)病率2%。(2)Ⅱ組牛耳溫?cái)?shù)據(jù)和步數(shù)變化及發(fā)情、發(fā)病統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2：通過(guò)耳溫和運(yùn)動(dòng)量監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，7 d內(nèi)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)母牛發(fā)情有59頭，發(fā)情率59%；監(jiān)測(cè)發(fā)病牛2頭，發(fā)病率2%；正常牛運(yùn)動(dòng)步數(shù)為(171±30)步/h，發(fā)情牛運(yùn)動(dòng)步數(shù)為(297±34)步/h；正常牛采食時(shí)間為(3±0.27)h，發(fā)情牛采食時(shí)間為(2±0.47)h。(3)Ⅲ組牛人工監(jiān)測(cè)耳溫?cái)?shù)據(jù)變化及發(fā)情、發(fā)病統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3：通過(guò)人工監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，7 d內(nèi)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)母牛發(fā)情有45頭，發(fā)情率45%；監(jiān)測(cè)發(fā)病牛5頭，發(fā)病率5%。Ⅰ組與Ⅲ組相比差異不顯著(P>0.05)；Ⅱ組與Ⅲ組相比差異顯著(P<0.05)。

表1 Ⅰ組牛發(fā)情、發(fā)病監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)

表2 Ⅱ組牛發(fā)情、發(fā)病監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)

表3 Ⅲ組牛發(fā)情、發(fā)病監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)

從圖1可以直觀反映出3組基礎(chǔ)母牛7 d以來(lái)的發(fā)情數(shù)量變化和基本走勢(shì)，Ⅰ組、Ⅱ組發(fā)情母牛數(shù)量明顯高于Ⅲ組。Ⅲ組發(fā)情母牛7 d變化幅度不大，總體數(shù)量均低于Ⅰ、Ⅱ組。

圖1 各組牛發(fā)情數(shù)量變化情況

3 結(jié)論

采用智能監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)耳溫結(jié)合步數(shù)對(duì)母牛發(fā)情監(jiān)測(cè)比人工監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率更高。2 h開(kāi)展1次監(jiān)測(cè)，即省人工又省時(shí)間，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)情、發(fā)病情況，并通過(guò)智能終端反饋給場(chǎng)主，及時(shí)采取相應(yīng)措施，從而提高養(yǎng)殖效益。

4 討論

為提高肉牛、奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的科學(xué)化、規(guī)范化、最大效益化管理水平，應(yīng)用現(xiàn)代智能信息技術(shù)加強(qiáng)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)的管理已成為1種趨勢(shì)。吳滄海等[1]開(kāi)展了基于RFId與Zigbee的牛場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為奶牛養(yǎng)殖的現(xiàn)代化管理、疾病防治和食品安全等提供診斷手段和方法。周雅婷等[2]開(kāi)展了肉牛采食行為識(shí)別與采食量模型研究。孫保貴等[6]開(kāi)展了奶牛運(yùn)動(dòng)量輔助發(fā)情診斷及電導(dǎo)率輔助乳房炎診斷參數(shù)的研究。浣成等[7]開(kāi)展了肉牛實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及在冷配技術(shù)中價(jià)值分析。趙莉莉等[8]開(kāi)展了基于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)背景下無(wú)公害肉牛的養(yǎng)殖技術(shù)。本試驗(yàn)研究采用新型智能監(jiān)測(cè)設(shè)備主要對(duì)基礎(chǔ)母牛發(fā)情、發(fā)病情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，人工臨床觀察的發(fā)情率較低(45%)，但觀察發(fā)病率較高(5%)，新型智能設(shè)備對(duì)發(fā)病監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率還有待進(jìn)一步提高。牛正常情況下(不發(fā)病也不發(fā)情)，正常運(yùn)動(dòng)步數(shù)為(171±30)步/h，發(fā)情牛運(yùn)動(dòng)步數(shù)為(297±34)步/h；正常牛采食時(shí)間為(3±0.27) h，發(fā)情、發(fā)病牛采食時(shí)間為(2±0.47)h。采用耳溫和運(yùn)動(dòng)量相結(jié)合的方式觀察發(fā)情準(zhǔn)確率較高，尤其步數(shù)達(dá)到300步以上，耳溫在36.06～38.00 ℃之間，不是發(fā)病就是發(fā)情表現(xiàn)，準(zhǔn)確率比單靠監(jiān)測(cè)耳溫和臨床觀察都高。單靠監(jiān)測(cè)耳溫只能反映一部分牛的發(fā)病情況，發(fā)情準(zhǔn)確率也比較低。