基于PSO-DNN的平养鸡舍冬季氨气浓度预测模型研究

[目的]氨气是鸡舍内影响肉鸡生长发育的主要有害气体,由于冬季鸡舍低通风量会导致氨气浓度超标,使肉鸡的免疫功能下降,导致呼吸系统疾病发生。针对鸡舍氨气预测精度不高、效率不理想等问题,提出基于粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)优化深度神经网络(deep neural network,DNN)的预测模型,实现冬季氨气浓度预警并及时调控鸡舍内氨气的浓度。[方法]选取自建平养鸡舍环境参数数据(温度、相对湿度和氨气浓度)和鸡自身情况数据(鸡龄和鸡进入鸡舍时间)建立模型,对鸡舍内未来1 h氨气浓度进行预测。PSO-DNN预测模型首先采用PSO优化DNN中的batch_size参数,以平均绝对误差(mean absolute error,MAE)作为目标函数,经过多次迭代后,得到最佳的batch_size,再以此构建DNN模型,以数据集的前70%数据作为训练集进行DNN模型训练,经过DNN的线性运算和激活运算后,采用数据集的后30%数据对模型进行验证,并对模型进行评估。[结果]将PSO-DNN模型与DNN和随机森林模型对比,PSO-DNN模型氨气预测结果的MAE为1.886 mg·m^-3,DNN和随机森林模型预测的MAE分别为4.297和2.855 mg·m^-3。[结论]PSO-DNN模型的预测精度最高,与DNN和随机森林模型预测结果相比,其MAE分别降低56.1%和33.9%,可为平养鸡舍内氨气浓度预测提供方法参考,有助于及时、准确地调控鸡舍内氨气浓度。

肉鸡密闭养殖箱的氨气排放检测方法

准确获取肉鸡养殖过程中氨气(NH3)排放规律及排放系数是评估其排放量的基础,并可为NH3减排提供依据。为了研究肉鸡模拟养殖环境条件下肉鸡质量、排泄量、采食量和饮水量等参数对NH3排放情况的影响,该文设计了由肉鸡养殖箱、气体采样管路和红外光声谱气体监测仪构成的肉鸡养殖箱NH3浓度检测装置,对养殖箱的静态气密性、检测装置的性能和肉鸡短期养殖NH3排放情况进行了研究。研究结果表明:静态试验时,养殖箱内NH3质量浓度的平均变化率为-4.40%,气密性能良好;动态试验时,将质量浓度为37.95 mg/m3 NH3通入养殖箱,检测NH3质量浓度最大值36.75 mg/m3,最小值35.22 mg/m3,平均值为35.65 mg/m3,准确度达到93.94%,检测装置性能稳定,能够较精确检测到养殖箱内标准气体的质量浓度。肉鸡短期养殖试验结果表明:在非光照时期(22:00-次日06:00)养殖箱内NH3质量浓度大于光照时期(06:00-22:00)质量浓度;养殖前期肉鸡排泄量与NH3浓度变化趋势呈正相关,养殖后期排泄量与NH3浓度变化趋势呈负相关;箱内粪便累积到第4天,NH3质量浓度急剧上升。该检测装置为后期进一步研究肉鸡养殖生长过程中NH3排放特征提供了前期研究设施基础。

基于MCU和CFD的鸡舍氨气检测装置设计与试验

为了准确测量肉鸡养殖过程中鸡舍内的氨气浓度,实现舍内氨气环境的精准调控,设计了一种由气体检测系统、气体循环系统和辅助装置构成的主动式氨气检测装置。装置通过控制风扇实现状态切换,使用电化学氨气模组检测气体,通过微控制器(Micro control unit,MCU)实现浓度数据分析、处理,并运用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术模拟装置在不同状态下的速度云图和速度矢量图,由此得到空气龄,确定单次进气时间。装置在氨气检测状态时气流呈逆时针循环流动,使氨气浓度更均匀,最大空气龄为0.804 s,装置设定单次检测时间为1 s,每10 s检测一次,每6个值的均值作为1 min的值。在养殖鸡舍内进行现场试验,结果表明本文装置检测的氨气浓度和氨气变送器检测值的Pearson相关系数达到0.832,与检测结果趋势相符,平均相差为3.46%,方差也较小,总体比氨气变送器检测值波动小,检测更稳定。该检测装置具有速度快、精度高和稳定性强等优点。

池深和稀释比对肉种鸡精液品质的影响及稀释液筛选探究

为利用计算机辅助精液分析系统对种公鸡精液品质进行准确鉴定,筛选适合Ross 308肉种鸡的精液稀释液,试验通过分析不同制片池深(30μm、40μm、60μm、100μm)和稀释比(1∶40、1∶60、1∶80、1∶100)对精液品质的影响;在此基础上比较4种稀释液(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)对精子活力和运动参数的影响,确定稀释液的pH值和渗透压范围。结果显示:30μm和40μm的池深适合种鸡精液检测,60μm和100μm的池深会造成精子分层,精子不能成像于同一焦面,造成试验误差;稀释比显著影响精子活率和活力率(P<0.05),稀释比为1∶40和1∶60时,精子活率和活力率显著高于稀释比为1∶80和1∶100(P<0.05);稀释液种类对精子活率和活力率有显著影响(P<0.05),稀释液Ⅰ的精子活率和活力率分别为(91.33±5.13)%和(85.28±7.17)%,显著高于其他3种稀释液(P<0.05);稀释液pH为6.35~7.50、渗透压为320~350 mOsm/kg时可获得较好的精液稀释效果。综上所述,30μm和40μm制片池深及1∶40和1∶60的稀释比可作为检测种鸡精液品质的样品制作参数,与原精液渗透压相近的稀释液Ⅰ适用于Ross 308肉种鸡精液的稀释。