多传感器数据融合技术在畜禽养殖领域的应用研究

在多传感器数据融合技术的多功能性和不同应用领域的推动下,人们对相关技术的研究越来越感兴趣。鉴于此,对多传感器数据融合技术在畜禽养殖领域的研究现状进行综述,探讨了其技术短板并对该技术在畜禽养殖领域的前景进行了展望。

规模鸡场环境调控关键技术与装备研究进展

在当前以高产量高效益为目标导向的高密度养殖模式下,生物安全防控不到位导致的家禽疫病传播、舍内环境调控不合理导致的应激问题,严重制约着我国家禽养殖产业健康可持续发展。家禽养殖环境的合理调控是支撑高质量规模化家禽养殖发展的基础,建立鸡场生物安全防控系统、提高舍内环境控制水平,对于改善家禽生活环境、提高动物福利、提升动物自身免疫力具有重要作用。文章以家禽为主要对象,从场区和舍内两个维度出发,分别以生物安全和多元环境调控为目的,对空气、饮水、车辆和生物等病原传播媒介进行防控的技术方法和家禽养殖过程热环境、空气质量的调控手段和设备进行分析介绍,总结我国在家禽养殖环境调控过程中的发展现状,并对未来发展趋势进行展望,旨在为我国家禽养殖业健康绿色高效高质量发展提供理论依据和技术支撑。

畜禽养殖智能装备与信息化技术研究进展

我国现代畜禽养殖正朝着规模化、设施化、标准化和信息化方向快速发展,智能养殖技术装备与信息化技术的研发与应用是促进畜禽养殖行业健康可持续发展的关键,对提升我国畜禽养殖产出效率、降低生产过程对劳动力的依赖、实现绿色高质量转型发展具有重要意义。本文从满足规模化畜禽生产对品质安全、健康管理、提质增效的需求出发,重点介绍了模块化装配式畜禽舍建筑与热环境耦合调控技术、养殖环境参数精准监测与智能调控技术以及畜禽智能化饲喂、饮水、投药设备、畜禽舍清粪工艺与自动清粪装备、畜禽生产信息实时采集与智能管理技术等方面的最新研究与应用进展;指出了畜牧装备产业的薄弱环节和卡脖子问题,并对中国畜牧业机械化与智能装备发展的方向进行了展望,为我国现代畜牧业绿色高质量转型升级与健康可持续发展提供参考。

中国规模化养鸡环境控制关键技术与设施设备研究进展

近40年来,养鸡业规模化程度越来越高,现代鸡种在遗传性能上大幅提升了高产指标,对养殖环境稳定性要求也愈来愈高,养殖设施环境条件成为影响鸡只遗传潜力和生产性能充分发挥的保证。该研究从规模养鸡环境调控理论、调控技术和设施设备3个方面对目前的研究进行总结,主要阐明鸡舍保温隔热、湿帘蒸发降温系统和气流组织理论体系;围绕不同气候区鸡舍夏季通风湿帘降温系统调控技术,如鸡舍温度的均匀性控制、温风耦合调控及防温度骤降技术等;连栋鸡舍建筑、高密度叠层笼养、鸡舍环境净化设备等设施设备的研发与应用研究进展;并展望了中国畜禽养殖发展的方向,从智能化养殖管理与监控平台、智能化笼内死鸡识别装置、福利化养殖模式及装备研发等角度展望了未来养鸡业的发展与研究内容,该研究为规模化养鸡环境调控研究提供了参考依据,促进现代养鸡产业的绿色高质量转型升级与健康可持续发展。

家禽养殖智能装备与信息化技术研究进展

家禽智慧养殖是指借助移动互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术,全面感知现代家禽生产要素与生产环境,智能处理、深度挖掘海量养殖数据,实现禽舍自动化生产、精准环境控制、智能化管理的家禽养殖新型业态。在行业需求及农业现代化发展趋势的推动下,新一代信息化技术与家禽养殖领域的融合发展,不断推动产业的信息化和智能化转型升级。先进感知技术、信息传输技术、数据挖掘、人工智能等新兴技术为家禽养殖智能装备与信息化技术的研发提供了新方法。近年来我国在家禽生产信息采集、养殖环境调控、智能化管控等方面取得了阶段性成果,对提升养殖生产效率、降低养殖工作强度、实现家禽养殖行业绿色高质量转型升级有着重要意义。本文根据国内外研究热点及家禽养殖智能化关键“卡脖子”问题,介绍养殖环境精准监测及舒适度评估技术、家禽生理和行为感知及健康预警技术、环境精准调控技术、智能机器人与管控平台等技术装备的最新研究与应用进展,分析了我国家禽养殖行业信息化、智能化发展的薄弱环节与发展机遇,讨论了我国家禽养殖智能装备及信息化技术发展趋势,并就我国家禽智慧养殖未来的重点突破方向提出了相关建议,旨在为我国现代家禽养殖信息化、智能化转型升级提供参考和技术支撑。

严寒地区混合垂直通风猪舍环境质量评价

为探究垂直通风系统(屋顶与粪坑混合排风)在寒区猪舍中的适应性,该研究在秋冬季节对内蒙古某规模化猪舍的热湿与空气质量环境进行了实时连续监测,并根据测试结果对猪舍环境质量进行评价。结果表明:1)测试期间,舍内平均温度、相对湿度以及氨气(NH_(3))、二氧化碳(CO_(2))、总悬浮颗粒物(total suspended particulate, TSP)浓度分别为22.7℃、59.6%、6.5 mg/m^(3)、2 200 mg/m^(3)、2 915μg/m^(3),舍内通风量为0.34~0.39 m^(3)/(h·kg),各环境指标基本满足生产环境阈值要求;保育期间舍内有效环境温度范围为27.1~30.7℃,存在轻度热应激情况,占总监测时间的12.9%;2)舍内温度、相对湿度与NH_(3)、CO_(2)、TSP浓度空间分布不均匀系数分别为0.01、0.15、0.45、0.03、0.15,各环境参数空间分布均较为均匀;3)试验单元(U1、U3)猪的平均日增质量、料重比与死淘率分别842和818 g/d、2.68和2.79、1.68%和1.31%,生产性能良好。综上,不设吊顶的侧墙进风,屋顶与粪坑混合排风的垂直通风系统,总体上能够满足严寒地区猪舍秋冬季热湿环境与空气质量调节需求,保证良好的生产性能。

哺乳犊牛饲养模式与环境调控技术研究进展

哺乳犊牛处于奶牛生长抗逆性最差的阶段,对于饲养管理和环境具有更高的需求。但是哺乳犊牛的饲养模式及其环境管理一直存在模式选择不合理、环境控制机械化程度低、空气质量较差等问题,导致犊牛的患病率增加,甚至会增加犊牛死亡率、延缓生长、延长初次受胎成功的时间,从而影响奶牛场的整体效益。哺乳犊牛常用的饲养模式为舍内群养、舍内单栏饲养和舍外犊牛岛饲养,饲养模式不同会导致哺乳犊牛的管理方式及生存环境的不同,这对于犊牛各方面的影响不容忽视。因此,本文综述了犊牛对于环境的需求以及犊牛处于犊牛岛、舍内单栏和舍内群养3种饲养模式下需要关注的环境控制要点,为犊牛饲养管理的优化提供理论指导。

长江中下游地区犊牛舍建筑环境设计方法研究

良好的牛舍设计和环境调控对犊牛生长发育及健康有重要意义。本研究查阅了1980—2010年长江中下游地区19个代表性城市的气象数据,分析了夏季气象条件所造成的犊牛热应激状况。本研究以1000头规模奶牛场为对象,提出了长江中下游地区断奶犊牛舍的建筑和环境设计方法及相关参数。结果显示:(1)根据气象数据分析得出,长江中下游地区夏季奶牛皮肤温度指数(STIC)均在70以上,温湿指数(THI)均在75以上,即使是犊牛阶段,也有很高的热应激风险,需采取防范措施应对夏季热应激对犊牛的影响;(2)本研究设计了一个能容纳120头3~6月龄断奶犊牛的开放式群栏饲养犊牛舍,并构建了专门用于犊牛舍的纤维风管通风降温系统。通过优化建筑参数,设置空气缓冲间,使牛舍内风管降温系统得以良好运行,风管送风风速在0.5 m高度平面处可达到1.2 m/s;经过湿帘降温和风管送风后,舍内STIC指数和THI指数为46.4和75.7,分别下降了28.5和4.7,在理论上有效改善了犊牛的热应激水平,能够为该地区的犊牛舍建筑设计和环境调控措施选择提供一定参考。

我国规模化养鸡环境控制技术的最新进展

现代养鸡生产大多采用高产品种,这些品种对不利养殖环境的适应能力弱,对鸡舍建筑与环境控制技术的要求提高。养殖设施环境条件成为影响规模养鸡的健康和生产性能的关键。文章从规模养鸡的健康环境及其调控技术角度,围绕鸡场生物安全工程防疫系统、鸡舍建筑与环境控制技术、福利养殖新工艺与设施设备等三个方面介绍了我国规模鸡场建设与环境控制技术取得的主要成就及研究进展。

产业转型期规模猪场建设工程防控技术思考

非洲猪瘟和环保的双重影响刺激了中国养猪业快速向集约化、高效化和自动化方向转型,而舍间交叉感染、疫病难控、环境污染等问题依然未能得到有效解决。在猪场建设和管理中,人们的关注重点主要有疾病控制、粪污臭气治理和无抗饲料三个方面,分别对应着生物安全、环保安全和食品安全三个安全底线。在重视猪场生物安全体系建设时,人们往往忽视工程防控技术措施的整体应用,其贡献尚无法得以很好的体现。文章从工程技术的角度,分析了隔离、合理分区和防止交叉感染等对猪场生物安全防控的作用,为猪场的工程防疫体系建设、守住三个安全底线提供指导。

蛋鸡对环境因子的生理反应机制研究进展

蛋鸡生长发育和生产过程受各种环境因子的影响,如温度、氨气、光照和二氧化碳等,其中温度和氨气是鸡舍冷热环境和空气质量环境控制中最为重要的两个方面,明确蛋鸡对重要环境因子的生理反应机制对鸡舍环境控制意义重大。文章综述了鸡舍内主要环境因子对蛋鸡影响机制的研究进展,尤其是温度和氨气对蛋鸡生产性能和生理影响的研究现状,总结了目前关于环境因子对蛋鸡影响机制研究的不足之处,并基于现代规模化鸡舍通风管理方式和空气质量状况,给出未来在环境因子对蛋鸡影响的研究中应加强多目标因子耦合调控的建议。

栖架立体散养系统下蛋鸡沙浴行为研究

试验旨在探究栖架立体散养系统下小群体蛋鸡沙浴的行为规律及沙浴对蛋鸡磨爪效果和恐惧应激反应的影响。试验以25只罗曼褐蛋鸡为试验鸡群,于90日龄在栖架系统单元底部居中位置放置沙浴箱,4d后在沙浴箱四周增设爬梯。人工观察录像记录行为数据,测试鸡趾部长度和紧张性静止不动指标。结果显示:增设爬梯4周内鸡只陆续开启沙浴,64%的蛋鸡能够进入沙浴箱进行沙浴,沙浴行为在白天表达,并在11∶00~12∶00达到峰值;鸡单次沙浴平均时长为30.1 min,不同个体间没有显著差异(P>0.05),沙浴间隔在0.5~7.2d范围内,平均间隔为2.2d;非沙浴鸡的中趾长度净增长速度是沙浴鸡的2.4倍,同时紧张性静止不动的诱导次数低于沙浴鸡(P>0.05),持续时间显著高于沙浴鸡(P<0.05)。研究表明,对于栖架立体散养系统饲养小群体蛋鸡(n=25),64%的鸡只能够进入沙浴箱进行沙浴并在时间上呈现一定规律,沙浴行为可有效降低蛋鸡趾部长度和恐惧应激水平。

硫酸盐抑制肉鸡粪便氨气释放效果研究

为确定适合抑制鸡粪NH_(3)释放的抑制剂及其添加比例,研究开展了基于开放式动态箱法的硫酸盐抑制肉鸡粪便NH_(3)释放的试验。试验1分为1个对照组与3个处理组,在12 d试验期内,处理组按照0.33 kg/m^(2)比例分别于第1天、第3天和第6天添加硫酸铝和硫酸铁,第1天、第4天和第6天添加硫酸氢钠,对照组除每日添加鸡粪外不进行其他处理,探究3种硫酸盐对鸡粪NH_(3)浓度的抑制效果,以筛选合适的抑制剂。在试验1基础上,试验2将添加比例调整为0.66 kg/m^(2),在21 d试验期内,处理组分别于第4天和第9天添加硫酸铁,探究增大添加比例、减少添加频次对抑制鸡粪NH_(3)浓度的影响,以制定合适的添加方案。结果显示:试验1中添加硫酸铁的鸡粪处理组每天NH_(3)浓度显著低于硫酸铝和硫酸氢钠组(P<0.05),3组鸡粪的NH_(3)累积减排率分别达到了66.57%、52.11%和58.57%,鸡粪p H值与NH_(3)浓度显著相关(P<0.05);试验2间隔5 d添加2次硫酸铁添加方案可以将鸡粪NH_(3)日减排率维持在50%以上可达15 d。研究表明,以适当比例添加硫酸铁可有效抑制鸡粪NH_(3)释放,并可降低人工添加劳动强度及其对生产的干扰,达到肉鸡养殖空气环境质量标准要求。

夏季鸡舍屋顶隔热改善舍内热环境及蛋鸡生产性能

鸡舍屋顶夏季所接收辐射热最多,屋顶内表面与舍内空气对流换热作用较强,舍内垂直温差加剧,造成局部热应激影响蛋鸡生产性能。为探究屋顶隔热对蛋鸡舍内热环境及蛋鸡生产性能的影响,该文对比研究试验舍(100 mm保温玻璃棉毡彩钢板屋顶)与对照舍(200 mm加气混凝土屋顶)2种不同材料屋顶对鸡舍内环境及生产性能的影响,并讨论鸡舍屋顶成本与养鸡经济效益的关系。结果表明:1)试验舍内温湿度波动比对照舍内小,试验舍内平均温度比对照鸡舍低2.3℃,对照舍内温度空间上呈垂直分布且温差大于3℃,由地面向屋顶逐渐升高且距离地面3.2 m高度水平面温度与0.8、1.6、2.4 m高度水平面温度差异极显著(P<0.01);2)试验舍内热应激程度低于对照舍,对照舍内温湿指标正常水平比试验舍内低15.7%,轻度热应激程度高12.1%,中度热应激程度高1.7%,高度热应激程度高0.9%。对照舍内3.2 m平面上蛋鸡受到不同程度的热应激,高度热应激占2.5%;3)试验舍蛋鸡产蛋率比对照鸡舍高1.5%,平均蛋质量高1.9 g。对照舍3.2 m平面上蛋鸡产蛋率与距离地面0.8、1.6、2.4 m平面蛋鸡产蛋率差异极显著(P<0.01),周死淘率差异显著(P<0.05);试验舍和对照舍0.8 m平面上蛋鸡平均蛋质量最高,对照舍底层0.8 m平面上蛋鸡平均蛋质量与距离地面1.6、2.4、3.2 m平面蛋鸡的平均蛋质量差异极显著(P<0.01),但破蛋率之间差异不显著(P>0.05);4)对照舍屋顶的冷负荷峰值是试验舍屋顶冷负荷峰值的2.1倍,对照舍屋顶内表面温度比试验舍高3℃。试验鸡舍采用隔热屋顶1~1.5 a可收回投入成本,维持舍内热环境以提高蛋鸡养殖户的收入。该研究可为集约化密集型饲养模式下蛋鸡舍的环境调控及节能措施提供参考。

西北地区纵墙湿帘山墙排风系统改善夏季蛋鸡舍内热环境

为研究应用于中国西北地区的纵墙湿帘山墙排风系统对蛋鸡舍内热环境的改善状况,该试验选取了西北地区纵墙湿帘山墙排风与传统纵向通风2种通风系统的蛋鸡舍,通过对舍内热环境的连续监测,探究了2种通风系统下蛋鸡舍内的热环境及热应激状况,并比较了2种通风系统的经济投入成本。结果表明:纵墙湿帘山墙排风与传统纵向通风系统蛋鸡舍内温度最大波动幅度分别为2.7、10.3℃,纵墙湿帘山墙排风系统舍内水平与垂直方向温度差异不显著(P>0.05),传统纵向通风蛋鸡舍内水平与垂直方向温湿度差异显著(P<0.05);传统纵向通风蛋鸡舍内无热应激状态比试验舍低9.9%,轻度、中度、高度热应激状态分别比纵墙湿帘山墙排风系统舍内高2.7%、7.2%、0.1%;但相同饲养条件下蛋鸡舍采用纵墙湿帘山墙排风降温系统的经济投入成本是传统纵向通风降温系统成本的1.6倍。综合2栋蛋鸡舍内热环境空间分布、温湿指数等认为,纵墙湿帘山墙排风系统应用于中国西北炎热干旱地区蛋鸡舍可降低舍内温差及热应激程度,为更好的缓解舍内局部热应激并将该降温系统在西北地区蛋鸡养殖中推广,建议在风机相对侧山墙上也安装湿帘小窗。

基于热成像技术的牛舍围护结构传热阻测试方法

针对传统的接触式传热阻测试方法对测试场合要求高、操作复杂、操作时间相对较长等难以应用于环境较为恶劣的畜禽舍问题,该文引入热成像技术,开展了黑龙江地区2种不同类型牛舍的围护结构热特性参数现场测试,获得了基于热成像法和传统接触式测试法下牛舍墙体、屋面、门窗的特征温度值。在此基础上,计算了牛舍围护结构材料的传热阻,并与相应建筑材料的传热阻理论计算值进行了对比分析。结果表明,对于墙体、屋面等围护结构,2种方法所获得的传热阻测试值与理论计算值的偏差小于15%;对于围护结构窗体和门,2种方法所获得的传热阻测试值与理论计算值的偏差在20%~30%之间;虽然热成像法和接触式测试法现场实测值与理论计算值之间都存在偏差,但因现场测试能综合材料老化、脱落、受潮和施工质量等实际情况,相对而言实测值的可信度更高;但综合考虑2种方法,热成像法的操作简单、便捷,可以很好地用于畜禽舍围护结构的热工性能评价。

侧墙进风小窗位置对蛋鸡舍内环境的影响

为研究蛋鸡舍侧墙进风口不同位置高度对蛋鸡舍内小环境的影响,以及合理改善蛋鸡舍内气流分布的均匀性,以我国北方最常见的侧窗进风、纵向通风蛋鸡舍为研究对象,选择A、B两栋仅安装高度不同侧墙进风小窗的蛋鸡舍,侧墙小窗规格一致(宽0.65 m、高0.23 m),安装高度分别为2.25 m、1.65 m,分别测试两栋舍内温热参数以及舍内空气环境质量。结果显示:A、B两栋蛋鸡舍内平均温、湿度之间均差异不显著(P>0.05),但不同走道间温、湿度存在显著差异(P<0.05);两栋蛋鸡舍内测点风速、氨气平均浓度差异显著(P<0.05);舍内二氧化碳平均浓度差异极显著(P<0.01)。结果表明:A栋蛋鸡舍内温湿度波动低于B舍,测点风速普遍大于B栋蛋鸡舍风速,有害气体浓度低于B舍。说明侧墙进风口位置高度不仅影响蛋鸡舍内温、湿度状况,而且影响舍内污染物的分布及排除。

基于不同行为时间的奶牛健康状况评价

如何高效准确地监测和管理好奶牛是当前规模化奶牛场发展的关键。该文通过对17头奶牛休息时间、反刍时间和采食时间的连续61d监测和行为记录,利用SPSS23.0软件,结合Logistics回归分析法对试验数据进行统计分析,并构建了奶牛健康状况评价模型。研究结果表明:1)与正常行为期间相比,奶牛非正常行为期间的平均休息时间增加25.7%,反刍时间和采食时间分别平均减少12.7%和2.3%。2)荷斯坦泌乳奶牛正常行为时间呈正态分布,每天(24 h)平均休息时间为300~600 min,反刍时间为400~700 min,采食时间为200~400 min。非正常行为时间呈离散状分布,无明显分布规律。3)休息时间和采食时间是预测模型的主要影响因素,其中采食时间对模型预测概率的影响力较休息时间大,在其他条件不变的情况下,采食时间水平每增加1个单位,奶牛非正常行为预测概率变化扩大4.2倍。奶牛非正常行为预测模型预测结果与人工目视观察结果比较,模型预测准确率为91%。该研究可为现代规模化奶牛场科学、精准化管理提供参考。

蛋鸡栖架立体散养系统研究的发展趋势与问题

2017年《中国畜牧杂志》全面改版。为疑好展示畜牧学领域的科技前沿，促进学术交流，本刊特别邀请不同领域的专家或青年骨干，围绕各自的研究领域，介绍自己、团队或国际研究机构近几年的研究成果、存在问题及研究展望，或就当前的研究热点问题进行讨论和评论。2017年第一期自副主编开始，将为读者带来相关综述，希望能引发读者对相关热点、难点的思考，并进行深入探讨。

基于水足迹的鸡蛋生产耗水核算与评价

为了解国内鸡蛋生产的耗水情况,探究不同蛋鸡养殖模式和蛋鸡品种对耗水情况的影响,研究利用水足迹核算方法分析评价中国5家蛋鸡养殖场的鸡蛋生产耗水情况。结果显示:5家蛋鸡养殖场的鸡蛋水足迹为2537.69~3446.85 m^(3)/t,其中,绿水足迹为1653.02~2314.94 m^(3)/t,蓝水足迹为484.07~616.65 m^(3)/t,灰水足迹为400.60~515.26 m^(3)/t,养殖场A中海兰褐和海兰灰品种的鸡蛋平均总水足迹分别为3042 m^(3)/t和3224 m^(3)/t;5家养殖场的鸡蛋水足迹中绿水足迹占比最高,达到66.75%,饲料消耗是影响鸡蛋水足迹的主要因素;养殖场A的鸡蛋水足迹最高,养殖场E最低;相比于海兰褐品种,海兰灰品种产蛋所消耗的饲料量、直接和间接用水更多。建议通过优化饲料配比、提高农业用水效率、增设养殖场的节水设施设备并选择适宜的蛋鸡品种能够有效降低鸡蛋水足迹。