畜禽精準飼喂管理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

孟 蕊,崔曉東,余禮根,3,丁露雨,3,高榮華,3，祝 軍,杜天天,李奇峰,3*

(1.北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重點實驗室,北京 100097；2.北京市畜牧總站,北京 100029；3.農(nóng)芯(南京)智慧農(nóng)業(yè)研究院,南京 211899)

畜禽是人們?nèi)獾鞍资称返闹饕獊碓矗侠盹曃故切笄莩砷L的重要環(huán)節(jié)[1]。傳統(tǒng)的畜禽飼喂方式易造成畜禽營養(yǎng)不均、飼料浪費等問題，且人工勞動強度較大、生產(chǎn)率有待提高[2]，隨著現(xiàn)代畜禽業(yè)規(guī)?；图s化的快速發(fā)展，畜禽飼喂方式正不斷從粗放向精細化轉(zhuǎn)變[3-4]。研究畜禽精準飼喂管理技術(shù)，即根據(jù)畜禽的品種、體重、生理階段等實現(xiàn)個性化飼喂，不僅能夠有效提高飼料利用率、降低飼料浪費、提高生產(chǎn)率進而節(jié)約生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟效益，在保障畜禽產(chǎn)品安全、降低環(huán)境污染等方面也發(fā)揮了重要作用[5-6]。

畜禽精準飼喂管理技術(shù)大致可分為飼養(yǎng)信息獲取、飼料精準配方、智能飼喂3個階段，主要是由畜禽精準飼喂管理軟件和智能飼喂設(shè)備組成。當畜禽主動到智能飼喂設(shè)備尋飼時，畜禽所佩戴的識別卡在距離飼喂設(shè)備感應(yīng)器一定范圍內(nèi)即可自動識別畜禽個體，計算機通過飼喂管理軟件自動查詢數(shù)據(jù)庫內(nèi)的飼喂計劃及飼料配方，決定是否投料及投料量[7]。在飼養(yǎng)信息獲取方面，隨著微型計算機、電子識別系統(tǒng)、電子自動稱量系統(tǒng)等高新技術(shù)的應(yīng)用，精準飼養(yǎng)的自動化水平大大提高[8]，通過準確獲取動物飲食行為，合理分析畜禽生理狀況，進而制定飼喂計劃，有助于最大限度的發(fā)揮動物生長和繁殖潛力[9]。在飼料精準配方方面，充分挖掘飼料中潛在的營養(yǎng)成分，科學配備飼料，能夠促進畜禽營養(yǎng)吸收[10]，通過降低少量昂貴營養(yǎng)物質(zhì)的供給，還可降低10%～15%的飼養(yǎng)成本，減少2%～3%飼料制備、儲存、管理和運輸成本，減少40%以上氮、磷和其他污染物的排放[11]。家畜智能飼喂設(shè)備的開發(fā)對象主要針對豬和奶牛，主要研發(fā)的系統(tǒng)包括妊娠母豬電子飼喂站、哺乳母豬精準飼喂系統(tǒng)、奶牛精準飼喂系統(tǒng)等[12-13]，智能飼喂提升了工作效率，降低了畜禽發(fā)病率，促進了喂養(yǎng)環(huán)節(jié)的專業(yè)化和自動化。

目前國內(nèi)外部分學者在畜禽精準飼喂技術(shù)方面開展了較為深入的研究，并在生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。本文重點分析國內(nèi)外包括飼養(yǎng)信息獲取、飼料精準配方及智能飼喂3個階段在畜禽精準飼喂管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題，并展望其發(fā)展方向，為國內(nèi)畜禽精準飼喂管理技術(shù)研究提供參考。

1 飼養(yǎng)信息獲取

飼養(yǎng)信息獲取是畜禽精準飼喂管理技術(shù)的重要前提，是通過傳感器、圖像、聲音等監(jiān)測技術(shù)獲取畜禽體重、體尺、行為等個體信息，建立畜禽飼養(yǎng)信息數(shù)據(jù)庫，建模計算準確分析畜禽生長狀況和飼養(yǎng)過程，也是測算飼料配方及評價飼喂情況的依據(jù)。

使用傳感設(shè)備監(jiān)測能夠?qū)⒁恍╇y以直接測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為易測量的信息，類似用于人的智能手環(huán)，一般將其佩戴在畜禽的耳朵、脖子、四肢或者尾巴上，可隨時感知畜禽的體溫、心率等生理信息和位置信息，并實時上傳到服務(wù)器，經(jīng)過系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析處理，可得到畜禽發(fā)情、疾病、采食量、活動量等信息[14]。如Lovendahl等[15]利用電子活動標簽采集奶牛運動的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析將奶牛運動分為強運動和弱運動，在通過1 d內(nèi)兩種運動的比例來判斷奶牛發(fā)情狀況；陸明洲等[16]利用紅外線感應(yīng)器、水流量傳感器、RFID閱讀器等設(shè)計了群養(yǎng)母豬飲水監(jiān)測點，可計算出母豬使用飲水器的頻率和消耗水量；田富洋等[17]通過傳感器實時檢測奶牛的吞咽次數(shù)和食團質(zhì)量的大小測算出奶牛采食量。

圖像監(jiān)測通過采用視頻及錄像技術(shù)對畜禽進行圖像采集，并對圖像片段進行分析來估算畜禽體質(zhì)量、體尺等。如Yang等[18]通過采集分析長白豬進出豬欄的圖像，利用投影區(qū)域和參考系的比例關(guān)系即可估算出長白豬的體質(zhì)量和體高。Schofield等[19]通過試驗認為利用投影面積估算生豬體質(zhì)量的算法需要增加擬合直線的截距。李卓等[20]設(shè)計了一種不易受到臟污和光照干擾的豬體尺檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于雙視覺原理，可在2 m物距范圍內(nèi)測算出豬的體長、體高、體寬、臀高、臀寬等5個體尺，且誤差較小。

聲音監(jiān)測通過數(shù)字信號處理技術(shù)、模式識別等技術(shù)對畜禽聲音采集處理、分析識別[21]，其在反芻動物采食監(jiān)測方面有良好的應(yīng)用效果[22]。如Clapham等[23]研發(fā)的一種采集分析自由放牧下牛進食聲音的系統(tǒng)，主要是在牛嘴邊配置專用麥克風收集牛咬斷和咀嚼草料的聲音，并將聲音轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號以量化分析牛的進食行為，該系統(tǒng)可檢測到95%的咬斷行為，且周圍牧區(qū)環(huán)境的聲音對記錄聲音的完整性影響較小。Galli等[24]通過研究山羊進食不同植物時的聲音，發(fā)現(xiàn)山羊下巴咬合速度和每次咬合的能量是影響山羊進食效率的主要因素，而進食植物的種類對進食效率并沒有太大影響。

傳感器監(jiān)測、圖像監(jiān)測、聲音監(jiān)測這3種監(jiān)測技術(shù)各有利弊。目前傳感器監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，主要監(jiān)測畜禽的飲食、行為姿態(tài)等，但動物互相打鬧、躺臥時常使傳感器設(shè)備遭到破壞，適合畜禽穿戴且可長期高效工作的傳感器技術(shù)有待突破；圖像監(jiān)測技術(shù)主要用于監(jiān)測動物行為以及畜禽質(zhì)量估算，其算法還不成熟，受光照、環(huán)境的影響較大；聲音監(jiān)測技術(shù)起步較晚，有良好的應(yīng)用前景，但易受環(huán)境噪音的干擾，信息獲取精確度和正確率有待提升。

2 飼料精準配方

飼料精準配方是畜禽精準飼喂管理技術(shù)的關(guān)鍵核心，是指在畜禽生理信息獲取的基礎(chǔ)上，圍繞飼喂目標綜合考慮畜禽生理狀況、飼料營養(yǎng)成分、飼料原料價格等要素來測算畜禽的飼料配方[25]。本文主要從飼料配方測算、飼料動態(tài)優(yōu)化兩個方面來闡述飼料精準配方技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。

2.1 飼料配方測算

畜禽養(yǎng)殖飼料成本能夠占到總飼養(yǎng)成本的60%～70%，但飼料中營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率卻較低[26]。因此，在明確飼養(yǎng)目標的基礎(chǔ)上，根據(jù)飼料原材料市場信息、采購價格數(shù)據(jù)、畜禽個體數(shù)據(jù)和生長過程參數(shù)，利用投喂決策模型和算法，優(yōu)化設(shè)計營養(yǎng)素平衡的飼料配方極為重要[27]。

在測算技術(shù)方面，需要測算動物的營養(yǎng)需要和飼料的營養(yǎng)成分來建立能量體系。NRC研究了奶牛在典型條件下的營養(yǎng)需求量，包括奶牛體況、預(yù)期泌乳數(shù)量等[28]。熊本海等[29]設(shè)計出了一種泌乳奶牛全混合日糧精準計算系統(tǒng)，是基于凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系，采用FPXPRO數(shù)據(jù)庫技術(shù)和參數(shù)線性規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)，集成NRC推薦的奶牛主要養(yǎng)分需要動態(tài)預(yù)測模型及奶牛常用飼料CNCPS參數(shù)數(shù)據(jù)的全混合日糧(Total Mixture Ration，TMR)配方優(yōu)化系統(tǒng)。利用大數(shù)據(jù)設(shè)計飼料配方時，將動物營養(yǎng)最適需求量、飼料營養(yǎng)成分及飼料原料價格作為已知條件，畜禽營養(yǎng)需求量設(shè)為約束條件，飼料最低成本設(shè)為目標函數(shù)，并通過計算機技術(shù)、運籌學和線性規(guī)劃方法進行運算，是當前最常用的飼料配方設(shè)計方法[30]。

在測算軟件方面，軟件的廣泛應(yīng)用推動了飼料配方從粗糙化向精細化的轉(zhuǎn)變，提升了飼料轉(zhuǎn)化率。歐美等發(fā)達國家在20世紀90年代已經(jīng)廣泛使用了計算機飼料配方軟件，國外較著名的飼料配方軟件包括美國的Brill、PC-dairy、CPM-dairy、Feedsoft、Mixit、NRC軟件，英國的Format、軟件，以色列的Gavish軟件等。隨著飼料工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國在21世紀初開始較為迅速的發(fā)展飼料配方軟件，目前飼料配方軟件已逐漸成熟，國內(nèi)常用的飼料配方軟件包括CMIX配方軟件、三新配方軟件、勝豐飼料配方軟件、金牧飼料配方軟件等[31]。

飼料配方測算能夠以最小的生產(chǎn)成本使畜禽獲得最佳的生長能量，幫助養(yǎng)殖戶節(jié)省生產(chǎn)成本，增加養(yǎng)殖效益。但從整體來看，飼料配方仍需要向環(huán)?；o抗化、個體定制化的趨勢發(fā)展，測算軟件需向?qū)Ｓ眯?、智能決策型的方向轉(zhuǎn)變，飼料配方設(shè)計方法也需要在達成飼喂目標前提上，綜合考慮畜禽生理狀況、飼料營養(yǎng)均衡、飼料原料價格、畜產(chǎn)品質(zhì)量安全要求、環(huán)境保護等更多要素來設(shè)計多參數(shù)飼料配方模型。

2.2 飼料動態(tài)優(yōu)化

根據(jù)飼喂效果檢測評估飼料配方是否達到飼喂目標，對飼料配方進行動態(tài)優(yōu)化，以更好的滿足畜禽飼喂需求[32]。

在飼喂效果檢測方面，馬明新等[33]認為奶牛攝入日糧后并沒有結(jié)束飼喂這項工作，通過觀察奶牛挑食、剩料、反芻及糞便的情況，能夠得出奶牛對日糧的吸收消化效果，從而更好地指導飼料配方。奶牛的采食量在一定程度上代表其是否健康[34]，如果反芻異常，很有可能是出現(xiàn)了消化問題或患病，也有可能是日糧中精料比例過高或粗飼料處理的過短。盧德勛[35]提出的營養(yǎng)檢測技術(shù)是衡量豬營養(yǎng)工程技術(shù)體系中各種技術(shù)措施系統(tǒng)集成化程度的根本手段，依靠此項技術(shù)可以衡量營養(yǎng)工程技術(shù)體系中各項技術(shù)內(nèi)部和相互之間的系統(tǒng)集成化程度，全面監(jiān)控和評估形成的技術(shù)方案，且還可依據(jù)檢測結(jié)果不斷進行動態(tài)優(yōu)化。在飼料配方調(diào)整方面，楊海天等[36]認為通過多次修正飼料配方能夠使飼料營養(yǎng)水平更加貼近豬的生理需求，以期達到精準飼喂。張吉鹍等[37]認為可以采用實測妊娠母豬P2點背膘來評定母豬體況，測定背膘的時間點應(yīng)分別選在配種當日、7 d、38 d、100 d、110 d這樣5個時間點，根據(jù)測定結(jié)果及時調(diào)整飼養(yǎng)方案。于愛梅和李華偉[38]認為精準營養(yǎng)是個動態(tài)過程，需要根據(jù)季節(jié)變化、分布區(qū)域以及豬場的群體變化進行綜合考慮，通過飼料配方優(yōu)化系統(tǒng)制定詳實的營養(yǎng)方案，才能夠保證豬場獲取高效穩(wěn)定的生產(chǎn)成績。

飼料配方測算和飼料動態(tài)優(yōu)化兩個環(huán)節(jié)均存在不足。飼料配方需要向環(huán)?；?、無抗化、個體定制化的趨勢發(fā)展，飼料軟件也需向?qū)Ｓ眯?、智能決策型的方向轉(zhuǎn)變，配方設(shè)計方法考慮的參數(shù)有待增加，計算模型也有待完善；飼料配方的動態(tài)優(yōu)化還需在飼料原料種類復(fù)雜化、飼料營養(yǎng)精準化、原料飼料添加劑有機化、減量化等方面不斷優(yōu)化。通過兩個環(huán)節(jié)的不斷改進，飼料配方將更加精準。

3 智能飼喂

智能飼喂是畜禽精準飼喂管理技術(shù)的實現(xiàn)方式，是指在獲取飼養(yǎng)信息、精準配備飼料的基礎(chǔ)上，根據(jù)畜禽養(yǎng)殖的數(shù)量、生長階段、平均體重等基本信息，設(shè)定飼喂決策模型和算法，得到固定畜舍的飲水量、次投喂量、投喂次數(shù)和投喂時間，為養(yǎng)殖戶提供科學合理的飼喂決策，并按照飼喂決策將飼料通過養(yǎng)殖智能化、自動化設(shè)備飼喂畜禽。目前畜禽智能飼喂技術(shù)的開發(fā)對象主要是針對豬和奶牛[9]，分別是非反芻和反芻動物智能飼喂研究的集中代表，少部分學者對雞智能飼喂技術(shù)進行了研究，其他畜禽智能飼喂技術(shù)研究及應(yīng)用較少，且多參考豬和奶牛的飼喂方法，故本文主要從豬智能飼喂、奶牛智能飼喂、雞智能飼喂3個方面來闡述智能飼喂技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

表1 飼料精準配方分析Table 1 Analysis of feed precise formula

3.1 生豬智能飼喂

按照飼喂飼料的狀態(tài)，可將生豬智能飼喂技術(shù)分為干飼料飼喂技術(shù)和液態(tài)飼料飼喂技術(shù)兩種。

干飼料飼喂技術(shù)涉及的智能養(yǎng)殖設(shè)備主要包括妊娠母豬電子飼喂站、母豬精準飼喂系統(tǒng)、仔豬飼喂系統(tǒng)等[39]。楊亮等[40]認為電子飼喂站系統(tǒng)包括耳標識別及嵌入式控制系統(tǒng)，可以按每頭母豬的采食曲線或妊娠日齡控制每天甚至每次的采食量，并自動記錄采食量數(shù)據(jù)，反過來也可依據(jù)已完成的采食量，調(diào)控后續(xù)的采食量，因此具有智能化控制的特點。史利軍等[41]設(shè)計了一種群養(yǎng)母豬智能化精準飼喂裝置，該裝置能夠準確識別進食母豬身份，還能實現(xiàn)隔離飼喂和精準下料，有助于降低養(yǎng)殖成本，提高管理效率。干飼料飼喂技術(shù)一定程度節(jié)約了勞動成本，但也存在著畜禽飼料消化率較低、畜禽易產(chǎn)生腸胃疾病等問題。

液態(tài)飼料飼喂并不是一個新鮮的概念，傳統(tǒng)家庭養(yǎng)豬采用的就是液態(tài)或半液態(tài)飼料飼喂，受集約化養(yǎng)殖中勞動強度和技術(shù)的制約，干飼料飼喂技術(shù)迅速發(fā)展并得到了較為廣泛的使用。由于液態(tài)飼料在提高生豬采食量、提高飼料轉(zhuǎn)化率、顯著提高生長性能等方面具有干飼料不可比擬的優(yōu)勢，20世紀80年代以來液態(tài)飼喂技術(shù)又開始在歐洲廣泛使用，目前已有30%～60%的規(guī)模場采用這種技術(shù)[42]。郭吉利等[43]通過試驗比較研究了液態(tài)飼料和干飼料對斷奶仔豬的影響，發(fā)現(xiàn)液態(tài)料組日增重比干料組高0.1 kg，末重比干料組高4.52 kg，顯著提高了仔豬的生長性能。雷胡龍等[44]在高溫高壓條件下研究了液態(tài)飼料的加工參數(shù)，認為液態(tài)飼糧的適宜加工條件為料水比1∶2，經(jīng)121～126 ℃處理3 min。黃利軍等[45]認為液態(tài)料智能飼喂系統(tǒng)包括電腦控制程序、配料攪拌及輸送3個部分，操作系統(tǒng)會根據(jù)豬群數(shù)量、飼喂配方、日飼喂次數(shù)等參數(shù)計算出水量和飼料量，攪拌后送至食槽。但液態(tài)飼料飼喂技術(shù)也有一定的不足，冬天時液態(tài)飼料會導致豬舍濕度較大，生豬容易感冒患病，夏天液態(tài)飼料常易殘留在管道中，造成腐敗變質(zhì)[46]。液態(tài)料智能飼喂系統(tǒng)將是未來全球養(yǎng)豬業(yè)主流的飼喂方式。

3.2 奶牛智能飼喂

中國奶牛飼喂方式已逐漸從傳統(tǒng)飼喂發(fā)展至TMR飼喂，未來還將向自動化飼喂方式不斷轉(zhuǎn)型升級。傳統(tǒng)奶牛飼喂技術(shù)主要依靠人工飼喂，采用的機械設(shè)備包括手動推車式飼料攪拌車、拖拉機式飼料攪拌車、精料自動補充設(shè)備等，這種飼喂方式常常伴隨著飼養(yǎng)工作人員勞動強度大、準備時間長、勞動效率較低等問題[47]，且由于精、粗飼料飲食不均還易造成奶牛腸胃不暢，進而影響到奶牛的產(chǎn)奶量。

TMR是一種營養(yǎng)相對均衡的日糧，是按照一定的配方比例，將青貯、精飼料、干草及飼料添加劑等充分攪拌、混合所制成[48]。目前，國內(nèi)規(guī)模化牛場在飼喂環(huán)節(jié)已經(jīng)普遍采用了TMR飼喂技術(shù)以提高飼喂的精準化水平、保障奶牛營養(yǎng)[49]。其攪拌飼喂環(huán)節(jié)主要采用TMR設(shè)備，包括固定式攪拌機、牽引式攪拌車和自走式攪拌車[50]。但在實際飼喂過程中，TMR飼喂技術(shù)常常需要操作員駕駛車輛在牛舍進行粗放式布料，造成飼喂效率低、飼料浪費嚴重、投料過程易產(chǎn)生人為誤差等問題[51]。

為彌補TMR設(shè)備存在的不足，國內(nèi)外研究人員已展開了相關(guān)研究，開發(fā)設(shè)計了自動化奶牛飼喂設(shè)備，但國內(nèi)尚未大規(guī)模推廣。已研發(fā)的自動化奶牛設(shè)備主要包括懸掛軌道飼喂系統(tǒng)、自走式飼喂系統(tǒng)、在位飼喂系統(tǒng)和傳送帶飼喂系統(tǒng)[52]。懸掛式飼喂系統(tǒng)是一種通過懸臂梁滑動行走的飼喂系統(tǒng)，以TMR Robot 和Triomatic T10為代表，可以避免攪拌車駛?cè)肱Ｉ釒淼膹U氣和噪聲問題[53]。自走式飼喂機器人是一種在地面沿設(shè)定路線自動行走的飼喂系統(tǒng)，以Vector、Triomatic T15為代表[54]。在位飼喂系統(tǒng)是一種在牛欄口單獨安裝飼喂裝置的飼喂系統(tǒng)，具有維護方便、可靠性高等優(yōu)點。該系統(tǒng)不僅可以用于牛舍，也可以用在擠奶廳擠奶位補飼系統(tǒng)，以Dairymaster奶廳定位補飼系統(tǒng)為代表[55]。傳送帶式飼喂系統(tǒng)主要由橫縱向飼料輸送帶和飼料分撥器構(gòu)成，其工作原理相對機器人簡單，以芬蘭Belt feeder為代表[56]。

3.3 雞智能飼喂

傳統(tǒng)雞的飼喂方式也主要依靠人工飼喂，通過飼養(yǎng)員將飼料撒在地上或者加入料槽，這種飼喂方式常常造成飼料的浪費。為節(jié)約飼料成本，提高勞動生產(chǎn)率，喂料設(shè)備逐漸在規(guī)模化養(yǎng)雞場得到青睞，常用的喂料設(shè)備主要包括鏈式、索盤式、跨籠式、行車式等種類。其中，行車式飼喂設(shè)備在行車的過程中使得喂料更加均勻，是籠養(yǎng)雞最理想的飼喂方式[57]。

雞智能飼喂系統(tǒng)目前還不成熟，還處于起步階段[58]。李國發(fā)等[59]設(shè)計了一種蛋雞智能化養(yǎng)殖系統(tǒng)，該系統(tǒng)可智能定時定量向蛋雞供水供料，同時可根據(jù)環(huán)境條件及時調(diào)節(jié)供水和飼料的溫度，還能根據(jù)現(xiàn)實使用需求靈活調(diào)整設(shè)備結(jié)構(gòu)，從而滿足不同數(shù)量及位置蛋雞飼養(yǎng)作業(yè)的需要。李麗華等[60]運用超高頻RFID識別技術(shù)及STM32微處理器，設(shè)計了一種根據(jù)種雞個體需求信息進行精確投料的控制系統(tǒng)及機械結(jié)構(gòu)裝置，該裝置可實現(xiàn)智能識別與精確下料，且下料范圍能夠限制在80～150 g，4個標準質(zhì)量下，誤差在(0.25±0.06)%；RFID個體識別率達到100%。Syam等[61]研制了在肉雞籠的頂部運輸飼料的機器人，并在實際應(yīng)用中證實該機器人可按養(yǎng)殖人員意圖執(zhí)行任務(wù)，有效節(jié)省人力資源。

生豬和奶牛智能飼喂技術(shù)的發(fā)展一定程度上代表了當前畜禽智能飼喂技術(shù)的發(fā)展前沿。生豬智能飼喂技術(shù)中，液態(tài)飼料飼喂技術(shù)憑借其優(yōu)勢將成為未來養(yǎng)豬業(yè)主流的飼喂方式。奶牛智能飼喂技術(shù)中，自動化奶牛設(shè)備也有較好的應(yīng)用前景。雞智能飼喂技術(shù)參考在豬和奶牛智能飼喂技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，將會取得較快進展。

4 存在的主要技術(shù)問題

當前國內(nèi)外學者在畜禽精準飼喂技術(shù)方面的研究相對較少，整體來看，飼養(yǎng)信息獲取階段的抗干擾能力有待加強，飼料配方精準性有待提升以及智能飼喂設(shè)備智能化程度有待提高是目前畜禽精準飼喂技術(shù)需要突破的3個門檻。研究應(yīng)用畜禽精準飼喂管理技術(shù)時需要重點考慮以下問題：(1)傳感器節(jié)點容易在畜禽躺臥或打鬧過程中遭到破壞；圖像采集受光照和環(huán)境的影響較大，有障礙物、陰天、晚上時采集圖像受到影響；環(huán)境中各種噪音易對聲音監(jiān)測起到干擾作用，影響了聲音信息獲取的準確度和正確率；(2)飼料軟件通用型較多，專門針對單品種畜禽的飼料軟件較少，配方設(shè)計方法考慮的參數(shù)也有待增加，計算模型有待完善；(3)部分智能飼喂技術(shù)應(yīng)用范圍較小，且除豬和奶牛外，專門針對其他畜禽種類智能飼喂技術(shù)研究及應(yīng)用較少，人工智能、機器人、5G等技術(shù)與智能飼喂的結(jié)合需更加緊密。

表2 生豬智能飼喂技術(shù)Table 2 The intelligent feeding technologies of pigs

表3 奶牛智能飼喂技術(shù)Table 3 The intelligent feeding technologies of cows

5 當前研究的重點

基于以上存在的問題，當前應(yīng)研究的重點包括：(1)設(shè)計更加符合畜禽體結(jié)構(gòu)且易于穿戴的傳感器節(jié)點；研發(fā)在黑暗中和正常光照下均能拍攝清楚的圖像信息采集設(shè)備，優(yōu)化圖像處理算法；優(yōu)化聲音降噪方法，降低環(huán)境中各種噪聲對畜禽聲音信息獲取的影響。(2)飼料配方需更加環(huán)?；?、無抗化和個體定制化，飼料軟件也需向?qū)Ｓ眯汀⒅悄軟Q策型的方向轉(zhuǎn)變，飼料配方設(shè)計方法也需要在達成飼喂目標前提上，綜合考慮畜禽生理狀況、飼料營養(yǎng)均衡、飼料原料價格、畜產(chǎn)品質(zhì)量安全要求、環(huán)境保護等更多要素來設(shè)計多參數(shù)飼料配方模型；飼料配方需不斷動態(tài)優(yōu)化。(3)加快部分智能飼喂技術(shù)的推廣應(yīng)用，推進其他畜禽種類智能飼喂技術(shù)的研究與應(yīng)用，盡快推動人工智能、機器人、5G等技術(shù)在智能飼喂方面的應(yīng)用。

6 小 結(jié)

本文通過對畜禽精準飼喂管理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用成果以及未來發(fā)展趨勢等方面進行深入分析，闡述了畜禽精準飼喂在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的重要意義，并提出了未來畜禽精準飼喂管理技術(shù)的應(yīng)用前景及研究重點。在飼養(yǎng)信息獲取方面，傳感器、聲音、圖像監(jiān)測技術(shù)各有利弊，均需不斷降低干擾以精準獲取畜禽信息；在飼料精準配方方面，考慮更多要素的多參數(shù)飼料配方模型發(fā)展空間較大，以定制、環(huán)保等關(guān)鍵詞為特征的飼料配方將加快涌現(xiàn)；在智能飼喂方面，人工智能、機器人、5G等先進技術(shù)與智能飼喂的融合將更加緊密。未來通過進一步研究開發(fā)精準、高效、智能、經(jīng)濟的畜禽精準飼喂管理技術(shù)，畜禽生產(chǎn)效率將不斷提升，養(yǎng)殖效益將不斷提高，畜產(chǎn)品質(zhì)量安全將更有保障。