基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的精準(zhǔn)奶業(yè)研究現(xiàn)狀及其熱點(diǎn)分析

任秋鴻，彭華，董曉霞

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所，北京 100081）

近年來，我國(guó)奶業(yè)快速發(fā)展，其生產(chǎn)已不再局限于只為了獲得經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)代社會(huì)更多關(guān)注食品安全和質(zhì)量、動(dòng)物健康與福利、高效和可持續(xù)的奶牛養(yǎng)殖及奶業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響。在過去，傳統(tǒng)的牧場(chǎng)管理決策幾乎完全基于養(yǎng)殖戶的觀察、判斷和經(jīng)驗(yàn)。隨著養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大和相應(yīng)牛群數(shù)量的增加，這種演變導(dǎo)致養(yǎng)殖戶的工作量增加，并限制了他們實(shí)時(shí)監(jiān)控奶牛的可能性。因此，越來越需要在奶牛養(yǎng)殖過程中采用更為精準(zhǔn)的養(yǎng)殖技術(shù)，對(duì)個(gè)體奶牛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)奶業(yè)生產(chǎn)向低成本、高質(zhì)量、高效益、環(huán)境可持續(xù)性的方向發(fā)展。

信息通信技術(shù)的不斷成熟及其價(jià)格的大幅下降，使其在奶牛養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用成為可能，“精準(zhǔn)奶業(yè)（Precision Dairy Farming，PDF）”也應(yīng)運(yùn)而生。精準(zhǔn)奶業(yè)一詞最早由Spilke 和Fahr提出，但沒有給出具體的定義。Eastwood 等將精準(zhǔn)奶業(yè)定義為“利用信息和通信技術(shù)改進(jìn)對(duì)精細(xì)規(guī)模動(dòng)物和自然資源變異性的控制，以優(yōu)化奶牛場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境績(jī)效”。精準(zhǔn)奶業(yè)的主要目標(biāo)是最大限度地發(fā)揮個(gè)體奶牛的潛力，及早發(fā)現(xiàn)疾病，并通過預(yù)防衛(wèi)生措施盡量減少藥物的使用。精準(zhǔn)奶業(yè)的明顯好處包括提高效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、最小化不利環(huán)境影響以及改善動(dòng)物健康和福祉。精準(zhǔn)奶業(yè)使奶牛生產(chǎn)者能夠做出更及時(shí)、更明智的決策，從而提高生產(chǎn)率和利潤(rùn)率。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可用于監(jiān)視動(dòng)物和創(chuàng)建異常報(bào)告，以確定有意義的偏差。

目前國(guó)內(nèi)還尚未有學(xué)者對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，通過對(duì)精準(zhǔn)奶業(yè)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，能更好了解當(dāng)前該領(lǐng)域的研究處于哪一階段和已有研究所存在的不足，并掌握未來該領(lǐng)域的發(fā)展方向。鑒于此，本研究運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量方法，借助CiteSpace 可視化軟件，繪制精準(zhǔn)奶業(yè)研究的知識(shí)圖譜，并結(jié)合文獻(xiàn)歸納分析，梳理國(guó)外精準(zhǔn)奶業(yè)研究領(lǐng)域的研究進(jìn)展及研究熱點(diǎn)，以期為學(xué)者們后續(xù)研究精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域提供一定的借鑒和參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 本研究數(shù)據(jù)源于2021 年3 月采集自Web of Science 核心合集數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫中定義檢索詞為TS=（“precision dairy farming” or “precision dairy technology” or “sensor system and dairy ” or “automatic estrus detection system and dairy”or “milk recording system and dairy” or “precision feeding system and dairy” or “precision livestock farming and dairy”），檢索時(shí)間為1995—2020 年，文獻(xiàn)類型設(shè)定為“Article”or “Review”or“Proceeding paper”，其余條件不做限制，最終得到2 271 篇文獻(xiàn)記錄，下載并保存為純文本文件，作為本文分析的數(shù)據(jù)樣本。

1.2 研究方法 本研究借助CiteSpace 5.7.R5 應(yīng)用軟件對(duì)2 271 篇文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量分析，CiteSpace 是由美國(guó)費(fèi)城德雷塞爾大學(xué)副教授、大連理工大學(xué)陳超美博士應(yīng)用Java 語言開發(fā)的一款信息可視化軟件，它主要基于共引分析理論和尋徑網(wǎng)絡(luò)算法，對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行作者合作分析、關(guān)鍵詞共詞分析、機(jī)構(gòu)合作分析、作者共被引分析、文獻(xiàn)共被引分析等來判斷特定領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和研究前沿，探測(cè)該領(lǐng)域的研究特征及演變趨勢(shì)，以及不同研究主題之間的交叉、互動(dòng)關(guān)系等。本文在運(yùn)行該軟件時(shí)，CiteSpace 中的參數(shù)設(shè)置為：①時(shí)間跨度為1995 年至2020 年，時(shí)間切片為1；②節(jié)點(diǎn)類型為國(guó)家、機(jī)構(gòu)、作者、關(guān)鍵詞、引用文獻(xiàn)；③在協(xié)作網(wǎng)絡(luò)和共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析中，提取每個(gè)時(shí)間切片內(nèi)的前50 個(gè)節(jié)點(diǎn)信息；④使用尋徑網(wǎng)絡(luò)算法并對(duì)合并后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行裁剪生成知識(shí)圖譜；⑤其他設(shè)置為默認(rèn)設(shè)置。

2 精準(zhǔn)奶業(yè)的研究現(xiàn)狀

2.1 發(fā)文量不斷增多，研究視角由技術(shù)層面延伸至經(jīng)濟(jì)學(xué)層面 1995—2020 年精準(zhǔn)奶業(yè)研究文獻(xiàn)數(shù)量不斷增加，說明精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值，具有一定的發(fā)展?jié)摿Γ▓D1）。過去25 年精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域的研究呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，可將其分為3 個(gè)發(fā)展階段：

圖1 1995—2020 年精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域發(fā)文量

1）第1 階段（1995—1999 年）萌芽階段，該階段研究的人較少，研究成果相應(yīng)也比較少。一方面，探討傳感器系統(tǒng)在自動(dòng)發(fā)情鑒定和乳腺炎檢測(cè)方面的應(yīng)用機(jī)理；另一方面，通過比較各項(xiàng)技術(shù)和人工操作之間的一致性，得出各項(xiàng)技術(shù)在監(jiān)測(cè)牧場(chǎng)各項(xiàng)參數(shù)方面的靈敏度是該階段研究較多的內(nèi)容，如Champion 等研究了傳感器和人工監(jiān)測(cè)奶牛躺臥、站立和行走行為方面一致性，研究發(fā)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和人工監(jiān)測(cè)的一致性指數(shù)為0.953，自動(dòng)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性較高；deMol 等研究了傳感器在自動(dòng)發(fā)情鑒定和乳腺炎檢測(cè)方面的應(yīng)用，并得出傳感器在自動(dòng)發(fā)情鑒定的靈敏度高于乳腺炎檢測(cè)。

2）第2 階段（2000—2010 年）探索階段，該階段仍較多處于各項(xiàng)技術(shù)的臨床試驗(yàn)期，但是學(xué)者不再僅僅關(guān)注技術(shù)本身的應(yīng)用機(jī)理，他們開始借助精準(zhǔn)養(yǎng)殖技術(shù)來探討奶牛生產(chǎn)性狀與遺傳育種之間的關(guān)系，并研究影響奶牛繁育性能的因素。如較高的身體狀況評(píng)分與奶牛具有良好的繁育性能有關(guān)。在該階段，Spilke 和Fahr首次提出精準(zhǔn)奶業(yè)這一概念，為后續(xù)學(xué)者進(jìn)一步探索精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域奠定了一定的研究基礎(chǔ)。

3）第3 階段（2011 年至今）快速發(fā)展階段，研究成果十分豐富，研究角度也從前2 個(gè)階段的技術(shù)層面延伸到了經(jīng)濟(jì)學(xué)層面來探討精準(zhǔn)奶業(yè)，并將前2 個(gè)階段學(xué)者們研究的傳感器、自動(dòng)發(fā)情監(jiān)測(cè)、乳腺炎檢測(cè)等技術(shù)明確歸類在精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)里。他們不再只局限于精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)在牧場(chǎng)中的應(yīng)用機(jī)理研究，更多開始從經(jīng)濟(jì)學(xué)層面來評(píng)估精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)在優(yōu)化牧場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境績(jī)效方面的效果。近年來，隨著信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)類型越來越多，但是其在牧場(chǎng)的采用率還相對(duì)較低。有學(xué)者研究得出影響?zhàn)B殖戶采用精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)的主要因素有養(yǎng)殖規(guī)模、投資回報(bào)率、總投資額、技術(shù)復(fù)雜程度、與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性、對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理所需時(shí)間等。

2.2 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家是研究精準(zhǔn)奶業(yè)的主力軍 WOS 核心合集收錄期刊上全球93 個(gè)國(guó)家對(duì)精準(zhǔn)奶業(yè)進(jìn)行過研究，具有較高影響力的國(guó)家主要集中在歐洲和美洲。如表1所示，論文發(fā)表數(shù)量最多的10 個(gè)國(guó)家分別是美國(guó)、德國(guó)、意大利、加拿大、荷蘭、澳大利亞、法國(guó)、丹麥、愛爾蘭、西班牙，且全是發(fā)達(dá)國(guó)家。前10 國(guó)的發(fā)文量占總文獻(xiàn)量的73%，其中美國(guó)文獻(xiàn)量占總文獻(xiàn)量的17.39%。美國(guó)、德國(guó)和意大利在精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域發(fā)文量位列前3，表明這3 個(gè)國(guó)家的奶農(nóng)在奶牛養(yǎng)殖過程中采用的精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)較多。而中國(guó)累計(jì)發(fā)文量47 篇，排名第18，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距。

表1 精準(zhǔn)奶業(yè)研究發(fā)文量排名前10 位的國(guó)家

精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域發(fā)文量排名前10 位的研究機(jī)構(gòu)如表2 所示，他們都是來自歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)和高校。其中有2 家研究機(jī)構(gòu)來自加拿大，他們分別是圭爾夫大學(xué)和不列顛哥倫比亞大學(xué)，共發(fā)表了108 篇論文；有2家機(jī)構(gòu)來自愛爾蘭，他們分別是愛爾蘭農(nóng)業(yè)與食品發(fā)展部和都柏林大學(xué)，共發(fā)表了103 篇論文；有2 家機(jī)構(gòu)來自美國(guó)，他們分別是威斯康辛大學(xué)和康奈爾大學(xué)，共發(fā)表了96 篇論文；其他4 家機(jī)構(gòu)即瑞典農(nóng)業(yè)科學(xué)大學(xué)、法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、奧胡斯大學(xué)和瓦赫寧根大學(xué)分別來自瑞典、法國(guó)、丹麥、荷蘭。而中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)累計(jì)發(fā)文量10 篇，排名第57，是我國(guó)在精準(zhǔn)奶業(yè)方面研究最多的機(jī)構(gòu)。與國(guó)外研究機(jī)構(gòu)的發(fā)文量相比，我國(guó)的高校和科研機(jī)構(gòu)在精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域方面的研究還有很大的提升潛力。

表2 精準(zhǔn)奶業(yè)研究發(fā)文量排名前10 位的研究機(jī)構(gòu)

作者是一個(gè)研究領(lǐng)域的核心要素，也是研究力量的重要體現(xiàn)。1995—2020 年間，共有494 名學(xué)者對(duì)精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域發(fā)表了相關(guān)論文，其中發(fā)表論文數(shù)量最多的5 位作者分別是Berry（23 篇）、Devries（18 篇）、Bewley（16 篇）、Leblanc（13 篇）、Hogeveen（12 篇），他們都來自歐美發(fā)達(dá)國(guó)家（表3）。Berry 來自愛爾蘭農(nóng)業(yè)與食品發(fā)展部，致力于精準(zhǔn)奶業(yè)在奶牛遺傳育種方面的研究，其研究主要集中在探討身體狀況評(píng)分（BCS）對(duì)奶牛遺傳性能的影響、不同品系奶牛的遺傳性能比較等方面。Devries 和Leblanc 都來自加拿大的圭爾夫大學(xué)，Devries 等關(guān)注牧場(chǎng)采用自動(dòng)擠奶系統(tǒng)（AMS）后奶牛的站立和躺臥行為模式，并探討這些模式對(duì)乳房?jī)?nèi)感染（IMI）發(fā)病率、體細(xì)胞數(shù)（SCC）升高、發(fā)生跛行之間的關(guān)系。Leblanc致力于研究影響犢牛健康狀況的因素，通過采用精準(zhǔn)奶業(yè)來早期識(shí)別這些高風(fēng)險(xiǎn)因素并進(jìn)行干預(yù)，從而提高犢牛的存活率。Bewley 來自美國(guó)普渡大學(xué)和肯塔基大學(xué)，Borchers 等合作探討了養(yǎng)殖戶對(duì)精準(zhǔn)奶業(yè)的看法，得出日產(chǎn)奶量、奶牛行為、乳腺炎監(jiān)測(cè)是最常被選擇的技術(shù)；乳腺炎、發(fā)情行為、日產(chǎn)奶量是最有用的監(jiān)測(cè)參數(shù)；效益成本比、總投資成本、簡(jiǎn)單性和易用性是決定采用一項(xiàng)技術(shù)時(shí)最為重要的因素。Hogeveen 來自荷蘭瓦赫寧根大學(xué)，致力于研究牧場(chǎng)中傳感器的使用，多次采用決策樹模型來研究傳感器在監(jiān)測(cè)乳腺炎、體細(xì)胞數(shù)方面的潛力，還得出減少勞動(dòng)力、降低勞動(dòng)成本是投資傳感器的主要原因，傳感器性能的不確定性會(huì)影響奶農(nóng)對(duì)其的采用率。

表3 精準(zhǔn)奶業(yè)研究發(fā)文量排名前5 位的作者

2.3 研究?jī)?nèi)容豐富，但仍多偏重于技術(shù)應(yīng)用機(jī)理研究

2.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析 關(guān)鍵詞是論文主題的高度概括，其出現(xiàn)的頻次和中介中心性可以揭示該領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容和研究熱點(diǎn)。利用CiteSpace 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析對(duì)該領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容和研究熱點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)測(cè)度，結(jié)果見圖2。其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)越大，關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高；連接的寬度表示關(guān)鍵詞共現(xiàn)的頻率，頻率越大，線條越寬。表4 和圖2 中，健康（Health，160 次，中介中心性0.4）、身體狀況評(píng)分（Body Condition Score，126 次，中介中心性0.37）、產(chǎn)奶量（Milk Production，832 次，中介中心性0.29）占據(jù)了中心位置和中介位置，并與關(guān)鍵詞疾?。―isease，31 次，中介中心性0.27）、體細(xì)胞數(shù)量（Somatic Cell Count，177 次，中介中心性0.23）、性狀（Trait，66 次，中介中心性0.23）、發(fā)情監(jiān)測(cè)（Estrus Detection，77 次，中介中心性0.2）、傳感器（Sensor，91 次，中介中心性0.18）、性能（Performance，221 次，中介中心性0.17）、躺臥行為（Lying Behavior，47 次，中介中心性0.16）聯(lián)系密切。同時(shí)，系統(tǒng)（System，340 次）、臨床乳腺炎（Clinical Mastiti，248 次）、管理（Management，187 次）、福利（Welfare，103 次）、熱應(yīng)激（Heat Stress，90 次）、遺傳參數(shù)（Genetic Parameter，76 次）由于出現(xiàn)頻率較高，也成為了網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)。從前20 位關(guān)鍵詞可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)者在精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域所研究的內(nèi)容主要集中在技術(shù)類型，以及各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理方面。

表4 精準(zhǔn)奶業(yè)研究的高中介中心性關(guān)鍵詞（前20 位）

圖2 精準(zhǔn)奶業(yè)研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖

2.3.2 關(guān)鍵詞聚類分析 為了進(jìn)一步更全面地探討精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容，在關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析的基礎(chǔ)上，使用CiteSpace 進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類分析，共生成10 個(gè)集群（圖3），大致可以分為2 類：純技術(shù)類和技術(shù)應(yīng)用機(jī)理類。其中純技術(shù)類包括#0 傳感器、#5 身體狀況評(píng)分；技術(shù)應(yīng)用機(jī)理類包括監(jiān)測(cè)#1 遺傳參數(shù)、#2 熱應(yīng)激、#3產(chǎn)奶量、#4 行為、#6 跛行、#7 畜舍、#8 牛奶尿素氮、#9 體細(xì)胞數(shù)。可以發(fā)現(xiàn)，與關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析結(jié)果一致，大多數(shù)學(xué)者仍較多集中在對(duì)技術(shù)及其技術(shù)應(yīng)用機(jī)理方面進(jìn)行研究，雖然近年來也有一部分學(xué)者開始從經(jīng)濟(jì)學(xué)層面研究精準(zhǔn)奶業(yè)，但是這部分學(xué)者的研究文獻(xiàn)仍相對(duì)較少，所以在使用關(guān)鍵詞聚類分析時(shí)未能形成獨(dú)立的集群。本節(jié)選取規(guī)模最大的5 個(gè)集群進(jìn)行分析（表5），其中剪影值也稱聚類輪廓值，一般認(rèn)為S>0.5 表示聚類是合理的，S>0.7 表示聚類是令人信服的。

表5 關(guān)鍵詞聚類集群和集群內(nèi)主要關(guān)鍵詞

圖3 精準(zhǔn)奶業(yè)關(guān)鍵詞聚類網(wǎng)絡(luò)圖

第一集群是關(guān)于傳感器，包括傳感器、健康、疾病和自動(dòng)識(shí)別等關(guān)鍵詞。傳感器系統(tǒng)是精準(zhǔn)奶業(yè)的核心，自20 世紀(jì)80 年代以來，人們一直在努力開發(fā)測(cè)量單頭奶牛參數(shù)和健康指標(biāo)的傳感器。常用的傳感器設(shè)備包括射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、牛奶電導(dǎo)率、加速計(jì)和計(jì)步器等。相關(guān)研究表明射頻識(shí)別技術(shù)用來自動(dòng)識(shí)別個(gè)體奶牛，能夠提高每頭奶牛的可追溯性。牛奶電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)乳成分和乳質(zhì)量，用來診斷奶牛是否發(fā)生疾病。該方法包括測(cè)定牛奶中離子的濃度，特別是鈉、鉀和氯。根據(jù)Nielen 等的研究，乳腺炎發(fā)生時(shí)，牛奶中鉀的濃度降低，而鈉和氯的濃度增加，電導(dǎo)率也隨之增加。加速計(jì)和計(jì)步器測(cè)量奶牛的躺臥時(shí)間和次數(shù)、反芻時(shí)間和次數(shù)等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛的健康和福利指標(biāo)，如跛行、發(fā)情情況。還有學(xué)者研究得出，對(duì)于養(yǎng)殖戶來說傳感器系統(tǒng)的盈利能力是決定養(yǎng)殖戶是否投資該技術(shù)的主要因素，牧場(chǎng)的財(cái)務(wù)狀況（如牧場(chǎng)償債能力）、潛在繼承人的存在和牧場(chǎng)規(guī)模在一定程度上也會(huì)影響?zhàn)B殖戶的投資決策。

第二集群是關(guān)于遺傳參數(shù)，包括遺傳參數(shù)、臨床乳腺炎、泌乳曲線、生產(chǎn)性狀等關(guān)鍵詞。采用精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)來評(píng)估奶牛繁殖性狀的遺傳參數(shù)對(duì)提高其生產(chǎn)水平至關(guān)重要，管理人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以及時(shí)對(duì)牧場(chǎng)進(jìn)行必要的調(diào)整，并制定適當(dāng)?shù)挠N計(jì)劃。學(xué)者們主要關(guān)注產(chǎn)奶量、乳成分（脂肪率、蛋白質(zhì)率、體細(xì)胞數(shù)等）、泌乳區(qū)間、產(chǎn)犢間隔、首次產(chǎn)犢年齡等遺傳參數(shù)。研究結(jié)果表明，定期記錄體細(xì)胞數(shù)，提供一些牛奶質(zhì)量的信息，被認(rèn)為是最常見和最合適的識(shí)別乳房健康的指標(biāo)，為乳腺炎抗性遺傳評(píng)價(jià)方法的改進(jìn)提供了可能。泌乳曲線模型可以用來估計(jì)泌乳持續(xù)性，即奶牛在泌乳高峰期后繼續(xù)高水平產(chǎn)奶的能力，較高的持續(xù)性通常與泌乳早期較低的產(chǎn)量峰值有關(guān)，從而減少由于高日產(chǎn)量造成的生理緊張，以及生殖和代謝紊亂的風(fēng)險(xiǎn)。

第三集群是熱應(yīng)激，包括熱應(yīng)激、蛋白質(zhì)、模型、溫度、乳成分等關(guān)鍵詞。奶牛的熱應(yīng)激是一個(gè)非常重要的經(jīng)濟(jì)問題，它降低了奶牛的生產(chǎn)和繁殖性能以及健康和福利。溫濕度指數(shù)（THI）將環(huán)境溫度和相對(duì)濕度組合成一個(gè)單一值，是評(píng)估環(huán)境溫度對(duì)奶牛影響的常用指數(shù)。奶牛應(yīng)對(duì)溫度變化的第一種方式是行為，有研究得出溫濕度指數(shù)與躺臥時(shí)間、反芻時(shí)間、采食量、產(chǎn)奶量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，即隨著溫濕度指數(shù)的增加，躺臥時(shí)間、反芻時(shí)間、采食量、產(chǎn)奶量降低。因此，有必要采取精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)應(yīng)對(duì)熱應(yīng)激對(duì)奶牛養(yǎng)殖帶來的負(fù)面影響，提高奶牛生產(chǎn)性能和福利。

第四集群是產(chǎn)奶量，包括產(chǎn)奶量、生產(chǎn)性能、管理和效率等關(guān)鍵詞。產(chǎn)奶量是衡量奶牛生產(chǎn)性能最關(guān)鍵的指標(biāo)，是牧場(chǎng)生產(chǎn)效率最直觀的體現(xiàn)方式。影響泌乳牛產(chǎn)奶量高低的因素眾多，有外部環(huán)境（如溫濕度指數(shù)）、自身遺傳參數(shù)（體型、體細(xì)胞數(shù)）和健康狀況（乳腺炎、跛行）等。研究結(jié)論有，溫濕度指數(shù)與產(chǎn)奶量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即溫濕度指數(shù)越高，產(chǎn)奶量越低；奶牛體型越大，產(chǎn)奶性能越高；患乳腺炎和跛行后，奶牛的產(chǎn)奶性能也會(huì)受到抑制，即通過記錄產(chǎn)奶量的高低來反映奶牛的健康狀態(tài)。還有相關(guān)研究指出，增加奶牛的產(chǎn)奶量是減少溫室氣體（GHG）排放的一項(xiàng)策略，因?yàn)樯a(chǎn)相同數(shù)量的牛奶需要更少的奶牛。由于奶牛腸道發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷（CH）約占奶牛場(chǎng)總溫室氣體排放的50%，減少奶牛養(yǎng)殖數(shù)量是減少溫室氣體排放的主要策略。牧場(chǎng)通過采用產(chǎn)奶量自動(dòng)記錄、自動(dòng)擠奶系統(tǒng)等精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)來記錄奶牛的產(chǎn)奶量，管理人員可以及時(shí)了解產(chǎn)奶量是否發(fā)生異常情況，并采取有效措施對(duì)奶牛進(jìn)行管理。

第五集群是行為，包括行為、飼喂行為、反芻、生長(zhǎng)等關(guān)鍵詞。對(duì)奶牛進(jìn)行行為監(jiān)測(cè)，包括采食行為、躺臥行為、反芻行為、發(fā)情行為等，常用的精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)有計(jì)步器、電子項(xiàng)圈、加速計(jì)等。有相關(guān)研究表明，奶牛發(fā)生異常行為（如躺臥時(shí)間太短、采食量降低、站立時(shí)間太長(zhǎng)等）是奶牛身體處于亞健康狀態(tài)的體現(xiàn)，管理人員能夠在早期發(fā)現(xiàn)疾病，盡早采取干預(yù)措施，降低牧場(chǎng)損失。

通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析和關(guān)鍵詞聚類分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)外學(xué)者對(duì)精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容豐富，但主要集中在對(duì)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理方面的研究，在影響技術(shù)采用的因素、采用技術(shù)后的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估等方面研究較少。對(duì)傳感器在牧場(chǎng)的應(yīng)用、采用精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)測(cè)量遺傳參數(shù)、評(píng)估熱應(yīng)激對(duì)奶牛生產(chǎn)性能和福利的影響、借助精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)探討影響產(chǎn)奶量高低的因素、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛行為等是國(guó)外學(xué)者在精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域研究的主要內(nèi)容。還有學(xué)者探討了養(yǎng)殖戶投資精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)的主要考慮因素，如牧場(chǎng)的財(cái)務(wù)狀況（如牧場(chǎng)償債能力）、潛在繼承人的存在和養(yǎng)殖規(guī)模等。

3 結(jié) 論

本文基于對(duì)2 271 篇精準(zhǔn)奶業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析的基礎(chǔ)上，采用文獻(xiàn)計(jì)量法，借助CiteSpace 5.7.R5應(yīng)用軟件探討精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，如發(fā)文量，發(fā)文國(guó)家、機(jī)構(gòu)和作者，主要研究?jī)?nèi)容、研究熱點(diǎn)等，得出如下結(jié)論：

1）精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域的發(fā)文量呈逐年上升的趨勢(shì)，研究角度也隨著時(shí)間的發(fā)展而變化。早期的研究成果比較少，較多學(xué)者集中在比較各項(xiàng)技術(shù)與人工操作之間監(jiān)測(cè)各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性方面進(jìn)行研究，直到2003 年，Spilke 和Fahr明確提出精準(zhǔn)奶業(yè)這一概念之后，學(xué)者們不再僅僅只停留在將技術(shù)與人工操作進(jìn)行比較來體現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)越性和準(zhǔn)確性，更多開始借助精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)來探討奶牛生產(chǎn)性狀與遺傳育種之間的關(guān)系，并研究影響奶牛繁育性能的因素，為奶牛在繁殖育種方面做出了重要貢獻(xiàn)。近年來隨著信息通信技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)的新興技術(shù)也越來越多，基于技術(shù)層面的研究也越來越豐富，更多學(xué)者開始從經(jīng)濟(jì)學(xué)層面來研究精準(zhǔn)奶業(yè)。如有學(xué)者指出當(dāng)前可用的精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)雖然越來越多，但是其采用率還相對(duì)較低，并對(duì)此進(jìn)行了研究，得出效益成本比、總投資額和技術(shù)復(fù)雜程度等是影響?zhàn)B殖戶決定是否采用該技術(shù)的主要因素；還有學(xué)者提出精準(zhǔn)奶業(yè)是使牧場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境保持可持續(xù)性發(fā)展的重要方式。

2）歐美發(fā)達(dá)國(guó)家是研究精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域的主力軍，研究?jī)?nèi)容豐富，而我國(guó)在該領(lǐng)域研究還比較滯后。隨著信息通信技術(shù)發(fā)展的不斷延伸，技術(shù)種類越來越多，監(jiān)測(cè)參數(shù)越來越全面。國(guó)外學(xué)者在精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域已開展了大量的研究，但研究?jī)?nèi)容較多集中在純技術(shù)類和技術(shù)應(yīng)用機(jī)理類。傳感器在奶牛養(yǎng)殖過程中的應(yīng)用是較多學(xué)者研究的內(nèi)容，借助傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)奶牛的自動(dòng)識(shí)別、疾病監(jiān)測(cè)和健康狀況監(jiān)測(cè)，在發(fā)生異常行為時(shí)，能夠及時(shí)告知養(yǎng)殖戶并采取有效干預(yù)措施。使用計(jì)步器和電子項(xiàng)圈記錄奶牛的行為活動(dòng)，如躺臥時(shí)間、站立時(shí)間、步數(shù)等，通過分析所獲取的數(shù)據(jù)，來判斷奶牛是否存在異常行為，并監(jiān)測(cè)奶牛的發(fā)情情況，確定最佳授精時(shí)間，提高受胎率。采用產(chǎn)奶量自動(dòng)記錄技術(shù)記錄個(gè)體奶牛的產(chǎn)奶量，并分析乳成分和體細(xì)胞數(shù)，通過所獲得的數(shù)據(jù)來評(píng)估個(gè)體奶牛的生產(chǎn)性能，為牧場(chǎng)淘汰奶牛提供事實(shí)依據(jù)，并對(duì)乳腺炎進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。國(guó)外牧場(chǎng)非常重視奶牛福利，使用加速計(jì)測(cè)量奶牛的躺臥時(shí)間來判斷奶牛在畜舍內(nèi)躺臥的舒適性，使用射頻識(shí)別技術(shù)或攝像頭進(jìn)行跟蹤，監(jiān)測(cè)動(dòng)物在沒有食物和飲水的情況下，在飼喂槽前等待的時(shí)間，通過傳感器來測(cè)量動(dòng)物的心率和呼吸頻率，監(jiān)控畜舍環(huán)境的溫度、濕度、通風(fēng)等參數(shù)。

3）通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析和關(guān)鍵詞聚類分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)外學(xué)者在精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域研究?jī)?nèi)容豐富，但主要集中在對(duì)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理方面的研究，在影響技術(shù)采用的因素、采用技術(shù)后的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估等方面研究較少。對(duì)傳感器在牧場(chǎng)的應(yīng)用、采用精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)測(cè)量遺傳參數(shù)、評(píng)估熱應(yīng)激對(duì)奶牛生產(chǎn)性能和福利的影響、借助精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)探討影響產(chǎn)奶量高低的因素、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛行為等是國(guó)外學(xué)者在精準(zhǔn)奶業(yè)領(lǐng)域研究的主要內(nèi)容。還有學(xué)者探討了養(yǎng)殖戶投資精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)的主要考慮因素，如牧場(chǎng)的財(cái)務(wù)狀況（如牧場(chǎng)償債能力）、潛在繼承人的存在和養(yǎng)殖規(guī)模等。

近年來研究角度已從技術(shù)層面延伸到經(jīng)濟(jì)學(xué)層面，而國(guó)內(nèi)學(xué)者開展的研究還相對(duì)較少，尤其從經(jīng)濟(jì)學(xué)層面來探討我國(guó)精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)還較為薄弱，應(yīng)加快研究步伐。一方面，當(dāng)前我國(guó)奶業(yè)處于信息化、智能化、消費(fèi)者需求多樣化的動(dòng)態(tài)發(fā)展環(huán)境中，故該領(lǐng)域有極大的研究空間，值得國(guó)內(nèi)學(xué)者進(jìn)行深入探討；另一方面，當(dāng)前我國(guó)精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)相關(guān)設(shè)備主要依靠進(jìn)口，價(jià)格相對(duì)較高，這會(huì)在一定程度上影響其在牧場(chǎng)的采用率。且國(guó)外相關(guān)研究已得出效益成本比、總投資額和技術(shù)本身特性會(huì)影響其采用率。因此，國(guó)內(nèi)學(xué)者可借鑒國(guó)外學(xué)者已取得的豐富研究成果，從經(jīng)濟(jì)學(xué)層面來探討影響我國(guó)養(yǎng)殖戶精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)采用的因素，對(duì)加快精準(zhǔn)奶業(yè)技術(shù)推廣應(yīng)用，促進(jìn)奶業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。