信息技術(shù)在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要：當前隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活方式已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，并逐漸步入到信息時代。近些年，信息技術(shù)與生物技術(shù)的融合發(fā)展，為畜牧業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展帶來了全新的動力和活力，通過將信息技術(shù)應(yīng)用到畜牧生產(chǎn)當中，能夠更好地推動畜牧生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，調(diào)整畜牧產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。本次研究探討了信息技術(shù)在畜牧生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，希望通過研究對廣大同行有所幫助。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；畜牧生產(chǎn)；應(yīng)用措施

從20世紀80年代開始，我國信息技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，該項技術(shù)的廣泛應(yīng)用極大地推動了社會的進步和生產(chǎn)能力的提升。隨著以大數(shù)據(jù)云計算為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)的深入推廣和應(yīng)用，信息技術(shù)與畜牧業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)不可分割，更好地推動了畜牧業(yè)的健康快速發(fā)展，因此深入探討信息技術(shù)在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用，已經(jīng)成為信息領(lǐng)域和畜牧養(yǎng)殖領(lǐng)域研究的熱點和焦點。

1 信息技術(shù)與現(xiàn)代畜牧業(yè)的關(guān)聯(lián)

信息技術(shù)在現(xiàn)代畜牧業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。它可以幫助畜牧業(yè)提高生產(chǎn)效率、改善管理和監(jiān)控，以及優(yōu)化農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈。首先，信息技術(shù)可以幫助畜牧業(yè)提高生產(chǎn)效率。通過使用智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，畜牧業(yè)可以實時監(jiān)測動物的健康狀況、喂養(yǎng)量、運動情況等信息，從而及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施，提高動物的生產(chǎn)力和生存率。其次，信息技術(shù)可以改善畜牧業(yè)的管理和監(jiān)控。通過使用軟件和云計算平臺，畜牧業(yè)可以更好地記錄和管理動物的相關(guān)信息，如獸醫(yī)記錄、飼料消耗、疫苗接種等。這樣可以使畜牧場主更好地了解動物的狀況，優(yōu)化管理決策，提高生產(chǎn)效益。最后，信息技術(shù)也可以幫助畜牧業(yè)優(yōu)化農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈。通過使用電子標識、追溯系統(tǒng)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，畜牧產(chǎn)品的溯源和品質(zhì)把控變得更加容易。消費者可以通過掃描產(chǎn)品上的二維碼或使用手機應(yīng)用程序，了解產(chǎn)品的生產(chǎn)過程、來源和質(zhì)量信息，從而增強信任感，并推動畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 信息技術(shù)在畜牧養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 牧草質(zhì)量監(jiān)測與產(chǎn)量預(yù)測

在信息技術(shù)應(yīng)用背景下，牧草質(zhì)量監(jiān)測和產(chǎn)量預(yù)測可以通過使用遙感技術(shù)、無人機、地理信息系統(tǒng)（GIS）等工具來實現(xiàn)。首先，牧草質(zhì)量監(jiān)測。利用衛(wèi)星或飛機上搭載的傳感器獲取和記錄大面積牧草地的圖像，包括可見光譜與紅外光譜等。使用搭載相機或多光譜傳感器的無人機獲取高分辨率的牧草地的圖像。無人機可以更加靈活地覆蓋尺度更小的區(qū)域。利用手持或車載設(shè)備對牧草質(zhì)量參數(shù)進行直接測量，如氣候環(huán)境數(shù)據(jù)、土壤水分含量、氮磷鉀含量等。這些數(shù)據(jù)可以與GIS技術(shù)結(jié)合，利用圖像處理、遙感分類和空間分析等方法來評估牧草質(zhì)量。通過解譯不同光譜波段，可以判斷牧草地的葉綠素含量、水分狀態(tài)、覆蓋度等指標，并對牧草的質(zhì)量、健康程度進行評估。其次，牧草產(chǎn)量預(yù)測。通過定期采集的牧草地的圖像與實測數(shù)據(jù)，包括土壤信息、牧草單株生長狀況和產(chǎn)量觀測數(shù)據(jù)等進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集。將成熟的遙感數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等整合，可以利用數(shù)據(jù)分析方法如回歸、時間序列分析、機器學(xué)習(xí)模型進行分析和模型構(gòu)建。基于以上分析得出的模型，可以預(yù)測未來一段時間內(nèi)的牧草產(chǎn)量，并給養(yǎng)殖人員提供參考用以調(diào)配飼料。

2.2 動物行為監(jiān)測與健康管理

在現(xiàn)代畜牧養(yǎng)殖業(yè)中，信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)廣泛應(yīng)用于動物行為監(jiān)測和健康管理。主要包括了傳感器技術(shù)、機器視覺技術(shù)、聲學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模型、移動應(yīng)用程序等幾方面。傳感器技術(shù)主要是通過安裝傳感器在動物身上，可以實時監(jiān)測動物的活動、體溫、呼吸等生理參數(shù)。這些傳感器可以將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給獸醫(yī)或畜牧場主，以便及時了解動物的健康狀況。機器視覺技術(shù)是利用圖像處理和機器學(xué)習(xí)算法，可以通過攝像頭對動物進行實時監(jiān)測和行為分析。例如，可以利用機器視覺技術(shù)來監(jiān)測動物的飲水量、進食行為、活動范圍等，從而評估動物的健康狀態(tài)。通過分析動物的聲音，可以獲取關(guān)于動物行為和健康狀況的信息。例如，通過對動物叫聲的分析，可以判斷動物是否處于焦慮、疼痛等不良狀態(tài)。數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模型是根據(jù)對大量的動物行為和生理數(shù)據(jù)進行分析，可以構(gòu)建預(yù)測模型來判斷動物是否處于健康狀態(tài)。例如，利用機器學(xué)習(xí)算法可以根據(jù)動物的行為模式和健康參數(shù)來預(yù)測動物的患病風(fēng)險。獸醫(yī)和畜牧場主可以使用移動應(yīng)用程序來遠程監(jiān)控和管理動物的健康。這些應(yīng)用程序可以提供動物健康數(shù)據(jù)的實時更新、預(yù)警通知和獸醫(yī)咨詢等功能，方便及時采取措施[2]。

2.3 養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測與控制

在信息技術(shù)應(yīng)用背景下，養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測與控制可以通過使用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。①傳感器技術(shù) 利用溫度傳感器、濕度傳感器、氨氣傳感器、噪聲傳感器等多種傳感器采集養(yǎng)殖環(huán)境相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)；②數(shù)據(jù)采集與處理 將傳感器采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)（如溫度、濕度）通過連接設(shè)備上傳至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，然后進行預(yù)處理和分析；③物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接到互聯(lián)網(wǎng)上，實現(xiàn)設(shè)備之間的遠程通信和數(shù)據(jù)共享，這樣便于對分布在不同地點的養(yǎng)殖場進行全面監(jiān)測和管理；④數(shù)據(jù)分析與決策支持 利用大數(shù)據(jù)分析、機器學(xué)習(xí)和人工智能等技術(shù)，對傳感器采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析和建模，幫助養(yǎng)殖者理解和評估養(yǎng)殖環(huán)境的狀況。根據(jù)分析結(jié)果，提供相應(yīng)的決策支持，例如調(diào)整通風(fēng)、溫控設(shè)備，限制噪聲，管理氨氣排放等；⑤養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng) 根據(jù)對環(huán)境數(shù)據(jù)的分析和決策結(jié)果，控制系統(tǒng)會自動或手動地執(zhí)行調(diào)節(jié)設(shè)備操作，例如，開啟通風(fēng)設(shè)備以改善空氣質(zhì)量，調(diào)節(jié)溫度和濕度，以及自動滅除害蟲等。綜合運用上述技術(shù)和方法可以實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境的實時監(jiān)測，以及精確的環(huán)境控制和調(diào)整。這能夠大幅提高養(yǎng)殖的效率和品質(zhì)，并且減少資源浪費，降低環(huán)境污染。養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測與控制在信息技術(shù)應(yīng)用下成為現(xiàn)代養(yǎng)殖管理的重要手段，有助于養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.4 智能養(yǎng)殖系統(tǒng)與決策支持

智能養(yǎng)殖系統(tǒng)是基于信息技術(shù)的應(yīng)用，通過傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段，實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境和動物狀態(tài)的實時監(jiān)測和管理。在此基礎(chǔ)上，決策支持系統(tǒng)可以利用收集到的數(shù)據(jù)進行分析，并給出相應(yīng)的建議和決策，幫助農(nóng)戶或養(yǎng)殖場主做出更加科學(xué)和有效的決策。借助傳感器監(jiān)測養(yǎng)殖環(huán)境中的溫度、濕度、氣體濃度等參數(shù)，實時掌握養(yǎng)殖環(huán)境的變化情況。系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定的閾值進行自動控制，如自動調(diào)節(jié)溫度、通風(fēng)等，以提供合適的生長環(huán)境。利用傳感器、圖像識別等技術(shù)，監(jiān)測動物的行為、體溫、進食量等參數(shù)，實時了解動物的健康狀況。系統(tǒng)可以利用機器學(xué)習(xí)算法，對數(shù)據(jù)進行分析和建模，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并發(fā)出預(yù)警，使農(nóng)戶或養(yǎng)殖場主能夠及時采取措施。系統(tǒng)可以通過大數(shù)據(jù)分析和智能算法，根據(jù)動物的需求和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，提供合適的飼料供給和藥物投放方案。同時，系統(tǒng)還可以通過追蹤和管理飼料和藥物的使用情況，進行庫存管理和預(yù)警，避免浪費和過量使用。另外為了進一步提高生產(chǎn)效率，并實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整，系統(tǒng)可以收集和分析養(yǎng)殖過程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如動物的生長速度、飼料轉(zhuǎn)化率等指標?；谶@些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以為農(nóng)戶提供生產(chǎn)效率的分析報告，幫助他們評估養(yǎng)殖效益，并提供相應(yīng)的改進策略。系統(tǒng)還可以利用大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)算法，對收集到的數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，從而為農(nóng)戶或養(yǎng)殖場主提供決策支持。系統(tǒng)可以生成智能報告，包括養(yǎng)殖環(huán)境和動物健康狀況的綜合評估，以及相應(yīng)的建議和預(yù)測，幫助農(nóng)戶做出更加科學(xué)和有效的決策[3]。

2.5 畜牧品種遺傳改良與養(yǎng)殖模型優(yōu)化

在信息技術(shù)應(yīng)用背景下，畜牧品種遺傳改良和養(yǎng)殖模型優(yōu)化可以結(jié)合數(shù)據(jù)分析、遺傳學(xué)和人工智能等技術(shù)來實現(xiàn)。①數(shù)據(jù)收集和處理 收集牲畜的基因組序列數(shù)據(jù)、遺傳數(shù)據(jù)、生產(chǎn)性能數(shù)據(jù)和健康數(shù)據(jù)等，構(gòu)建全面的數(shù)據(jù)集合；②數(shù)據(jù)分析與遺傳改良 利用大數(shù)據(jù)分析方法和算法，分析和識別具有經(jīng)濟重要性的遺傳標記和單核苷酸多態(tài)性，以為遺傳改良提供依據(jù)，例如，通過關(guān)聯(lián)分析和群體遺傳學(xué)方法，確定與生長速度、肉質(zhì)、乳品質(zhì)等相關(guān)性較高的基因和標記點；③基于模型的優(yōu)化 通過建立養(yǎng)殖模型，結(jié)合環(huán)境因素、飼料管理、遺傳基因等影響生產(chǎn)性能的關(guān)鍵因素，可實現(xiàn)優(yōu)化和預(yù)測養(yǎng)殖過程，諸如基于機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的模型，能夠通過對大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，對各種復(fù)雜情景下的養(yǎng)殖效益進行評估和預(yù)測；④選育篩選和合成品系 利用模型和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，改良人工選擇、配對和育種計劃，識別具有優(yōu)勢的基因和品系。結(jié)合經(jīng)過遺傳改良篩選的候選父本與合成技術(shù)，能夠?qū)?yōu)良基因組組合為新型畜牧品種；⑤生物信息學(xué) 運用生物信息學(xué)工具和技術(shù)來處理、分析和解釋收集到的基因組數(shù)據(jù)，以標記關(guān)聯(lián)分析、基因組預(yù)測和進化分析為依托，了解基因的作用及其與特定性狀之間的關(guān)系等。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著信息技術(shù)的迅猛進步和發(fā)展，畜牧業(yè)信息化已經(jīng)成為一種重要的發(fā)展趨勢，通過將現(xiàn)代信息技術(shù)充分應(yīng)用其中能夠大幅提升畜牧生產(chǎn)的精確度和管理水平。在現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中，信息技術(shù)可以實現(xiàn)對動物養(yǎng)殖情況的高效監(jiān)測，并對畜牧生產(chǎn)效益進行全面的評估，通過綜合利用圖像處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對動物個體的有效識別和畜禽產(chǎn)品的質(zhì)量進行追溯，這些現(xiàn)代化信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用對更好地推動畜牧養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。

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收稿日期：2023-09-12