生長育肥豬精準(zhǔn)營養(yǎng)供給技術(shù)及智能化養(yǎng)殖設(shè)備研究進(jìn)展

摘 要：

我國大多數(shù)集約化與規(guī)?；i養(yǎng)殖場存在著養(yǎng)殖密度過高、飼料利用率低、養(yǎng)殖成本居高不下以及環(huán)境污染等諸多問題。生豬精準(zhǔn)營養(yǎng)供給是解決上述問題的關(guān)鍵。根據(jù)生長育肥豬的性別、營養(yǎng)需要、生理狀態(tài)和生產(chǎn)要求等特征，制定個性化飼養(yǎng)方案，從而顯著改善豬的生長性能，提高飼料利用率，降低養(yǎng)殖成本，減輕環(huán)境污染，有助于推動養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文對生長育肥豬精準(zhǔn)營養(yǎng)供給研究進(jìn)展進(jìn)行歸納，主要從動態(tài)營養(yǎng)需要體系、營養(yǎng)精準(zhǔn)供給方式和智能化設(shè)備等方面進(jìn)行闡述。同時本研究也對今后的研究趨勢做出展望，旨在為生長育肥豬營養(yǎng)精準(zhǔn)供給的研究提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：

生長育肥豬；營養(yǎng)需要；精準(zhǔn)營養(yǎng)供給；智能設(shè)備

中圖分類號：S828.5；S817.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A """"文章編號： 0366-6964（2025）02-0501-12

收稿日期：2024-04-07

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2021YFD1300403）；湖南省青年科技人才項目（2022RC1032）；云南省重大科技專項（202202AE090032）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-35）；湖南省教育廳優(yōu)秀青年基金項目（22B0206）

作者簡介：潘俊毅（1999-），男，江蘇淮安人，碩士生，主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究，E-mail： pjy0319@163.com

*通信作者：陳家順，主要從事飼料資源開發(fā)及利用研究，E-mail：jschen@hunau.edu.cn

Research Progress on Precise Nutrition Supply Technology and Intelligent Farming Equipment for Growing-Finishing Pigs

PAN" Junyi1，2， WU" Qingyao2，3， TAN" Bi’e1， GUO" Qiuping2， HUANG" Ruilin2， CHEN" Jiashun1，4*

（1.Animal Nutrition Genome and Germplasm Enhancement Research Center， College of Animal Science and Technology， Hunan Agricultural University， Changsha 410128，" China;

2.Hunan Key Laboratory of Animal Nutritional Physiology and Metabolic Processes， Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region of Chinese Academy of Sciences，Institute of Subtropical Agro-ecology， Chinese Academy of Sciences， Changsha 410125，" China;

3.College of Animal Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070，" China;

4.Yucheng Bao Likang Biological Feed Company Limited， Dezhou 251200，" China）

Abstract：

This article summarizes the research progress in precise nutritional supply for growing-finishing pigs in China， where most intensive and large-scale pig farms encounter issues such as excessive breeding density， low feed utilization efficiency， high breeding costs， and environmental pollution. The key to addressing these challenges lies in the precise nutritional supply for pigs. By developing individualized feeding plans based on the characteristics of pigs， including gender， dietary needs， physiological status， and production requirements， can significantly improve pig growth performance， enhance feed utilization efficiency， reduce breeding costs， and mitigate environmental pollution. This approach is conducive to promoting the sustainable development of the pig farming industry. The article summarizes the research progress in precise nutrition supply of growing-finishing pigs， mainly elaborates on the dynamic nutritional requirement system， precise nutritional supply methods， and intelligent equipment. Additionally， it forecasts future research trends， aiming to provide a reference for the research on precise nutritional supply for growing-finishing pigs.

Key words：

growing-finishing pigs; nutrition requirements; precise nutrition supply; intelligent equipment

*Corresponding author： CHEN Jiashun，E-mail：jschen@hunau.edu.cn

隨著現(xiàn)代化養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如何降低養(yǎng)豬成本和提高經(jīng)濟效益成為一直困擾生豬養(yǎng)殖業(yè)的問題，而精準(zhǔn)營養(yǎng)被認(rèn)為是解決上述難題的重要途徑之一。精準(zhǔn)營養(yǎng)，又稱為精準(zhǔn)飼養(yǎng)，是一種根據(jù)動物在群體中的年齡、體重和生產(chǎn)潛能等多個方面的差異，依據(jù)每個動物獨特的營養(yǎng)需要，在適當(dāng)?shù)臅r機為其提供適量的飼料成分和數(shù)量的飼養(yǎng)方式［1］。通過個性化飼養(yǎng)，可顯著提高豬只的生長性能和肉品質(zhì)，減少飼料浪費和營養(yǎng)物質(zhì)排放，降低養(yǎng)殖成本，對環(huán)境保護等方面具有重要意義。為了實施精準(zhǔn)營養(yǎng)供給技術(shù)，必須深入了解并研究豬只的生長發(fā)育規(guī)律、營養(yǎng)需要以及飼料中的營養(yǎng)成分，以便在制定精準(zhǔn)飼料配方時能夠準(zhǔn)確地滿足豬只在各個生長階段的營養(yǎng)需要。此外精準(zhǔn)營養(yǎng)的實施離不開各種智能化設(shè)備的支持，這些設(shè)備包括豬個體識別、智能稱重、精準(zhǔn)飼喂、胴體及肉品分級鑒定、智能環(huán)境監(jiān)測及調(diào)控和智能疾病檢測等。本文旨在探討近年來國內(nèi)外生長肥育豬精準(zhǔn)營養(yǎng)供給及智能化養(yǎng)殖設(shè)備研究進(jìn)展，以期為生長育肥豬精準(zhǔn)營養(yǎng)供給的研究與應(yīng)用提供有益的參考。

1 生長育肥豬動態(tài)營養(yǎng)需要研究

當(dāng)前，國際上常用的豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要包括美國NRC（2012年）、丹麥營養(yǎng)需求標(biāo)準(zhǔn)（2016年）、巴西禽豬飼料表（2017年）和中國《豬營養(yǎng)需要量》（GB/T 39235—2020）等。然而，這些飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)所提供的數(shù)據(jù)僅表示特定生理階段下群體需求量的平均值，呈現(xiàn)出靜態(tài)特征，無法全面反映豬的營養(yǎng)需要量受到具體生理狀態(tài)、營養(yǎng)條件、環(huán)境條件、管理水平和疾病等因素的影響。此外，為了實現(xiàn)整個群體的最佳生長性能，往往將需要量最高的豬只的營養(yǎng)需要作為整個群體的營養(yǎng)需要，然而，這種做法導(dǎo)致了大部分豬只獲得的營養(yǎng)物質(zhì)過量，從而使得營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率降低。因此，豬營養(yǎng)需要研究的一個重要發(fā)展方向是通過建立模型來實現(xiàn)動態(tài)營養(yǎng)需要的評估。目前，評估生長育肥豬營養(yǎng)需要的常用方法包括綜合法和析因法。綜合法通過設(shè)置不同的營養(yǎng)濃度梯度進(jìn)行飼喂試驗，測定豬的生長或代謝指標(biāo)，并利用線性模型、二次曲線模型、折線模型等方法，建立豬的營養(yǎng)需要量與生長性能指標(biāo)或繁殖性能指標(biāo)之間的關(guān)系，從而構(gòu)建動態(tài)的經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛠碓u估豬的營養(yǎng)需要量［2］。通過建立經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，可以根?jù)不同營養(yǎng)水平對豬的生長性能或繁殖性能的影響進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化。然而，綜合法的局限性在于它無法揭示自變量與因變量之間的內(nèi)在生理生化機制及變化規(guī)律。這種模型被稱為黑箱模型，僅在特定環(huán)境條件下具有代表性，難以進(jìn)行廣泛推廣應(yīng)用。此外，綜合法所依據(jù)的試驗條件和結(jié)果可能受到環(huán)境、管理和飼養(yǎng)方式等因素的影響，限制了其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。因此，為了更好地理解豬的營養(yǎng)需要，應(yīng)結(jié)合析因法來研究營養(yǎng)物質(zhì)對豬體內(nèi)代謝過程的調(diào)控機制。析因法是一種從動物維持和增重的角度出發(fā)，將動物的營養(yǎng)需要量分解為不同部分的方法，針對豬的不同需要（包括維持、增重、妊娠、泌乳等需要）進(jìn)行定量分析［3］。析因法可以揭示自變量與因變量之間的內(nèi)在關(guān)系，并為制定更精確和個體化的飼養(yǎng)策略提供科學(xué)依據(jù)。綜合利用綜合法和析因法的優(yōu)勢，可以更全面地研究豬的營養(yǎng)需要［4］。

1.1 營養(yǎng)需要體系

生長育肥豬營養(yǎng)需要體系是指為了滿足生長育肥豬在不同生長階段所需的營養(yǎng)素而設(shè)計的營養(yǎng)配方和飼養(yǎng)管理計劃。影響動態(tài)營養(yǎng)需要的因素主要有遺傳因素、生長階段、生理狀態(tài)、應(yīng)激狀態(tài)、豬舍設(shè)施、豬肉品質(zhì)差異化、市場調(diào)控以及生態(tài)發(fā)展導(dǎo)向等。該體系包括能量、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等各種營養(yǎng)素的配比和供應(yīng)方式，以及適當(dāng)?shù)娘曫B(yǎng)管理措施，其中能量、粗蛋白質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化賴氨酸與凈能比（賴能比）是影響生長育肥豬生產(chǎn)性能最關(guān)鍵的營養(yǎng)因素。

1.1.1 能量

能量成本是飼料配方中的首要考慮因素，其在飼料成本中所占比例約為60%～70%。目前，全球主要采用的豬飼料能量評估體系包括消化能（DE）、代謝能（ME）和凈能（NE）體系。由于DE和ME的評估方法只需要通過對動物進(jìn)行特定飼料處理的消化代謝試驗進(jìn)行直接測定，并且國內(nèi)外的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)積累了大量關(guān)于原料的DE和ME數(shù)據(jù)，因此，在豬飼料配方中廣泛使用DE和ME能量體系［2］。與DE和ME體系相比，NE的測定方法更為復(fù)雜，但可以通過間接測熱法或比較屠宰法在生豬上進(jìn)行測量。研究表明，NE體系是對動物實際能量可利用性進(jìn)行最精確評估的方法［5］。凈能能夠準(zhǔn)確反映養(yǎng)分能量在動物體內(nèi)的利用過程，從而確保滿足動物的能量需要，且不受飼料種類和日糧類型的限制，可以降低日糧的DE、ME、CP水平以及飼料成本［6］。

動物具有“為能而食”的本能。豬日糧能量水平直接影響生產(chǎn)性能［7］。適當(dāng)提高日糧消化能水平可改善飼料利用率。研究表明，通過將椰子油替代玉米淀粉配制高消化能水平日糧，能顯著降低生長育肥豬的平均日采食量和飼料增重比［8］。然而，在熱帶地區(qū)，65～100 kg階段的育肥豬，當(dāng)飼糧消化能水平為13.60 MJ·kg－1時表現(xiàn)出最佳的綜合生產(chǎn)效益，平均日增重達(dá)647.38 g·d－1。在這個階段，飼料的能量水平不宜過高，否則會導(dǎo)致飼料浪費［9］。此外，研究顯示，當(dāng)70 kg生長育肥豬的日糧蛋白質(zhì)水平下降4個百分點，且消化能水平從14.26 MJ·kg－1降低到13.52 MJ·kg－1時，豬的日增重增加89 g·d－1，表明低蛋白日糧可以提高能量的利用效率［10］。豬的能量需要量隨著生長階段和生理變化及環(huán)境而發(fā)生改變，預(yù)測不同階段豬的精準(zhǔn)營養(yǎng)需要，并對豬供給精準(zhǔn)的飼料能量，將有效提高飼料利用效率。由表1可知，不同品種生長育肥豬日糧適宜消化能水平和凈能需要量不同。我國地方豬，如川藏黑豬、德江復(fù)興豬、沂蒙黑豬和江泉白豬日糧適宜消化能水平分別維持在13.66～13.72 MJ·kg－1、13.70 MJ·kg－1、12.99 MJ·kg－1、14.26MJ·kg－1，總體上偏低于中國《豬營養(yǎng)需要量》（GB/T39235—2020）和美國NRC （2012）《豬營養(yǎng)需要量》推薦的適宜消化能水平。在50 kg、60 kg和100 kg，生長育肥豬獲得最佳生長性能時其凈能需要量分別維持在9.45 MJ·d－1、15.43 MJ·d－1和23.19 MJ·d－1。隨著生長育肥豬生長階段的遞增，獲得最佳生長性能時凈能需要量逐漸增加［11］。

1.1.2 蛋白質(zhì)及賴能比

蛋白質(zhì)是構(gòu)成生物體細(xì)胞和組織的基本組成部分，對于機體的各項重要功能起著至關(guān)重要的作用，生長育肥豬對粗蛋白的需要量因其品種、性別以及生長階段而有所不同（表2）。在生長階段和育肥階段，粗蛋白質(zhì)水平分別為14.3%和11.1%不影響豬的生產(chǎn)性能，而當(dāng)粗蛋白質(zhì)水平分別降至12.35%和10.26%，則會顯著降低生長性能［12］。從動物營養(yǎng)學(xué)角度來講，蛋白質(zhì)營養(yǎng)本質(zhì)是氨基酸營養(yǎng)，賴氨酸是生長育肥豬在玉米-豆粕型日糧中的第一限制性氨基酸［13］，而理想氨基酸模式則是根據(jù)其他必需氨基酸與賴氨酸的比例制定的。生長育肥豬在35～65 kg、70～90 kg和95～105 kg生長階段，以平均日增重（820.00～970.00 g、830.00～968.00 g和934.00～1090.00 g）為評價標(biāo)準(zhǔn)時（表2），最佳賴氨酸需要量分別為1.10%、0.95%和0.70%，同一生長階段，其賴氨酸需要量不同是因賴氨酸的需要量會受生長育肥豬品種、性別和環(huán)境的影響［14］。當(dāng)前，日糧的配制主要是基于標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化賴氨酸（SID-Lys）/NE，并根據(jù)SID-Lys平衡其他氨基酸［15］。不同品種、性別和生長階段的生長育肥豬對賴能比的需要存在差異。隨著生長階段的遞增，生長育肥豬對賴能比的需要逐漸降低，小體重生長育肥豬需要更高的賴能比，因此，需要針對不同體重階段進(jìn)行合理的日糧配制（表2）。通過綜合考慮生長育肥豬的品種、性別和體重差異，可以為確定不同品種、性別和體重生長育肥豬適宜的賴氨酸營養(yǎng)需要提供參考依據(jù)，并調(diào)整賴氨酸與凈能的比例，以滿足生長育肥豬的生長和發(fā)育需要。

2 生長育肥豬營養(yǎng)精準(zhǔn)供給模式研究

營養(yǎng)精準(zhǔn)供給旨在提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率、減少養(yǎng)分排泄、降低養(yǎng)殖成本，從而推動養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在生產(chǎn)實踐中，飼料供給模式也顯著影響飼料利用效率。

2.1 供給飼喂模式

飼喂模式的變化對養(yǎng)分?jǐn)z入方式產(chǎn)生了影響，進(jìn)而影響了蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、能量等養(yǎng)分的消化、吸收和代謝過程［36-38］。育肥效率是生長育肥豬養(yǎng)殖的關(guān)鍵，不同的飼喂模式對育肥效率有顯著的影響。生長育肥豬的飼喂模式主要有兩種，一種是自由采

食，無需考慮飼喂頻率；另一種是限制飼喂，在保證營養(yǎng)充足供給的情況下，每日限制飼喂豬只的飼喂頻率。相較于自由采食，限制飼喂會顯著降低生長育肥豬的平均日增重和平均日采食量，同時改善料重比，因此，在生長育肥階段，建議采用自由采食模式［39］。盡管自由采食可以滿足動物福利要求，但可能會造成飼料浪費等；而限制飼喂可提高飼料利用率，改善肉豬體型，提高肉質(zhì)等［40］。前期大量研究表明，飼喂頻率對生長育肥豬養(yǎng)分消化率和生長性能存在影響，然而不同研究結(jié)果存在一定的差異。有研究表明，增加飼喂頻率可改善生長育肥豬的養(yǎng)分消化率［41-43］，也有研究表明降低飼喂頻率可提高生長育肥豬的生長性能［44-45］。上述差異結(jié)果可能是因為不同試驗所比較的飼喂頻率不同或生長育肥豬階段不同所導(dǎo)致。由此可見，為了更好地實現(xiàn)生長育肥豬的精準(zhǔn)營養(yǎng)供給，對供給模式的選擇需要根據(jù)各個豬場的實際情況進(jìn)行因地制宜地調(diào)整。

2.2 日動態(tài)飼喂

隨著對生長育肥豬動態(tài)營養(yǎng)需求認(rèn)識的不斷深入，以生物節(jié)律調(diào)控為基礎(chǔ)的日動態(tài)飼喂逐漸引起研究者的興趣。研究表明，當(dāng)在一天內(nèi)采食總量和總體營養(yǎng)相同的情況下，采用動態(tài)飼喂不同營養(yǎng)水平的方式可以提高生長豬的生長性能，并對血漿氨基酸含量等部分血液生理生化指標(biāo)產(chǎn)生影響［46］。如表3所示，研究者對生長育肥豬生長性能、血清生化進(jìn)行的日動態(tài)飼喂研究，發(fā)現(xiàn)實行日動態(tài)飼喂能夠有效改善生長性能。

3 智能設(shè)備研究進(jìn)展

嚴(yán)格意義上來說，精準(zhǔn)營養(yǎng)的核心是依靠智能化設(shè)備支持的精準(zhǔn)飼喂。這種飼喂系統(tǒng)主要包括智能化系統(tǒng)，用于自動精準(zhǔn)收集和記錄豬群的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；能夠根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型對被記錄數(shù)據(jù)的豬群進(jìn)行營養(yǎng)需求計算的系統(tǒng)；以及飼料控制系統(tǒng)。隨著中國養(yǎng)豬業(yè)的不斷發(fā)展和精準(zhǔn)營養(yǎng)供給技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式正逐步向現(xiàn)代化養(yǎng)殖模式轉(zhuǎn)變。生長育肥豬的營養(yǎng)需要是動態(tài)變化的，實時監(jiān)測和掌握生長育肥豬的生長性能和體況數(shù)據(jù)對于養(yǎng)殖是非常重要的。目前，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式通常通過人工標(biāo)記和人工稱重來識別生長育肥豬并獲取體重數(shù)據(jù)，但是這些方法往往會導(dǎo)致豬只產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，并且數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)誤差。因此，對于生長育肥豬的生長性能和體況數(shù)據(jù)的獲取存在一定困難。由此可見，現(xiàn)代化養(yǎng)殖模式中的智能化設(shè)備尤為重要。

3.1 豬個體識別

在精準(zhǔn)畜牧業(yè)中，豬只的個體識別是至關(guān)重要的，它可以為個性化飼喂、疾病監(jiān)測、生長狀況監(jiān)測和行為識別提供基礎(chǔ)支持。在當(dāng)前的集約化和規(guī)模化養(yǎng)殖模式中，射頻識別（RFID）技術(shù)一直被廣泛應(yīng)用于動物識別和跟蹤。RFID技術(shù)為生長育肥豬的識別、跟蹤和監(jiān)控提供了一種經(jīng)濟且簡便的方式，從而提高了供應(yīng)鏈中動物的可追溯性［50］。動物的外部特征，例如臉型、豬背、耳靜脈模式等，可以被用來進(jìn)行識別。通過利用對稱拆分和非對稱拆分卷積核的方法優(yōu)化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同時將不同尺寸的卷積核并行提取的豬臉特征進(jìn)行融合，能夠得到豬臉圖像的抽象特征，實現(xiàn)豬的個體識別［51］。且基于改進(jìn)的分級網(wǎng)絡(luò)的豬臉識別算法的準(zhǔn)確率達(dá)到了97.67%。Zhou等［52］針對豬臉識別中存在的豬臉樣本難以采集、圖像易受環(huán)境和體污影響等問題，提出了一種利用豬背面的三維（3D）點云來識別個體豬的方法，該方法的豬個體識別率高達(dá)95.26%。但是在真實養(yǎng)殖場景中，豬個體的姿態(tài)多變，樣本采集困難，很難獲取含有全部豬臉信息的端正姿態(tài)。為解決這一問題，吳瀟等［53］提出了一種基于遷移學(xué)習(xí)和改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的豬個體識別方法。該方法在深度殘差（ResNet34）網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了部分卷積層，設(shè)計了新的全連接層，并引入了暫退（Dropout）方法，結(jié)合遷移學(xué)習(xí)方法和參數(shù)調(diào)優(yōu)對模型進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)果表明，該方法的豬個體識別率高達(dá)97.8%。

3.2 體重測量

在個體稱重及計數(shù)方面，準(zhǔn)確測量豬的體重對于豬場的牲畜管理至關(guān)重要。傳統(tǒng)的人工稱重費時又費力，更重要的是可能對豬造成應(yīng)激。因此，基于2D和3D傳感器的圖像分析在估計身體狀況評分、體重和形態(tài)測量評估方面?zhèn)涫荜P(guān)注，其優(yōu)勢在于可以對生長育肥豬進(jìn)行非接觸式、自動化、實時和連續(xù)檢測［54］。在20世紀(jì)90年代，Ramaekers等［55］開發(fā)了一種利用前腿稱重系統(tǒng)估計群養(yǎng)育肥豬個體體重的新方法，該方法通過讓豬在采食時前腿站在飼喂站的天平上，以每秒20次的速度進(jìn)行前腿測量來預(yù)測體重，研究結(jié)果顯示，這種方法估計體重的偏差小于測量體重的5%。在大型養(yǎng)殖場中，為了快速、無應(yīng)激、準(zhǔn)確地獲取育肥豬體重數(shù)據(jù)，可以采用深度卷積網(wǎng)絡(luò)對育肥豬體重進(jìn)行估測，該模型平均估測時間僅0.16 s，其處理速度遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)方法，更適合用于育肥豬分群系統(tǒng)［56］。蔡研［57］通過為每頭豬佩戴RFID標(biāo)簽，利用RFID技術(shù)實現(xiàn)了對豬身份的自動識別，并設(shè)計了一種自動稱重裝置，該裝置采用了小波變換方法，通過db3小波基函數(shù)的五層分解，采用啟發(fā)式改進(jìn)閾值方式進(jìn)行去噪。相較于常規(guī)動態(tài)稱重方法，這種方法的誤差小于0.1 kg，表現(xiàn)優(yōu)于平均值法。西班牙公司Ymaging最近推出了一款名為PigWei的便攜式設(shè)備，用于估計室內(nèi)和室外豬的活重，該設(shè)備為室內(nèi)和室外飼養(yǎng)的伊比利亞豬提供了特定的稱重方式［58］。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，豬體重測量領(lǐng)域涌現(xiàn)出多種新型智能設(shè)備和算法，例如Kawasue等［59］開發(fā)的深度圖像（RBG-D）傳感器和增強現(xiàn)實（augmented reality，AR）眼鏡豬重預(yù)測系統(tǒng)。以上技術(shù)的發(fā)展為養(yǎng)豬業(yè)提供了更加便捷和準(zhǔn)確的體重測量手段，有望提高養(yǎng)殖效益并推動養(yǎng)殖業(yè)向著更現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

3.3 精準(zhǔn)飼喂設(shè)備

隨著智能化設(shè)備的不斷升級迭代，傳統(tǒng)的人工飼喂料槽正逐漸被取代。干料自動飼喂系統(tǒng)在大規(guī)模豬場得到了廣泛的應(yīng)用，同時還出現(xiàn)了干濕料槽、濕料自動飼喂器、液體發(fā)酵飼料飼喂系統(tǒng)等新型飼喂方式。自動精準(zhǔn)飼喂器的開發(fā)對于精準(zhǔn)飼養(yǎng)至關(guān)重要，因為它們能夠準(zhǔn)確記錄飼喂次數(shù)、飼喂時間和采食量數(shù)據(jù)。國內(nèi)相關(guān)公司在精準(zhǔn)飼養(yǎng)智能設(shè)備方面取得了一定研究成果。例如，北京農(nóng)信互聯(lián)科技股份有限公司開發(fā)了“豬小智”系統(tǒng)，可實現(xiàn)母豬生長育肥豬階段飼喂、分餐模式喂養(yǎng)［60］。智能化飼喂設(shè)備的研發(fā)為生長育肥豬的精準(zhǔn)營養(yǎng)供給提供了全新的解決方案，將養(yǎng)殖業(yè)推向了更高水平的智能化和可持續(xù)發(fā)展。

3.4 智能環(huán)境監(jiān)測及調(diào)控設(shè)備

相較于前述智能化設(shè)備，目前研究較為成熟的智能化養(yǎng)殖設(shè)備包括智能環(huán)境監(jiān)測和調(diào)控設(shè)備。智能環(huán)境監(jiān)測和調(diào)控設(shè)備主要利用光照、溫度、濕度傳感器以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)［61］，能夠自動收集環(huán)境中有害氣體含量、溫濕度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策，進(jìn)而發(fā)出相應(yīng)的環(huán)境調(diào)控指令［62］。如中道智聯(lián)云科技有限公司推出了一款名為豬智匯的智能環(huán)控集成設(shè)備，利用傳感器采集空氣中的溫度、濕度、二氧化碳等環(huán)境參數(shù)，并將其實時上傳至本地控制端。用戶可以查看當(dāng)前舍內(nèi)的溫濕度、二氧化碳等環(huán)境變量，同時這些數(shù)據(jù)也通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)上傳至云端服務(wù)器，在手機終端的APP上可以進(jìn)行實時查看［63］。

3.5 智能疾病檢測設(shè)備

智能疾病檢測設(shè)備通過分析健康豬和患病豬在外觀、行為、進(jìn)食量、體溫和聲音等方面的差異來實現(xiàn)疾病的檢測［64］。利用機器視覺、紅外激光技術(shù)和熱傳感器等設(shè)備獲取豬只的圖像或生理特征信息［65-66］，然后提取并分析豬只的外觀、行為和體溫等特征，構(gòu)建疾病模型，用于監(jiān)測豬只的健康狀況。此類設(shè)備也基于豬只個體識別技術(shù)。例如Chung等［67］提出了一種高效的數(shù)據(jù)挖掘解決方案，通過使用音頻監(jiān)控系統(tǒng)中的聲音數(shù)據(jù)來檢測和識別豬的消耗性疾病。該方案通過自動采集豬的聲音數(shù)據(jù)，并從中提取梅爾頻率倒譜系數(shù)（MFCC），進(jìn)一步利用分層的兩級結(jié)構(gòu)：支持向量數(shù)據(jù)描述（SVDD）作為早期異常檢測器，以及稀疏表示分類器（SRC）作為呼吸系統(tǒng)疾病的分類器。試驗結(jié)果顯示，MFCC與SVDD的組合能夠通過咳嗽聲自動檢測豬的消耗性疾病，達(dá)到94%的準(zhǔn)確率。此外，SRC在將豬的消耗性疾病分類為斷奶仔豬多系統(tǒng)衰弱綜合征（PMWS）、豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRS）和豬支原體肺炎（MH）時，平均準(zhǔn)確率高達(dá)91.0%。這一研究展示了利用先進(jìn)的聲音分析技術(shù)來監(jiān)測和診斷豬健康狀況的潛力。這些智能化設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用為生長育肥豬的生產(chǎn)實踐提供了更精準(zhǔn)的工具，可以更好地實現(xiàn)精準(zhǔn)營養(yǎng)供給，提高肉品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3.6 胴體及肉品分級鑒定

在胴體及肉品分級鑒定方面，相關(guān)科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出了電子鼻、電子眼和電子舌等設(shè)備，摒棄了傳統(tǒng)復(fù)雜費力的方案，使得肉品質(zhì)的測定變得更加快捷，同時降低了成本［68］。電子鼻是一種模仿哺乳動物嗅覺系統(tǒng)的氣味分析儀器，它集成了大量用于模式識別的電化學(xué)傳感器，具備識別簡單與復(fù)雜氣味的能力［69］。結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）和電子鼻，可以在宏觀和微觀層面對樣品的整體風(fēng)味特征進(jìn)行有效研究［70］。電子眼是一種利用視覺信息進(jìn)行識別和分析的檢測技術(shù)，可用于鮮肉顏色評估和大理石花紋等級的準(zhǔn)確測量。在食品質(zhì)量評價中，電子眼具有成本效益高、便攜性強、易于大規(guī)模應(yīng)用等優(yōu)點［68］。電子舌是由一系列傳感器組成的裝置，用于表征復(fù)雜液體的味道或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為液體形式的樣品的味道。這些電子系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于其多功能性，可以表征和區(qū)別保存技術(shù)的應(yīng)用、檢驗摻假、質(zhì)量分級，監(jiān)測保質(zhì)期內(nèi)質(zhì)量衰變情況，并指示有毒微生物和化合物的存在［68］。這些設(shè)備的出現(xiàn)為精準(zhǔn)營養(yǎng)供給提供了更準(zhǔn)確的評估工具。

4 小結(jié)與展望

在我國飼料原料大幅度依賴進(jìn)口的背景下，以及環(huán)境壓力不斷增加的情況下，促進(jìn)我國生長育肥豬養(yǎng)殖的可持續(xù)性發(fā)展變得尤為重要。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要深化對生長育肥豬精準(zhǔn)營養(yǎng)供給技術(shù)的研究，以準(zhǔn)確滿足不同品種和生長階段豬只的動態(tài)營養(yǎng)需求。未來的研究應(yīng)當(dāng)持續(xù)關(guān)注不同生長階段和生理狀態(tài)下豬只的個性化凈能和氨基酸的需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能化設(shè)備在豬場的應(yīng)用與普及，為生長育肥豬精準(zhǔn)營養(yǎng)供給提供了有力保證。因此，未來的研究應(yīng)當(dāng)圍繞精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)與環(huán)境創(chuàng)新方面展開，以提供更為全面的保障，促進(jìn)我國生長育肥豬養(yǎng)殖的可持續(xù)性發(fā)展。

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（編輯 范子娟）