基于RFID技術(shù)在新疆奶牛集約化養(yǎng)殖中的可控管理

　　新疆是中國(guó)奶牛養(yǎng)殖大省，據(jù)2009年統(tǒng)計(jì)，新疆良種及改良奶牛存欄達(dá)250萬頭左右，牛奶總產(chǎn)量170萬t，分別居全國(guó)第1位和第5位。雖然奶牛頭數(shù)居全國(guó)前列，可是牛奶產(chǎn)量和產(chǎn)值卻在全國(guó)處于下游，是全國(guó)平均水平的0．45倍。造成這種狀況，其突出問題是新疆奶牛單產(chǎn)及飼喂管理水品較低，飼喂粗放。

　　電子標(biāo)識(shí)是近年來一項(xiàng)新興的射頻識(shí)別(radiofrequencyidentification，RFID)技術(shù)，RFID系統(tǒng)的電子標(biāo)識(shí)和讀寫器之間無須物理接觸就可完成識(shí)別，可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別，能在更廣泛的場(chǎng)合中應(yīng)用，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物管理等諸多領(lǐng)域。因此基于RFID技術(shù)的集約化養(yǎng)殖是新疆奶牛飼養(yǎng)的必由之路，科學(xué)管理、科學(xué)飼養(yǎng)、降低生產(chǎn)成本是新疆畜牧業(yè)的根本出路，養(yǎng)牛場(chǎng)采用高新技術(shù)、智能飼喂、信息化管理也是新疆畜牧業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此，加快新疆奶牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)西部地區(qū)和促進(jìn)全國(guó)奶牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

　　1傳統(tǒng)飼喂管理存在不足

　　傳統(tǒng)養(yǎng)殖方法飼喂粗放，為舍飼、拴系、固定床位和食槽，將青貯、干草、塊根、糟渣類和精飼料分別喂給奶牛，每日3次擠奶，3次上槽按奶牛所需，定量飼喂精飼料，傳統(tǒng)的飼養(yǎng)方法缺點(diǎn)是粗飼料、精料分別飼喂，奶牛的瘤胃pH值波動(dòng)較大，使高產(chǎn)奶牛易發(fā)生干物質(zhì)食量不足，導(dǎo)致產(chǎn)后失重恢復(fù)期延長(zhǎng)，產(chǎn)奶量上升緩慢甚至下降．隨之出現(xiàn)繁殖障礙和代謝病等。由于粗飼料投放準(zhǔn)確度難以保證，會(huì)造成某一種或幾種飼料的浪費(fèi)。飼喂中缺乏奶牛飼喂過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的可控管理。

　　2RFID概述及應(yīng)用

　　1998年歐盟啟動(dòng)了“動(dòng)物電子標(biāo)識(shí)項(xiàng)目fIDEA)”，對(duì)用于反芻動(dòng)物的各種標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的可行性進(jìn)行了探索，并且決定了實(shí)施這些系統(tǒng)所需的結(jié)構(gòu)。2003年l0月美國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物衛(wèi)生監(jiān)督管理局(USDA-APHIS)組建了國(guó)家電子標(biāo)識(shí)發(fā)展團(tuán)隊(duì)。

　　電子標(biāo)識(shí)作為近年來一項(xiàng)新興的RFID被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物管理等諸多領(lǐng)域。電子標(biāo)識(shí)以其小、薄、柔韌性、可植人多種材料內(nèi)部的特性和可讀取的功能，被廣泛應(yīng)用到射頻識(shí)別領(lǐng)域。電子標(biāo)識(shí)在奶牛集約化養(yǎng)殖管理中的應(yīng)用是用來標(biāo)識(shí)動(dòng)物屬性的一種具有信息存儲(chǔ)和處理能力的射頻標(biāo)識(shí)，采用無接觸方式進(jìn)行對(duì)奶牛編碼的識(shí)別，通過與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換，飼喂管理人員能夠立刻讀取該奶牛的全部檔案，如品種、年齡、生長(zhǎng)發(fā)育情況、產(chǎn)奶量、產(chǎn)奶期、病史記錄，從而為飼喂管理提供重要的依據(jù)。飼喂人員可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)該奶牛進(jìn)行粗、精、青飼料的配比采取控制。

　　電子標(biāo)識(shí)是RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，由標(biāo)識(shí)天線和芯片組成。當(dāng)電子標(biāo)識(shí)進(jìn)入到讀寫器的感應(yīng)范圍之內(nèi)時(shí)，讀寫器通過耦合單元輸出能量給電子標(biāo)識(shí)使之工作，實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別的技術(shù)。讀寫器是讀寫電子標(biāo)識(shí)中數(shù)據(jù)的裝置，其基本功能就是提供與標(biāo)識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?。由讀寫器RF模塊產(chǎn)生高頻的發(fā)射功率以啟動(dòng)電子標(biāo)識(shí)向其發(fā)送命令，并為其提供能量：電子標(biāo)識(shí)根據(jù)收到的讀寫器的命令，將內(nèi)存的標(biāo)識(shí)性數(shù)據(jù)回傳給讀寫器，實(shí)現(xiàn)在40～60cm的距離內(nèi)精確識(shí)別奶牛并閱讀該奶牛的所有信息。

　　3基于RFID技術(shù)的可控管理模型

　　可控管理模型如圖2所示，奶牛進(jìn)入擠奶槽位后，奶牛腿部佩帶的電子標(biāo)識(shí)進(jìn)人讀寫器的射頻感應(yīng)范圍，此時(shí)讀寫器立刻能夠讀出該奶牛的全部個(gè)體屬性，對(duì)奶牛進(jìn)行身份識(shí)別(該功能的實(shí)現(xiàn)是基于RFID技術(shù)的)，結(jié)合智能管理系統(tǒng)主動(dòng)數(shù)據(jù)庫提示，飼喂管理人員能夠立刻對(duì)奶牛的產(chǎn)奶量、牛奶品質(zhì)、奶牛健康給予正確評(píng)價(jià)，并制定合理奶牛日糧粗、精飼料的配給的飼喂管理方案等。做到產(chǎn)奶量高的奶牛得到更多的精飼料的供給，使處于泌乳期盛期的奶牛得到采食及營(yíng)養(yǎng)的均衡，從最終意義上提高個(gè)體奶牛的產(chǎn)奶量。

圖1RFID系統(tǒng)組成

　　4奶牛飼喂日常管理控制

圖2可控管理模型

　　目前新疆大多數(shù)奶牛場(chǎng)，奶牛的個(gè)體特征、產(chǎn)奶量等，相關(guān)屬性的讀取、記錄基本靠飼養(yǎng)人員，管理中費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)成群奶牛管理缺乏高效的管理手段。奶牛場(chǎng)的管理者不單要深入到牛舍或牛群中了解情況．更主要的工作是用數(shù)據(jù)和資料掌握每頭牛和全群奶牛的基本情況，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)和資料指導(dǎo)生產(chǎn)，這是標(biāo)準(zhǔn)化奶牛場(chǎng)最基本的要求。采用RFID技術(shù)后可以大大減輕飼養(yǎng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及提高工作效率，僅需在擠奶環(huán)節(jié)即可讀取奶牛的全部相關(guān)資料。目前基于RFID奶牛智能管理系統(tǒng)．國(guó)外先進(jìn)電子標(biāo)識(shí)模塊集成了奶牛計(jì)步器，可以有效地監(jiān)測(cè)奶牛的發(fā)情期．因此從而可以掌握奶牛最佳人工授精期。通過該管理系統(tǒng)可以自動(dòng)記錄奶牛飼喂各個(gè)環(huán)節(jié)的工作數(shù)據(jù)，如奶?？ㄆ?、系譜、日產(chǎn)奶量、配種、產(chǎn)犢、生長(zhǎng)發(fā)育等，該系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)個(gè)體奶牛月產(chǎn)奶量、泌乳期產(chǎn)奶量、繁育、疾病、飼料消耗等，并且在統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和總結(jié)或制成圖表、泌乳曲線等，隨時(shí)觀察分析．發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

　　4．1建立記載和統(tǒng)計(jì)制度在奶牛飼喂過程中，基于RFID技術(shù)可以進(jìn)行高效飼養(yǎng)管理和育種工作。例如，進(jìn)行選種選配時(shí)．必須要有奶牛生長(zhǎng)發(fā)育、生產(chǎn)性能和系譜記載等材料；有了交配記錄，才能確定母牛的預(yù)產(chǎn)期和犢牛的來源；有了犢牛的體重增長(zhǎng)和母牛的產(chǎn)奶量、乳蛋白率及體重等記錄，才能正確地配合日糧和進(jìn)行合理的飼養(yǎng)管理工作。所以建立記載和統(tǒng)計(jì)制度．對(duì)順利開展育種工作，進(jìn)一步提高牛群質(zhì)量，具有極其重要的意義。

　　4．2科學(xué)飼喂管理奶牛的產(chǎn)奶量在遺傳上是數(shù)量性狀，是由多對(duì)微效基因控制，受環(huán)境影響較大。因此奶牛產(chǎn)奶量的提高除了遺傳因素外，環(huán)境因素更不容忽視。奶牛是一種高產(chǎn)動(dòng)物，每天從體內(nèi)排出大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此母牛的日糧應(yīng)是高質(zhì)量的飼料。奶牛產(chǎn)奶期分為：泌乳前期、泌乳盛期、泌乳中期、泌乳后期、干奶期。因此應(yīng)按不同的泌乳階段，補(bǔ)給不同的日糧營(yíng)養(yǎng)。

　　夏季氣溫升高時(shí)，奶牛對(duì)能量的需要下降，對(duì)礦物質(zhì)、多維和蛋白質(zhì)的需要量增加，因此為滿足夏天奶牛對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求，應(yīng)調(diào)整飼料配比。同時(shí)日糧組成中要多考慮增加一些青綠和適口性好的飼料。另外，還要增加食鹽的喂給量，以增加奶牛食欲．防暑降溫，有效控制產(chǎn)奶量下降。冬季由于青綠飼料較少，所以要相對(duì)增加飼料中維生素和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分的含量，同時(shí)要做好飼草的處理和精料的配合。

　　4．3分娩前后的監(jiān)控分娩期大多只注重新生犢牛的護(hù)理，忽略了母牛的管理，從而影響了奶牛的生殖機(jī)能、產(chǎn)奶性能。基于RFID技術(shù)對(duì)奶牛屬性進(jìn)行識(shí)別后，可以根據(jù)授精日期，對(duì)臨產(chǎn)的奶牛進(jìn)行必要的產(chǎn)前護(hù)理，如用消毒藥水清洗后臀、外陰和乳房等，產(chǎn)后飼料配比工藝的及時(shí)調(diào)整，從而提高奶牛的產(chǎn)奶量。

　　4．4綜合防治疾病擠奶過程中通過奶品質(zhì)及牛奶中體細(xì)胞電解分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)奶牛乳房病變，防止乳房感染發(fā)炎，基于RFID技術(shù)的智能管理系統(tǒng)在該環(huán)節(jié)中起到直接的作用。通過奶牛的病史調(diào)取及疾病發(fā)生周期，可以為飼養(yǎng)管理員提供參考依據(jù)，為奶牛定期注射各種疫苗，防止發(fā)生口蹄疫及牛出血性敗血癥等傳染病，積極防治奶牛乳房炎和產(chǎn)科病。建立獨(dú)自的檔案資料，進(jìn)行定期的體檢，包括健牛和病牛的血清學(xué)檢驗(yàn)，并記錄在案。也可以監(jiān)控個(gè)體奶牛產(chǎn)奶量，牛奶中蛋白質(zhì)及體細(xì)胞的含量(即牛奶的品質(zhì))、健康狀況、產(chǎn)奶指標(biāo)等。

　　5小結(jié)

　　集約化養(yǎng)殖是新疆奶牛飼養(yǎng)的必由之路?？茖W(xué)管理、科學(xué)飼養(yǎng)、降低生產(chǎn)成本是新疆畜牧業(yè)的根本出路，養(yǎng)牛場(chǎng)采用高新技術(shù)、智能飼喂、信息化管理等也是新疆畜牧業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。RFID技術(shù)的應(yīng)用可以使新疆的養(yǎng)牛業(yè)飼養(yǎng)水平上一個(gè)新臺(tái)階。RFID該項(xiàng)管理技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)奶牛的高效可控性管理，同時(shí)通過對(duì)奶牛個(gè)體的可追蹤管理，提高牛奶的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高奶牛場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。奶牛場(chǎng)實(shí)施后，可望通過該系統(tǒng)來標(biāo)識(shí)奶牛個(gè)體的屬性，強(qiáng)化免疫、檢疫工作，降低疾病發(fā)生率，同時(shí)通過對(duì)奶牛個(gè)體的可追蹤管理，進(jìn)行精細(xì)喂養(yǎng)，降低料奶比，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)奶牛養(yǎng)殖企業(yè)向集約化、現(xiàn)代化模式發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)在新疆乃至全國(guó)有良好的應(yīng)用前景．對(duì)促進(jìn)新疆畜牧業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。