李奇峰，王文婷，余禮根，高榮華，肖伯祥，馬為紅，丁露雨

（北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100097）

0 引言

近年來(lái)，以數(shù)字化為核心的信息技術(shù)不斷深入到畜禽養(yǎng)殖各個(gè)環(huán)節(jié)，促進(jìn)了傳統(tǒng)畜禽養(yǎng)殖、規(guī)模化養(yǎng)殖、工業(yè)化養(yǎng)殖到智能化養(yǎng)殖方式的轉(zhuǎn)變，畜禽品種資源的遺傳育種與智能繁育、環(huán)境監(jiān)測(cè)與智能調(diào)控、飼養(yǎng)管理與精準(zhǔn)飼喂及疫病防控與智能預(yù)警[1]，基本上實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)、管理、流通和調(diào)控的信息化，全面提高畜禽養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[2]。因此，以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)為信息技術(shù)依托，以信息資源共享、信息技術(shù)應(yīng)用為主要特征，通過(guò)軟硬件技術(shù)的集成，構(gòu)建出智慧養(yǎng)殖的現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展模式，是當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖智能化、裝備化和信息化的迫切需求。

畜禽養(yǎng)殖中常用的信息化技術(shù)，包括：①生物傳感技術(shù)。主要應(yīng)用于環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)如空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度、NH3濃度；另外還應(yīng)用在對(duì)體溫、心率等生物體征或行為的采集；②電子標(biāo)簽技術(shù)。通過(guò)無(wú)線射頻（Radio Frequency Identification，RFID）信號(hào)實(shí)現(xiàn)非接觸方式下的雙向通信，完成對(duì)畜禽的自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作，包括畜禽電子標(biāo)簽、PDA手持終端和二維溯源碼等；③智能識(shí)別算法。根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)識(shí)別數(shù)據(jù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、隱馬爾科夫模型等進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，用于識(shí)別和判斷復(fù)雜的動(dòng)物行為模式；④數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。使用云計(jì)算、分布式存儲(chǔ)技術(shù)解決了海量畜禽數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理問(wèn)題；⑤網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。包括運(yùn)營(yíng)商3G/4G通訊技術(shù)、TCP/IP協(xié)議等，應(yīng)用的無(wú)線通信技術(shù)有RFID、GPRS、Bluetooth、Wi-Fi、IrDA、UWB、Zig-Bee和NFC，為畜禽數(shù)據(jù)傳輸提供了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與通訊條件。

現(xiàn)代信息化技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖各個(gè)環(huán)節(jié)均有應(yīng)用，該文將主要介紹信息技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)控制、畜禽體征信息獲取與行為監(jiān)測(cè)、畜禽疫病防控決策與預(yù)警、畜禽智能繁育與精準(zhǔn)飼養(yǎng)管理4個(gè)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀及問(wèn)題，并展望其未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，為今后開(kāi)展畜禽信息化、智能化提供參考。

1 畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)控制技術(shù)

適宜的養(yǎng)殖環(huán)境有利于畜禽的生長(zhǎng)，有助于提高畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)能減少環(huán)境變化引起的畜禽感染疾病的發(fā)病率。對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境的人工觀察、人工控制等傳統(tǒng)方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化大型養(yǎng)殖場(chǎng)的需要，由人工和電機(jī)結(jié)合的調(diào)節(jié)方式具有滯后性、生產(chǎn)效率低、占用人力資源多缺點(diǎn)[3]。環(huán)境監(jiān)測(cè)和控制的本質(zhì)在于按季節(jié)和生長(zhǎng)階段的不同，確定最適宜的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、光照強(qiáng)度、氣體濃度等，采用環(huán)境控制物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)施環(huán)境的目標(biāo)控制[4]。

環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)離不開(kāi)這幾個(gè)方面：信息采集、信息傳輸、信息處理、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，一個(gè)完整的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從這些方面部分出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)和控制（圖1）。早期對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境的研究集中在設(shè)備的自動(dòng)化和機(jī)械化，如暖風(fēng)設(shè)備[5]、通風(fēng)系統(tǒng)[6]。最近幾年國(guó)內(nèi)外學(xué)者將算法或模型引入環(huán)境檢測(cè)和控制過(guò)程中，如粒子群優(yōu)化算法[7]、模糊控制[8]、流體力學(xué)[9]。隨著云計(jì)算的大規(guī)模應(yīng)用，利用Hadoop、HBase等算法解決了海量物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理問(wèn)題[10]。

圖1 環(huán)境控制系統(tǒng)一般流程Fig.1 General diagram of environmental control system

謝秋菊[11]將環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制的研究方向大致分成4類(lèi)：①基于數(shù)學(xué)模型對(duì)環(huán)境因子分布及產(chǎn)生機(jī)理及規(guī)律的研究；②養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)環(huán)境與通風(fēng)、氣流的相關(guān)研究；③基于圖像識(shí)別技術(shù)的環(huán)境監(jiān)控研究；④基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及智能環(huán)境控制技術(shù)的畜舍環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制研究。其中①和②所用的技術(shù)偏數(shù)學(xué)計(jì)算或數(shù)學(xué)建模，而圖像識(shí)別技術(shù)和無(wú)線傳感技術(shù)屬于信息技術(shù)層面的應(yīng)用。在圖像識(shí)別技術(shù)方面，Shao等人[12]通過(guò)對(duì)豬行為圖像的識(shí)別對(duì)豬舍進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而采取相應(yīng)的控制措施；汪建等[13]基于圖像信息融合技術(shù)，進(jìn)行養(yǎng)殖環(huán)境和監(jiān)視區(qū)域的監(jiān)測(cè)研究。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及智能環(huán)境控制技術(shù)方面，Pan等人[14]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)豬舍的氣味的調(diào)節(jié)；Wu等人[15]基于ARM和ZigBee技術(shù)開(kāi)發(fā)出遠(yuǎn)程雞舍智能環(huán)境控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了雞舍環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；Li等人[16]采用無(wú)線傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的雞舍在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；Guo等人[17]開(kāi)發(fā)了智能鵝舍環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了具有歷史溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)的智能控制模型，用于協(xié)助鵝的季節(jié)外養(yǎng)殖實(shí)踐。國(guó)內(nèi)的環(huán)境檢測(cè)和控制系統(tǒng)研究比較廣泛，開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)類(lèi)型多樣，如郝光健[18]設(shè)計(jì)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、劉燕昌[19]設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)、高平[20]設(shè)計(jì)的生豬遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、王媛[21]設(shè)計(jì)的智能雞舍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、李華龍等人[22]研制的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蛋雞養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)等。

環(huán)境是畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要因素，環(huán)境質(zhì)量影響畜禽生產(chǎn)性能和健康，進(jìn)而影響動(dòng)物的行為和福利，最終影響著養(yǎng)殖場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和民眾健康。在不同地區(qū)、不同養(yǎng)殖規(guī)模和管理模式的畜禽養(yǎng)殖條件下，養(yǎng)殖環(huán)境精準(zhǔn)控制，對(duì)環(huán)境的自動(dòng)控制提出了更高的要求，需要領(lǐng)域?qū)＜?、飼養(yǎng)管理專(zhuān)家與信息專(zhuān)家的協(xié)作。國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)發(fā)的環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)不在少數(shù)，但是在實(shí)際操作中還是部分依賴(lài)于人工，而且所占市場(chǎng)份額遠(yuǎn)不如國(guó)外的設(shè)備和其配套的軟件系統(tǒng)。

2 畜禽體征信息獲取與行為監(jiān)測(cè)技術(shù)

畜禽體征信息獲取與行為監(jiān)測(cè)是指使用生物傳感技術(shù)、電子個(gè)體標(biāo)識(shí)技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、音視頻分析技術(shù)等采集畜禽生物信息和行為數(shù)據(jù)（健康信息、生命體征信息、情緒信息、動(dòng)作信息等），構(gòu)建動(dòng)物行為模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物不同生長(zhǎng)階段的行為特征解析、疾病診斷預(yù)警、生理生長(zhǎng)過(guò)程調(diào)控。汪開(kāi)英等人[23]將生物信息獲取和行為監(jiān)測(cè)技術(shù)分成人工監(jiān)測(cè)、有損監(jiān)測(cè)技術(shù)和無(wú)損監(jiān)測(cè)技術(shù)3類(lèi)。隨著畜禽規(guī)模化、集中化生產(chǎn)，人工觀察方式已經(jīng)不能滿足養(yǎng)殖的需要，通過(guò)信息化技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，其中有損監(jiān)測(cè)技術(shù)是將設(shè)備植入動(dòng)物體內(nèi)或?qū)?dòng)物進(jìn)行手術(shù)，而無(wú)損監(jiān)測(cè)技術(shù)不會(huì)對(duì)動(dòng)物健康造成影響，主要技術(shù)包括傳感器監(jiān)測(cè)、圖像檢測(cè)和聲音監(jiān)測(cè)等。

對(duì)于畜禽體征信息監(jiān)測(cè)主要集中在動(dòng)物體溫、呼吸頻率、聲音、體重等。在體溫檢測(cè)方面，體溫檢測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了從人工水銀體溫計(jì)的測(cè)量、傳感器測(cè)量、通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)紅外圖像進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)對(duì)體溫檢測(cè)的發(fā)展過(guò)程，其中紅外圖像成為體溫檢測(cè)的熱點(diǎn)，如周麗萍等[24]使用改進(jìn)的Otsu算法從紅外圖像中提取豬的耳部區(qū)域特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)體溫的監(jiān)測(cè)；Siewert等人[25]使用差分ROI法分析生豬頭部的熱紅外圖像，從而檢測(cè)豬頭部的表面溫度分布。在體重檢測(cè)方面，Yang等人[26]采集生豬的圖像后使用圖像處理的方法，根據(jù)體積和投影面積大小來(lái)計(jì)算豬只的體重，方法的平均誤差均小于5%，而李卓等[27]開(kāi)發(fā)出的基于雙目視覺(jué)原理的豬體尺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，相對(duì)誤差能達(dá)到1%以下。

行為監(jiān)測(cè)集中在動(dòng)物的采食、飲水、活動(dòng)、排泄、發(fā)情、聲音等。通過(guò)傳感器、圖像視頻、聲音實(shí)現(xiàn)對(duì)采食和飲水行為的檢測(cè)，如田富陽(yáng)[28]使用傳感器與單片機(jī)結(jié)合來(lái)檢測(cè)奶牛的采食量；周雅婷等人[29]利用集陀螺加速度計(jì)和藍(lán)牙模塊為一體的傳感器節(jié)點(diǎn)采集肉牛的行為姿態(tài)數(shù)據(jù)，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)肉牛采食行為進(jìn)行分類(lèi)識(shí)別，準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。動(dòng)物的叫聲能有效地反映出其生理健康狀態(tài)和情緒變化，因此對(duì)動(dòng)物叫聲的檢測(cè)在疾病診斷、發(fā)情等行為檢測(cè)、進(jìn)食和成長(zhǎng)率檢測(cè)中有廣泛的應(yīng)用，如Guarino等[30]對(duì)豬的咳嗽聲音的識(shí)別實(shí)現(xiàn)呼吸疾病的檢測(cè)；Jahns等人[31]研究單個(gè)牛的各種叫聲建立隱馬爾科夫模型識(shí)別叫聲中蘊(yùn)含的情緒信息。

畜禽體征信息和行為信息的監(jiān)測(cè)對(duì)日常畜禽管理具有直接作用，其直接反饋畜禽養(yǎng)殖的生命需求，可根據(jù)其反饋信號(hào)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程、智慧調(diào)控。表1展示了監(jiān)測(cè)部分動(dòng)物生理特征和行為所采用的技術(shù)和裝備的特點(diǎn)比較，信息技術(shù)在這方面的應(yīng)用仍有發(fā)展上的局限性，第一，監(jiān)測(cè)設(shè)備成本、抗干擾性、測(cè)量的準(zhǔn)確性等方面制約著畜禽生理信息和行為的監(jiān)測(cè)走向?qū)嶋H化的應(yīng)用；第二，監(jiān)測(cè)模型的準(zhǔn)確性和實(shí)用性等方面需要進(jìn)一步提高，尤其是如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器視覺(jué)等相關(guān)算法，因其訓(xùn)練過(guò)程繁雜、數(shù)據(jù)量大、算法過(guò)程復(fù)雜等特點(diǎn)，目前在實(shí)際的養(yǎng)殖應(yīng)用中受到較多的因素限制。

表1 畜禽生理特征和行為監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)比較Table 1 Comparison of livestock physiological characteristics and behavior technologies

3 畜禽疫病防控決策與預(yù)警技術(shù)

隨著養(yǎng)殖規(guī)?；⒓s化的發(fā)展，動(dòng)物疾病防控不當(dāng)不僅會(huì)造成養(yǎng)殖場(chǎng)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)危害社會(huì)健康。因此，在整個(gè)生產(chǎn)周期需對(duì)畜禽個(gè)體進(jìn)行全程監(jiān)控，以確保畜禽健康成長(zhǎng)，及時(shí)對(duì)患病的個(gè)體進(jìn)行識(shí)別與處理以免形成傳染性疾病。信息化技術(shù)已經(jīng)滲入到了疾病監(jiān)控各個(gè)方面，如疾病監(jiān)測(cè)、診斷、預(yù)測(cè)、控制、撲滅等，使用的技術(shù)有數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)、人工智能模擬等。

對(duì)畜禽個(gè)體疾病檢測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)中患有疾病的動(dòng)物個(gè)體是畜禽養(yǎng)殖的重要工作。紅外熱成像技術(shù)在大型牲畜的疾病檢測(cè)方面具有廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用熱紅外敏感元件對(duì)動(dòng)物進(jìn)行成像，反映動(dòng)物體表的溫度場(chǎng)，有效評(píng)估動(dòng)物的疾病狀態(tài)、發(fā)病部位、病理階段等。紅外熱成像（Infrared Thermography，IRT）和紅外測(cè)溫（Infrared Thermal Mapper，IRTM）是非接觸式溫度測(cè)量，這類(lèi)方法與獸醫(yī)使用的其他溫度測(cè)量方法相比大大降低了傳播感染的風(fēng)險(xiǎn)[32]，如Amezcua等[33]使用紅外熱成像對(duì)懷孕母豬體溫的測(cè)量加上步態(tài)的識(shí)別，成功的檢測(cè)出跛行的行為；Rainwater-Lovett等[34]實(shí)現(xiàn)了對(duì)牛的口蹄疫病毒感染的有效檢測(cè)。另外，使用聲音檢測(cè)技術(shù)對(duì)疾病的診斷和預(yù)警也是疾病控制的重要方式，宣傳忠等人[35]提出一種改進(jìn)MFCC并結(jié)合隱馬爾科夫鏈模型的山羊咳嗽聲識(shí)別系統(tǒng)；Chung等人[36]提取出豬叫聲中的梅爾倒頻譜系數(shù)，并使用支持向量機(jī)對(duì)其計(jì)算分析，識(shí)別正確率高達(dá)94%。

為了使養(yǎng)殖戶及時(shí)迅速地掌握畜禽發(fā)病類(lèi)型、治療方案和防治措施，遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)。遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)能夠隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)發(fā)病個(gè)體信息上傳，專(zhuān)家了解情況后及時(shí)診斷出病源，并提出最優(yōu)治療方案，很好地解決由于豬病專(zhuān)家和獸醫(yī)基層人員短缺，養(yǎng)殖場(chǎng)分散、偏遠(yuǎn)，豬病診治技術(shù)推廣手段落后等因素所造成的問(wèn)題[37]。早在1995年丹麥學(xué)者[38]根據(jù)氣候環(huán)境等開(kāi)發(fā)出一個(gè)豬的流行性疫病模擬診斷系統(tǒng)；美國(guó)Saehpazidis等[39]開(kāi)發(fā)出一套基于Jabber協(xié)議的疾病遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)；2005年湯承林[40]建立了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的畜禽疾病診斷系統(tǒng)；鄒慶鵬等[41]推出的“河南省農(nóng)業(yè)專(zhuān)家在線視頻診斷系統(tǒng)”，將計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等技術(shù)結(jié)合在一起，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻會(huì)議、3G手機(jī)視頻通話、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等方式結(jié)合的農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)；李盼玉[37]設(shè)計(jì)了豬病遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，以智能手機(jī)為應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了豬病智能診斷、豬病在線診斷、豬病知識(shí)庫(kù)的建立和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)；雷萌桐等人[42]設(shè)計(jì)了基于B/S（Browser/Server）模式的奶牛主要疫病診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)奶牛主要疫病的在線診斷和查詢(xún)，與專(zhuān)家進(jìn)行在線實(shí)時(shí)交流。

雖然信息技術(shù)在疾病診斷與預(yù)警預(yù)防方面發(fā)揮了價(jià)值，但是目前開(kāi)發(fā)的各種類(lèi)型的畜禽疾病診斷系統(tǒng)在診斷疑似病癥的準(zhǔn)確率上與實(shí)際情況有出入。因此，挖掘畜禽疫病相關(guān)因子，采取數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)相關(guān)疫情參數(shù)進(jìn)行分析、整合和判斷，建立動(dòng)物健康/疫病對(duì)應(yīng)關(guān)系，構(gòu)建生長(zhǎng)環(huán)境、動(dòng)物體溫與表面體征最優(yōu)組合疫病預(yù)警方法，提高畜禽疫病預(yù)警的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，如何在養(yǎng)殖場(chǎng)中得到廣泛應(yīng)用將是接下來(lái)亟待解決的難題。

4 畜禽智能繁育與精準(zhǔn)飼養(yǎng)管理技術(shù)

4.1 畜禽智能繁育

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)應(yīng)用在畜禽育種中能促進(jìn)畜禽業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和品種改良，提高畜禽的生產(chǎn)性能。計(jì)算機(jī)在畜禽育種中的應(yīng)用既有宏觀的仿真和模擬，又有微觀的計(jì)算和分析，所用的技術(shù)有統(tǒng)計(jì)分析、專(zhuān)家系統(tǒng)和人工智能等[43]。

最初計(jì)算機(jī)技術(shù)在畜禽育種中應(yīng)用多為簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)分析，如平均數(shù)、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等。隨后，世界各國(guó)積極開(kāi)展畜禽品種資源庫(kù)和動(dòng)物遺傳資源庫(kù)的研究，對(duì)大量遺傳數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、分析，如張金成等人[44]開(kāi)發(fā)了一套DPS數(shù)據(jù)處理軟件應(yīng)用在動(dòng)物育種工作過(guò)程。另外計(jì)算機(jī)遺傳評(píng)估系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于牛、羊、豬、馬和禽等，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、遺傳參數(shù)計(jì)算、育種值估計(jì)、選種選配、系譜與近交分析、遺傳進(jìn)展估計(jì)及育種規(guī)劃等方面[45]。黃冬維等人[46]應(yīng)用最佳線性無(wú)偏預(yù)測(cè)（Best Linear Unbiased Prediction，BLUP）作為家畜遺傳評(píng)定方法；龍繼蓉[47]介紹了RAPD技術(shù)在動(dòng)物遺傳育種中的應(yīng)用，包括在構(gòu)建遺傳連鎖圖譜、基因定位、標(biāo)記輔助選擇、品種（系）的鑒定及其親緣關(guān)系的分析。

畜禽繁育不僅僅只是遺傳育種學(xué)理論、人工授精、胚胎工程等遺傳理論和生物技術(shù)的應(yīng)用，同步需要信息技術(shù)的支持，通過(guò)利用信息技術(shù)調(diào)查、評(píng)估、保存、管理畜禽遺傳資源，尋找最優(yōu)的育種方案。

4.2 精準(zhǔn)飼養(yǎng)管理

根據(jù)畜禽品種、體重、生理階段、身體狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)需求等的不同，使用不同的飼料類(lèi)型和飼料數(shù)量，將這種飼養(yǎng)方式稱(chēng)為精準(zhǔn)飼養(yǎng)。精準(zhǔn)飼喂不僅大大提高了飼料的利用率，也有效提高了養(yǎng)殖場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，畜禽的精準(zhǔn)飼養(yǎng)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，尤其是泌乳奶牛，影響日營(yíng)養(yǎng)需要的因素有環(huán)境溫度、妊娠胎次、胎兒重量、牛乳構(gòu)成等等，采用人工的方式調(diào)整配料比和飼料量不能達(dá)到飼養(yǎng)利用和營(yíng)養(yǎng)攝入的最優(yōu)化，而與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)了個(gè)體體況信息采集、飼料配比計(jì)算、自動(dòng)化飼養(yǎng)等全過(guò)程的自動(dòng)化、精準(zhǔn)化、智能化。

隨著自動(dòng)化飼料配置系統(tǒng)、電子自動(dòng)稱(chēng)量系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)和電子識(shí)別系統(tǒng)等高新技術(shù)的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外的精準(zhǔn)飼養(yǎng)的自動(dòng)化水平大大提高[48]。在飼料配比方面，張國(guó)華等人[49]采用精準(zhǔn)飼養(yǎng)技術(shù)來(lái)評(píng)估生長(zhǎng)育肥豬的賴(lài)氨酸需要量；高振江等人[50]提出了“全混合日糧（Total Mixed Ration，TMR）+精飼料精確飼喂”的模式。在自動(dòng)飼養(yǎng)控制方面，懸掛式飼喂系統(tǒng)、自走式飼喂系統(tǒng)和在位飼喂系統(tǒng)等自動(dòng)化飼喂設(shè)備的研究發(fā)展成熟[51]，熊本海等人在2013年以妊娠母豬為對(duì)象，設(shè)計(jì)了一種妊娠母豬自動(dòng)飼喂機(jī)電控制系統(tǒng)[52]；隨后在2014年以哺乳母豬為對(duì)象，設(shè)計(jì)了一種哺乳母豬自動(dòng)飼喂控制智能系統(tǒng)[53]；該研究團(tuán)隊(duì)在2017年設(shè)計(jì)了一種新型哺乳母豬精準(zhǔn)下料控制系統(tǒng)[54]；高振江等人[55]以計(jì)算機(jī)為信息管理平臺(tái)，運(yùn)用無(wú)線通信技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)及單片機(jī)等，設(shè)計(jì)了根據(jù)奶牛個(gè)體生理特征信息進(jìn)行精確投料的控制系統(tǒng)；蒙賀偉等人[56]設(shè)計(jì)了雙模自走式奶牛精確飼喂裝備，顯著提高奶牛產(chǎn)奶性能。

隨著我國(guó)勞動(dòng)力成本提升，國(guó)內(nèi)很多規(guī)?；?chǎng)對(duì)自動(dòng)化的需求越來(lái)越迫切，飼喂環(huán)節(jié)已基本采用機(jī)械設(shè)備，但是飼喂的精準(zhǔn)化不僅限于機(jī)械化，還包括自動(dòng)化、智能化，信息技術(shù)的發(fā)展為此提供了技術(shù)支持。針對(duì)目前的精準(zhǔn)飼喂情況，研發(fā)畜禽自動(dòng)飼喂與精準(zhǔn)飼養(yǎng)技術(shù)，根據(jù)畜禽生產(chǎn)階段與個(gè)體差異實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)投喂，快速準(zhǔn)確調(diào)整日糧供應(yīng)，實(shí)時(shí)獲得飼料效率和營(yíng)養(yǎng)水平等參數(shù)，減少飼料浪費(fèi)和污染，運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真與數(shù)學(xué)模型運(yùn)算等方法，實(shí)現(xiàn)個(gè)體差異與群體水平生產(chǎn)性能信息的建立。

5 未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)與建議

從畜禽生產(chǎn)需求來(lái)看，亟需加快畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；?、生態(tài)化、特色化和產(chǎn)業(yè)化，提高畜禽養(yǎng)殖業(yè)綜合生產(chǎn)能力、可持續(xù)發(fā)展能力和經(jīng)營(yíng)服務(wù)能力，為畜禽業(yè)信息化發(fā)展提供了前所未有的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。從信息化發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，信息社會(huì)開(kāi)啟了“互聯(lián)網(wǎng)+畜牧業(yè)”發(fā)展的新時(shí)代，推進(jìn)畜畜禽生產(chǎn)智能化、信息化、數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化，為畜牧業(yè)信息化發(fā)展創(chuàng)造前所未有的內(nèi)在需求。面向畜禽養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的重大需求，未來(lái)一段時(shí)間，信息技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中仍將是發(fā)展的重點(diǎn)，體現(xiàn)在以下3方面。

（1）畜牧養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)工程。采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，編制必要的接口程序，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)畜牧相關(guān)信息集中共享、按需交換，同步更新，消除孤島。為畜禽養(yǎng)殖過(guò)程的互聯(lián)互通搭建橋梁。

（2）畜牧產(chǎn)業(yè)信息化融合服務(wù)工程。畜禽業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后全鏈條、各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集、分析、挖掘、融合和服務(wù)，服務(wù)于生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和決策，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖過(guò)程的數(shù)字化監(jiān)測(cè)、管控和預(yù)警。

（3）畜牧養(yǎng)殖智能裝備工程。面向智能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)價(jià)值鏈，全面推進(jìn)人工智能技術(shù)與畜禽養(yǎng)殖過(guò)程深度融合，建立共享牧場(chǎng)、智能豬舍、數(shù)字雞舍等智慧養(yǎng)殖應(yīng)用模式。為未來(lái)一段時(shí)間畜牧信息化的發(fā)展指明方向。

6 結(jié)論

我國(guó)畜牧業(yè)正向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；c智能化的趨勢(shì)發(fā)展，需要智能化設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)作為技術(shù)支撐，更需要信息化技術(shù)的支持。該文主要從環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制、生物信息獲取與行為監(jiān)測(cè)、疫病防控決策與支持、畜禽繁育與精準(zhǔn)飼養(yǎng)4個(gè)方面介紹了信息化技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用成果以及未來(lái)的發(fā)展方向。目前一些畜禽信息化的研究仍處于起步階段，部分技術(shù)難題還需要克服，與實(shí)際養(yǎng)殖的結(jié)合還需要進(jìn)一步探索。將信息化技術(shù)應(yīng)用到畜禽養(yǎng)殖，實(shí)現(xiàn)畜禽生產(chǎn)、管理、服務(wù)和經(jīng)營(yíng)的數(shù)字化、信息化和智能化，推動(dòng)傳統(tǒng)畜牧業(yè)升級(jí)改造和結(jié)構(gòu)調(diào)整，加速提高畜牧產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，保證我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)性的發(fā)展。