劉 浩，彭 華，付玲芳，郭富存，劉海明，韓 萌，祝文琪*

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

2 內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市久原區(qū)畜牧水產(chǎn)服務(wù)中心，包頭 014060

3 淄博市數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展中心，淄博 255025

0 引言

從全球范圍來看，奶牛智能化養(yǎng)殖技術(shù)在20世紀(jì)80年代開始出現(xiàn)，幾乎與信息技術(shù)同步。我國奶牛智能化養(yǎng)殖技術(shù)真正發(fā)展起始于2003年科技部“863”計(jì)劃中的數(shù)字畜牧業(yè)項(xiàng)目，其中包含了奶牛的自動化養(yǎng)殖技術(shù)研發(fā)。我國在開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的奶牛場智能管理系統(tǒng)的同時(shí)，也大量引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)。近年來，奶廳管理系統(tǒng)、發(fā)情管理系統(tǒng)、精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)、牛群管理系統(tǒng)等自動化設(shè)備的應(yīng)用大大提高了奶牛養(yǎng)殖效率，促進(jìn)了奶牛養(yǎng)殖現(xiàn)代化水平的提高。本文利用全國23 個(gè)省份320 個(gè)奶牛場的調(diào)研數(shù)據(jù)，分析了不同地區(qū)、不同規(guī)模奶牛場管理系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用意愿，探討了不同類型奶牛場管理系統(tǒng)對生鮮乳產(chǎn)量和質(zhì)量的影響程度，從而更加深入了解奶業(yè)轉(zhuǎn)型時(shí)期的現(xiàn)代化發(fā)展水平，為相關(guān)政策制定提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)說明

研究數(shù)據(jù)來源于2022年課題組對全國23 個(gè)?。▍^(qū)、市）的 320 家規(guī)模奶牛場的調(diào)研。其中，華北地區(qū)（河北、河南、山東、山西、北京、天津）141 家，東北地區(qū)（內(nèi)蒙古、黑龍江、遼寧）62 家，西北地區(qū)（新疆、甘肅、陜西、寧夏）75 家，南方地區(qū)（安徽、江蘇、湖南、廣東、四川、 福建、云南、上海、重慶、貴州）42 家；100～500 頭規(guī)模的52 家，501～1 000 頭的82 家，1 001～3 000 頭的117 家；3 000 頭以上的69 家（表1）。

表1 調(diào)研奶牛場地區(qū)、規(guī)模分布情況 單位：家

2 奶牛場智能管理系統(tǒng)的分類

目前主流的奶牛養(yǎng)殖場智能管理系統(tǒng)主要分為奶廳管理系統(tǒng)、發(fā)情管理系統(tǒng)、精準(zhǔn)飼喂管理系統(tǒng)和牛群管理系統(tǒng)4 類，具體如下：

奶廳管理系統(tǒng)：可以對每頭奶牛的日產(chǎn)奶量進(jìn)行自動計(jì)量和讀取，實(shí)現(xiàn)奶源可追溯，預(yù)警奶牛健康（如乳房炎等）及營養(yǎng)問題，并方便奶牛場對成母牛的淘汰做出決策[1]。主要通過計(jì)步器、項(xiàng)圈、電子耳標(biāo)、牛奶電導(dǎo)率監(jiān)測設(shè)備、血乳監(jiān)測設(shè)備等識別器進(jìn)行信息收集。

發(fā)情管理系統(tǒng)：通過獲取奶牛躺臥、反芻等活動信息，及時(shí)準(zhǔn)確地反饋奶牛發(fā)情和預(yù)測排卵時(shí)間，指導(dǎo)奶牛場精準(zhǔn)確定配種時(shí)期，及時(shí)配種，可實(shí)現(xiàn)奶牛發(fā)情監(jiān)測的自動化管理，提高奶牛受胎率，還能有效進(jìn)行疫病監(jiān)控和預(yù)防[2]。主要工具有計(jì)步器、加速度感應(yīng)器、體溫變化感應(yīng)器等。近些年，隨著科技的發(fā)展，有的奶牛場開始采用動態(tài)監(jiān)測牛奶中孕酮水平的方式，來揭發(fā)奶牛的發(fā)情以及奶牛繁殖系統(tǒng)狀態(tài)，此種方法能讓奶牛場更高效、精準(zhǔn)地進(jìn)行繁殖管理，利拉伐的ReProTM精準(zhǔn)繁殖監(jiān)測系統(tǒng)即采用此種方法。

精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)：通過軟件控制無線通信系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌控每種配料的添加重量、TMR攪拌車的位置以及每個(gè)牛舍TMR的投放量等信息，指導(dǎo)和監(jiān)控TMR的配制和TMR日糧的精準(zhǔn)投喂[3]，最大限度地保證各種飼料成分配比的精確性和投喂的合理性，提高養(yǎng)殖效率。

牛群管理系統(tǒng)：可以實(shí)現(xiàn)每頭牛從出生開始，繁殖、疾病、產(chǎn)奶記錄、干物質(zhì)采食、淘汰等全部信息的查詢和追溯。

3 智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用及其效果分析

3.1 不同管理系統(tǒng)的應(yīng)用情況

從應(yīng)用情況來看（表2），4 類管理系統(tǒng)平均應(yīng)用比例為62.92%，處于較高水平。發(fā)情管理系統(tǒng)使用比例最低，為57.45%，可能原因?yàn)椋阂皇菍τ谕瑯哟嬖谂揽?、活動量增加的假性發(fā)情牛和隱性發(fā)情牛來說，效果不明顯；二是暫時(shí)不能完全代替人工觀察法，監(jiān)測結(jié)果仍需結(jié)合直腸檢測進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證；三是目前國內(nèi)較多的大型奶牛場都采用價(jià)格昂貴的進(jìn)口監(jiān)測系統(tǒng)，使用成本太高。奶廳管理系統(tǒng)的應(yīng)用比例最高，平均占比達(dá)到69.91%。 同時(shí)，根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，當(dāng)前奶牛場四類管理系統(tǒng)大多來自不同的品牌，系統(tǒng)之間未設(shè)置可匹配的接口，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能互通，發(fā)生重復(fù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)未實(shí)行有效利用，互聯(lián)互通難度大，僅有20.00%的奶牛場管理系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，47.70%的奶牛場實(shí)現(xiàn)部分管理系統(tǒng)互聯(lián)互通，32.30%的奶牛場管理系統(tǒng)之間尚未實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

表2 不同智能管理系統(tǒng)應(yīng)用比例及其效果情況

與未使用智能化系統(tǒng)的奶牛場相比，使用智能化系統(tǒng)的奶牛場年單產(chǎn)高885 kg，公斤奶飼料成本低0.11 元；使用奶廳管理系統(tǒng)的奶牛場乳房炎發(fā)病率平均降低1.7 個(gè)百分點(diǎn)；使用發(fā)情管理系統(tǒng)的奶牛場成母牛平均胎次高0.28 胎，大大改善了奶牛的生產(chǎn)性能，減少了空懷天數(shù)，其產(chǎn)奶量也高于未使用的奶牛場，年平均單產(chǎn)高665 kg（表2）。

3.2 不同規(guī)模奶牛場智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

整體來看（圖1），1 000～3 000 頭規(guī)模奶牛場智能化系統(tǒng)的應(yīng)用比較多，1 000頭以下的應(yīng)用比例較低。從不同的智能管理系統(tǒng)來看，對于奶廳管理系統(tǒng)，1 000頭以下奶牛場中未使用奶廳管理系統(tǒng)的比例最高，為45.36%，主要是因?yàn)槟虖d管理系統(tǒng)投入成本較高，規(guī)模較小的奶牛場難以承擔(dān)[3]；對于發(fā)情管理系統(tǒng)，3 000 頭以上奶牛場應(yīng)用比例最低，為39.50%；對于精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)，奶牛場存欄越高，應(yīng)用比例越大，可能原因是精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)對成本降低和產(chǎn)奶量提升的影響比較直接，奶牛場規(guī)模越大，前期投入成本壓力越小，應(yīng)用積極性更高。對于牛群管理系統(tǒng)，調(diào)研結(jié)果顯示1 000～3 000 頭規(guī)模奶牛場應(yīng)用比例最高，達(dá)到85.84%，調(diào)研結(jié)果也表明該規(guī)模類型的奶牛場牛群管理系統(tǒng)的使用效果更好。

圖1 不同規(guī)模奶牛場智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用比例情況

3.3 不同地區(qū)奶牛場智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

整體來看（圖2），東北地區(qū)、華北地區(qū)和西北地區(qū)應(yīng)用智能管理系統(tǒng)的比例較高，主要原因是這些地區(qū)的奶牛養(yǎng)殖資源稟賦條件優(yōu)越，規(guī)?；潭雀?，產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟，現(xiàn)代化發(fā)展水平較高，因而對智能化、信息化技術(shù)的認(rèn)知和采納意愿更高。而南方地區(qū)仍有部分智能管理系統(tǒng)（發(fā)情管理系統(tǒng)和精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)）的應(yīng)用比例仍低于50%。

圖2 不同地區(qū)奶牛場管理系統(tǒng)的應(yīng)用比例情況

從不同管理系統(tǒng)來看，對于奶廳管理系統(tǒng)，東北地區(qū)奶牛場使用奶廳管理系統(tǒng)的比例最高，達(dá)到了81.54%；對于發(fā)情管理系統(tǒng)，東北地區(qū)、華北地區(qū)和西北地區(qū)使用發(fā)情管理系統(tǒng)的比例高于未使用的比例，而南方地區(qū)發(fā)情管理系統(tǒng)的使用比例低于未使用的比例；對于精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)，南方地區(qū)精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)的使用比例最低，僅有24.24%；對于牛群管理系統(tǒng)，西北地區(qū)奶牛場牛群管理系統(tǒng)的使用比例最高，達(dá)到了81.58%。

3.4 不同品牌智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

整體來看（圖3），進(jìn)口的智能管理系統(tǒng)仍占據(jù)大部分市場，主要品牌有利拉伐、阿菲金、SCR、科湃騰等，其中奶廳管理系統(tǒng)和發(fā)情管理系統(tǒng)使用國外品牌的奶牛場占比超過80%。但隨著國內(nèi)科技發(fā)展水平的提高，國產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)用比例也逐漸提高，尤其是精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)和牛群管理系統(tǒng)，國產(chǎn)系統(tǒng)中的一牧云、新牛人和奶業(yè)之星等品牌的市場占比也處于較高水平。調(diào)研奶牛場中，使用國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)飼喂的奶牛場占比超過30%，使用國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行牛群管理的奶牛場占比超過50%。

圖3 不同品牌智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用比例情況

從不同品牌來看，奶牛場中利拉伐和阿菲金的奶廳管理系統(tǒng)應(yīng)用比例較高，分別達(dá)到了34.50%和31.00%；阿菲金和SCR品牌的發(fā)情管理系統(tǒng)應(yīng)用比例較高，分別達(dá)到了 34.92%和31.75%；科湃騰和一牧云品牌的精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)應(yīng)用比例較高，分別達(dá)到了 22.73%和17.65%; 新牛人、一牧云和阿菲金牛群管理系統(tǒng)應(yīng)用比例較高，分別達(dá)到了 23.70%、22.33%和21.27%。

3.5 奶牛場使用智能管理系統(tǒng)的意愿分析

對320 家奶牛場開展關(guān)于奶牛智能管理系統(tǒng)使用意愿情況的調(diào)研，結(jié)果顯示（圖4），對于奶廳管理系統(tǒng)，有9.30%的奶牛場不愿意使用，4.80%的奶牛場的使用意愿尚不明確，86.00%奶牛場愿意使用；對于發(fā)情管理系統(tǒng)，有13.10%的奶牛場不愿意使用，84.50%的奶牛場愿意使用；對于精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)，83.30%的奶牛場愿意采納該技術(shù)；對于牛群管理系統(tǒng)，78.60%的奶牛場愿意使用?？偟膩砜矗?dāng)前奶牛場對于智能管理系統(tǒng)都有較強(qiáng)的使用意愿，超過70.00%的奶牛場愿意使用智能管理系統(tǒng)。且當(dāng)前奶牛場對智能管理系統(tǒng)的使用意愿都高于實(shí)際使用比重，表明智能管理系統(tǒng)發(fā)展具有較大提升空間。

圖4 奶牛場對不同智能管理系統(tǒng)的使用意愿情況

結(jié)果可以看出（圖5），1 000～3 000 頭規(guī)模奶牛場使用智能管理系統(tǒng)的意愿更強(qiáng)烈，這也與當(dāng)前奶牛場實(shí)際情況相符。1 000 頭以下奶牛場的意愿較低，可能原因是智能管理系統(tǒng)前期投入較大，且小規(guī)模奶牛場難以發(fā)揮其最大效用。

圖5 不同規(guī)模奶牛場愿意使用管理系統(tǒng)的比例

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

不同管理系統(tǒng)之間普遍存在“信息孤島”。調(diào)研樣本中，32.30%的奶牛場智能管理系統(tǒng)之間尚未實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，47.70%的奶牛場實(shí)現(xiàn)部分管理系統(tǒng)的互聯(lián)互通，僅有20.00%的奶牛場實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。不同管理系統(tǒng)互相分散，造成查找某項(xiàng)記錄或檔案時(shí)相對費(fèi)事費(fèi)時(shí)，比如，查找診療記錄，有的需要從事件管理的獸醫(yī)模塊進(jìn)入，有的則需要從統(tǒng)計(jì)分析的獸醫(yī)分析模塊進(jìn)入。對軟件不夠熟悉的人員，甚至是奶牛場數(shù)據(jù)員，在使用時(shí)并不能迅速找出相應(yīng)的檔案記錄，從而不能有效發(fā)揮管理系統(tǒng)的效用。

1 000 頭以下和3 000 頭以上奶牛場智能管理系統(tǒng)的使用比例較低，分別為5 0%和5 6%，1 000～3 000 頭奶牛場使用比例為75%。相比未使用的奶牛場，使用智能管理系統(tǒng)的奶牛場的奶牛生產(chǎn)性能、奶牛場管理水平、投入產(chǎn)出效率更高，這一定程度上也解釋了近年來1 000～3 000 頭規(guī)模奶牛場存欄比重不斷擴(kuò)大的原因。發(fā)情管理系統(tǒng)使用對于奶牛單產(chǎn)和成母牛胎次都具有較大改善，而當(dāng)前發(fā)情管理系統(tǒng)的使用比率明顯低于其他管理系統(tǒng)，為59%。

國產(chǎn)智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用比例較低。根據(jù)調(diào)研分析結(jié)果，當(dāng)前我國奶牛場應(yīng)用的智能管理系統(tǒng)中，奶廳管理系統(tǒng)主品牌為利拉伐和阿菲金，發(fā)情管理系統(tǒng)主要品牌為阿菲金和SCR，精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)主要品牌為科拜騰和一牧云，牛群管理系統(tǒng)主要品牌為新牛人、一牧云、阿菲金。

4.2 相關(guān)建議

要加大科技投入，提高奶業(yè)科技支撐能力。未來奶業(yè)發(fā)展的方向是智能化、信息化，科技的支撐作用至關(guān)重要。從政府的角度，逐步建立政府對奶業(yè)科技投入的穩(wěn)定增長機(jī)制，加大奶業(yè)機(jī)械設(shè)備研發(fā)的投入力度。從科研單位的角度，應(yīng)加強(qiáng)奶牛場管理系統(tǒng)互聯(lián)互通技術(shù)的研究，提高技術(shù)應(yīng)用效率，積極推進(jìn)現(xiàn)有科技成果的轉(zhuǎn)化。從企業(yè)的角度，設(shè)備企業(yè)應(yīng)加大研發(fā)投入，提高企業(yè)的核心競爭力；養(yǎng)殖企業(yè)應(yīng)積極整合資源，提高科研成果的應(yīng)用能力。

要加強(qiáng)信息化智能化技術(shù)培訓(xùn)，提高奶牛場對智能化、信息化的認(rèn)識和掌握水平。各級政府及相關(guān)部門應(yīng)通過集中舉辦培訓(xùn)班、召開現(xiàn)場觀摩會等方式，加強(qiáng)奶牛養(yǎng)殖技術(shù)尤其信息化智能化技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)，讓奶牛場真正了解信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，自主選擇適合奶牛場的相應(yīng)設(shè)施設(shè)備，并給予相關(guān)設(shè)備技術(shù)操作指導(dǎo)，使數(shù)據(jù)員熟練掌握平臺各項(xiàng)功能軟件的操作和擴(kuò)展功能，降低使用成本。