馬吉鋒，王建東，李艷艷，薛 偉，梁小軍

（1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院草畜工程技術(shù)研究中心，銀川750002；2.寧夏銀川平吉堡奶牛場(chǎng)）

UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)奶牛發(fā)情效果的研究

馬吉鋒1，王建東1，李艷艷2，薛 偉1，梁小軍1

（1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院草畜工程技術(shù)研究中心，銀川750002；2.寧夏銀川平吉堡奶牛場(chǎng)）

選取93頭育成荷斯坦奶牛、120頭經(jīng)產(chǎn)荷斯坦奶牛，用UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)奶牛發(fā)情，收到發(fā)情信息的奶牛，用直腸檢查法進(jìn)行發(fā)情鑒定，評(píng)價(jià)UCOWS法和直腸觸診發(fā)情結(jié)果的一致性。結(jié)果表明：育成牛Kappa值為0.706，經(jīng)產(chǎn)牛Kappa值為0.850。說(shuō)明UCOWS法和直腸檢查確診發(fā)情結(jié)果符合率很高，UCOWS完全能夠用于奶牛發(fā)情鑒定。

UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；應(yīng)用；效果

提高繁殖率是奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)效益管理的重要技術(shù)目標(biāo)，而發(fā)情診斷的效率是影響牛群繁殖率的關(guān)鍵因素。在我國(guó)，大多數(shù)奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)僅僅依靠傳統(tǒng)的人工觀察檢測(cè)奶牛發(fā)情，或者是憑借飼養(yǎng)員的養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷奶牛是否發(fā)情。這種方法對(duì)于大型的奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)效率低，并且極容易因漏檢和發(fā)情時(shí)間鑒別不準(zhǔn)而錯(cuò)過(guò)奶牛的發(fā)情期，導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)最佳配種時(shí)間，對(duì)于提高奶牛繁殖率和牛奶產(chǎn)量非常不利。50%以上的奶牛在傍晚或夜間發(fā)情，且部分隱性發(fā)情奶牛無(wú)發(fā)情外部表現(xiàn)，造成人工發(fā)情診斷的檢出率較低。據(jù)報(bào)道,在脫配的奶牛中，因?yàn)殄e(cuò)誤的發(fā)情檢測(cè)占到的比例約60%［1-2］。UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是銀川奧特軟件有限公司發(fā)明的用于實(shí)時(shí)檢測(cè)奶牛發(fā)情，向牛場(chǎng)管理者和人工授精員提供奶牛發(fā)情信息和活動(dòng)量信息的系統(tǒng)。作者等利用UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)寧夏平吉堡某個(gè)體奶牛場(chǎng)奶牛的發(fā)情情況，對(duì)UCOWS檢出的發(fā)情牛數(shù)和實(shí)際直檢參配的發(fā)情數(shù)作一致性評(píng)測(cè)，旨在探討提高奶牛發(fā)情的檢出率，為提高奶牛繁殖效率，降低奶牛繁殖障礙的發(fā)生，縮短胎間距，提高奶業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)牛

被測(cè)牛群為寧夏平吉堡某個(gè)體奶牛場(chǎng)的213頭奶牛，其中育成牛93頭，經(jīng)產(chǎn)牛120頭。

1.2 儀器

1.2.1 發(fā)情監(jiān)測(cè)儀器 試驗(yàn)采用銀川奧特軟件有限公司發(fā)明UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1.2.2 UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)由軟硬件2部分組成。軟件為UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。硬件由UCOWS奶?；顒?dòng)量采集器，佩戴在奶牛頸部，采集奶?；顒?dòng)量信息；UCOWS奶牛活動(dòng)量讀寫(xiě)器，接收奶牛活動(dòng)量信息并將信息發(fā)送到UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析奶?；顒?dòng)信息，判斷是否發(fā)情或患病，并及時(shí)發(fā)預(yù)警信息到用戶手機(jī)。

1.2.3 UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理 如圖1。

UCOWS技術(shù)的基本過(guò)程是，在待檢發(fā)情的牛脖子上佩戴運(yùn)動(dòng)量采集器，在牛場(chǎng)安裝信號(hào)接收設(shè)備，由電腦集中處理分析數(shù)據(jù)，并通過(guò)Internet上傳到服務(wù)器，當(dāng)檢測(cè)到發(fā)情牛只時(shí)，及時(shí)通過(guò)短信方式，把牛只發(fā)情時(shí)間隨時(shí)告知牛場(chǎng)配種人員進(jìn)行適時(shí)配種。

圖1 UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)分組 A組為經(jīng)產(chǎn)牛群；B組為育成牛群。

1.3.2 發(fā)情檢測(cè) 經(jīng)產(chǎn)牛產(chǎn)后開(kāi)始佩戴活動(dòng)量采集器，育成牛年齡14～16月齡，體重達(dá)350 kg以上時(shí)佩戴活動(dòng)量采集器。由UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供發(fā)情檢測(cè)數(shù)據(jù)。人工授精員的手機(jī)接收到發(fā)情信息后，在輸精前通過(guò)直腸檢查確診發(fā)情后，進(jìn)行人工授精。

1.3.3 數(shù)據(jù)收集 統(tǒng)計(jì)UCOWS檢出的經(jīng)產(chǎn)牛和育成牛

發(fā)情頭數(shù)，以及人工授精員接到UCOWS手機(jī)信息后經(jīng)直腸檢查確診發(fā)情的牛頭數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

使用Kappa值對(duì)UCOWS法和直腸觸診發(fā)情結(jié)果進(jìn)行一致性評(píng)價(jià)。Kappa值為1表明完全符合，0為完全不符合。在比較性試驗(yàn)中，Kappa值在0.4～0.5之間，說(shuō)明符合率中等；0.5～0.6說(shuō)明符合率良好；>0.6說(shuō)明符合率很高。

2 結(jié)果與分析

2.1 育成牛一致性評(píng)價(jià)分析

在試驗(yàn)期間，對(duì)93頭育成奶牛分別使用UCOWS和直腸檢查2種方法進(jìn)行發(fā)情鑒定，并將得到的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。UCOWS共檢測(cè)出81頭奶牛發(fā)情，直腸檢查確定有73頭牛發(fā)情，UCOWS對(duì)育成牛檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性為90.12%。詳見(jiàn)表1。

表1 UCOWS檢測(cè)發(fā)情的準(zhǔn)確性

Kappa（K）值，適用于計(jì)數(shù)資料的一致性評(píng)測(cè)。是由表2數(shù)據(jù)計(jì)算得來(lái)。Kappa值范圍在＋1與-1之間。若Kappa值>0.6，表示一致性相當(dāng)可靠。

兩種發(fā)情檢測(cè)方法的一致率Po=a+d/N=（81+12）/101=92.07%

機(jī)遇一致率Pe=［（a+c）（a+b）/N+（b+d）（c+d）/N］/N =［（81×89）/101+（20×12）/101］/101=73.01%

非機(jī)遇一致率=1-Pe=1-73.01%=26.98%

實(shí)際一致率=Po-Pe=92.07%-73.01%=19.06%

Kappa=（Po-Pe）/（1-Pe）=19.06%/26.98%=0.706

Kappa值表明了兩種發(fā)情鑒定方法結(jié)果的一致性有多大程度是由非機(jī)遇帶來(lái)的，也即真正一致的程度。本試驗(yàn)中Kappa為0.706，即說(shuō)明和直腸檢查確診發(fā)情結(jié)果符合率很高。

表2 UCOWS對(duì)育成牛檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性的2×2列聯(lián)表評(píng)估（n=101）

2.2 UCOWS法對(duì)經(jīng)產(chǎn)牛的一致性分析

在試驗(yàn)期間，對(duì)120頭經(jīng)產(chǎn)奶牛分別使用UCOWS和直腸檢查2種方法進(jìn)行發(fā)情鑒定，并將得到的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。UCOWS共檢測(cè)出100頭牛發(fā)情，直腸檢查確定有94頭牛發(fā)情，UCOWS對(duì)育成牛檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性為94%。詳見(jiàn)表3。

表3 UCOWS檢測(cè)發(fā)情的準(zhǔn)確性

根據(jù)表4，兩種發(fā)情檢測(cè)方法的一致率Po=a+d/N=（100+20）/126=95.23%

機(jī)遇的抑制率Pe=［（a+c）（a+b）/N+（b+d）（c+d）/N］/N =［（100×106）/126+（26×20）/126］/126=70.03%

非機(jī)遇一致率=1-Pe=1-70.03%=29.97%

實(shí)際一致率=Po-Pe=95.23%-70.03%=25.20% Kappa=（Po-Pe）/（1-Pe）=25.2%/29.97%=0.850

本試驗(yàn)中Kappa值為0.850，即說(shuō)明UCOWS法和直腸檢查確診發(fā)情結(jié)果符合率很高，UCOWS完全能夠用于奶牛的發(fā)情鑒定。

表4 UCOWS對(duì)經(jīng)產(chǎn)牛檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性的2×2列聯(lián)表評(píng)估（n=126）

3 討論

簡(jiǎn)便而有效的奶牛發(fā)情鑒定方法是奶牛生產(chǎn)及繁殖育種工作的重要環(huán)節(jié)。目前常采用的外部行為觀察法簡(jiǎn)單、易行,發(fā)情牛與非發(fā)情牛差別明顯,易被人們掌握，但檢出率低。直腸檢查法檢出率高,但直腸檢查要求有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。焦興明［3］研發(fā)出了基于發(fā)情期間陰道分泌物電阻抗值變化的母畜測(cè)情儀，但僅在狐貍發(fā)情鑒定中使用過(guò)。馮濤［4］將奶牛反芻時(shí)間作為發(fā)情鑒定新指標(biāo)，但有待進(jìn)一步的研究。在我國(guó)大部分奶牛場(chǎng)，奶牛發(fā)情是靠奶牛飼養(yǎng)管理員的觀察來(lái)發(fā)現(xiàn)的，但單靠管理人員觀察做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)奶牛發(fā)情是件非常困難的事情，尤其在夜間更是無(wú)法觀察奶牛的發(fā)情行為。因?yàn)橐归g多數(shù)奶牛都躺臥休息，周?chē)h(huán)境比較安靜，激素內(nèi)分泌旺盛，所以夜間發(fā)情的奶牛比較多，因而時(shí)常錯(cuò)過(guò)奶牛的發(fā)情期而不能及時(shí)配種。本試驗(yàn)結(jié)果表明，UCOWS發(fā)情鑒定準(zhǔn)確率在育成牛中為90.12%，成母牛中為94.00%，在生產(chǎn)實(shí)際中，UCOWS可24 h監(jiān)控奶牛的發(fā)情，避免了錯(cuò)過(guò)奶牛的發(fā)情期而不能及時(shí)配種。Lopez等［5］報(bào)道，使用綁在奶牛腿部的計(jì)步器記錄奶牛的運(yùn)動(dòng)步數(shù)，使奶牛全天活動(dòng)受到監(jiān)視，如果將這種方法和其他方法相結(jié)合，發(fā)情檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確度可達(dá)100%。Yaniz等［6］研究表明，奶牛發(fā)情時(shí)運(yùn)動(dòng)量增加，這與檢測(cè)到的奶牛發(fā)情間存在密切的相關(guān)性。

4 結(jié)論

現(xiàn)有的奶牛發(fā)情鑒定系統(tǒng)主要基于奶牛運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器開(kāi)發(fā)而成，與擠奶設(shè)備配套，具有發(fā)情監(jiān)測(cè)、奶量監(jiān)控、牧場(chǎng)管理軟件等功能；讀寫(xiě)裝置安裝于擠奶廳，監(jiān)測(cè)時(shí)間固定，必須為擠奶時(shí)間才能監(jiān)測(cè)，檢出率較低。UCOWS技術(shù)是在待檢發(fā)情的牛脖子上佩戴運(yùn)動(dòng)量采集器，在牛場(chǎng)安裝信號(hào)接收設(shè)備，由電腦集中處理分析數(shù)據(jù)，并通過(guò)Internet上傳到服務(wù)器，當(dāng)檢測(cè)到發(fā)情牛只時(shí)，及時(shí)通過(guò)短信方式，把牛只發(fā)情時(shí)間隨時(shí)告知牛場(chǎng)配種人員進(jìn)行適時(shí)配種。UCOWS避免了由于時(shí)間、地點(diǎn)束縛所造成的系統(tǒng)使用不便，只需手機(jī)即可及時(shí)檢測(cè)奶牛發(fā)情。獨(dú)立發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)牧場(chǎng)擠奶設(shè)備沒(méi)有要求，24 h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證了奶?；顒?dòng)量的檢出率達(dá)90%以上的準(zhǔn)確性。

本試驗(yàn)UCOWS法在奶牛發(fā)情檢查中的準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。如果對(duì)整個(gè)群體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，將對(duì)牛場(chǎng)帶來(lái)不可低估的價(jià)值。UCOWS為奶牛場(chǎng)提供了一種全新的發(fā)情鑒定工具，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)情母牛，及時(shí)配種，有利于牧場(chǎng)提高奶牛場(chǎng)繁殖狀況和經(jīng)濟(jì)效益，是規(guī)?；膛?chǎng)一種理想的發(fā)情鑒定工具。

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S823.3

A

2095-3887（2014）02-0017-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.02.005

2013-12-13

寧夏科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目（2011ZYN066）

馬吉鋒，男，從事動(dòng)物繁殖技術(shù)推廣工作。