基于RFID技术在新疆奶牛集约化养殖中的可控管理

　　新疆是中国奶牛养殖大省，据2009年统计，新疆良种及改良奶牛存栏达250万头左右，牛奶总产量170万t，分别居全国第1位和第5位。虽然奶牛头数居全国前列，可是牛奶产量和产值却在全国处于下游，是全国平均水平的0．45倍。造成这种状况，其突出问题是新疆奶牛单产及饲喂管理水品较低，饲喂粗放。

　　电子标识是近年来一项新兴的射频识别(radiofrequencyidentification，RFID)技术，RFID系统的电子标识和读写器之间无须物理接触就可完成识别，可实现多目标识别、运动目标识别，能在更广泛的场合中应用，被广泛应用于动物管理等诸多领域。因此基于RFID技术的集约化养殖是新疆奶牛饲养的必由之路，科学管理、科学饲养、降低生产成本是新疆畜牧业的根本出路，养牛场采用高新技术、智能饲喂、信息化管理也是新疆畜牧业发展的必然趋势。因此，加快新疆奶牛产业的发展，对于推动西部地区和促进全国奶牛产业的发展具有十分重要的意义 。

　　1 传统饲喂管理存在不足

　　传统养殖方法饲喂粗放，为舍饲、拴系、固定床位和食槽，将青贮、干草、块根、糟渣类和精饲料分别喂给奶牛，每日3次挤奶，3次上槽按奶牛所需，定量饲喂精饲料，传统的饲养方法缺点是粗饲料、精料分别饲喂，奶牛的瘤胃pH值波动较大，使高产奶牛易发生干物质食量不足，导致产后失重恢复期延长，产奶量上升缓慢甚至下降．随之出现繁殖障碍和代谢病等。由于粗饲料投放准确度难以保证，会造成某一种或几种饲料的浪费。饲喂中缺乏奶牛饲喂过程中各个环节的可控管理。

　　2 RFID 概述及应用

　　1998年欧盟启动了“动物电子标识项目fIDEA)”，对用于反刍动物的各种标识系统的可行性进行了探索，并且决定了实施这些系统所需的结构。2003年l0月美国农业部动植物卫生监督管理局(USDA-APHIS)组建了国家电子标识发展团队。

　　电子标识作为近年来一项新兴的RFID被广泛应用于动物管理等诸多领域。电子标识以其小、薄、柔韧性、可植人多种材料内部的特性和可读取的功能，被广泛应用到射频识别领域。电子标识在奶牛集约化养殖管理中的应用是用来标识动物属性的一种具有信息存储和处理能力的射频标识，采用无接触方式进行对奶牛编码的识别，通过与计算机数据交换，饲喂管理人员能够立刻读取该奶牛的全部档案，如品种、年龄、生长发育情况、产奶量、产奶期、病史记录，从而为饲喂管理提供重要的依据。饲喂人员可根据实际情况对该奶牛进行粗、精、青饲料的配比采取控制。

　　电子标识是RFID系统的数据载体，由标识天线和芯片组成。当电子标识进入到读写器的感应范围之内时，读写器通过耦合单元输出能量给电子标识使之工作，实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的技术。读写器是读写电子标识中数据的装置，其基本功能就是提供与标识进行数据传输的途径。由读写器RF模块产生高频的发射功率以启动电子标识向其发送命令，并为其提供能量：电子标识根据收到的读写器的命令，将内存的标识性数据回传给读写器，实现在40～60 cm 的距离内精确识别奶牛并阅读该奶牛的所有信息。

　　3 基于RFID技术的可控管理模型

　　可控管理模型如图2所示，奶牛进入挤奶槽位后，奶牛腿部佩带的电子标识进人读写器的射频感应范围，此时读写器立刻能够读出该奶牛的全部个体属性，对奶牛进行身份识别(该功能的实现是基于RFID技术的)，结合智能管理系统主动数据库提示，饲喂管理人员能够立刻对奶牛的产奶量、牛奶品质、奶牛健康给予正确评价，并制定合理奶牛日粮粗、精饲料的配给的饲喂管理方案等。做到产奶量高的奶牛得到更多的精饲料的供给，使处于泌乳期盛期的奶牛得到采食及营养的均衡，从最终意义上提高个体奶牛的产奶量。
 

图1 RFID系统组成

　　4 奶牛饲喂日常管理控制

图2 可控管理模型

　　目前新疆大多数奶牛场，奶牛的个体特征、产奶量等，相关属性的读取、记录基本靠饲养人员，管理中费时费力，对成群奶牛管理缺乏高效的管理手段。奶牛场的管理者不单要深入到牛舍或牛群中了解情况．更主要的工作是用数据和资料掌握每头牛和全群奶牛的基本情况，并根据这些数据和资料指导生产，这是标准化奶牛场最基本的要求。采用RFID技术后可以大大减轻饲养人员的劳动强度及提高工作效率，仅需在挤奶环节即可读取奶牛的全部相关资料。目前基于RFID奶牛智能管理系统．国外先进电子标识模块集成了奶牛计步器，可以有效地监测奶牛的发情期．因此从而可以掌握奶牛最佳人工授精期。通过该管理系统可以自动记录奶牛饲喂各个环节的工作数据，如奶牛卡片、系谱、日产奶量、配种、产犊、生长发育等，该系统可以统计个体奶牛月产奶量、泌乳期产奶量、繁育、疾病、饲料消耗等，并且在统计的基础上进行分析和总结或制成图表、泌乳曲线等，随时观察分析．发现问题及时解决。

　　4．1 建立记载和统计制度在奶牛饲喂过程中，基于RFID技术可以进行高效饲养管理和育种工作。例如，进行选种选配时．必须要有奶牛生长发育、生产性能和系谱记载等材料；有了交配记录，才能确定母牛的预产期和犊牛的来源；有了犊牛的体重增长和母牛的产奶量、乳蛋白率及体重等记录，才能正确地配合日粮和进行合理的饲养管理工作。所以建立记载和统计制度．对顺利开展育种工作，进一步提高牛群质量，具有极其重要的意义。

　　4．2 科学饲喂管理 奶牛的产奶量在遗传上是数量性状，是由多对微效基因控制，受环境影响较大。因此奶牛产奶量的提高除了遗传因素外，环境因素更不容忽视。奶牛是一种高产动物，每天从体内排出大量的营养物质，因此母牛的日粮应是高质量的饲料。奶牛产奶期分为：泌乳前期、泌乳盛期、泌乳中期、泌乳后期、干奶期。因此应按不同的泌乳阶段，补给不同的日粮营养。

　　夏季气温升高时，奶牛对能量的需要下降，对矿物质、多维和蛋白质的需要量增加，因此为满足夏天奶牛对营养的需求，应调整饲料配比。同时日粮组成中要多考虑增加一些青绿和适口性好的饲料。另外，还要增加食盐的喂给量，以增加奶牛食欲．防暑降温，有效控制产奶量下降。冬季由于青绿饲料较少，所以要相对增加饲料中维生素和矿物质等营养成分的含量，同时要做好饲草的处理和精料的配合。

　　4．3 分娩前后的监控 分娩期大多只注重新生犊牛的护理，忽略了母牛的管理，从而影响了奶牛的生殖机能、产奶性能。基于RFID技术对奶牛属性进行识别后，可以根据授精日期，对临产的奶牛进行必要的产前护理，如用消毒药水清洗后臀、外阴和乳房等，产后饲料配比工艺的及时调整，从而提高奶牛的产奶量。

　　4．4 综合防治疾病 挤奶过程中通过奶品质及牛奶中体细胞电解分析及时发现奶牛乳房病变，防止乳房感染发炎，基于RFID技术的智能管理系统在该环节中起到直接的作用。通过奶牛的病史调取及疾病发生周期，可以为饲养管理员提供参考依据，为奶牛定期注射各种疫苗，防止发生口蹄疫及牛出血性败血症等传染病，积极防治奶牛乳房炎和产科病。建立独自的档案资料，进行定期的体检，包括健牛和病牛的血清学检验，并记录在案。也可以监控个体奶牛产奶量，牛奶中蛋白质及体细胞的含量(即牛奶的品质)、健康状况、产奶指标等。

　　5 小结

　　集约化养殖是新疆奶牛饲养的必由之路。科学管理、科学饲养、降低生产成本是新疆畜牧业的根本出路，养牛场采用高新技术、智能饲喂、信息化管理等也是新疆畜牧业发展的必然趋势。RFID技术的应用可以使新疆的养牛业饲养水平上一个新台阶。RFID该项管理技术的应用可以实现对奶牛的高效可控性管理，同时通过对奶牛个体的可追踪管理，提高牛奶的产量和质量，提高奶牛场经济效益。奶牛场实施后，可望通过该系统来标识奶牛个体的属性，强化免疫、检疫工作，降低疾病发生率，同时通过对奶牛个体的可追踪管理，进行精细喂养，降低料奶比，增加企业的经济效益，促进奶牛养殖企业向集约化、现代化模式发展。该项技术在新疆乃至全国有良好的应用前景．对促进新疆畜牧业的发展具有十分重要的意义。