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

馬吉鋒，王建東，李艷艷，薛 偉，梁小軍

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

UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)檢測奶牛發(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.寧夏農林科學院草畜工程技術研究中心，銀川750002；2.寧夏銀川平吉堡奶牛場）

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)測系統(tǒng)檢測奶牛發(fā)情，收到發(fā)情信息的奶牛，用直腸檢查法進行發(fā)情鑒定，評價UCOWS法和直腸觸診發(fā)情結果的一致性。結果表明：育成牛Kappa值為0.706，經(jīng)產(chǎn)牛Kappa值為0.850。說明UCOWS法和直腸檢查確診發(fā)情結果符合率很高，UCOWS完全能夠用于奶牛發(fā)情鑒定。

UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)；應用；效果

提高繁殖率是奶牛養(yǎng)殖場效益管理的重要技術目標，而發(fā)情診斷的效率是影響牛群繁殖率的關鍵因素。在我國，大多數(shù)奶牛養(yǎng)殖場僅僅依靠傳統(tǒng)的人工觀察檢測奶牛發(fā)情，或者是憑借飼養(yǎng)員的養(yǎng)殖經(jīng)驗來判斷奶牛是否發(fā)情。這種方法對于大型的奶牛養(yǎng)殖場，不僅費時費力，生產(chǎn)效率低，并且極容易因漏檢和發(fā)情時間鑒別不準而錯過奶牛的發(fā)情期，導致錯過最佳配種時間，對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)報道,在脫配的奶牛中，因為錯誤的發(fā)情檢測占到的比例約60%［1-2］。UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)是銀川奧特軟件有限公司發(fā)明的用于實時檢測奶牛發(fā)情，向牛場管理者和人工授精員提供奶牛發(fā)情信息和活動量信息的系統(tǒng)。作者等利用UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)檢測寧夏平吉堡某個體奶牛場奶牛的發(fā)情情況，對UCOWS檢出的發(fā)情牛數(shù)和實際直檢參配的發(fā)情數(shù)作一致性評測，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)濟效益提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗牛

被測牛群為寧夏平吉堡某個體奶牛場的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)測儀器 試驗采用銀川奧特軟件有限公司發(fā)明UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)。

1.2.2 UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)。硬件由UCOWS奶?；顒恿坎杉鳎宕髟谀膛ｎi部，采集奶?；顒恿啃畔?；UCOWS奶?；顒恿孔x寫器，接收奶?；顒恿啃畔⒉⑿畔l(fā)送到UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)。UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)計分析奶?；顒有畔ⅲ袛嗍欠癜l(fā)情或患病，并及時發(fā)預警信息到用戶手機。

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

UCOWS技術的基本過程是，在待檢發(fā)情的牛脖子上佩戴運動量采集器，在牛場安裝信號接收設備，由電腦集中處理分析數(shù)據(jù)，并通過Internet上傳到服務器，當檢測到發(fā)情牛只時，及時通過短信方式，把牛只發(fā)情時間隨時告知牛場配種人員進行適時配種。

圖1 UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)示意圖

1.3 方法

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

1.3.2 發(fā)情檢測 經(jīng)產(chǎn)牛產(chǎn)后開始佩戴活動量采集器，育成牛年齡14～16月齡，體重達350 kg以上時佩戴活動量采集器。由UCOWS奶牛發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)提供發(fā)情檢測數(shù)據(jù)。人工授精員的手機接收到發(fā)情信息后，在輸精前通過直腸檢查確診發(fā)情后，進行人工授精。

1.3.3 數(shù)據(jù)收集 統(tǒng)計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手機信息后經(jīng)直腸檢查確診發(fā)情的牛頭數(shù)。

1.4 統(tǒng)計分析

使用Kappa值對UCOWS法和直腸觸診發(fā)情結果進行一致性評價。Kappa值為1表明完全符合，0為完全不符合。在比較性試驗中，Kappa值在0.4～0.5之間，說明符合率中等；0.5～0.6說明符合率良好；>0.6說明符合率很高。

2 結果與分析

2.1 育成牛一致性評價分析

在試驗期間，對93頭育成奶牛分別使用UCOWS和直腸檢查2種方法進行發(fā)情鑒定，并將得到的結果進行比對。UCOWS共檢測出81頭奶牛發(fā)情，直腸檢查確定有73頭牛發(fā)情，UCOWS對育成牛檢測結果的準確性為90.12%。詳見表1。

表1 UCOWS檢測發(fā)情的準確性

Kappa（K）值，適用于計數(shù)資料的一致性評測。是由表2數(shù)據(jù)計算得來。Kappa值范圍在＋1與-1之間。若Kappa值>0.6，表示一致性相當可靠。

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

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

非機遇一致率=1-Pe=1-73.01%=26.98%

實際一致率=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)情鑒定方法結果的一致性有多大程度是由非機遇帶來的，也即真正一致的程度。本試驗中Kappa為0.706，即說明和直腸檢查確診發(fā)情結果符合率很高。

表2 UCOWS對育成牛檢測結果的準確性的2×2列聯(lián)表評估（n=101）

2.2 UCOWS法對經(jīng)產(chǎn)牛的一致性分析

在試驗期間，對120頭經(jīng)產(chǎn)奶牛分別使用UCOWS和直腸檢查2種方法進行發(fā)情鑒定，并將得到的結果進行比對。UCOWS共檢測出100頭牛發(fā)情，直腸檢查確定有94頭牛發(fā)情，UCOWS對育成牛檢測結果的準確性為94%。詳見表3。

表3 UCOWS檢測發(fā)情的準確性

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

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

非機遇一致率=1-Pe=1-70.03%=29.97%

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

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

表4 UCOWS對經(jīng)產(chǎn)牛檢測結果的準確性的2×2列聯(lián)表評估（n=126）

3 討論

簡便而有效的奶牛發(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踐經(jīng)驗。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情儀，但僅在狐貍發(fā)情鑒定中使用過。馮濤［4］將奶牛反芻時間作為發(fā)情鑒定新指標，但有待進一步的研究。在我國大部分奶牛場，奶牛發(fā)情是靠奶牛飼養(yǎng)管理員的觀察來發(fā)現(xiàn)的，但單靠管理人員觀察做到及時發(fā)現(xiàn)奶牛發(fā)情是件非常困難的事情，尤其在夜間更是無法觀察奶牛的發(fā)情行為。因為夜間多數(shù)奶牛都躺臥休息，周圍環(huán)境比較安靜，激素內分泌旺盛，所以夜間發(fā)情的奶牛比較多，因而時常錯過奶牛的發(fā)情期而不能及時配種。本試驗結果表明，UCOWS發(fā)情鑒定準確率在育成牛中為90.12%，成母牛中為94.00%，在生產(chǎn)實際中，UCOWS可24 h監(jiān)控奶牛的發(fā)情，避免了錯過奶牛的發(fā)情期而不能及時配種。Lopez等［5］報道，使用綁在奶牛腿部的計步器記錄奶牛的運動步數(shù)，使奶牛全天活動受到監(jiān)視，如果將這種方法和其他方法相結合，發(fā)情檢測的效率和準確度可達100%。Yaniz等［6］研究表明，奶牛發(fā)情時運動量增加，這與檢測到的奶牛發(fā)情間存在密切的相關性。

4 結論

現(xiàn)有的奶牛發(fā)情鑒定系統(tǒng)主要基于奶牛運動感應器開發(fā)而成，與擠奶設備配套，具有發(fā)情監(jiān)測、奶量監(jiān)控、牧場管理軟件等功能；讀寫裝置安裝于擠奶廳，監(jiān)測時間固定，必須為擠奶時間才能監(jiān)測，檢出率較低。UCOWS技術是在待檢發(fā)情的牛脖子上佩戴運動量采集器，在牛場安裝信號接收設備，由電腦集中處理分析數(shù)據(jù)，并通過Internet上傳到服務器，當檢測到發(fā)情牛只時，及時通過短信方式，把牛只發(fā)情時間隨時告知牛場配種人員進行適時配種。UCOWS避免了由于時間、地點束縛所造成的系統(tǒng)使用不便，只需手機即可及時檢測奶牛發(fā)情。獨立發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)，對牧場擠奶設備沒有要求，24 h實時監(jiān)測，保證了奶?；顒恿康臋z出率達90%以上的準確性。

本試驗UCOWS法在奶牛發(fā)情檢查中的準確率達90%以上。如果對整個群體進行標準化應用，將對牛場帶來不可低估的價值。UCOWS為奶牛場提供了一種全新的發(fā)情鑒定工具，能及時發(fā)現(xiàn)發(fā)情母牛，及時配種，有利于牧場提高奶牛場繁殖狀況和經(jīng)濟效益，是規(guī)模化奶牛場一種理想的發(fā)情鑒定工具。

［1］Sturman，E A B Oltenacu，R H Foote.Importance of insemination only cows in estrus［J］.Theriogenology，2000（53）：1657-1667.

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［3］焦興明.母獸動物測情儀的研制［J］.中國畜牧獸醫(yī)，2009，36：221-223.

［4］馮濤.一種基于奶牛反芻時間的發(fā)情鑒定新技術［J］.中國畜牧獸醫(yī)，2013，40（7）：198-199.

［5］Lopez-Gatius F，Santolaria P，Mundet I，et at.Walking activity at estrus and subsequent fertility in dairy cows［J］.Theriogenology，2005，63：1419-1429.

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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項目（2011ZYN066）

馬吉鋒，男，從事動物繁殖技術推廣工作。