哺乳母猪自动饲喂机电控制系统的优化设计及试验

随着中国规模化、集约化种猪场数字化智能饲喂需求的快速增加,为解决哺乳母猪少吃多餐且随哺乳日龄变化采食量动态增加的饲喂控制需求,该研究以哺乳母猪为试验对象,将机电系统、无线网络技术、Android技术、SQL Lite网络数据库、电子数据交换与哺乳母猪的营养供给模型集成起来,设计了一种哺乳母猪自动饲喂控制智能系统。研究结果表明,组成一个哺乳母猪智能系统的主要部件包括供料线、缓冲料仓、料位控制筒、料位调控杆、下料控制线管、螺旋输送机、中央控制箱、下料触发器、料槽及下料管道等,而且通过在系统的微处理器内存预设的采食量模型与雨刷电机精确旋转的电子控制技术相结合,实现了对预设饲喂量的准确投料;还通过储料仓的料位控制机构及设置的人工观察孔,可控制缓冲料仓的合理贮料量,尤其对泌乳早期(0~10 d)母猪的存贮料量最佳为大约10 d单头母猪的理论采食量,以保持日粮的新鲜度及减少结拱;预设的采食量的动态投料控制量基本符合哺乳母猪实际采食变化规律,且实际采食量的变化轨迹收敛于对数曲线。基于智能自动饲喂系统中采食量模型计算出不同泌乳日期的预测采食量,按4次/d的饲喂频率及变化的投料比例(30%,25%,25%及20%)进行定时与定量投喂,与人工饲喂对比,能显著促进哺乳仔猪采食量的增加(P0.05),以及极显著提高哺乳仔猪的平均体质量日增加量(P0.01)。此外,考虑安装、清理料槽及母猪采食的方便性,建议母猪饲喂器的触发器安装高度大约为10 cm。总之,该文设计的哺乳母猪电子自动饲喂系统无需传感器及电子标识技术的应用,适合在中国中、小型的种猪繁育场的哺乳舍推广应用,且系统设备及相应的软件系统的部署方便。进一步指出,母猪自动饲喂器除需要验证哺乳母猪的采食特性及哺乳的仔猪的断奶性能外,在未来还需要观察母猪的返情率甚至断奶商品猪的成活率等指标,从整个母猪的利用年限评价智能饲喂设备的优劣。     

哺乳母猪精准饲喂下料控制系统的设计与试验

为满足哺乳母猪获得最大采食量并达到精准饲喂控制等需求,以哺乳母猪为试验对象,设计了一种新型哺乳母猪精准下料控制系统。研究通过控制电动杆的推杆速率、输入电压及电源功率的协同工作,以获得稳定的下料量;采用预设的个性化的采食量模型与变容积的精确控制技术,实现对预设饲喂量的准确投喂。系统设计了下料控制系统,主要由定量仓体、电动推杆、堵料上球及堵料下球等部件及嵌入式控制系统组成。试验结果表明,1)当电源功率为150 W时,推杆启动时电压变化略小,对单机下料的精准性影响较小,且当电动推杆速率为60 mm/s,输入电压为11.5 V,下料效果最好(P0.001),变异系数(CV=3.526%)最小;2)预设的采食量曲线接近哺乳母猪的采食规律,且采食量曲线收敛于对数曲线;3)智能饲喂系统采用4次/d的饲喂频率及与采食曲线的协同工作,与人工饲喂对比,能进一步促进采食量,且采用变化的饲喂时间间隔(06:00,10:00,15:00及22:00),并在不同时间点的饲喂采食量比例分别为30%、20%、20%、30%时,总的采食量最大。综上,该文设计低成本的哺乳母猪精准下料控制系统,采用基于电动推杆的控制机构与嵌入式系统的协同工作,设备控制简单,下料稳定,计量准确,与进口设备及以螺旋输送原理为基础的过往系统比较,成本具有明显优势,适合在中国大、中、小型的种猪场的哺乳车间推广应用。     

组合式分娩栏对母猪活动和躺卧的影响

为了研究不同型式分娩哺育栏对母猪行为的影响,该试验设计了组合式分娩哺育栏,并进行了饲养试验,同时与普通矩形分娩哺育栏进行了比较。分别记录母猪在哺乳期的采食量以及仔猪的日增质量。在母猪哺乳期的第9、11、14、18天,采用监控设备对8头母猪的行为进行了录像。试验结果表明：组合式和矩形分娩哺育栏内母猪的站立时间分别占各种行为发生时间的22.74%和6.73%,坐立时间分别占2.22%和7.72%,躺卧行为分别占72.50%和84.55%,组合式分娩哺育栏内母猪走动时间占1.13%,矩形分娩哺乳栏内母猪不发生走动行为。组合式分娩哺育栏组母猪的姿势转换次数高于矩形分娩哺育栏组,每天平均数分别为99次和53次。组合式分娩哺育栏组和矩形分娩哺育栏组每头母猪的采食量分别为5.92 kg/d和5.24 kg/d,仔猪日增质量分别为229.93 g/d和224.85 g/d。组合式分娩哺育栏增加了母猪的活动空间,减少了对母猪身体的限制,母猪可以自由的表达各种行为,母猪的活动量增加,提高了母猪的福利状况,母猪的采食量和仔猪的日增质量因此而得到提高,提高了母猪的生产性能。     

智能电子饲喂系统下猪采食时间对行为节律和生长的影响

为探究智能电子饲喂系统猪的采食行为分布,该研究分析了种猪性能测定站（Pig Performance Testing Station,PPTS）和母猪电子饲喂系统（Electronic Sow Feeding,ESF）中猪只采食次数、采食量、采食时长的昼夜分布,结果表明,智能电子饲喂系统在应用中由于猪只轮流采食普遍存在猪群夜间采食的现象,其中ESF使约1/4的猪仅在夜间采食,说明群体等级制度也是造成猪只采食时间紊乱的重要原因。进一步探究猪只采食时间对猪行为节律和生长的影响,选用26只香猪分别采用白天饲喂和夜间饲喂以模拟智能电子饲喂系统引起的采食时间变化,发现白天饲喂使生长猪采食量提高了135.68 g/d,但两组间日增质量没有显著差异。白天饲喂使生长猪主要在白天采食、饮水和蹭痒,夜间躺卧休息;而夜间饲喂使生长猪的采食行为主要集中在19:00喂料时刻和7:00昼夜交替时刻。白天饲喂分别提高了猪采食、饮水和躺卧行为时长44.28、14.22和61.95 min/d,降低了站立行为时长48.75 min/d、走动行为时长 57.40 min/d和蹭痒行为时长20.30 min/d,改善了猪只舒适性。因此,智能电子饲喂系统会破坏部分猪采食节律,增大猪个体生长差异,该研究为智能电子饲喂系统在生猪养殖中的应用提供参考。     

盐渍土地区杂交酸模、豆秸与青贮玉米秸饲喂肉牛对比试验

为提高盐渍土地区秸秆利用率和开辟新的饲料资源,按规模饲养方式对26头杂交公牛进行了耐盐杂交酸模、豆秸和青贮玉米秸的饲喂对比试验.试验1进行了耐盐杂交酸模最大采食量和不同比例的饲喂,结果表明周岁活体肉牛日采食量可达18kg,食欲和消化不受影响;当占粗草比例20%以下时,日增重在1.05kg～1.16kg,与对照无明显差异(P＞0.05).试验2是饲喂豆秸和青贮玉米秸,并分为3个周期观察不同精料喂量对豆秸和青贮玉米秸饲喂效果的影响,结果表明肉牛日增重均无明显变化.从豆秸组与青贮玉米秸组的日增重及秸秆的成本效益分析,饲喂豆秸优于青贮玉米秸.豆秸粉碎后是一种可选择的粗饲料资源.     

黄芪多糖对断奶仔猪生长性能及抗氧化能力的影响

为研究日粮中添加黄芪多糖对断奶仔猪生长性能和抗氧化能力的影响,选用28日龄、公母各半、体重接近的杜长大三元杂交断奶仔猪72头,随机平均分成2组,每组3个重复,每个重复12头。试验1组为对照组,饲喂基础日粮;试验2组饲喂基础日粮+1 000 mg/kg黄芪多糖,试验期为37 d。试验结束后,计算出日增重、日采食量、料重比以及腹泻率等生产性能指标;测定血清中总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和丙二醛(MDA)含量。结果表明,黄芪多糖能改善断奶仔猪生产性能以及抗氧化能力。     

炎热季节增料时间对初产母猪繁殖性能的影响

夏季,分别从预产期前35 d、28 d、21 d、14 d和7 d开始提高母猪采食量1 kg/(头·日),研究提高饲喂量对母猪妊娠期天数、产仔数、初生窝重及个体重、断奶窝重及个体重、母猪泌乳力、断奶后发情时间的影响。结果表明,母猪在预产期前21 d开始增料,妊娠期极显著短于预产期前7和14 d增料,仔猪初生窝重、初生个体、断奶窝重、母猪泌乳力、断奶后发情时间以预产期前21 d开始增料为最好,与其他组差异显著或极显著,但增料时间对母猪总产仔数、产活仔数、断奶个体重等方面的影响没有显著差异。     

湿帘冷风机-纤维风管通风系统对妊娠猪猪舍的降温效果

夏季高温严重影响母猪生产性能,为缓解空怀妊娠母猪夏季热应激,该文采用湿帘冷风机-纤维风管通风系统,以风管定点送风、开孔喷射出风的模式,将冷风输送至妊娠猪活动区域进行局部降温试验,对照猪舍采用自然通风模式。试验结果表明:在舍外日平均最高气温39.9℃,平均温度31.5℃、湿度85.6%时,试验舍和对照舍日平均温度、日平均最高温度分别为27.7、29.6和30.2、32.5℃(P0.01),湿度分别为87.5%和82.5%(P0.05);试验舍风管纵向开孔出口平均风速为7.23 m/s,风管下风速从高往低逐渐衰减,母猪活动区域风速为0.99 m/s,对照舍风速为0.16 m/s(P0.01)。试验舍和对照舍CO2浓度分别为1 849和2 444 mg/m3(P0.05),NH3浓度分别为1.48和4.96 mg/m3(P0.01)。试验舍和对照舍平均温湿度指数分别为70.4和73.6(P0.01),有效环境温度分别为12.1和19.5℃(P0.01),试验舍全天均处于舒适范围。母猪平均皮温分别为33.3和34.1℃(P0.05),呼吸频率分别为72.3和87.5次/min(P0.05)。从生产性能来看,试验舍和对照舍6~9月母猪采食量分别为81.0和72.0 kg/(头·月),试验舍显著高于对照舍(P0.05),7~11月试验舍和对照舍母猪分娩率分别为89.3%和78.9%,窝产活仔数分别为12.6和11.7头/窝,出生窝质量分别为18.0和17.1 kg/窝,以上指标均差异显著(P0.05)。结果表明,湿帘冷风机-纤维风管系统的局部降温和风冷效果好,可有效改善舍内热环境,缓解母猪热应激。     

饲粮锌、硒和维生素E水平对后备母猪生长发育及生殖激素的影响

选择日龄、体况较一致的二元杂(长白×约克)后备母猪27头,采用L9(34)正交表安排试验,共9个试验组,每组3个重复。饲粮锌、硒和维生素E均设置3个水平,分别为:锌(45.0mg/kg,85.0mg/kg,125mg/kg);硒(0.10mg/kg,0.25mg/kg,0.40mg/kg);维生素E(15IU/kg,30IU/kg,45IU/kg),目的是研究饲粮微量元素锌、硒和维生素E对后备母猪生长发育和血清生殖激素参数的影响规律。结果表明在喂给含锌量85mg/kg,含硒量0.25mg/kg,含维生素E量45IU/kg饲粮时:(1)后备母猪的初次发情时间最早,分别为(187.4±6.6)d,(185.9±8.4)d,(189.1±7.3)d(P<0.05);(2)血清雌激素及孕激素浓度在不同日龄情况下均显示最高水平(P<0.05或P<0.10)。综合所考察的参数,后备母猪饲粮中含锌85mg/kg,含硒0.25mg/kg,含维生素E45IU/kg是适当的组合用量。     

紫苏籽提取物对育肥猪生长性能的影响

选择30kg左右的杜长大商品猪90头,进行为期42d的饲养试验。对照组饲喂基础日粮,抗生素组在每kg基础日粮中添加金霉素和喹乙醇各120mg和100mg,紫苏籽提取物组在每kg基础日粮中添加紫苏籽提取物200mg。试验结果表明,与对照组和抗生素组相比:(1)紫苏籽提取物组育肥猪日增重分别提高5.63%(P<0.05)和3.50%(P<0.05),料肉比分别下降7.59%(P<0.05)和3.85%(P<0.05),采食量均有所降低。(2)紫苏籽提取物组的育肥猪血清生长调节剂(GH)、胰岛素(INS)、三碘甲腺原氨酸(T3)、四碘甲腺原氨酸(T4)、尿素氮(BUN)水平均得到显著改善。说明日粮中添加紫苏籽提取物可显著提高育肥猪的生长性能。     

Surface properties of the mushroom Strobilurus ohshimae result in food differentiation by collembolan species

The basidiomycete Strobilurus ohshimae has fruiting bodies covered with prominently projecting hair-like cells called cystidia; it is not consumed by the collembolan Ceratophysella denisana but is consumed by Mitchellania pilosa. To explain this difference, we examined the effects of S. ohshimae cystidia on collembolan survival. In the field, several collembolan species, including C. denisana, were found dead on S. ohshimae, whereas no dead M. pilosa were found on the fungus. Survival of M. pilosa on S. ohshimae was 100%. In the laboratory, cystidium destruction experiments showed that the cystidia of S. ohshimae were capable of killing C. denisana on contact. A cystidium contact time experiment revealed that the cystidia were also capable of killing M. pilosa, although M. pilosa could survive when the contact time was short. In the field, M. pilosa frequently fed on the interior of S. ohshimae. Interior feeding may enable M. pilosa to feed on S. ohshimae by reducing contact time with the cystidia. The deadly surface of S. ohshimae deters the surface feeder C. denisana but not the interior feeder M. pilosa, resulting in food differentiation of these collembolans.     

散养模式下猪只个体标识及溯源体系的建立

为了猪肉安全生产的监管和满足食品消费者的知情权,保障猪肉食品的公共安全,论文采用标识技术、PDA移动智能识读技术、GPRS技术和Internet等技术,结合中国“畜禽标识及养殖档案管理办法”,提出了猪只散养模式下养殖过程信息的采集技术方案,设计了散养模式下养殖过程信息的元数据结构及相应的mobile数据表,开发了猪只移动养殖环节数据采集记录与传输的嵌入式系统,与面向政府监管和消费者查询的公共网络平台实现了移动互联。所开发的移动系统能够实现猪只耳标的移动识别、包括饲料、兽药使用和违禁药品监测等各种事件的移动记录,及时向溯源数据库移动系统提交出栏猪只的养殖数据,同样可远程维护散养猪只的养殖档案数据,最终实现散养模式下从生产源头到消费终端的跟踪和溯源。该移动数据采集系统,解决了中国养猪业主体模式——农户散养模式下猪只养殖电子档案建立的难题,并经在天津猪肉质量溯源体系中的实际应用证明是可行的,个别技术瓶颈随通讯技术的发展将得到解决,其全面实施将为保证中国农户养殖模式下生猪及其产品溯源体系与制度的建设提供技术支撑。     

水力投饵喷头设计原理

用突然扩大变形流道原理设计的水力投饵喷头抽负力达到0.09MPa,是一种新的水力引射方法。在水产养殖领域内,用水力环流供饵、水力抽负吸饵、水力动能投饵设计的水力投饵机,适合投喂各类饵料,是一种新的投饵机具。     

Comparing N-labelling techniques for enriching above- and below-ground components of the plant-soil system

Comparisons were made of three different ¹⁵N-feeding techniques, leaf, petiole and stem feeding, to identify the most efficient technique for labelling above-and below-ground plant biomass under controlled environment conditions. ¹⁵N-urea (0.5%, 10 atom % excess ¹⁵N) was applied to chickpea (Cicer aritenium var. ICCV 5003) plants twice during early growth. Leaf feeding was found to be the most efficient in terms of ¹⁵N-solution uptake (5.9 ml 48 h⁻¹) and ¹⁵N-enrichment at harvest, with 0.95, 0.41, 0.79, 0.67 and 0.22 atom % excess ¹⁵N in the leaves, stems, grain, grain straw and clean root fractions, respectively. Solution uptake was low in the second stem feeding event due to blockage of the drilled hole, resulting in low ¹⁵N-enrichment of leaves (0.29 atom % excess ¹⁵N). Although petiole feeding resulted in more even relative enrichments among plant parts our results highlight the usefulness of leaf ¹⁵N-feeding to estimate below-ground plant N and to trace the long-term fate of plant-derived N within the soil.     

池塘水产养殖精准投喂系统研制与试验

针对传统池塘养殖多依靠经验粗放式投喂而导致生产效率低、环境压力大、养殖风险高的问题，该研究提出一种适配池塘养殖的精准投喂系统。该系统主要包括水质监测、决策控制、驱动执行和远程监控等模块。以影响鱼类摄食需求的关键因子溶解氧、温度、体质量等为输入参数，以摄食需求量为输出参数，基于蚁群优化算法的模糊PID控制技术实现精准投喂。为验证系统的实用性和有效性，以精养草鱼为对象开展池塘养殖对比试验，从调控性能、生长性能、经济效益和环境效益等方面进行综合评价。结果表明：所提出的精准投喂系统控制性能稳定可靠，控制误差小于7%，与传统投喂系统相比，Nash-Sutcliffe效率系数（N_NS）提高至0.913，均方根误差（R_RMSE）降低16.10。草鱼生长参数不存在显著差异性（P>0.05），但饵料系数显著降低11.73%（P<0.05），养殖收益提高1.46万元/hm²，吨产减排约241.40 kg。所研制的精准投喂系统具有较好的综合应用性能，可为其他养殖模式、鱼类精准投喂设施研发提供参考和技术支持。     

基于全混合日粮饲喂技术的精饲料精确饲喂模式

为了提高奶牛产量、降低生产成本,奶牛精细饲喂是重要的实现途径,该文对奶牛精饲料精确饲喂与配套饲喂模式进行了研究。该文以个体奶牛为饲养管理单位对200头和500头牛群进行了"TMR（total mixed ration,全混合日粮）+精饲料精确饲喂"饲喂模式的牛舍内和奶厅外饲喂研究,试验结果表明：牛舍内饲喂采用牛颈枷间距1.2 m,装备行进速度0.45 m/s时,识别系统对奶牛的识别率100%,识别准确率不小于96%,抢食率不大于4%,系统响应时间不大于2 s,每百头奶牛饲喂时间不大于0.4 h;奶厅外饲喂采用牛颈枷间距1.4 m,装备行进速度0.7 m/s时,识别系统对奶牛的识别率100%,识别准确率不小于99%,抢食率为0,系统响应时间不大于2 s,每百头奶牛饲喂时间不大于0.35 h;同时试验期间比2011年同期传统"TMR+人工补饲精饲料"饲喂模式平均单产提高0.8 kg/d,并减轻了劳动强度。研究结果可为奶牛饲喂与养殖模式相关研究、牛场建设与改造等提供参考。     

饲料中添加柠檬酸对罗非鱼的养殖效果分析

为考察在饲料中添加柠檬酸对罗非鱼生长的影响，采用300尾平均体重为10．3g的全雄奥尼罗非鱼鱼种，在基础饲料（对照组）中分别添加0．15％、0．30％、0．45％柠檬酸。经37d饲养后，各组增重率分别为152．4％、158．5％、171．5％和170．9％，饲料系数为1．58％、1．49、1．45和1．46，添加0．30％柠檬酸和0．45％柠檬酸分别提高罗非鱼增重率12．5％（P＜0．05）和11．2％（P＜0．05），降低了饲料系数，每公斤鱼体增重成本分别下降0．27元和0．22元。回归分析结果表明，柠檬酸的适宜添加水平为0．28％－0．34％。     

鱼类养殖智能投喂方法研究进展

在鱼类养殖过程中,饲料成本是主要养殖成本,如何做到合理投喂是减少养殖成本、提高养殖效益的关键。智能投喂是基于各类传感器获取环境和鱼群的各类信息,结合相关算法模型进行决策的投喂方式,是提高鱼类养殖投喂效率的重要手段。目前,鱼类的智能投喂已经取得了一些成果,但由于复杂多变的养殖环境和鱼类行为的不确定性,实现鱼类智能投喂仍面临挑战。该研究综述了鱼类养殖智能投喂的应用与进展,包括基于计算机视觉技术的鱼类摄食行为分析与饲料检测,声学技术、其他传感器技术和生物模型在智能投喂中的应用与发展。此外,分析了投饵机和投喂系统的研究现状,并总结了目前研究存在的问题。今后,要进一步加强水产、工学、信息等多学科的交叉融合,对鱼类图像、声音、生长规律与生物特征等多种信息进行综合分析应用,以提高投喂系统对多场景和多种养殖方式的适应性。     

聚苯乙烯微塑料对秀丽隐杆线虫取食偏好的影响

以土壤模式动物秀丽隐杆线虫为受试对象,研究了不同粒径、不同浓度的聚苯乙烯(PS)微塑料在短期暴露和长期暴露条件下对线虫取食偏好的影响,结果显示,1、10、100 mg/L浓度下,1μm和5μm的PS微塑料短期暴露后,线虫对B.amyloliquefaciens JX1(X1)和P.fluorescens Y1(Y1)的...     

奶牛饲喂自动机电控制系统的设计与试验

为开展奶牛精准饲喂及采食行为学研究,设计了一种集自动识别、饲喂、数据自动采集、数据分析与处理于一体的奶牛饲喂自动机电控制系统。该系统包括机械装置、电子识别系统、料槽称质量系统、中央控制系统、现场数据存贮及远程数据提取与分析系统等几部分。其中,机械装置包括料斗、支撑座、栏杆和阻挡单元等;电子识别系统包括阅读天线及料门启闭的气动装置;料槽称质量系统除支撑座外,还有嵌入的质量传感器及线路;中央控制系统包括微处理器、看门狗复位电路、读卡器电路、称质量数据采集电路、数据通信电路、数据收发器电路及外围驱动与稳压电路等。现场数据存贮电路接受来自各个饲喂系统的中央控制系统发送的采食行为数据,其主板结构与中央控制系统基本一致,预设可存贮记录数为14 000条,且采用堆栈数据存贮模式。远程PC端数据提取与分析系统实时管理采食行为数据,并提供多功能的数据挖掘分析。系统测试结果表明,对牛只低频RFID(134 kHz)电子耳标的识读率为100%,料及槽的计量范围为0.01~200 kg,最低称量精度10 g,实际称量相对误差≤0.15%,同时满足奶牛对最大采食量及精准饲喂对计量的需求。系统的采食行为试验表明,奶牛的日均采食次数、采食时间及采食量等采食行为均差异显著(P0.05),符合奶牛的采食行为特点。具体地,奶牛日均采食次数10~13次,日均采食时间5.38 h,而奶牛个体实际采食量与NRC(National Research Council)模型预测的采食量有-4.76%~7.83%的偏差,可能是由各种内外部因素及NRC模型的普适度造成的,有待进一步研究。总之,该系统能较好地实现奶牛个体的精细化饲喂,为研究奶牛的采食行为特点提供了在线、智能化的自动数据采集与分析平台。