傳統(tǒng)的畜禽飼喂方式易產(chǎn)生畜禽營養(yǎng)不均、飼料浪費等問題，且人工勞動強度較大、生產(chǎn)率有待提高。隨著信息技術的進步，以節(jié)省飼料和人工成本、促進畜禽營養(yǎng)均衡、保障畜產(chǎn)品品質(zhì)及安全等為顯著優(yōu)勢的精準飼喂管理技術應運而生，并逐漸研發(fā)應用。該文闡述了畜禽精準飼喂中飼養(yǎng)信息獲取、飼料精準配方及智能飼喂技術的發(fā)展現(xiàn)狀并分析了當前存在的問題及未來發(fā)展趨勢。
一、飼養(yǎng)信息獲取
飼養(yǎng)信息獲取是畜禽精準飼喂管理技術的重要前提，是通過傳感器、圖像、聲音等監(jiān)測技術獲取畜禽體重、體尺、行為等個體信息，建立畜禽飼養(yǎng)信息數(shù)據(jù)庫，建模計算準確分析畜禽生長狀況和飼養(yǎng)過程，也是測算飼料配方及評價飼喂情況的依據(jù)。
使用傳感設備監(jiān)測能夠?qū)⒁恍╇y以直接測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為易測量的信息，類似用于人的智能手環(huán)，一般將其佩戴在畜禽的耳朵、脖子、四肢或者尾巴上，可隨時感知畜禽的體溫、心率等生理信息和位置信息，并實時上傳到服務器，經(jīng)過系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析處理，可得到畜禽發(fā)情、疾病、采食量、活動量等信息。
傳感器監(jiān)測、圖像監(jiān)測、聲音監(jiān)測這3種監(jiān)測技術各有利弊。目前，傳感器監(jiān)測技術應用最為廣泛，主要監(jiān)測畜禽的飲食、行為姿態(tài)等，但動物互相打鬧、躺臥時常使傳感器設備遭到破壞，適合畜禽穿戴且可長期高效工作的傳感器技術有待突破；圖像監(jiān)測技術主要用于監(jiān)測動物行為以及畜禽質(zhì)量估算，其算法還不成熟，受光照、環(huán)境的影響較大；聲音監(jiān)測技術起步較晚，有良好的應用前景，但易受環(huán)境噪音的干擾，信息獲取精確度和正確率有待提升。
二、飼料精準配方
飼料配方測算能夠以最小的生產(chǎn)成本使畜禽獲得最佳的生長能量，幫助養(yǎng)殖戶節(jié)省生產(chǎn)成本，增加養(yǎng)殖效益。但從整體來看，飼料配方仍需要向環(huán)保化、無抗化、個體定制化的趨勢發(fā)展，測算軟件需向?qū)Ｓ眯汀⒅悄軟Q策型的方向轉(zhuǎn)變，飼料配方設計方法也需要在達成飼喂目標前提上，綜合考慮畜禽生理狀況、飼料營養(yǎng)均衡、飼料原料價格、畜產(chǎn)品質(zhì)量安全要求、環(huán)境保護等更多要素來設計多參數(shù)飼料配方模型。
2.飼料動態(tài)優(yōu)化
如果反芻異常，很可能出現(xiàn)了消化問題或患病，也有可能是日糧中精料比例過高或粗飼料處理過短。盧德勛提出的營養(yǎng)檢測技術是衡量豬營養(yǎng)工程技術體系中各種技術措施系統(tǒng)集成化程度的根本手段，依靠此項技術可以衡量營養(yǎng)工程技術體系中各項技術內(nèi)部和相互之間的系統(tǒng)集成化程度，全面監(jiān)控和評估形成的技術方案，且還可依據(jù)檢測結(jié)果不斷進行動態(tài)優(yōu)化。在飼料配方調(diào)整方面，楊海天等認為通過多次修正飼料配方能夠使飼料營養(yǎng)水平更加貼近豬的生理需求，以期達到精準飼喂。張吉鹍等認為可以采用實測妊娠母豬P2點背膘來評定母豬體況，測定背膘的時間點應分別選在配種當日、7d、38d、100d、110d這樣5個時間點，根據(jù)測定結(jié)果及時調(diào)整飼養(yǎng)方案。
三、智能飼喂
1.生豬智能飼喂
按照飼喂飼料的狀態(tài)，可將生豬智能飼喂技術分為干飼料飼喂技術和液態(tài)飼料飼喂技術兩種。干飼料飼喂技術涉及的智能養(yǎng)殖設備主要包括妊娠母豬電子飼喂站、母豬精準飼喂系統(tǒng)、仔豬飼喂系統(tǒng)等。楊亮等認為電子飼喂站系統(tǒng)包括耳標識別及嵌入式控制系統(tǒng)，可以按每頭母豬的采食曲線或妊娠日齡控制每天甚至每次的采食量，并自動記錄采食量數(shù)據(jù)，反過來也可依據(jù)已完成的采食量，調(diào)控后續(xù)采食量，因此具有智能化控制的特點。史利軍等設計了一種群養(yǎng)母豬智能化精準飼喂裝置，該裝置能夠準確識別進食母豬身份，還能實現(xiàn)隔離飼喂和精準下料，有助于降低養(yǎng)殖成本，提高管理效率。干飼料飼喂技術一定程度節(jié)約了勞動成本，但也存在著畜禽飼料消化率較低、畜禽易產(chǎn)生腸胃疾病等問題。液態(tài)飼料飼喂并不是一個新鮮的概念，傳統(tǒng)家庭養(yǎng)豬采用的就是液態(tài)或半液態(tài)飼料飼喂，受集約化養(yǎng)殖中勞動強度和技術的制約，干飼料飼喂技術迅速發(fā)展并得到了較為廣泛的使用。由于液態(tài)飼料在提高生豬采食量、提高飼料轉(zhuǎn)化率、顯著提高生長性能等方面具有干飼料不可比擬的優(yōu)勢，20世紀80年代以來，液態(tài)飼喂技術又開始在歐洲廣泛使用，目前，已有30%-60％的規(guī)模場采用這種技術。
2.奶牛智能飼喂
中國奶牛飼喂方式已逐漸從傳統(tǒng)飼喂發(fā)展至TMR飼喂，未來還將向自動化飼喂方式不斷轉(zhuǎn)型升級。傳統(tǒng)奶牛飼喂技術主要依靠人工飼喂，采用 的機械設備包括手動推車式飼料攪拌車、拖拉機式飼料攪拌車、精料自動補充設備等，這種飼喂方式常伴隨著飼養(yǎng)工作人員勞動強度大、準備時間長、勞動效率較低等問題，且由于精、粗飼料飲食不均還易造成奶牛腸胃不暢，進而影響到奶牛的產(chǎn)奶量。
TMR是一種營養(yǎng)相對均衡的日糧，是按照一定配方比例，將青貯、精飼料、干草及飼料添加劑等充分攪拌、混合制成。目前，國內(nèi)規(guī)模化牛場在飼喂環(huán)節(jié)已經(jīng)普遍采用了TMR飼喂技術以提高飼喂的精準化水平、保障奶牛營養(yǎng)。其攪拌飼喂環(huán)節(jié)主要采用TMR設備，包括：固定式攪拌機、牽引式攪拌車和自走式攪拌車。
但在實際飼喂過程中，TMR飼喂技術常需要操作員駕駛車輛在牛舍進行粗放式布料，造成飼喂效率低、飼料浪費嚴重、投料過程易產(chǎn)生人為誤差等問題。
為彌補TMR設備存在的不足，國內(nèi)外研究人員已展開相關研究，開發(fā)設計出自動化奶牛飼喂設備，但在國內(nèi)尚未大規(guī)模推廣。已研發(fā)的自動化奶牛設備主要包括懸掛軌道飼喂系統(tǒng)、自走式飼喂系統(tǒng)、在位飼喂系統(tǒng)和傳送帶飼喂系統(tǒng)。懸掛式飼喂系統(tǒng)是一種通過懸臂梁滑動行走的飼喂系統(tǒng)，以TMRROBOT和TriomaticT10為代表，可以避免攪拌車駛?cè)肱Ｉ釒淼膹U氣和噪聲問題。
自走式飼喂機器人是一種在地面沿設定路線自動行走的飼喂系統(tǒng)，以 Vector、TriomaticT15為代表。在位飼喂系統(tǒng)是一種在牛欄口單獨安裝飼喂裝置的飼喂系統(tǒng)，具有維護方便、可靠性高等優(yōu)點。
該系統(tǒng)不僅可以用于牛舍，也可以用在擠奶廳擠奶位補飼系統(tǒng)，以Dairymaster奶廳定位補飼系統(tǒng)為代表。傳送帶式飼喂系統(tǒng)主要由橫縱向飼料輸送帶和飼料分撥器構成，其工作原理相對機器人簡單，以芬蘭Belit feeder為代表。
3.雞智能飼喂
傳統(tǒng)雞的飼喂方式也主要依靠人工飼喂，通過飼養(yǎng)員將飼料撒在地上或者加入料槽，這種飼喂方式常常造成飼料的浪費。為節(jié)約飼料成本，提高勞動生產(chǎn)率，喂料設備逐漸在規(guī)模化養(yǎng)雞場得到青睞，常用的喂料設備主要包括鏈式、索盤式、跨籠式、行車式等種類。其中，行車式飼喂設備在行車的過程中使得喂料更加均勻，是籠養(yǎng)雞最理想的飼喂方式。
生豬和奶牛智能飼喂技術的發(fā)展一定程度上代表了當前畜禽智能飼喂技術的發(fā)展前沿。生豬智能飼喂技術中，液態(tài)飼料飼喂技術憑借其優(yōu)勢將成為 未來養(yǎng)豬業(yè)主流的飼喂方式。奶牛智能飼喂技術中，自動化奶牛設備也有較好的應用前景。雞智能飼喂技術參考在豬和奶牛智能飼喂技術研究的基礎上，將會取得較快進展。
四、存在的主要技術問題
（１）傳感器節(jié)點容易在畜禽躺臥或打鬧過程中遭到破壞；圖像采集 受光照和環(huán)境的影響較大，有障礙物、陰天、晚上時采集圖像受到影響；環(huán)境中各種噪音易對聲音監(jiān)測起到干擾作用，影響了聲音信息獲取的準確度和正 確率；（２）飼料軟件通用型較多，專門針對單品種畜禽的飼料軟件較少，配方設計方法考慮的參數(shù)也有待增加，計算模型有待完善；（３）部分智能飼喂技術應用范圍較小，且除豬和奶牛外，專門針對其他畜禽種類智能飼喂技術研究及應用較少，人工智能、機器人、5G等技術與智能飼喂的結(jié)合需更加緊密。
五、當前研究的重點
基于以上存在的問題，當前應研究的重點包括：
（1）設計更加符合畜禽體結(jié)構且易于穿戴的傳感器節(jié)點；研發(fā)在黑暗中和正常光照下均能拍攝清楚的 圖像信息采集設備，優(yōu)化圖像處理算法；優(yōu)化聲音降噪方法，降低環(huán)境中各種噪聲對畜禽聲音信息獲取的影響。（2）飼料配方需更加環(huán)保化、無抗化和個體定制化，飼料軟件也需向?qū)Ｓ眯汀⒅悄軟Q策型的方向轉(zhuǎn)變，飼料配方設計方法也需要在達成飼喂目標前提上，綜合考慮畜禽生理狀況、飼料營養(yǎng)均衡、飼料原料價格、畜產(chǎn)品質(zhì)量安全要求、環(huán)境保護等更多要素來設計多參數(shù)飼料配方模型；飼料配方需不斷動態(tài)優(yōu)化。（3）加快部分智能飼喂技術的推廣應用，推進其他畜禽種類智能飼喂技術的研究與應用，盡快推動人工智能、機器人、5G等技術在智能飼喂方面的應用。
六、小結(jié)