摘要：为了提高奶牛个体产奶量、降低生产成本,设计了一种集奶牛个体自动识别、采食量自动监测、控制奶牛进食权限、数据自动采集、数据分析与处理于一体的奶牛个体精准饲喂装置。装置利用无线射频识别技术识别奶牛身份,对射探测器判定奶牛个体位置,称重传感器实时监测饲喂槽内饲料质量变化,控制系统根据设定的个体奶牛日粮采食量实现奶牛个体采食量的自动计量和差异化饲喂。试验结果表明:奶牛个体识别率为100%,对射探测器的识别准确率不低于98%,饲喂闸门开启响应时间不大于2.5 s,个体奶牛采食量测量误差为8.6%,较好地实现了奶牛个体采食量、采食次数、采食行为的在线、实时和自动化的数据采集与分析。装置可作为奶牛个体精细化饲养、新饲料配方和养殖模式创新等相关研究的试验平台。

摘要：【背景】布鲁氏菌(Brucella)、牛传染性鼻气管炎病毒(infectious bovine rhinotracheitis virus,IBRV)和犬新孢子虫(Neospora caninum)是引起奶牛流产的重要病原,目前针对上述病原的血清学检测方法,存在特异性低或操作复杂等问题,PCR或RT-PCR方法仅能对单一病原进行检测;多重PCR可同时对多种病原进行检测,可极大地提高病原的检测效率。【目的】建立布鲁氏菌、牛传染性鼻气管炎病毒和犬新孢子虫的多重PCR检测方法,对临床样品进行快速检测。【方法】针对布鲁氏菌omp25基因、牛传染性鼻气管炎病毒gB基因和犬新孢子虫SRS2基因设计特异性引物,优化多重PCR的退火温度、引物浓度、延伸时间和循环次数;以沙门氏菌(Salmonella)、大肠杆菌(Escherichia coli)、隐孢子虫(Cryptosporidium)、弓形虫(Toxoplasma gondii)和圆环病毒标准核酸验证多重PCR反应的特异性,以含靶基因的重组质粒验证多重PCR的敏感性;对55份流产奶牛阴道拭子进行检测。【结果】多重PCR的退火温度为59℃,延伸时间为40 s,循环次数为30,各引物浓度为1μmol/L;对omp25基因和SRS2基因的检测下限为4×10^(1) copies,对gB基因的检测下限为4×10^(2 )copies;与其他病原无交叉反应;55份样品中检出布鲁氏菌阳性9份,牛传染性鼻气管炎病毒阳性3份,犬新孢子虫阳性7份,其中布鲁氏菌和犬新孢子虫混合感染1份。【结论】成功构建了3种病原的多重PCR检测方法,能够对临床样品进行快速、准确的检测。

摘要：为了减少对被测试奶牛的额外应激,维持奶牛采食、饮水、挤奶、社交的常规生活节奏,实现食槽内剩余饲料的自动翻转倾倒、奶牛采食量高精度的测量,以及对奶牛个体、群体采食行为的监测,设计了一种集成奶牛身份识别系统、机电气自动控制系统、光电发射接收系统、气动系统、机械装置、称重系统、数据传输和统计分析系统7个部分的奶牛饲喂自动计量食槽。其机械装置由闸门、滑道、食槽等组成,与奶牛接触部件闸门材质为橡胶,闸门、滑道、牛栏上颈枷、食槽中心线重合,缩短奶牛与食槽距离,滑道与食槽间隙35 mm,食槽去除棱角内收;气动系统包括空气压缩机、直线和回转气缸、管路、控制阀体等;奶牛身份识别系统包括天线、阅读器等;光电发射接收系统抗阳光辐射,做防水处理;称重系统表面做氧化处理,防护等级IP65;数据传输和统计分析系统统计分析奶牛个体、群体的采食量变化情况、采食时间差异情况、采食行为习惯、饲料供应和消耗情况等。试验数据表明:奶牛身份识别频率134.2 kHz,阅读距离1.1~1.4 m,准确率100%;称重传感器最大称重质量300 kg,综合误差±0.06 kg;光电发射接收响应时间≤15 ms,可精确记录奶牛采食行为学参数,即平均日采食次数12.2次、平均日采食时间5.375 h、平均采食量48.235 kg。

摘要：为建立一种能快速检测奶牛乳房炎主要病原菌(大肠埃希氏菌、无乳链球菌、肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌和肠炎沙门氏菌)的多重PCR检测方法,根据大肠埃希氏菌phoA基因、无乳链球菌ef-tu基因、肺炎克雷伯氏菌Khe基因、金黄色葡萄球菌Nuc基因和肠炎沙门氏菌invA基因设计特异性引物,优化PCR反应体系与反应程序并进行特异性试验,同时分别构建含病原菌基因的pMD-19T重组质粒进行灵敏性试验。结果显示,多重PCR反应的最适引物工作浓度为0.8μmol/L,最适退火温度为59.6℃,最佳延伸时间为40 s,最合适的循环数为30次;优化后的多重PCR反应体系可扩增出5种目标病原菌的特异性条带;5种病原菌PCR检测灵敏度可达到5 copies/μL。进一步利用该多重PCR反应体系对采集的108份乳房炎乳样进行检测,检测结果显示,108份样本的阳性检出率为77.8%,大肠埃希氏菌、无乳链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌和肠炎沙门氏菌的检出率分别为23.1%、8.3%、34.3%、8.3%、5.6%。结果表明,建立了一种具有良好特异性和灵敏性的多重PCR检测方法,在临床生产实践中可用于快速鉴定奶牛乳房炎的致病菌,为奶牛乳房炎的诊断、防控与流行病学调查提供了方法基础。

摘要：反刍动物奶牛的甲烷排放是农业温室气体主要排放源之一,而采食量是影响个体奶牛甲烷排量的重要因素,故研制个体奶牛精准饲喂系统和利用甲烷检测装置分析奶牛采食量对甲烷排量的影响,对提高奶牛健康水平、提高饲料利用率和奶牛科学饲养管理能力等方面均具有重要意义。为此,设计了个体奶牛精准饲喂系统和甲烷检测装置,利用个体奶牛穿戴式“牛衣”和牧场内主体框架分布网点固定安装相结合的方法,采集对照组和试验组各3头奶牛采食前后奶牛后肠道甲烷排量和奶牛嗳气与呼吸的甲烷排量。研究表明,个体奶牛精准饲喂系统可依据奶牛个体差异实现饲料的定量饲喂,相同条件下精准饲喂和自由采食的个体奶牛甲烷排量和产奶量有差异但不显著,且随着个体奶牛采食量增加,甲烷排量会随之升高,说明饲喂量与甲烷排量之间存在正相关关系。

摘要：为了快速、准确地获取奶牛产奶量数据,避免目前常用的间接测量方法产生的误差,设计了基于质量计量的奶量采集系统。该系统通过在奶罐下安置基于压力传感器的质量称量机,将压力产生的模拟电信号通过A/D转换模块转变为数字电信号,再经分级处理从而获取牛奶质量数据,并直接上传至上位机。上、下位机之间通过CAN总线连接,基于自主协议进行相互通信。经多次测试表明,在5～35kg范围内该系统的测量误差可以控制在6%以下,且具有采集速度快、容错性强的特点。

摘要：通风是影响好氧发酵的重要技术参数,但目前对于奶牛粪便好氧发酵通风缺乏系统研究,导致发酵后物料质量参差不齐,为优化奶牛粪便好氧发酵过程中的通风参数,该研究采用响应曲面法,以通风速率、通停比、通风时间为3因素,通过中心组合试验设计方法(Box-Behnken Design)设计17组试验,以含水率和病原菌去除效率为响应值,建立回归模型并拟合。结果表明,3因素对响应值F1(含水率)的影响显著性排序为:通风速率>通风时间>通停比,对响应值F2(病原菌去除效率)的影响显著性排序为:通停比>通风速率>通风时间。综合考虑,为实现较高的病原菌去除效率,最优的通风工艺条件为通风速率为5.750 L/min,通停比为0.100,通风时间为2.119 min。该研究为奶牛粪便与秸秆混合发酵过程中的通风工艺参数优化提供参考,并为牛粪垫料开发利用提供基础支撑。

摘要：针对接触式奶牛体温检测方法测量精度低、实时性差,且易引起交叉感染等问题,设计了奶牛体温植入式传感器,并开发了相应的体温实时监测系统,利用无线传感网络实现奶牛体温信号的智能化监测。奶牛体温植入式传感器利用PT1000铂电阻作为温度测量探头,综合利用ADS1256模数转换器、MSP430控制芯片,对采集到的电压进行滤波处理,提高了测量精度。结合433M无线信号模块与Zig Bee网络设计了项圈节点,作为将奶牛的体温数据从体内传到体外的中继节点,其中从奶牛体内传输到项圈节点使用433M无线信号模块,项圈节点再到远程监控中心使用2. 4 GHz的Zig Bee网络,从而达到稳定、可靠传输的效果,实现了奶牛体温的高精度实时监测。分别对传感器准确性、稳定性、反应速度、传输性能及系统丢包率进行试验,结果表明,传感器温度测量误差在0. 05℃以内,12 h内温度最大波动为0. 02℃,在15 s内稳定,植入式传感器射频(RF)信息能有效传输至项圈节点,单个牛场内,整体系统的丢包率不超过1. 2%,可高精度、实时检测奶牛的体温变化。

摘要：针对奶牛卧床垫料抛撒缺乏专用机械的问题,设计了一种锤式奶牛卧床垫料抛撒机。以沙子为研究对象,建立了锤式垫料抛撒机构作业的理论模型,对锤头回转半径、抛撒转速、物料抛出角、锤头数量和锤头尺寸进行了设计和计算。采用EDEM建立了沙子抛撒仿真模型,并对抛撒转速、抛料切线角、上挡板开启角和上挡板长度等关键因素进行了仿真分析,得出各因素对抛撒幅宽、地面堆积物料平均厚度和抛撒均匀性的影响规律。仿真分析表明,提高抛撒转速、减小抛料切线角、增大上挡板开启角和减小上挡板长度,能够显著增大物料抛撒幅宽和提高抛撒均匀性,并能够降低地面堆积物料平均厚度。选取抛撒转速1 200 r/min、抛料切线角35°、上挡板开启角70°、上挡板长度180 mm和行驶速度4 km/h进行仿真分析与现场试验,结果表明,仿真分析与试验结果基本吻合,证实了仿真分析的可靠性。试验测试抛撒幅宽为5.1 m,地面堆积物料平均厚度为22 mm,抛撒均匀性变异系数为31.96%,满足养殖场的使用要求。

摘要：设计了一种以槽轮为计量机构、以嵌入式系统为控制系统的奶牛个体精料变量补饲系统。该系统利用无线射频识别技术识别奶牛身份,根据个体奶牛的基础日粮采食量及其产奶量的差异,实现4种精饲料的精准配料、自动计量、混合与投放。检测结果表明,该系统的投料响应时间为1.47 s、同步投料时间为15.15 s、门禁栏杆开启时间为3.92 s、系统读卡距离为52.3 cm、报警料位高度为21.5 cm,系统射频识别正确率为100%,并且4种饲料的混合质量良好,计量误差小于5%,能够满足奶牛的饲喂要求,同时具有奶牛补料数据在线查询和打印功能。