UCOWS奶牛发情监测系统检测发情效果的的研究

1、UCOWS 奶牛发情监测系统检测奶牛发情效果的研究马吉锋 1，王建东1，李艳艳 2，薛伟 1，梁小军 1（1 宁夏农林科学院草畜工程技术研究中心，宁夏银川750002；2 平吉堡奶牛场，宁夏银川750022；摘要： 选取 93 头育成荷斯坦奶牛，120 头经产荷斯坦奶牛用UCOWS奶牛发情监测系统检测奶牛发情， 收到发情信息的奶牛，用直肠检查的方法进行发情鉴定，评价 UCOWS法和直肠触诊发情结果一致性。结果表明，育成牛Kappa 值为 70.6%，经产牛Kappa 值为 85%，即说明 UCOWS法和直肠检查确诊发情结果符合率很高，UCOWS完全能够用于奶牛发情鉴定。关键词： UCOWS 奶

2、牛发情监测系统、发情鉴定，一致性提高繁殖率是奶牛养殖场效益管理的重要技术目标， 而发情诊断的效率是影响牛群繁殖率的关键因素。 在我国，大多数奶牛养殖场仅仅依靠传统的人工观察检测奶牛发情， 或者是凭借饲养员的养殖经验来判断奶牛是否发情。 这种方法对于大型的奶牛养殖场， 不仅费时费力， 生产效率低， 并且极其容易因为漏检和发情时间鉴别不准而错过奶牛的发情期， 导致错过最佳配种时间， 对于提高奶牛繁殖率和牛奶产量非常不利。 50%以上的奶牛在傍晚或夜间发情，且部分隐性发情奶牛无发情外部表现，造成人工发情诊断的检出率较低。据报道 ,在脱配的奶牛中，因为错误的发情检测占到的比例约为 60%1 2 。UC

3、OWS 奶牛发情监测系统是银川奥特软件有限公司发明的用于实时检测奶牛发情， 向牛场管理者和人工授精员提供奶牛发情信息和活动量信息的系统。我们利用UCOWS 奶牛发情监测系统检测宁夏平吉堡某个体奶牛场奶牛的发情情况，对 UCOWS 检出的发情牛数和实际直检参配的发情数作一致性评测， 旨在探讨提高奶牛发情检出率， 为提高奶牛繁殖效率， 降低奶牛繁殖障碍的发生， 缩短胎间距， 提高奶业生产的经济效益提供技术支撑。1 材料和方法：1.1 试验牛：被测牛群为宁夏平吉堡某个体奶牛场的213 头奶牛，其中育成牛 93 头，经产牛 120 头。1.2 仪器：发情监测仪器：试验采用银川奥特软件有限公司发明 UC

4、OWS 奶牛发情监测系统。奶牛发情监测系统组成： 该系统由软硬件两部分组成。 软件为 UCOWS 奶牛发情监测系统。 硬件由 UCOWS 奶牛活动量采集器， 佩戴在奶牛颈部，采集奶牛活动量信息； UCOWS 奶牛活动量读写器，接收奶牛活动量信息并将信息发送到 UCOWS 奶牛发情监测系统。 UCOWS 奶牛发情监测系统统计分析奶牛活动信息，判断是否发情或患病，并及时发预警信息到用户手机。奶牛发情监测系统的工作原理：如下图。1UCOWS 技术的基本过程是， 在待检发情的牛脖子上佩戴运动量采集器，在牛场安装信号接收设备，由电脑集中处理分析数据，并通过 Internet 上传到服务器，当检测到发情牛

5、只时， 及时通过短信方式， 把牛只发情时间随时告知牛场配种人员进行适时配种。1.3 方法：试验分组： A 组为经产牛群； B 组为育成牛群。发情检测：经产牛产后开始佩戴活动量采集器， 育成牛年龄 14月龄 16 月龄，体重达到 350kg以上时佩戴活动量采集器。由 UCOWS 奶牛发情监测系统提供发情检测数据。 人工授精员的手机接收到发情信息后， 在输精前通过直肠检查确诊发情后，进行人工授精。数据收集：统计 UCOWS检出的经产牛和育成牛发情头数，以及人工授精员接到 UCOWS手机信息后经直肠检查确诊发情的牛头数。1.4 结果统计分析：使用 Kappa 值对 UCOWS 法和直肠触诊发情结果进

6、行一致性评价。 Kappa 值为 1 表明完全符合， 0 为完全不符。 在比较性试验中， Kappa 值在 0.40.5 之间，说明符合率中等； 0.50.6 说明符合率良好； >0.6 说明符合率很高。2 结果与分析：2.1 育成牛一致性评价分析表 1、UCOWS 检测发情的准确性UCOWS 检测发情头直肠检查发情头数准确性（ %）Kappa(K) 值数817390.12（73/81）0.706在试验期间，对93 头育成奶牛分别使用 UCOWS 和直肠检查两种方法进行发情鉴定，并将得到的结果进行比对。UCOWS 共检测出 81 头牛发情，直肠检查确定有 73 头发情，UCOWS 对育成

7、牛检测结果的准确性为90.12%。（见表）。表 2：UCOWS 对育成牛检测结果的准确性的 2×2 列联表评估表（ n= 101）直肠检查参检数未发情合计发情81（）8（）89UCOWS未发情0（）12（）12合计8120101（）2Kappa(K)值，适用于计数资料的一致性评测。 是由表 2 四格表的数据计算得来。 appa值范围在与之间。若 appa值>0.6，表示一致性相当可靠。两种发情检测方法的一致率 Po=a+d/N=(81+12)/101=92.07% 机遇一致率 Pe=(a+c)(a+b)/N+(b+d)(c+d)/N/N=(81 ×89)/101+(2

8、0 12)/101/101=73×.01%非机遇一致率 =1-Pe=1-73.01%=26.98%实际一致率 = Po-Pe =92.07%-73.01%=19.06% Kappa= （Po-Pe）/ （1-Pe）=19.06%/26.98%=0.706Kappa 值表明了两种发情鉴定方法结果的一致有多大程度是由非机遇带来的，也即真正一致的程度。本试验中Kappa 为 0.706，即说明和直肠检查确诊发情结果符合率很高。2.2UCOWS 法在经产牛的一致性分析表 3、 UCOWS 检测发情的准确性UCOWS 检测发情直肠检查发情头准确性（ %）Kappa(K)值头数数1009494（

9、94/100）0.85在试验期间，对 120 头经产奶牛分别使用 UCOWS 和直肠检查两种方法进行发情鉴定，并将得到的结果进行比对。 UCOWS 共检测出 100 头牛发情，直肠检查确定有 94 头发情， UCOWS 对育成牛检测结果的准确性为 94%。（见表 3）。表 4：UCOWS 对经产牛检测结果的准确性的 2×2 列联表评估表（ n= 126）直肠检查参检数未发情合计发情 0（）6（）106UCOWS0（）20（）未发情合计10026126（）Kappa(K)值，适用于计数资料的一致性评测。是由表2 四格表的数据计算得来。appa值范围在与之间。 若 appa 值>0

10、.6，表示一致性相当可靠。两 种 发 情 检 测 方 法 的 一 致 率 Po=a+d/N=(100+20)/126=95.23% 机遇的抑制率 Pe=(a+c)(a+b)/N+(b+d)(c+d)/N/N=(100 ×106)/126+(26 20)/126/126=70×.03%非机遇一致率 =1-Pe=1-70.03%=29.97%实际一致率 = Po-Pe =95.23%-70.03%=25.2% Kappa= （Po-Pe）/ （1-Pe）=25.2%/29.97%=0.85Kappa 值表明了两种发情鉴定方法结果的一致有多大程度是由非机遇带来的，也即真正一致的程

11、度。本试验中 Kappa 为 85%，即说明 UCOWS 法和直肠检查确诊发情结果符合率很高， UCOWS 完全能够用于奶牛发情鉴定。3 讨论简便而有效的奶牛发情鉴定方法是奶牛生产及繁殖育种工作的重要环节。 目前常采用的外部行为观察法简单、易行 , 发情牛与非发情牛差别明显 , 易被人们掌握，但检出率低。直肠检查法检出率高 , 但直肠检查要求有丰富的实践经验。焦兴明 (2009) 3 研发出了基于发情期间阴道分泌物电阻抗值变化的母畜测情仪，3但仅在狐狸发情鉴定中使用过。冯涛（ 2013）4 把奶牛反刍时间作为发情鉴定新指标，但有待进一步的研究。在我国大部分奶牛场 ,奶牛发情是靠奶牛饲养管理员的

12、观察来发现的 ,但单靠管理人员观察做到及时发现奶牛发情是件非常困难的事情 ,尤其在夜间更是无法观察奶牛的发情行为 , 夜间 , 多数奶牛都躺卧休息， 周围环境比较安静， 激素内分泌旺盛， 所以夜间发情的奶牛比较多， 因而时常错过奶牛的发情期而不能及时配种。本试验的结果表明， UCOWS在发情鉴定的准确率为育成牛 90.12%和成母牛 94%，在生产实际中，UCOWS 可24h监控奶牛的发情，避免了错过奶牛的发情期而不能及时配种。 Lehrer等5 (1992)报道，使用绑在奶牛腿部的计步器记录奶牛的运动步数， 使奶牛全天的活动受到监视， 如果将这种方法和其他方法相结合，发情检测的效率和准确度可

13、达到 100%。Yaniz 6 7 等研究表明奶牛发情时运动量增加，这与检测到的奶牛发情之间存在密切的相关性。4结论现有的奶牛发情鉴定系统主要基于奶牛运动感应器开发而成，与挤奶设备配套，具有发情监测、奶量监控、牧场管理软件能功能，读写装置安装于挤奶厅，监测时间固定，必须为挤奶时间才能监测，检出率较低。UCOWS技术是在待检发情的牛脖子上佩戴运动量采集器，在牛场安装信号接收设备， 由电脑集中处理分析数据，并通过 Internet上传到服务器，当检测到发情牛只时，及时通过短信方式，把牛只发情时间随时告知牛场配种人员进行适时配种。 UCOWS避免了由于时间、地点束缚所造成系统使用不便， 只需手机即可

14、及时检测奶牛发情， 独立发情监测系统， 对牧场挤奶设备没有要求， 24小时实时监测， 保证了奶牛活动量的检出率达到 90%以上的准确性。本试验评价 UCOWS法和直肠触诊发情结果一致性。 UCOWS法在发情检查的准确率达到 90%以上。如果对整个群体进行标准化应用，将对牛场带来不可低估的价值。 UCOWS为奶牛场提供了一种全新的发情鉴定工具，能及时发现母牛发情，及时配种，有利于牧场提高奶牛场繁殖状况和经济效益， 是规模化奶牛场一种理想的发情鉴定的工具。参考文献：53 (2000), pp. 1657-1667.2.R.W. Rorie, T.R. Bilby and T.D. Lester, Application of electronic estrus detection technologies toreproductive management of cattle, Theriogenology 57 (2002), pp. 137-148.3.冯涛 .一种基于奶牛反刍时间的发情鉴定新技术J.中国畜牧兽医 ,2013，（ 40）：198-1994. 焦兴明 .母兽动物测情仪的研制 J. 中国畜牧兽医 ,2009（ 36 ）72212235.Lopez-Gatius F, Santolaria P, Mundet I, Yaniz JL. Walki