UCOWS奶牛发情监测系统检测奶牛发情效果的研究

马吉锋，王建东，李艳艳，薛 伟，梁小军

（1.宁夏农林科学院草畜工程技术研究中心，银川750002；2.宁夏银川平吉堡奶牛场）

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，银川750002；2.宁夏银川平吉堡奶牛场）

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，用直肠检查法进行发情鉴定，评价UCOWS法和直肠触诊发情结果的一致性。结果表明：育成牛Kappa值为0.706，经产牛Kappa值为0.850。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。

UCOWS奶牛发情监测系统；应用；效果

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，并且极容易因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60%［1-2］。UCOWS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。作者等利用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的检出率，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

1.2.1 发情监测仪器 试验采用银川奥特软件有限公司发明UCOWS奶牛发情监测系统。

1.2.2 UCOWS奶牛发情监测系统组成 该系统由软硬件2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。

1.2.3 UCOWS奶牛发情监测系统的工作原理 如图1。

UCOWS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。

图1 UCOWS奶牛发情监测系统示意图

1.3 方法

1.3.1 试验分组 A组为经产牛群；B组为育成牛群。

1.3.2 发情检测 经产牛产后开始佩戴活动量采集器，育成牛年龄14～16月龄，体重达350 kg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。

1.3.3 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 统计分析

使用Kappa值对UCOWS法和直肠触诊发情结果进行一致性评价。Kappa值为1表明完全符合，0为完全不符合。在比较性试验中，Kappa值在0.4～0.5之间，说明符合率中等；0.5～0.6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

在试验期间，对93头育成奶牛分别使用UCOWS和直肠检查2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头奶牛发情，直肠检查确定有73头牛发情，UCOWS对育成牛检测结果的准确性为90.12%。详见表1。

表1 UCOWS检测发情的准确性

Kappa（K）值，适用于计数资料的一致性评测。是由表2数据计算得来。Kappa值范围在＋1与-1之间。若Kappa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+（20×12）/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%=0.706

Kappa值表明了两种发情鉴定方法结果的一致性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。

表2 UCOWS对育成牛检测结果的准确性的2×2列联表评估（n=101）

2.2 UCOWS法对经产牛的一致性分析

在试验期间，对120头经产奶牛分别使用UCOWS和直肠检查2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头牛发情，UCOWS对育成牛检测结果的准确性为94%。详见表3。

表3 UCOWS检测发情的准确性

根据表4，两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%=25.20% Kappa=（Po-Pe）/（1-Pe）=25.2%/29.97%=0.850

本试验中Kappa值为0.850，即说明UCOWS法和直肠检查确诊发情结果符合率很高，UCOWS完全能够用于奶牛的发情鉴定。

表4 UCOWS对经产牛检测结果的准确性的2×2列联表评估（n=126）

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［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，但仅在狐狸发情鉴定中使用过。冯涛［4］将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。因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。本试验结果表明，UCOWS发情鉴定准确率在育成牛中为90.12%，成母牛中为94.00%，在生产实际中，UCOWS可24 h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。Lopez等［5］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达100%。Yaniz等［6］研究表明，奶牛发情时运动量增加，这与检测到的奶牛发情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、牧场管理软件等功能；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、地点束缚所造成的系统使用不便，只需手机即可及时检测奶牛发情。独立发情监测系统，对牧场挤奶设备没有要求，24 h实时监测，保证了奶牛活动量的检出率达90%以上的准确性。

本试验UCOWS法在奶牛发情检查中的准确率达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，能及时发现发情母牛，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工具。

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

［2］R WRorie，TR Bilby，TDLester.Application ofelectronic estrus detection technologiestoreproductivemanagementofcattle［J］.Theriogenology，2002（57）：137-148.

［3］焦兴明.母兽动物测情仪的研制［J］.中国畜牧兽医，2009，36：221-223.

［4］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（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.

［6］YanizJ，Santolaria P，Lo′pez-Gatius F.Relationship between fertilityand the walkingactivityofcows at estrus［J］.Vet Rec，2003，152：239-240.

S823.3

A

2095-3887（2014）02-0017-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.02.005

2013-12-13

宁夏科技厅科技攻关项目（2011ZYN066）

马吉锋，男，从事动物繁殖技术推广工作。