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融合多环境参数的鸡粪氨气排放预测模型研究

农业机械学报 2022年第5期53卷 366-375页

作者：丁露雨吕阳李奇峰王朝元余礼根宗伟勋清远市智慧农业农村研究院清远511500 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 清远市农业科学研究所清远511500

NH_(3)是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体,对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型,提升畜禽福利化养殖的水平。生产中,NH_(3)监测多采用电化学传感器,精度差且寿命短,较难直接获取NH_(3)排放量。结合NH_(3)产生和... 详细信息

NH_(3)是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体,对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型,提升畜禽福利化养殖的水平。生产中,NH_(3)监测多采用电化学传感器,精度差且寿命短,较难直接获取NH_(3)排放量。结合NH_(3)产生和释放的机理过程,选择相对较易获取的CO_(2)排放量(E_(CO_(2)))和H_(2)O排放量(E_(H_(2)O))等环境参数建立NH_(3)排放量的预测模型。建立了肉鸡厚垫料养殖模式下,舍内鸡粪气体排放的模拟试验装置,连续多日向试验装置内投入等量鸡粪以模拟鸡舍每日粪便生成,监测温度、相对湿度以及CO_(2)、H_(2)O、NH_(3)排放量数据。基于多种机器学习方法和环境参数,构建了NH_(3)排放量预测模型,并运用特征和排列重要性探究参数重要程度,运用部分依赖图和个体条件期望图探究模型对参数的依赖关系。依据氨气排放预测相关知识,将温度和相对湿度计算为水汽压差(VPD),对比引入VPD后,不同参数组合方式对最优模型的影响。结果表明极限随机树模型预测NH_(3)排放量的效果最好,其R^(2)为0.9167、均方根误差为0.2897 mg/(kg·h)、平均绝对百分比误差为10.82%。分析各模型参数,该模型对E_(H_(2)O)的依赖性最大,引入VPD对极限随机树的预测能力没有提升。基于温度、相对湿度、E_(H_(2)O)、E_(CO_(2))建立的极限随机树模型可较好地预测肉鸡垫料饲养工艺下粪便的NH_(3)排放量。

关键词：鸡粪氨气厚垫料饲养排放速率机器学习预测模型

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基于机器学习的鸡粪氨气排放预测模型研究

农业机械学报 2022年

作者：丁露雨吕阳李奇峰王朝元余礼根宗伟勋国家农业信息化工程技术研究中心中国农业大学水利与土木工程学院清远市农业科学研究所

NH;是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体，对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型，提升畜禽福利化养殖的水平。生产中，NH;监测多采用电化学传感器，精度差且寿命短，较难直接获取NH;排放量。结合NH;产生和释放的机... 详细信息

NH;是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体，对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型，提升畜禽福利化养殖的水平。生产中，NH;监测多采用电化学传感器，精度差且寿命短，较难直接获取NH;排放量。结合NH;产生和释放的机理过程，选择相对较易获取的CO;排放量（■）和H;O排放量（■）等环境参数建立NH;排放的预测模型。建立了肉鸡厚垫料养殖模式下，舍内鸡粪气体排放的模拟试验装置，连续多日向试验装置内投入等量鸡粪以模拟鸡舍每日粪便生成，监测温度、相对湿度以及CO;、H;O、NH;排放量数据。基于多种机器学习方法和环境参数，构建了NH;排放量预测模型，并运用特征和排列重要性探究参数重要程度，运用部分依赖图和个体条件期望图探究模型对参数的依赖关系。依据氨气排放预测相关知识，将温度和相对湿度计算为水汽压差（VPD），对比引入VPD后，不同参数组合方式对最优模型的影响。结果表明极限随机树模型预测NH;排放量的效果最好，其R;为0.9167、均方根误差为0.2897mg/（kg·h）、平均绝对百分比误差为10.82%。分析各模型参数，该模型对■的依赖性最大，引入VPD对极限随机树的预测能力没有提升。基于温度、相对湿度、■、■建立的极限随机树模型可较好地预测肉鸡垫料饲养工艺下粪便的NH;排放量。

关键词：鸡粪氨气厚垫料饲养排放速率机器学习

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电刺激对肉牛行为和生理指标的影响

农业工程学报 2022年第13期38卷 221-227页

作者：余礼根刘庭君祝军任志雨丁露雨孟蕊杜天天薛青飞袁占文李奇峰国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 天津农学院计算机与信息工程学院天津300384 内蒙古斯原牧业有限公司鄂尔多斯017400

为研究电刺激对肉牛行为和生理指标的影响,确定约束肉牛放牧边界的作用电压。以内蒙古鄂尔多斯“草原红”肉牛为研究对象,佩戴电击项圈遥控释电作用于肉牛脖颈下部进行电刺激,分别设计466、1723、2050、2865、4204 V等5个梯度电压,利用... 详细信息

为研究电刺激对肉牛行为和生理指标的影响,确定约束肉牛放牧边界的作用电压。以内蒙古鄂尔多斯“草原红”肉牛为研究对象,佩戴电击项圈遥控释电作用于肉牛脖颈下部进行电刺激,分别设计466、1723、2050、2865、4204 V等5个梯度电压,利用无线脑电监测系统对肉牛在不同电刺激前后的体温、心率和脑电波进行监测分析;在试验舍内设计虚拟围栏饲养肉牛,运用摄像系统记录试验过程中肉牛活动行为,基于动物行为观察分析软件对肉牛典型行为(转身、停止、停下慢慢转回去、立即停止向后移动、跳跃)进行统计。结果表明,不同电刺激下,肉牛受到电击前后的体温变化不显著(P>0.05);肉牛受到2865和4204 V电刺激时,心率变化具有显著性差异(P<0.05),与电刺激前相比分别提高了26.3%和35.3%,达到104.32、108.83 bpm;脑电信号的β波在466和1723 V电刺激前后的变化较小,自2865 V开始出现剧烈变化。在试验舍内设计区域虚拟围栏,2865 V电刺激时肉牛触发虚拟边界的次数是93次,出现转身、停止、停下慢慢转回去、立即停止向后移动行为分别占被统计行为总数的33.33%、12.02%、9.29%、31.69%,可有效阻止肉牛继续迈出边界。根据肉牛行为和生理指标的变化,作用电压适宜值在2865 V左右,研究结果为进一步精准确定约束肉牛放牧边界的作用电压适宜范围提供科学依据。

关键词：电压饲养肉牛电刺激体态行为脑电

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肉牛联合育种关键技术应用的研究进展

中国畜牧杂志 2023年第3期59卷 70-76页

作者：马为红李嘉位王志全丁露雨秦瑞李奇峰北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 阿尔伯塔大学农业、生命及环境科学院加拿大埃德蒙顿T6G2R3

我国肉牛种质资源长期面临进口依赖性强、国内优质种牛缺失、肉牛育种企业利润低、管理效率低、区域联合育种效果不理想等问题,全面了解认识我国肉牛当前育种技术、扩繁培育技术、推广体系模式现状是解决问题的前提。本文综述了国内外... 详细信息

我国肉牛种质资源长期面临进口依赖性强、国内优质种牛缺失、肉牛育种企业利润低、管理效率低、区域联合育种效果不理想等问题,全面了解认识我国肉牛当前育种技术、扩繁培育技术、推广体系模式现状是解决问题的前提。本文综述了国内外肉牛遗传性状评定标准与关键技术,肉牛联合育种中的育繁推一体化模式,针对国内外肉牛育种、扩繁培育、推广模式中关键技术的现状进行对比研究,分析了我国肉牛育种当前存在的现状与问题,并在信息化技术应用、引进肉牛品种的利用、本土肉牛的培育等方面提出建议,旨在有效推动我国肉牛“育种、扩繁、推广”一体化进程,加快本土肉牛品种培育,提升我国肉牛联合育种水平。

关键词：性状评定标准性状评定技术育繁推模式肉牛联合育种

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鸡舍环境监测传感器布置方法研究

黑龙江畜牧兽医 2023年第23期 32-40,46页

作者：曾国伟吕阳丁露雨李奇峰余礼根刘付广西大学计算机与电子信息学院南宁530004 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 天津市广源畜禽养殖有限公司天津301805

为了探讨鸡舍温度、湿度传感器的布置数量和位置选择,从而提高对鸡舍环境监测的效率,试验将90个温度、湿度传感器分三层均匀分布在鸡舍中,分析舍内温度和湿度变化规律,并运用主成分分析法将监测结果进行线性变换,根据监测点优化率与累... 详细信息

为了探讨鸡舍温度、湿度传感器的布置数量和位置选择,从而提高对鸡舍环境监测的效率,试验将90个温度、湿度传感器分三层均匀分布在鸡舍中,分析舍内温度和湿度变化规律,并运用主成分分析法将监测结果进行线性变换,根据监测点优化率与累计方差贡献率的调和评价指标确定监测点的最佳数量,计算主成分与原始数据的累计因子负荷量并以此确定最终传感器监测点位置。结果表明:八层叠层笼养鸡舍内不同监测点温度差和湿度差变异大,分别可达5~8℃和25%~35%。基于主成分分析方法剔除邻近点后,确定了6个温度监测点(25,35,52,61,79,83号)和7个湿度监测点(1,16,32,50,52,61,79号)为最优监测点,其中52,61,79号既是温度监测点又是湿度监测点,共10个监测点,在这10个监测点处安装传感器,对应的温度和湿度累计方差贡献率分别为0.94和0.89,并通过温度和湿度的变化规律验证了选择结果的合理性。说明主成分分析法获得的监测点数量和位置可有效代表蛋鸡舍温度、湿度的空间变异性,提高蛋鸡舍环境监测效率。

关键词：主成分分析温度相对湿度监测点布置八层叠层笼养

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硫酸盐抑制肉鸡粪便氨气释放效果研究

中国家禽 2023年第7期45卷 54-60页

作者：张丽杰田丰丁露雨王朝元梁超童勤中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 农业农村部设施农业工程重点实验室北京100083 北京农业信息技术研究中心北京100097 北京市畜禽健康养殖环境工程技术研究中心北京100083

为确定适合抑制鸡粪NH_(3)释放的抑制剂及其添加比例,研究开展了基于开放式动态箱法的硫酸盐抑制肉鸡粪便NH_(3)释放的试验。试验1分为1个对照组与3个处理组,在12 d试验期内,处理组按照0.33 kg/m^(2)比例分别于第1天、第3天和第6天添加... 详细信息

为确定适合抑制鸡粪NH_(3)释放的抑制剂及其添加比例,研究开展了基于开放式动态箱法的硫酸盐抑制肉鸡粪便NH_(3)释放的试验。试验1分为1个对照组与3个处理组,在12 d试验期内,处理组按照0.33 kg/m^(2)比例分别于第1天、第3天和第6天添加硫酸铝和硫酸铁,第1天、第4天和第6天添加硫酸氢钠,对照组除每日添加鸡粪外不进行其他处理,探究3种硫酸盐对鸡粪NH_(3)浓度的抑制效果,以筛选合适的抑制剂。在试验1基础上,试验2将添加比例调整为0.66 kg/m^(2),在21 d试验期内,处理组分别于第4天和第9天添加硫酸铁,探究增大添加比例、减少添加频次对抑制鸡粪NH_(3)浓度的影响,以制定合适的添加方案。结果显示:试验1中添加硫酸铁的鸡粪处理组每天NH_(3)浓度显著低于硫酸铝和硫酸氢钠组(P<0.05),3组鸡粪的NH_(3)累积减排率分别达到了66.57%、52.11%和58.57%,鸡粪p H值与NH_(3)浓度显著相关(P<0.05);试验2间隔5 d添加2次硫酸铁添加方案可以将鸡粪NH_(3)日减排率维持在50%以上可达15 d。研究表明,以适当比例添加硫酸铁可有效抑制鸡粪NH_(3)释放,并可降低人工添加劳动强度及其对生产的干扰,达到肉鸡养殖空气环境质量标准要求。

关键词：肉鸡鸡粪硫酸盐氨气释放

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南方开放式肉牛舍夏季喷雾降温效果

农业工程学报 2013年第2期29卷 224-231页

作者：丁露雨王美芝陈昭辉刘继军杨食堂周俊生中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 农业部设施农业工程重点实验室北京100083 中国农业大学动物科技学院北京100193 动物营养国家重点实验室北京100193 高安市裕丰农牧有限公司高安330800 北京国农基业畜牧科技有限公司北京100193

为缓解南方肉牛夏季养殖过程中的热应激,该试验采用喷雾联合悬挂式风机的降温措施对不同品种肉牛的降温效果进行了研究。试验以西门塔尔杂交牛和锦江黄牛为试验品种,测定了环境、直肠温度、呼吸频率和日增质量等评价指标。结果表明:喷... 详细信息

为缓解南方肉牛夏季养殖过程中的热应激,该试验采用喷雾联合悬挂式风机的降温措施对不同品种肉牛的降温效果进行了研究。试验以西门塔尔杂交牛和锦江黄牛为试验品种,测定了环境、直肠温度、呼吸频率和日增质量等评价指标。结果表明:喷雾运行阶段,处理舍空气温度平均可降低2.1℃(P<0.01),相对湿度增加5.8%(P<0.01),降低3.2℃的体感温度(P<0.01);对西门塔尔杂交牛,喷雾结合风机的降温方式可降低其12:00-18:00的平均直肠温度0.3℃和呼吸频率11次/min(P<0.01),有效解除热积聚状况,但对其日增质量无显著提高;对锦江黄牛,喷雾可以降低其呼吸频率14次/min(P<0.01),有效缓解其热应激,日增质量提高0.19kg/d(P<0.05),提高率为27.5%。

关键词：喷雾降温风机开放舍肉牛

自然通风牛舍环境监测传感器布局策略对比研究

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家畜生态学报 2022年第2期43卷 74-81页

作者：冯璐李奇峰丁露雨姚春霞余礼根高荣华马为红蒋瑞祥北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 物联网产业技术联盟北京100097

牛舍多采用自然通风,舍内环境参数空间分布规律与密闭式机械通风的猪舍和鸡舍有所不同。针对牛舍环境监测传感器布局问题,该研究分别采用传统均匀布点和谱聚类布点两种布局方法,分析了1~8个传感器共27种布局在夏、冬、过渡3个季节共12... 详细信息

牛舍多采用自然通风,舍内环境参数空间分布规律与密闭式机械通风的猪舍和鸡舍有所不同。针对牛舍环境监测传感器布局问题,该研究分别采用传统均匀布点和谱聚类布点两种布局方法,分析了1~8个传感器共27种布局在夏、冬、过渡3个季节共12组试验数据下的传感器部署方案。研究结果表明:在牛舍环境监测传感器部署过程中,传统布局中蛇形(无中点)的布点规则表现最佳。谱聚类布局的监测性能随着传感器个数的增加逐渐提高,整体监测效果优于传统布局,但由于不同季节间传感器部署位置不稳定,只能为传统布局提供参考。传感器的个数在两种方法中都控制在5左右最佳,该选择可在满足检测要求下有效地降低数据的冗余度,节约监控成本。

关键词：牛舍环境监测传统布局谱聚类优化布局

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商业化肉牛繁育大数据平台设计与关键技术

智慧农业（中英文） 2022年第2期4卷 99-109页

作者：马为红李嘉位 WANG Zhiquan 高荣华丁露雨于沁杨余礼根赖成荣李奇峰北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 Agricultural Life and Environmental Sci-AgFood&Nutrition Science DepartmentUniversity of AlbertaEdmontonT6G 2R3Canada

针对当前中国肉牛繁育管理水平和信息化智能化水平不高等问题,本研究借鉴国际先进肉牛养殖国家的经验,建立了适合中国的商业化肉牛繁育大数据平台。该平台主要完成肉牛种质信息资源的整合,在线自动测定肉牛关键繁育性状,全程服务支撑肉... 详细信息

针对当前中国肉牛繁育管理水平和信息化智能化水平不高等问题,本研究借鉴国际先进肉牛养殖国家的经验,建立了适合中国的商业化肉牛繁育大数据平台。该平台主要完成肉牛种质信息资源的整合,在线自动测定肉牛关键繁育性状,全程服务支撑肉牛繁育过程,形成肉牛种质资源大数据分析决策,并实现肉牛联合育种创新模式。本文详细介绍了商业化肉牛繁育大数据软件平台开发思路,包括数据中心的实现、软件平台前端开发技术和后端开发技术等,并总结了该平台的关键技术创新和模式创新内容,包括肉牛种质资源与良种管理系谱深度挖掘技术,非接触式繁育性状自动获取评价技术,以及多源异构信息融合提供智能决策支持等,为中国肉牛种业发展提供可持续发展的信息化解决方案,以促进肉牛育种整体水平的提高。

关键词：大数据平台软件平台数据中心前端开发智能决策支持自动测定肉牛繁育模式创新