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基于3D CNN-BiLSTM-ATFA网络和步态特征的奶牛个体识别方法

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农业机械学报 2024年第7期55卷 315-324页

作者：司永胜宁泽普王克俭马亚宾袁明河北农业大学信息科学与技术学院保定071001 河北省畜牧良种工作总站石家庄050061

针对基于花纹的奶牛个体识别中纯色或花纹较少的奶牛识别准确率较低的问题,本文提出一种基于步态特征的奶牛个体识别方法。首先,将DeepLabv3+语义分割算法的主干网络替换为MobileNetv2网络,并引入基于通道和空间的CBAM注意力机制,利用... 详细信息

针对基于花纹的奶牛个体识别中纯色或花纹较少的奶牛识别准确率较低的问题,本文提出一种基于步态特征的奶牛个体识别方法。首先,将DeepLabv3+语义分割算法的主干网络替换为MobileNetv2网络,并引入基于通道和空间的CBAM注意力机制,利用改进后模型分割出奶牛的剪影图。然后,将三维卷积神经网络(3D CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)构建为3D CNN-BiLSTM网络,并进一步集成自适应时间特征聚合模块(ATFA)生成3D CNN-BiLSTM-ATFA奶牛个体识别模型。最后,在30头奶牛的共1242条视频数据集上进行了奶牛个体识别实验。结果表明,改进后DeepLabv3+算法的平均像素准确率、平均交并比、准确率分别为99.02%、97.18%和99.71%。采用r3d_18作为3D CNN-BiLSTM-ATFA的主干网络效果最优。基于步态的奶牛个体识别平均准确率、灵敏度和精确度分别为94.58%、93.47%和95.94%。奶牛躯干和腿部不同部位进行加权特征融合的个体识别实验表明识别准确率还可进一步提高。奶牛跛足对步态识别效果影响较为明显,实验期间由健康变为跛足和一直跛足的奶牛个体识别准确率分别为89.39%和92.61%。本文研究结果可为奶牛的智能化个体识别提供技术参考。

关键词：奶牛个体识别步态特征 3D CNN BiLSTM

基于改进ConvNeXt的奶牛行为识别方法

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农业机械学报 2024年第5期55卷 282-289,404页

作者：李恩泽王克俭司永胜苑迎春何振学河北农业大学信息科学与技术学院保定071001 河北农业大学河北省农业大数据重点实验室保定071001

奶牛的动作行为(进食、躺卧、站立、行走和甩尾)直接或间接地反映了奶牛的健康及生理状况,是奶牛疾病监测及感知奶牛异常的关键,为准确高效地对奶牛行为进行识别,提出了一种融合时间和空间注意信息的多分支并行的CAFNet(ConvNeXt-ACM-F... 详细信息

奶牛的动作行为(进食、躺卧、站立、行走和甩尾)直接或间接地反映了奶牛的健康及生理状况,是奶牛疾病监测及感知奶牛异常的关键,为准确高效地对奶牛行为进行识别,提出了一种融合时间和空间注意信息的多分支并行的CAFNet(ConvNeXt-ACM-FAM)奶牛行为识别模型,该模型在卷积网络ConvNeXt的基础上融合非对称多分支卷积模块(ACM)和特征注意力模块(FAM)。首先,利用ACM划分通道分支提取特征并保留一部分原始特征,防止信息过度丢失。其次,FAM对不同通道的特征进行融合并引入SimAM注意力机制,不增加网络参数的同时增强重要特征的有效提取。实验结果表明,该方法对进食、躺卧、站立、行走和甩尾行为识别准确率分别为95.50%、93.72%、90.26%、86.43%、89.39%,平均准确率为91.06%,参数量相较于原模型减少了1.5×10^(6),浮点运算量减少了3×10^(8),相较于其他模型,本文模型识别平均准确率平均提升8.63个百分点。本文研究成果可为奶牛疾病监测及预防提供技术支持。

关键词：奶牛行为识别非对称卷积 SimAM注意力 ConvNeXt

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2000—2020年中国青饲料播种面积及其供需驱动因素的时空格局

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地理学报 2024年第7期79卷 1804-1823页

作者：杨彤赵雯莉董金玮李愈哲李之超王洁齐雯丽毕健张戈丽中国农业大学土地科学与技术学院北京100093 中国农业大学生物学院北京100093 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国农业大学草业科学与技术学院北京100093 兰州大学资源环境学院兰州730000

高产、优质的青饲料对于国家畜牧业发展和食物供给至关重要。然而,当前对于青饲料播种面积时空变化格局及其阶段性特征、区域差异以及影响因素等尚未清楚。本文基于省级面板数据分析了2000—2020年青饲料种植的时空格局变化,结合MODIS-... 详细信息

高产、优质的青饲料对于国家畜牧业发展和食物供给至关重要。然而,当前对于青饲料播种面积时空变化格局及其阶段性特征、区域差异以及影响因素等尚未清楚。本文基于省级面板数据分析了2000—2020年青饲料种植的时空格局变化,结合MODIS-NPP产品和统计数据,揭示了饲料供给与需求对青饲料播种面积的影响。结果表明:①2020年中国青饲料播种面积为2199×10^(3)hm^(2),仅占农作物播种面积的1.3%,其中牧业地区占全国的59%。②2000年以来青饲料播种面积经历了快速增长(2000—2003年,464.2×10^(3)hm^(2)/a)、快速下降(2004—2009年,-399×10^(3)hm^(2)/a)和缓慢增长(2010—2020年,64.3×10^(3)hm^(2)/a)3个时期。牧业地区主导了全国青饲料播种面积的变化。③饲料供需因素最多可以解释92%的青饲料播种面积变化。其中,饲料需求每增加1万t,青饲料播种面积最高增加900 hm^(2)。秸秆草饲料产量与青饲料互为补充,以负效应为主(偏回归系数介于-1.2~-0.5之间)。天然草饲料产量则对青饲料播种面积变化影响较小。此外,生态工程和农业政策等因素通过调控奶业、草牧业和种植业对青饲料播种面积的变化有重要影响。本文结果可为制定粮食安全、生态环境保护和作物结构调整等相关政策措施提供科学支持。

关键词：青饲料时空格局播种面积饲料供需中国

两种白颖苔草对梯度NaCl胁迫的生理生化响应及综合评价

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草地学报 2024年第3期32卷 736-745页

作者：吴一鸣崔会婷张昆李跃李明娜孙彦中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所北京100193 青岛农业大学草业学院山东青岛266100

本试验以两个白颖苔草(Carex rigescens)品种‘绿坪1号’和‘绿坪2号’为材料,使用0,100,200和300 mmol·L^(-1)NaCl处理21 d,对处理后白颖苔草叶片进行了叶绿素含量、相对电导率、相对含水量、过氧化氢含量、丙二醛含量、钾钠比、净光... 详细信息

本试验以两个白颖苔草(Carex rigescens)品种‘绿坪1号’和‘绿坪2号’为材料,使用0,100,200和300 mmol·L^(-1)NaCl处理21 d,对处理后白颖苔草叶片进行了叶绿素含量、相对电导率、相对含水量、过氧化氢含量、丙二醛含量、钾钠比、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性指标的测定,并对各测定值进行隶属函数分析比较,探究两种白颖苔草在长期盐胁迫下的耐盐特性。结果表明:‘绿坪1号’中丙二醛含量和过氧化氢含量在盐浓度300 mmol·L^(-1)处理后比对照相比有更大幅度的上升;两材料中超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性变化不一致。随后经过相关性分析、主成分分析和隶属函数分析,提取3个主成分作为白颖苔草耐盐性评价的综合指标,经过计算得出耐盐性较强的是‘绿坪2号’。研究结果对白颖苔草在盐碱地利用及后续耐盐机理研究具有参考意义。

关键词：白颖苔草盐胁迫抗氧化酶活性隶属函数综合评价

头胎荷斯坦牛乳尿素氮及其与产奶性状和体细胞评分的遗传分析

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畜牧兽医学报 2024年

作者：张淼裴芬鞠林赵秀新杨健薛光辉徐千雯刘燕张元沛蔡高占高运东俞英王晓李建斌山东省农业科学院畜牧兽医研究所中国农业大学动物科技学院山东奥克斯畜牧种业有限公司山东农业大学动物科技学院

旨在研究山东省荷斯坦奶牛乳尿素氮的遗传参数及其与产奶性状（产奶量、乳蛋白率、乳脂率）和体细胞评分的遗传相关和表型相关。本研究使用山东省2016－2022年间15 497头头胎荷斯坦牛的99 732条DHI记录数据，将场、产犊年、产犊季节、... 详细信息

旨在研究山东省荷斯坦奶牛乳尿素氮的遗传参数及其与产奶性状（产奶量、乳蛋白率、乳脂率）和体细胞评分的遗传相关和表型相关。本研究使用山东省2016－2022年间15 497头头胎荷斯坦牛的99 732条DHI记录数据，将场、产犊年、产犊季节、产犊月龄、泌乳阶段效应作为固定效应，以个体加性遗传效应以及永久环境效应作为随机效应，利用DMU软件，采用AI-REML结合EM算法配合重复力模型进行遗传参数估计。结果显示：乳尿素氮、产奶量、乳脂率、乳蛋白率和体细胞评分的遗传力分别为0.129、0.252、0.188、0.257、0.110，均为中低遗传力；重复力分别为0.132、0.513、0.231、0.320、 0.339，除乳尿素氮外，均为中等重复力；乳尿素氮与产奶量、乳脂率、乳蛋白率和体细胞评分的遗传相关分别为：-0.02、0.20、0.04和-0.11；表型相关分别为：0.01、0.05、0.01和-0.02近乎为0。结果表明，乳尿素氮与产奶性状及体细胞评分存在较弱遗传和表型相关，在不影响产奶性状的前提下，对乳尿素氮这一性状进行选择是可能的，同时可以将其纳入荷斯坦牛育种工作中。

关键词：乳尿素氮中国荷斯坦遗传分析

基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法

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农业工程学报 2024年第13期40卷 146-155页

作者：林庆霞顾兴健陈新文熊迎军张国敏王锋张生福陆明洲南京农业大学人工智能学院南京210031 农业农村部养殖装备重点实验室南京210031 新疆畜牧科学院畜牧业质量标准研究所乌鲁木齐830000 南京农业大学动物医学院南京210095 南京农业大学动物科技学院南京210095 青海民族大学计算机学院西宁810007

为评价母羊繁殖性能并及时发现分娩栏中的弱活力羔羊,该研究提出一种基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法。针对传统ByteTrack算法在跟踪目标被遮挡时易发生身份切换的问题,引入置信度信息增强的状态向量,提高跟踪... 详细信息

为评价母羊繁殖性能并及时发现分娩栏中的弱活力羔羊,该研究提出一种基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法。针对传统ByteTrack算法在跟踪目标被遮挡时易发生身份切换的问题,引入置信度信息增强的状态向量,提高跟踪算法区分遮挡与被遮挡羔羊的能力。针对跟踪目标丢失导致轨迹预测不准确的问题,构建目标丢失期间的虚拟轨迹并重更新轨迹状态向量,以纠正轨迹误差。在获取各羔羊活动轨迹后,计算各羔羊帧间移动距离统计羔羊活动量。在江苏海门山羊研发中心采集的新生羔羊活动视频数据集上,测试状态向量增强的ByteTrack多目标跟踪算法性能。测试结果表明,研究提出的多目标跟踪方法在高阶跟踪精度、多目标跟踪精度、多目标跟踪准确度、IDF1得分上分别达到80.8%、86.1%、84.5%和92.2%,相较于现有算法的最高精度,分别提高2.7、0.2、2.3和3.9个百分点。该研究所提方法能够实现同窝多只新生羔羊的稳定跟踪,为新生羔羊活动量的自动计算、母羊繁殖性能的自动评估提供技术支撑。

关键词：动物目标检测多目标跟踪数据关联遮挡羔羊活动量

高精料饲粮中添加辣蓼对绵羊生长性能及血清生化、免疫、炎症和抗氧化指标的影响

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动物营养学报 2024年第4期36卷 2551-2560页

作者：于天力何振莲韩怡静任靖宇夏呈强裴彩霞山西农业大学动物科学学院太谷030801

本试验旨在研究高精料饲粮中添加辣蓼对绵羊生长性能及血清生化、免疫、炎症和抗氧化指标的影响。选取40只体重为(23.26±0.33)kg的3月龄杜寒杂交公羔,随机分为4组,每组10只。基础饲粮精粗比为75∶25,辣蓼添加量分别为0(对照组)、5(L1组... 详细信息

本试验旨在研究高精料饲粮中添加辣蓼对绵羊生长性能及血清生化、免疫、炎症和抗氧化指标的影响。选取40只体重为(23.26±0.33)kg的3月龄杜寒杂交公羔,随机分为4组,每组10只。基础饲粮精粗比为75∶25,辣蓼添加量分别为0(对照组)、5(L1组)、10(L2组)、15 g/d(L3组)。试验期75 d,其中预试期15 d,正试期60 d。结果显示:L3组的后期平均日增重和后期增重均显著高于其他3组(P<0.05)。与对照组相比,添加辣蓼显著降低血清中尿素氮和甘油三酯含量(P<0.05),显著提高血清中低密度脂蛋白胆固醇含量(P<0.05),L3组总胆固醇含量显著高于其他3组(P<0.05),L3组的高密度脂蛋白胆固醇含量显著高于对照组和L1组(P<0.05)。与对照组相比,添加辣蓼可以显著提高血清中总抗氧化能力、谷胱甘肽过氧化物酶、总超氧化物歧化酶的活性(P<0.05),显著降低血清丙二醛含量(P<0.05),L2和L3组的血清过氧化氢酶活性显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比,添加辣蓼可以显著提高血清中酸性磷酸酶活性及免疫球蛋白、干扰素-γ含量(P<0.05);显著降低血清中一氧化氮和脂多糖含量(P<0.05),L2和L3组血清中白细胞介素-1β、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α含量显著低于对照组(P<0.05)。综上所述,高精料饲粮中添加辣蓼可以提高绵羊的抗氧化能力和免疫功能,降低血清中促炎因子的含量,缓解采食高精料带来的机体炎症,提高绵羊的平均日增重和总增重,对保持绵羊机体健康有积极影响。在本试验条件下,辣蓼不会对机体产生不良影响,15 g/d的添加量最优。

关键词：高精料辣蓼绵羊免疫抗氧化

不同剩余采食量对德新肉用细毛羊生长性能、血清生化指标、肝脏及十二指肠黏膜抗氧化能力的影响

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动物营养学报 2024年

作者：王子庭张志军王许吴伟伟吕雪峰邢巍婷马艳庹勇郑文新新疆农业大学动物科学学院新疆畜牧科学院饲料研究所新疆畜牧科学院畜牧所新疆畜牧科学院质量标准研究所新疆畜牧科学院

本试验旨在研究高、中、低剩余采食量(RFI)对新疆德新肉用细毛羊生长性能、血清生化指标、肝脏和十二指肠黏膜抗氧化指标的影响。选用50只70日龄德新肉用细毛羊公羔作为试验群体,单栏饲喂114 d,其中预试期14 d,正试期100 d。根据线性回... 详细信息

本试验旨在研究高、中、低剩余采食量(RFI)对新疆德新肉用细毛羊生长性能、血清生化指标、肝脏和十二指肠黏膜抗氧化指标的影响。选用50只70日龄德新肉用细毛羊公羔作为试验群体,单栏饲喂114 d,其中预试期14 d,正试期100 d。根据线性回归方程筛选出RFI区间最小值和最大值分别为-0.31和+0.10 kg/d,并按照RFI>平均值+0.5标准差(SD)、平均值+0.5SD≥RFI≥平均值-0.5SD和RFI0.05)。2)L-RFI组心脏重、脾脏重、肾脏重显著高于H-RFI组(P<0.05),头重、蹄重、肺脏重、肝脏重极显著高于H-RFI组(P≤0.01)。M-RFI组空肠重显著高于H-RFI组(P<0.05)。3)L-RFI组血清生长激素含量显著低于H-RFI组(P=0.05),血清甲状腺激素和瘦素含量极显著低于M-RFI组和H-RFI组(P<0.01)。4)肝脏抗氧化指标中,L-RFI组总蛋白(TP)含量极显著低于M-RFI组和H-RFI组(P<0.01),丙二醛(MDA)含量显著高于M-RFI组(P<0.05),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和总抗氧化能力(T-AOC)显著高于H-RFI组(P<0.05),L-RFI组和M-RFI组过氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于H-RFI组(P=0.05)。十二指肠黏膜抗氧化指标中,M-RFI组TP含量极显著高于L-RFI组和H-RFI组(P=0.01),L-RFI组GSH-Px活性显著低于M-RFI组(P<0.05),M-RFI组过氧化氢酶(CAT)活性显著高于H-RFI组(P<0.05),M-RFI组T-AOC显著高于L-RFI组和H-RFI组(P<0.05)。由此可见,选择L-RFI的德新公羔可以有效减少饲粮消耗,并对羊只生长性能无显著影响,对德新肉用细毛羊选种选育具有较好的提升效果。

关键词：肉用细毛羊剩余采食量血清生化指标抗氧化指标消化道

抗代谢相关脂肪性肝病的天然活性物质研究进展

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畜牧兽医学报 2024年

作者：吕永乐郑雯王签慧朱家琦黄晓琦曹中赞栾新红沈阳农业大学动物科学与医学学院

代谢相关脂肪性肝病是一种与代谢紊乱相关的慢性肝脏疾病，通常由体内脂肪、碳水化合物和蛋白质等代谢紊乱引起，其发病机制与炎症反应、氧化应激、胰岛素抵抗和肠道菌群稳态失调等有关。该病严重影响人和动物的肝脏健康，导致肝损伤、... 详细信息

代谢相关脂肪性肝病是一种与代谢紊乱相关的慢性肝脏疾病，通常由体内脂肪、碳水化合物和蛋白质等代谢紊乱引起，其发病机制与炎症反应、氧化应激、胰岛素抵抗和肠道菌群稳态失调等有关。该病严重影响人和动物的肝脏健康，导致肝损伤、肝衰竭甚至肝癌的发生，增加糖尿病、心血管疾病等并发症乃至死亡的发生风险。源自蔬菜、水果、谷物及植物药材中的具有调节糖和脂类物质代谢、抗氧化应激、缓解炎症反应、改善肠道微生物菌群的天然活性物质可以调节肝脏代谢功能，减轻炎症反应，修复肝脏损伤，在代谢相关脂肪性肝病的预防和治疗中有着独特的优势。本文总结了能够调节糖脂代谢、抗氧化应激、缓解炎症反应、改善肠道菌群和胆汁酸代谢紊乱的天然活性物质，并阐述了这些活性物质在人和动物代谢相关脂肪性肝病中的潜在防治作用及其可能的机制，以期为临床医学或畜牧业生产实践中开发防治代谢相关脂肪性肝病的新药物提供理论参考。

关键词：天然活性物质代谢相关脂肪性肝病防治研究进展人和动物