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精准养殖可以说是如今养殖业大家爱谈的热点，也是趋势所在。不过，到底什么才是精准养殖？它包含了哪些维度、目前有哪些研究和应用进展呢？

今天我邀请到了一位专攻这件事儿的专家，美国佐治亚大学家禽科学系的助理教授：柴立龙老师，来一起聊聊这个话题。佐治亚州是美国的肉鸡养殖第一大州、蛋鸡第六大州，在这样的背景下，佐治亚大学的家禽系与实际生产联系非常紧密，做了很多为生产带来帮助的应用研究。

而我的博士导师在我毕业后就跑到这儿当系主任了，哈哈，通过他，我认识了柴老师。柴老师的背景是农业建筑、农业工程，这些年一直专注做家禽养殖的环境管理和精准养殖技术。当我们在谈精准家禽养殖时，我们到底在谈些什么呢？来听听柴老师的分享吧！

Enjoy~

～ 这里是音频 ～

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或者点原文这里收听：

Q. 你的故事

柴老师 : 我的家乡在安徽，小时候老家养了很多鸡啊、猪啊，鸡粪、猪粪的处理是一个很大的问题，一到夏天，苍蝇到处乱飞。这给我大学选专业有较大的影响，算是个萌芽吧！我在安徽农业大学读的本科，学习农业建筑环境学，主要关注畜舍、温室的设计和环境管理。

大学毕业后，我考取了中国农业大学农业建筑环境工程系研究生，在硕博连读期间，我来到美国普渡大学农业生物工程系联合培养，参与了一个超级大的课题 --- 美国国家空气环境质量检测项目（National Air Emissions Monitoring Study，NAEMS）。直到今天，这也是全球最大的动物环境检测项目。项目期间，我参与到了家禽、生猪、奶牛的环境管理和监控当中，算是正式进入到了畜牧行业！

毕业后，我来到加拿大农业部工作了3年，开发了一套加拿大动物养殖系统的氮循环模型，目前这个模型被加拿大环境部用来计算全国的动物氨气排放总量。

这之后，我来到了美国爱荷华州立大学开始我的第二站博士后，师从辛宏伟教授（全球动物环境和精准养殖领域的知名专家），受益匪浅。2018年，我加入美国佐治亚大学的家禽科学系做助理教授与家禽工程科学家，主要研究方向是家禽环境工程和精准养殖技术。

Q. 我们在谈精准家禽养殖时，我们在谈什么？

柴老师:

精准营养其实不是一个新概念了。在20、30年前，环境控制、空气质量管理、污染物减排...这一系列工作开始起步，其实都属于精准养殖的范畴，我们把它称为「精准养殖1.0版本」。

而我们现在说的精准养殖，可以说是「精准养殖2.0版本」，2.0版更侧重于应用计算机技术（比如AI 技术、计算机视觉等）来监测动物的健康、福利和行为；同时通过大数据进行食品质量的追踪。

比如： 我们可以利用深度学习（deep learning）来对小鸡的图像和声音进行处理，从而判断动物是否健康、福利如何。但这里面的技术难点在于个体追踪，特别是在商业养殖舍 —— 由于美国主要是地面平养，一个鸡舍大概有2万-3万只小鸡，目前还没有任何一个系统可以在商业化的农场进行个体追踪和监测。不过这是大家都在努力的方向，也是我们课题组主攻的一个方向。

运用深度学习/表型分析技术进行个体追踪（图片来自柴老师 ）Q. 家禽养殖中的空气质量控制

柴老师：空气质量非常关键！这是动物健康和福利的一个重要指标。

我们所说的空气质量主要包括两方面的管理：一是氨气、二是粉尘。很多时候粉尘并不可怕，可怕的是它携带的各种病原菌（细菌、真菌、病毒），如果它们进入到了动物的呼吸道系统，就会引发疾病。因此是目前空气质量管理的重中之重。

在鸡舍中，氨气的主要来源是尿酸。通过尿酸分解成尿素，然后进一步水解成铵态氮，铵态氮会挥发出氨气，影响环境的质量。

而粉尘则主要来自垫料，垫料里有木材加工的废料，在长期使用之后，鸡粪和垫料混合在一起，由于湿度较大，微生物（沙门氏菌、大肠杆菌等）开始在垫料里面生长，再通过动物的活动和粉尘的挥发，弥漫在空气中。

所以我们说控制空气质量，不光是对空气进行管理和监控，监测垫料的质量也很重要。

鸡舍的氨气挥发概述（图片来源: iStockphoto aluxum）

在空气质量控制方面，有很多方法和技术可以用来管理和改善：

1）Dilution is the best solution，哈哈，最常用的方法就是「通风」了。

把风机打开，将外面的新鲜空气放进来。这在夏天很好用，基本上不会有鸡舍空气质量问题，但冬天就没办法了，通风一减少，室内的有害气体浓度就高了。

2）使用「粪污添加剂」(litter treatment) 。

这在冬天无法通风时是常用的办法。这类添加剂的主要是酸化剂，其原理是铵态氮的平衡 —— 氨气的挥发除了受水分的影响，还受pH的影响，铵态氮里面有很多氢离子，它在碱性环境下，更易挥发氨气；若将pH调低，在酸性环境下氢离子越来越多，铵态氮的状态稳定，就不易挥发氨气了。

3）高压静电设备。

针对粉尘，美国农业部有开发一套静电除尘装备，在鸡舍内安装后，由于它是负电，可以对空气中的粉尘进行电击，粉尘就会沉淀到地表或者吸附到墙体和屋顶，从而减少空气中的粉尘，净化空气。

静电电离系统：导电线和放电电极（图片来源：DOI: 10.13031/aea.29.10011）

4）垫料管理

我目前有一个美国蛋鸡中心资助的项目，就是通过管理散养鸡舍内的垫料来同时降低粉尘和氨气的浓度。现在常用的垫料是比较细的，好处是可以吸附水分，不好的地方在于水分吸附过多的时候容易板结。这种情况下，氨气的产量就会特别高。我们通过增加一些大块的垫料（比如大块的木屑、树脂等），增加垫料里面的空气，有利于水分蒸发，减少氨气排放。

所以，垫料质量的控制和空气质量的控制是分不开的。

Q. 美国家禽养殖的垫料使用情况

柴老师：在这里，我展开讲讲美国家禽养殖的垫料使用情况吧！

1）蛋鸡

蛋鸡养殖主要集中在美国的中西部，大部分仍然是笼养的，所以不需要垫料；但散养蛋鸡是必须要用垫料的 —— 材料主要是松木的加工废料（Pine shaving），质量比较好，可以有很好吸水效果；而在美国南方，比如产花生的佐治亚州，垫料的选择还包括花生壳的加工废料等。垫料厚度各个鸡舍不太一样，初始厚度在2 - 5 cm都有。

2）种鸡

对种鸡舍而言，因为种鸡的个头大一些、并且生产周期也长，所以垫料会更深一些，里面也会多加一些大的木屑。在东南部，空气较湿，就会多加一些吸水性好的材料。育种鸡舍的垫料特别关键，要保证一年到头都能有好的垫料质量。

3）肉鸡

对肉鸡而言，当一批鸡出栏、下一批鸡进来这之间的两周时间里，鸡舍会进行垫料的堆肥处理（composting）：将垫料都堆起来发酵，中间翻一次，让它蒸发水分、增加氧气。这个过程中，垫料内部温度可以达到50度以上，可达到杀菌效果。

这样，肉鸡舍的垫料可以循环利用好几年。有时候新的垫料由于含水量更高，对动物健康来说未必更好。

家禽垫料堆肥（图片来源：）Q. 家禽养殖中，如何精准跟踪生长？

柴老师：这个问题我就以肉鸡养殖为例吧！

肉鸡的生长速度、出栏体重很关键，但目前主要还是通过人工抓鸡来进行体重测量，但这会给小鸡带来一定的应激，效率也低。慢慢地，就有了精准测量技术的引进。

1）电子秤

这两年大家谈的比较多的一个技术就是电子秤。小鸡喜欢跳来跳去，可以通过悬挂的电子秤来测量小鸡体重的变化，更加方便。

不过目前，电子秤在美国肉鸡养殖的普及率还不是很高，主要原因一是成本：一套电子秤系统的价格要花几千美金。而美国肉鸡养殖模式大多是合同制，大集团与农户合作来养鸡，一般而言集团提供鸡苗、饲料，农户负责鸡舍和设备，但电子秤这类新技术的费用由谁来出？大家还没有达成一致。

二是培训：要把电子秤系统用好，需要对鸡场的工人进行电脑软件、电子产品使用培训，这对工人来说会觉得是一个麻烦事儿。

另一方面，将电子秤系统用在育成鸡上，回报率会高一些 —— 育成鸡场的养殖成本高，体重曲线与生产性能直接挂钩，因此，精准的体重监控是非常重要的。如果有精确度高、成本不是特别贵（比如一个鸡舍1000-2000美金）的电子秤系统，种鸡场还是很愿意使用的。