物联网进军畜牧业，智能技术为信息化监管赋能

April 18, 2023

Fanny Hu

— 智慧农业：技术如何改变畜牧业管理

发布于2023-04-18

物联网 (IoT) 几乎渗透到了人类生活的每一个领域，从智能手机、平板电脑到汽车和工厂，无处不在。它甚至还已经进军农业；例如，从土壤中的传感器收集的数据有助于提高作物产量，更精确的天气监测有助于防止农作物遭受霜冻、干旱和其他与天气有关的自然灾害。

这种“智慧”农业还有助于减少种植粮食和经济作物所需的自然资源量，减少浪费和排放，从而降低总体碳排放。技术和物联网不光进军以农作物为基础的农业领域，在牲畜管理方面也在大显身手。农场主和牧场主正在使用数字技术来优化他们饲养牲畜，从幼崽到出栏的全过程。

农场主和牧场主可以使用射频识别 (RFID) 标签来跟踪牲畜的活动轨迹，并监测畜群的健康状况（单个或集体），类似于兽医和护林员使用传感器和GPS监测来跟踪圈养和野外动物的活动轨迹。动物的心率、血压、体温等可以通过边缘设备或云端实时监测和分析。有关喂养和放牧模式的数据有助于改善动物的营养状况并防止浪费。有关牛奶和鸡蛋生产等要素的数据可以帮助农场主和牧场主选择他们想要投资的动物品种。在某些情况下，物联网甚至可以帮助农场主和牧场主培育专为特定气候/环境设计的新动物品种。

在本文中，我们将探讨农场主和牧场主如何利用物联网，通过饲养肉类或乳制品动物来打造更高效、更具成本效益的企业。我们还将研究物联网如何改变全球食品供应的未来。

ID标签和监测传感器

ID标签对于维持健康、多产的畜群至关重要（例如，当你无法区分一种动物和另一种动物时，就很难将生病且可能具有传染性的动物从畜群中分离出来），RFID标签已经在牲畜管理中应用了多年。低频RFID标签在牧场主中很受欢迎，因为它们的性能不会受到动物体内水分的不利影响，但它们的信号传播范围最多只有几英寸。高频RFID标签可以在几英尺外读取，但它们的信号传播可能会受到水的阻碍。超高频RFID标签的信号传播范围最高可达20英尺，但动物体内的水分会严重影响其性能，因此必须将标签放在动物的耳朵上才有效。

准确的时间和位置跟踪信息不仅仅用于区分牲畜。例如，准确地知道牲畜在哪里以及何时吃草，可以让农场主和牧场主深入了解潜在的食源性细菌或疾病。活跃度和运动急剧减少的牲畜可能是生病或怀孕的迹象。即便是牲畜呆在阳光下而不是阴凉处的时间，也可以让农场主和牧场主了解哪些温度会让某些牲畜感觉最舒适或变得最高产。

精确的位置监测只是物联网帮助改进牲畜管理的一个方面。另一个方面是体温监测。例如，通过使用传感器监测奶牛的体温，农场主和牧场主可以帮助缩短奶牛的产犊间隔，提高产奶频率和总产量。压力之下的奶牛通常比平时产奶量低，这使得监测它们所处的环境成为了牲畜管理的另一个重要因素。

当牲畜过度喘息时，传感器可以告诉农场主和牧场主，这是过热或压力过大的迹象。电子涂抹器和组织采样可以帮助实时监测牲畜的可的松和其他激素水平，这是牲畜压力水平升高的另一个重要指标。从每只牲畜身上的传感器收集的数据可以帮助农场主和牧场主为整个畜群的健康状况和产能做出更好的决定，比如将寒冷环境下比较高产的牲畜与喜欢温暖气候的牲畜分开。了解畜群中的每只牲畜什么时间在什么地方以及状况如何，对农场主和牧场主来说非常重要，并且有助于通过减少追踪牲畜所需的劳动力来降低总体成本。

精密饲养和放牧

农场主和牧场主还使用物联网来优化饲养效率和牲畜的营养水平。例如，在改变饲养计划或引入不同品牌的饲料后，通过监测生命体征和其他健康因素，农场主和牧场主可以查看数据，确定购买的最佳饲料种类，然后优化饲养计划，以最大限度地提高产量。精确的营养监测对于开发饲养系统至关重要，该系统能为牲畜提供合适的营养，同时最大限度地利用资源，促进牲畜生长和乳制品生产，甚至降低甲烷排放水平。

物联网监测也有助于优化放牧牲畜的饲养过程（图1）。精确的位置监测可以准确地告诉农场主和牧场主他们的牲畜经常在哪里吃草（几英尺以内），吃了多长时间，以及大概消耗了多少草料。

图1：农场主和牧场主追踪他们的牲畜在哪里吃草以及吃草情况

饲养牲畜最重要的开支之一是畜群放牧所需的土地。物联网可以帮助农场主和牧场主根据历史数据优化轮牧模式，最大限度地利用牧场，从而减少喂养畜群所需的总牧场数量，降低总体成本。

基因检测与选择性育种

物联网传感器收集的数据不仅可以帮助优化牲畜所处的环境，尽量提高产量和效率，还可以帮助培育能在特定环境条件下茁壮成长的品种，优化牲畜本身以适应环境。例如，某些品种的牛在生长和/或产奶期间可能比其他品种的牛需要的水更少，因此更适应干旱气候。干旱地区的农场主可以将他们的牲畜与这些牛杂交，以培育出更能在干旱条件下茁壮成长的品种。通过监测特定品种的牛在不同发育阶段消耗的食物和水的数量，牧场主和基因工程师可以确定哪些品种更容易在特定的栖息地繁衍生息。澳大利亚北部的牧场主通过传感器网络监测气候变化对不同品种牛的影响，培育出了更能耐受极端高温和干旱的复合品种牛，以对抗气候变化带来的影响。

监测牲畜健康状况也可以让农场主和牧场主了解哪些品种的牲畜对疾病或害虫有抵抗力，这样就可以相应地育种（图2）。通过将一种对特定疾病有抵抗力的牛的DNA与其他品种相结合，牧场主可以在几代之内有效地根除该疾病。随着气候变化继续改变自然界，牲畜监测可能是确保我们的食品供应能够抵御环境动荡的关键。

图2：农场主和牧场主可以使用物联网传感器来收集牲畜健康数据

未来基因选择和杂交项目的另一个关键要素将是减少甲烷排放，以降低农业的碳排放。通过使用环境传感器网络测量畜棚和室内畜牧设施中不断变化的甲烷水平，农场主和牧场主可以确定哪种饲料会增加特定品种牛的甲烷产量，并进行相应的调整。基因工程师甚至还在设计疫苗方面取得了进展，这些疫苗有助于通过从畜牧设施和个体牲畜收集的数据来减少牛的甲烷排放。

结语

物联网对食品供应的影响超出了大家的想象。园艺学家和种植业农场主利用从植物和土壤中收集的数据来优化作物的生长并最大限度地提高收成。现在的牧场主和牲畜管理者正在使用从牲畜身上收集的数据来达到同样的效果。

气候变化正在改变我们对维持全球食品供应的看法，传感器和数据收集技术可能是抵御不断变化的物理世界中一些新的严峻现实的关键。技术和种植之间的这种伙伴关系是为了打造气候智慧型农业，目标是提高生产力，增强对极端天气模式和疾病的抵御能力，并减少浪费和排放。有了传感器技术和物联网的加持，农场主和牧场主比以往任何时候都更接近这一目标。