使用射频识别监测羊只在商业松散舔食饲喂器停留时间的变异性

《Smart Agricultural Technology》：Monitoring variability in sheep time spent at commercial loose-lick feeders using radio frequency identification

　　

研究人员采用低频射频识别（Low-frequency Radio Frequency Identification，LF RFID）技术，以羊只在商业松散舔食饲喂器上停留的时间作为个体补饲出勤变异性的代理指标（在未直接测量补饲摄入量的情境下），对90只美利奴（Merino）母羊羔（42.7 ± 5.2 kg）进行研究，这些羊只采食以苜蓿（lucerne）为主的草场，并补充粗盐（coarse salt）28天。在整个试验期间，研究人员观察到羊只在饲喂器停留时间存在显著的个体及时间变异性（P < 0.05）。部分羊只平均每日停留时间低于1分钟，而另一些则超过5分钟。约70%的羊只每日在饲喂器停留时间至少为0.6分钟。此外，时间变异性明显：某些羊只在研究末期出勤增加，而另一些则持续保持低出勤。通过聚类分析（clustering analysis），研究人员识别出29%的羊只（4.1 ± 0.278 min/只/天）在饲喂器上花费更多时间，表现出更长的访问持续时间和更高的访问频率，相比之下，18%的羊只（1.62 ± 0.094 min/只/天）花费时间最少。研究结果强调了在粗放放牧系统中确保一致补饲消耗的难度。将LF RFID整合至商用松散舔食饲喂器，有助于增进对影响补饲传递因素（如群体规模、每群饲喂器数量及放牧环境）的理解。

论文解读文章

**研究背景与问题**
在粗放放牧系统中，补饲（supplementation）是保障牲畜营养摄入和发挥饲料添加剂（如抗甲烷化合物 anti-methanogenic compounds）功效的关键环节。然而，个体动物对补饲的利用率常存在显著变异，导致仅部分群体达到目标摄入量。传统监测方法依赖间歇性人工观察或群体水平测量，无法捕捉个体及时间维度上的异质性。射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）技术在畜牧业中已用于追溯和记录，但将其整合至商业松散舔食饲喂器（loose-lick feeders）以连续监测羊只出勤行为的研究尚未见报道。本研究旨在利用低频RFID（LF RFID）评估个体羊只在松散舔食饲喂器上的停留时间，量化个体与时间变异性，为设计更一致的补饲传递系统提供实证基础。论文发表在《Smart Agricultural Technology》。

**主要技术方法**
研究人员在澳大利亚新南威尔士州寇拉农业研究与咨询站（Cowra Agricultural Research and Advisory Station）开展试验，以90只美利奴母羊羔（42.7 ± 5.2 kg，6–7月龄）为样本队列，放牧于苜蓿优势草场，并补充粗盐。每个栏位饲养45只羊，配备一个商用松散舔食饲喂器，安装低频RFID阅读器（Breadboard Designs, Rowsley, VIC, Australia），记录每次访问的开始/结束时间。数据采集持续28天，每周称量剩余盐量估算摄入量（未作为直接测量）。统计方法包括线性混合效应模型（linear mixed-effects model）、主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）和k均值聚类（k-means clustering），用于分析停留时间、访问次数及行为模式。

**研究结果**
1. **每日出勤与停留时间分布**：整个试验期间，羊只每日至少访问一次饲喂器的比例中位数为94.4%，但每日停留时间中位数仅为1.30分钟/只，呈右偏分布（Q1 = 0.40分钟/只，Q3 = 3.00分钟/只）。
2. **周间与个体差异**：停留时间在不同周间存在显著差异（P < 0.05），从第1周的1.64分钟/只/天增至第3周峰值3.83分钟/只/天，后降至第4周2.72分钟/只/天。个体变异范围从0到8.7分钟/只/天（P < 0.01），部分羊只持续低出勤，另一些则波动增加。
3. **连续出勤天数**：羊只超过第1四分位数（0.40分钟/只/天）的连续天数随周增加（第1周3.13天→第4周4.78天），但超过中位数的连续天数在第3周仅平均3.30天，表明持续高出勤难以维持整周。
4. **聚类分析揭示的喂养模式**：PCA解释了49.1%的方差（由持续时间变量驱动）和24.5%的方差（由间隔变量驱动）。k均值聚类将羊只分为3组：Cluster 3（29%的羊只）停留时间最长（4.1分钟/只/天），访问持续时间（23.01秒/次）和频率（9.83次/天）均高；Cluster 2（18%）停留时间最短（1.62分钟/只/天），访问持续时间（15.70秒/次）和频率（6.29次/天）最低；Cluster 1（53%）居中。每日访问时间模式显示，各组峰值均出现在中午及傍晚。

**讨论与结论**
研究发现个体自舔食槽停留时间的高度变异性，证实了假设。即便羊只每日出勤率高（≥63%），但停留时间短暂（中位数<1.5分钟），导致抗甲烷添加剂等需每日持续摄入的化合物难以达到有效剂量。聚类分析表明，29%的羊只过度消耗，而18%严重不足，这种不均性可能影响群体生产效率和动物福利。技术整合方面，LF RFID可提供连续个体数据，但实际摄入率与停留时间的关系仍需进一步量化（如通过直接测量消耗率）。研究结果还强调，商业场景中群体规模、饲喂器配置及放牧基础会影响变异性，需因地制宜调整添加剂浓度。
**研究结论**：研究人员得出结论，尽管羊只频繁访问松散舔食饲喂器，但停留时间通常不足一分钟，这凸显了在正确频率下向大多数绵羊传递饲料添加剂的窗口狭窄。这些发现与先前关于羊群访问矿物补充剂的个体和时间变异性的研究一致。数据采集技术的进步为补饲传递和设计影响提供了宝贵见解，但实现一致的补饲传递仍是一项挑战。