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母猪批次化生产及管理新技术
秦玉圣，庞明月，蔡家宝，白佳桦，刘 彦 *
（北京市农林科学院畜牧兽医研究所，北京 100097）
猪场批次化生产具有工业化特征，母猪批次化生产由“批次分娩”发展而来，是指利用生物技术手段有计划地实施母猪批次化繁殖生产，从而实现猪场生长猪的“全进全出”批次化生产。
非洲猪瘟暴发后，随着散养户退出和规模猪场急剧扩张，传统的连续生产方式已经无法适应生猪产业发展需求，高效、安全、可控的“批次化生产”理念得到养猪人的认可，并在生猪养殖企业大规模推广应用。批次化生产不是单一技术，而是一套完整、高效、可控的技术体系，涉及母猪发情周期同步化、同期发情、同步排卵、定时输精及同步分娩等繁殖调控技术。目前，根据批次化生产所采用的繁殖调控技术种类和数量，形成以定时输精技术为核心的“精准式母猪批次化生产”和“简约式母猪批次化生产”两种类型。
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批次化生产模式
INTRODUCE
基于批次生产时间间隔不同，批次化生产模式主要分为1周批、2周批、3周批、4周批、5周批等整周批次和9 d、11 d、18 d、36 d等非整周批次。不同生产模式各具不同优势，但均可有效阻断疫病在不同批次猪只间的交叉感染，提升猪场生物安全水平的同时提高猪只免疫水平、营养状态和出栏的整齐度。
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批次化生产新技术
INTRODUCE
批次化生产的核心是母猪定时输精技术，随着对批次化生产效率的要求提高，定时输精精准性随之升高，文章总结盘点批次化生产定时输精技术主要环节的新进展，为高效精准批次化生产提供理论和技术支持。
2.1 发情周期同步化
烯丙孕素是批次化生产的主要激素之一，饲喂烯丙孕素可抑制母猪卵泡发育从而抑制发情，停止饲喂后解除了对卵泡发育的抑制作用，卵泡启动生长，该激素被广泛地用于定时输精母猪发情周期同步化。
目前，国内外上市销售的烯丙孕素兽药产品均为内服溶液剂型，此种剂型兽药产品存在诸多不足之处：1）使用不方便。在温度低于-10℃时烯丙孕素内服液逐渐黏稠凝固，影响饲喂量的准确性，造成冬天北方猪场母猪发情周期同步化失败，扰乱批次化生产节律；2）成本高。烯丙孕素产品常见规格为450 mL和1 000 mL包装，体积大、质量重、仓储及物流成本较高。3）现有剂型给药方式不利于生物安全防控。为保证烯丙孕素的抑制发情效果，通常使用连续饲喂器将其直接放至母猪口中，同一批次母猪交叉饲喂极易导致非洲猪瘟等接触性传染病的蔓延。目前，现有烯丙孕素产品剂型在安全性、便利性等方面均不能满足当前生猪养殖环境下批次化生产的需求。2023年，随着烯丙孕素片剂上市以及胶囊、乳剂和栓剂等新剂型的快速研发，在保障同等药效的前提下兼具生物安全防控作用，对“非洲猪瘟”环境下规模猪场批次化高效生产给予重要支撑。
利用烯丙孕素进行发情周期同步化成本较高且需每天给药，2023年巴西贝洛塔斯联邦大学Camila根据母猪发情周期不同阶段激素分泌模式，利用促性腺激素和前列腺素初步建立了非甾体激素诱导母猪发情周期同步化新技术，技术路线如图1所示。
图1 非甾体激素母猪发情周期同步化程序
具有正常发情周期的后备母猪在其发情当天定义为第0天。eCG+HCG程序：在第10天、12天分别注射400 IU eCG（马属动物绒毛膜促性腺激素）和500 IU HCG（人绒毛膜促性腺激素），HCG2程序：于第12天和15天分别注射1 500 IU HCG；于第30天间隔6 h对两组未发情母猪分别注射前列腺素F（PGF）类似物。尽管HCG2方案对活产仔猪数和窝产仔数有不利影响，但两种程序均能有效延长母猪黄体期，经进一步优化有望作为批次化生产诱导母猪发情周期同步化技术之一。
2.2 卵泡发育及排卵同步化
PMSG（孕马血清促性腺激素）广泛应用于批次化生产诱导定时输精母猪卵泡同步发育，Magdalena对后备母猪采用750 IU PMSG处理后，于配种第10、12、15天屠宰配种母猪后收集子宫内膜，实时荧光定量PCR技术发现第10天、12天的黄体孕酮合成水平下降。由于着床期孕酮水平降低会影响母猪子宫内膜和子宫肌层孕酮等受体的表达，影响胚胎附植。因此，为确保批次化生产的稳定性，降低猪群的非生产天数，可在母猪配种后补充适量烯丙孕素，弥补因PMSG造成的孕酮合成分泌障碍导致的体内孕酮水平的降低，从而提高母猪受胎率。
同步排卵集中度越高，则批次化生产效率越高。排卵前0～24 h授精可使母猪获得最佳繁殖性能，该时段之外的授精则会降低母猪妊娠率或产仔数。因此，准确鉴定母猪排卵时间是批次化生产的关键。目前，最新上市用于诱导批次化生产母猪同步排卵的激素是布舍瑞林。2023年，周乐乐等探究布舍瑞林注射液诱导靶动物排卵的安全性，试验设置1倍、3倍、5倍推荐剂量连续3 d单次颈部肌内给药，发现3倍及以下剂量布舍瑞林注射液对靶动物猪是安全的。王勤华等在母猪断奶后 24 h注射1 000 IU PMSG，第5天注射布舍瑞林后，并于第6天实施单次输精，母猪受胎率、配种分娩率、窝均活仔等指标均未降低，有助于建立母猪单次定时输精批次化生产体系，从而降低精液成本和员工工作量，提升猪场的综合效益。
哺乳动物的生殖功能受中枢神经系统、下丘脑-垂体-性腺轴（HPG）的严格调控。KP可通过调控GnRH神经元活性，促进促性腺激素分泌与释放，进而调节卵泡成熟和排卵，2023年，张太鹏研究发现采用KP-10诱导定时输精母猪同步排卵能够达到常规定时输精效果，在国内首次建立了除了戈那瑞林类似物诱导批次生产母猪同步排卵之外的定时输精程序。
排卵实时检测方法能够确定母猪配种的最佳时间。目前，除了通过B超对母猪排卵实时监测之外，也可以基于排卵前后子宫黏液阻力变化采用排卵测定仪进行排卵鉴定，但这些技术在排卵监测的同时增加了不同猪只之间交叉感染疫病的风险，而且耗时严重，尤其是待配母猪数量较多时，通过上述方法进行排卵鉴定极有可能错过母猪的最佳配种时间，降低母猪批次妊娠率，干扰批次生产的稳定性。研究发现母猪外阴温度的变化可以预测排卵时间，Lu?o等结合超声观察排卵前后外阴皮肤平均温度的变化，发现排卵前24～12 h外阴皮肤温度明显下降。目前，已有研究通过红外热像仪等监测母猪外阴皮肤温度变化，初步验证了温度作为发情预测和排卵的可行性，从而确认配种时间，但是，目前外阴皮肤温度提取的效率、准确性和稳定性仍有待提高。
2.3 配种同步化
配种同步化效果直接决定批次生产的稳定性。规模猪场批次化生产单次配种母猪数量多、常规输精耗时长，极易导致排卵母猪卵子失去受精能力。深部输精可将精子直接快速输送到子宫体，极大缩短配种时间，对提升配种受胎率具有关键作用，在规模猪场批次化生产中得到广泛应用。此外，配种精液质量对批次母猪配种受胎率同样至关重要。当前，规模猪场配种所用精液多为混精，虽然有些公猪精液质检指标尚可，但生育力较低，采用混精配种无形中掩盖了生育力低的公猪，造成公猪培育成本增加。开发高效和实用的预测、追踪公猪个体生育力的机器人通过深度学习，建立高灵敏、高精准度的优质公猪智能识别追踪系统，快速识别、追踪对精液储存更有抵抗力的公猪，鉴定出产仔数高的优质公猪，那么在批次化生产时，通过降低单次输精剂量或输精次数，高效利用优质公猪的遗传性能。
专业化公猪站的发展使得精液经高铁、飞机等交通工具进行远距离或超远距离运输成为生产常态，改变运输包装及精液瓶的结构、开发远距离精液保存系统等以吸收运输过程中机械振动，降低震动对精子的不利影响，保持精子活力，是确保批次生产同步配种效果亟需考虑的要点。
2.4 分娩同步化
为保证批次化生产母猪安全分娩，减少工作人员夜间劳动强度，防止仔猪因难产、挤压等引起的机械性死亡，对预产期母猪注射高效PGF类似物，诱导母猪实现日间同期分娩，提高仔猪成活率。此外，同步分娩有助于仔猪在后续生长性能、体况的同步性，研究发现10%的母猪在妊娠113 d之前分娩，这种早产与仔猪初生重低、死胎和哺乳期高死亡率密切相关。在妊娠后期饲喂低剂量的烯丙孕素，通过提高子宫妊娠的稳定性，可避免早产的发生。
2.5 发情鉴定新方法
基于母猪卵泡同步发育，对母猪进行发情鉴定成为确保定时输精批次化生产的关键。目前，批次化生产定时输精主要包括简式定时输精和精准定时输精，其中后者又分为“两点式查情”和“发情促排”定时输精技术，就目前定时输精技术而言，准确的发情鉴定依然处于重要地位。常见发情鉴定方法有公猪试情、公猪气味剂等，这些方法不仅耗时长，而且对猪场生物安全造成严峻挑战。因此，深入地了解母猪发情生理过程，借助人工智能可有助于提高发情鉴定的便捷性和安全性。
2023年，南京农业大学Liu等为了探究哺乳动物多组织中控制发情的机制，对发情母猪与乏情母猪的下丘脑、垂体、子宫、阴道、外阴等不同组织进行LincRNAs测序，发现发情差异表达的基因主要富集在“凋亡”“自噬”和“缺氧”等通路，为研究发情和排卵提供了全面的信息。广东省农科院Xin等采用无标记获取质谱法对猪发情前3 d、发情当天、发情后第3天、第8天唾液蛋白质组谱进行研究，鉴定出115个差异表达蛋白，功能注释显示差异表达蛋白主要富集在钙离子结合、肌动蛋白细胞骨架和裂解酶活性上。唾液的比较蛋白质组学分析不仅增加了对母猪发情周期唾液成分变化的认识，而且也为通过对猪发情期特异性蛋白进行分析建立发情快检技术提供了可能。密苏里大学Xu在2023年开发了一种利用遥感和人工智能技术的机器人成像系统，通过激光雷达成像客观评估和量化母猪外阴大小的图像处理技术，开发机器人成像系统，如图2所示。利用人工智能来监测母猪发情行为，在进一步降低批次化生产劳动成本、提高生产效率方面具有较大的潜力。
图2 人工智能监测母猪发情原理（Xu et al., 2023）Zheng
研究开发了一种用于母猪发情检测的温度自动提取方法，首次将深度学习与热图像相结合的方法用于母猪发情检测，如图3所示。该方法直接检测和提取母猪外阴的温度，可解决人工发情鉴定耗时、具有主观性的缺陷。
图3 母猪热红外采集方法示意图 （Zheng et al.,2023）
随着养猪业智能化、智慧化的快速发展，针对猪发情生理机能及表型变化，开发即时快检发情或其他自动、便捷、准确发情鉴定相关的电子识别技术，为客观、准确、及时发情鉴定提供潜在高效的检测方法。
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批次化生产管理应用软件
INTRODUCE
猪场在选择批次化生产模式时，计算参数多并且较为复杂。2023年5月，由北京市农林科学院与中国农业大学联合开发的“母猪批次化生产管理e软件”（图4）在“科创中国北方猪业论坛”首次发布，目前已在微信小程序试运行。此外，国内也有一些相关企业发布了批次生产导入工具，这些批次生产计算程序为猪场在批次化生产模式制定时提供了及时、快速、高效的参考。
图4 母猪批次化生产管理e软件
注：A、B分别为以基础母猪数量为准和以产床数量为准的批次化生产参数计算页面
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