动物标识技术发展现状及存在的问题

动物标识技术发展现状及存在的问题动物标识是指对标记的动物个体、一个流行病学单元或动物群体进行识别和记录。传统动物标识主要用于区别同类动物个体或群体，现代动物标识通过与信息技术的结合，实现了对动物及其产品在生产、加工、流通、消费全过程的追溯，广泛应用于品种繁育、精准养殖、动物卫生、食品安全和国际贸易等多个领域。近年来，中国畜牧业呈现持续快速发展势头，产业布局和产品结构不断完善，但同时，饲养、屠宰、加工的整体水平还较低，免疫体系不健全、食品安全无保证等问题还严重制约着中国畜牧业的健康发展。动物标识技术的应用对于提高畜禽生产管理效率、提升疫病防治水平、保障食品安全都具有重要意义。1.动物标识技术的应用1.1传统动物标识技术动物标识技术，简而言之就是动物身份的方法。自远古时代，动物从野生状态驯化为人工饲养家畜，服务于人类，就开始采用动物个体标识方法，用来表示畜主所有权或满足畜禽育种需要。早在3800多年前中国就用烙铁（或耳朵上打缺口）来标识马匹，官方还注册动物的名字，该标识方法迄今仍在使用。在畜牧生产中，一般有截耳法、刺墨法、角部烙字法、火烫烙号法、笔录法、冷冻烙号法和颜料法等。体外施加标识的方法有金属耳标法、塑料（橡胶）耳标法等。他们的目的都是为了标识动物的所有权，而对动物福利关心不够。1.2耳标耳标是佩戴于动物耳部，由主标和副标相结合的组合体，用以标记动物身份并记录免疫信息。耳标是目前使用最为广泛的动物标识技术。1.2.1传统耳标传统耳标有不同的形状（旗形、钮扣形、环形）等、材料（金属和塑料）、规格和颜色。金属环耳标由黄铜或铝制成。防更改闭环设计的黄铜耳标在许多国家被用来做牛的肺结核和普鲁氏菌病控制。小铝环耳标易于打标和佩带，但也易掉。目前在多数国家，塑料耳标最常用，随着塑料工业的发展，塑料耳标质量提升了很多，已经有柔软的、自穿透的、各种形式各种颜色的耳标可供选择。根据耳标本身的特征、所用的动物种类、品种和环境状况不同，耳标的保持率从60%~98%差异很大。据研究，聚亚安酯耳标具有较长的保持率。塑料耳标可以光面提供，可用机械方法或用专门的记号笔在光面耳标上写上专用数字，可用激光刻字。1.2.2条形码耳标条形码耳标是在普通塑料耳标表面，利用直接标识技术打上唯一条形识别码(二维码)，标识动物身份。通过专用识读器读取编码信息，识读器与中央数据库相连，可实现动物防疫、检疫、养殖档案等相关信息的查询。达到溯源的目的。它的缺点是受打印技术的限制，这种在塑料表面直接生成的小图象不规则，光学反差较低，当耳标表面有污渍或使用时间较长时，条码识读会有困难。数据显示，在使用6个月后，饲养场只有少于20%的条形码耳标能成功被识读。1.2.3电子耳标电子耳标属于电子标识的一种，适用于绝大多数牲畜种类。它是在传统塑料耳标的母标内嵌入了一个纽扣式的电子标签(异频雷达收发器)，内储存有动物身份信息，与读写器(无线电收发器)配套使用。相比于条形码耳标，电子耳标具有独特的优点，即通过射频信号自动识别目标对象，无须可见光源；具有穿透性，可以透过外部材料直接读取数据；可以在恶劣的环境下工作，对环境要求低；读取距离远，无须与目标接触就可以得到数据等。1.3自然特性标识自然特性标识是指用动物体本身的体貌特征、身体器官来做标记。过去，马和牛的皮毛、轮廓头发和鼻印被广泛用来做标识。近来，用数码相机拍摄单头奶牛的照片，记录在家畜血统书中，标识起来更为简便。不过，在毛色单一的畜群中，皮毛特征不能作为个体身份的有效标识。近来常用视网膜成像和虹膜成像对动物进行光学标识。实践中，视网膜成像要优先于虹膜成像，比虹膜成像更适用，因为虹膜在动物的生命过程中是变化的，并且当动物发生角膜疾病时，虹膜图像很难收集到。视网膜图像很易获得，并且可靠、价廉。图像可直接在围圈或保定斜道上获得，也可当动物接受免疫或其他检查时获得。在屠宰室里，摄像系统被安装在屠宰线上，在动物头被割掉之前，可以提供动物和(屠宰后)畜体的追溯联系。现在，在人类、植物和动物科学上，DNA基因标记是广泛使用的个体身份标识工具。遗传识别依赖于对基因组中发现的DNA多样性(DNA序列的改变)的诊断和分析。2.动物标识技术应用现状及研发趋势2.1动物标识技术的应用现状动物标识技术经历了从新石器时代原始标识到信息时代电子标识的演化。从标识物上划分，主要有标记型、自然特征型和电子型3种类型：标记型标识是指通过在动物的身上进行标记或者使用耳标等佩戴物对动物进行标识，主要包括动物体标记、传统耳标和条形码耳标等，虽然存在着不易长期保持、识读率较低、易涂改等缺点，但因成本低且对技术要求不高，目前在发展中国家仍广泛使用。其中的二维条形码耳标在抗磨损性和可识读性都较高，已成为中国建立动物标识及疫病追溯系统所采用的主要标识技术。自然特征型标识是指用动物体本身的体貌特征、身体器官来做标记，主要包括身体标记、光学器官标记和DNA标记等。其中DNA指纹图谱标记已被用于标识贵重动物如宠物、纯种动物及动物园中的动物，并已作为未来国际动物标识计划的组成部分，但其用于常规动物标识的成本过高，对相关技术水平的要求也很高，目前还未大范围推广。电子型标识是一种具有信息存储和处理能力的无线射频标识（RFID），由植于动物体内或附着于耳标上的电子射频芯片和固定的或便携式的数据收集设备组成。目前，电子标识技术已成为发达国家进行动物标识所采用的主流技术。为满足生产者、管理者和消费者对提高生产效率、提升疫病防治水平和保障食品安全所提出的更高要求，现代动物标识技术的功能已远远超出了对动物个体和群体的简单标记，实现了在多个领域的广泛应用，主要包括对品种性能的跟踪测定、对精准养殖的信息采集、对动物疫病的防治监控、对安全生产的全程追溯、对国际贸易的推动促进。2.2动物标识技术的研发趋势针对应用领域不断扩大，技术要求不断提高的现状，世界各国普遍加大了对动物标识技术的研发力度，从整体上看，主要呈现出以下发展趋势。2.2.1增强数据获取的精准性动物标识技术的演进与发展就是获取数据的质量不断提升的过程，但目前由于距离、信号干扰、识别环境等因素制约，数据漏读和误读的问题仍然广泛存在，这成为动物标识应用亟待解决的首要问题。针对这一问题，技术的研发的重点集中在数据采集的源头控制、环节监控和实时反馈等环节，需要一方面通过网络数据交换，保证数据获取与传输的时效性，满足管理决策对即时数据的需求；另一方面结合动物及动物产品的生产、加工与流通特点，对操作规程进行标准化设计，保证各个实时状态下数据获取的真实性和准确性。2.2.2提高经济的可承受性虽然各国政府都大力推广动物标识及可追溯系统，但对于生产者而言，相关技术的应用和日常的信息更新维护会带来运行成本的增加，因而必须衡量投入产出比来确定选择何种技术。目前动物标识技术推广所给生产者所带来的高管理成本已经成为制约这一技术应用的一个重要因素。在信息采集上具有更高精准度RFID和DNA指纹图谱所存在的高成本问题尤为突出，这也导致了条码耳标技术必将在一般农产品管理中长期应用。降低技术应用、信息采集与系统运维的成本是当前各国扩大电子标识技术推广辐射面的关键。2.2.3实现技术标准的国际兼容性在国际贸易中，为保证进口农产品安全，越来越多的国家将应用动物标识技术作为对出口国的一项限制性要求。动物标识也将逐步在保障全球食品安全和促进国际贸易中发挥出决定性作用。但目前，全球范围内还没有一个成熟、统一的动物标识及可追溯系统建设标准，各厂家推出的电子标签产品兼容性不高，进而阻碍了标识技术在国际间的推广。就电子标识技术而言，全球现有117个针对数据交换的RFID协议标准，但其中还没有任何一个标准的权威程度足以让贸易各方共同遵守，导致从基础上就不具备实现标识全球互通的条件。在未来的技术研发与应用中，需要在提高技术应用的广泛性与强化技术标准的成熟度两方面采取措施，逐步形成统一、兼容的国际技术标准。3动物标识技术应用于中国畜禽管理的对策建议中国已通过立法将应用动物标识技术作为对畜禽生产管理和动物疫病防治的一项监管措施，在全国范围强制执行。但考察各地区对动物标识的应用情况发现，目前该项工作在推广过程中还存在着几方面问题：一是从技术应用的层面看，现阶段各地区主要将动物标识应用于疫病防治，其在生产管理上的功能还没有充分发挥；二是从工作执行的层面看，由于动物标识的应用关系到生产、加工、流通、消费等多个环节，需要相关管理部门齐抓共管，但各部门还没有形成有效的协调机制，执行效果不理想；三是从基础保障的层面看，基层防疫站和村级防疫员是实现动物标识及疫病可追溯体系建设目标的基础，但目前基层的基础条件和技术水平都难以达到工作要求。针对以上问题，结合对动物标识技术应用现状和发展趋势的综合分析，以下将主要从技术研发和运行管理两个角度，提出促进动物标识技术在中国畜禽管理中的应用的对策建议。3.1加强动物标识技术及相关系统的研发3.1.1加强标识新技术、新工艺、新材料的研发利用新技术、新工艺和新材料研发低成本、易使用、抗腐蚀的动物标识，有效弥补当前标识识读率低，受距离、信号强度、识别环境等干扰较大，数据漏读和误读现象多发以及生产成本和运营成本高等不足。同时针对目前在中国广泛应用的二维码耳标，解决耳标松动脱落、不易扫描等方面的问题，提高耳标的防伪水平保证耳标长期、稳定、安全的使用。3.1.2加强标识管理系统的研发建立健全动物标识管理系统，实现对动物标识申购、发放及使用的全程网络化跟踪管理，通过动物标识的网上申请、审批、签收、发放，保证动物标识的质量，并通过采集标识发放地区及使用者的相关信息对使用情况进行及时的检查监督。同时，为发挥动物标识在疫病防治中的信息支撑作用，要结合动物标识系统建设逐步实现对检疫工作监管的网络化，保证检疫证的真实性，将检疫信息作为动物标识的重要内容实时录入数据库，达到及时监控和快速追踪疫情的目标。3.1.3加强动物生长周期全程监管系统的研发研发动物生长周期全程监管系统，通过对畜禽饲养信息、生理参数、防疫档案、检疫证明等各类信息的动态监测与及时传输，实现将动物标识应用于生产管理的目标。其关键是要将动物电子标识技术与精密喂养系统的研发与应用相结合，通过各类传感器采集和记录个体生长数据和生产环境参数，如日喂饲量、日增重、疫病情况、用药情况、温度湿度变化等，将这些数据输入数据库中，通过决策支持系统的运算、分析、处理，制定出有针对性的个体饲喂、防疫、生长环境控制等管理方案，提高畜牧业的精细化管理水平。3.1.4加强畜禽产品质量安全追溯系统的研发动物标识技术必须与信息技术结合实现信息可追溯功能，才能真正在农产品质量管理中发挥作用。目前，中国各地区尚未形成有效的区域性畜禽产品质量安全控制体系，还主要以试点形式，针对特定品种和厂商进行动物标识及可追溯体系建设的试验示范，如北京市在2008年筹办奥运会期间建立了针对奥运食品安全保障的“奥运动物产品可追溯体系”。要充分发挥动物标识对保障农产品安全的作用，需要在总结试点工作经验基础上，扩大应用范围，通过可追溯管理系统，实现对饲养场—屠宰加工厂—销售商或出口贸易商的全程质量安全溯源管理，同时面向全国，建立各地区进出市场的流动畜禽监控系统，实现畜禽及其产品在跨省大流通格局下的可溯源性，提升全国畜禽产品质量控制能力。3.1.5加强标识信息数据库的建设数据库建设是将动物标识技术应用于畜禽生产管理实践的基础。提高数据库建设水平需要在数据采集和功能开发两方面有所加强：首先，要提高数据采集的标准化水平，对采集信息的内容、格式、时间和操作流程制定明确的标准，保证信息的质量，确保录入的信息满足数据库进行存储和进一步处理的要求；在数据库的功能开发方面，要在实现基本的信息录入、查询、浏览等功能基础上，针对疫病防治、农产品安全管理、精准生产管理等要求，开发相应的数据处理功能，可在标识信息数据库基础上建立异构统一检索平台，实现对多个相关数据库的交叉查询和集中数据处理。3.2加强对动物标识及可追溯体系的运行管理3.2.1提升动物标识制度的执行力畜禽及其产品的生产、流通和销售涉及到养殖、检