有效管理身体成分对牛肉的健康和生产性能至关重要。了解其化学成分，包括水、脂质、蛋白质、矿物质和能量，对于优化饲料效率和满足营养需求至关重要。传统方法，如死后胴体研磨和化学分析，价格昂贵且不适合连续监测。传统的基于视觉或触诊的方法（如体况评分）很常见，但需要手动操作且主观性强。3D成像技术 (3DIT ) 的出现为克服传统方法的局限性提供了良好的机会。3DIT 的创新引起了人们的兴趣，因为它可以准确、非侵入性地确定牛和其他牲畜的体重和成分。与传统方法不同，3DIT 可以进行安全和非接触式测量，从而促进形态性状的高通量表型分析。值得注意的是，3DIT 已成功应用于生长或育肥牛，以估计平均日增重、胴体等级和身体成分等参数。

当前研究

Xavier 等人 (2023) 最近开展了一项研究，旨在校准和评估体内三维数字化成像 (3DIT) 技术在评估常见肉牛和奶牛杂交品种的空腹体和胴体成分方面的精度。该研究纳入了 100 头瑞士褐牛母牛与安格斯牛、利木赞?；蛭髅潘９５脑咏恍坌院蟠?。这些犊牛平均出生 31.5 天，体重 73.6 公斤，饲喂牛奶、干草、精饲料和玉米青贮饲料，直至体重达到 160 公斤。之后，它们被饲喂两种全混合日粮中的一种，直至屠宰。根据评估身体成分的方式，数据分为两组：第一组使用直接死后分析，第二组使用通过第 11 根肋骨解剖法直接或间接估算。

· 第 1 组：包括 48 头小牛（每个杂交品种 16 头），它们按照生长轨迹以不同的体重被屠宰，其中 18 头以 517 公斤的体重被屠宰，可对这些小牛进行死后身体成分的直接测量。

· 组 2：纳入 70 头犊牛（23 头安格斯公牛，24 头利木赞公牛，23 头西门塔尔公牛），屠宰时体重为 517 公斤。本组犊牛的体成分测定方法为直接测定（n = 18）或通过第 11 肋骨解剖法间接测定（n = 52）。

热胴体重量变化很大，从 34 公斤到 306 公斤不等，平均产量为 56 ± 3%。尽管存在这种变化，空腹体内的水分、蛋白质和矿物质比例保持稳定，而脂质和能量比例则表现出较大的变化性。在空腹体 (r ≤ -0.99) 和胴体 (r ≤ -0.99) 中均观察到水分和脂质比例之间的强烈负相关性，表明它们之间存在强烈的反比关系。无脂肪空腹体成分保持一致，约含 75.0 ± 1.1% 的水分、20.8 ± 1.0% 的蛋白质和 4.2 ± 0.2% 的矿物质，与无脂肪胴体成分相似。在终点（第 2 组），公牛达到商业屠宰重量 (517 ± 10 公斤体重)，热胴体重量平均为 289.3 ± 10.0 公斤，胴体产量为 56 ± 2%?？崭购碗靥逯械闹时壤俅伪硐殖鲎罡叩谋湟煨裕ū湟煜凳直鹞?7%和19%）。安格斯杂交公牛的脂质含量和能量储存量高于利木赞?；蛭髅潘咏还?，且水分比例较低。

比较分析

在最终屠宰重量下，不同种公牛品种的化学成分差异明显。与利木赞?；蛭髅潘Ｔ咏黄分窒啾?，安格斯杂交公牛的脂质和能量含量更高，但水分含量更低。通过3DIT揭示了不同种公牛品种之间的体型特征，利木赞杂交公牛在生长轨迹和终点时都比安格斯和西门塔尔杂交品种的尺寸更大。用于空体化学质量估算的关键3DIT变量包括大腿长度和臀高，其他变量可以增强预测效果，尤其是在生长轨迹阶段。此外，在大多数偏最小二乘模型中，六个补充变量和两个比率始终对空体比例估算有贡献。这六个补充变量分别是肩宽、心围、胸深、臀宽、大腿围和体长，而两个始终有贡献的比率是体长与心围的比率以及肩宽与臀宽的比率。

本研究揭示了不同公牛品种间杂交公牛的化学成分存在显著差异。与利木赞牛或西门塔尔牛杂交品种相比，安格斯杂交品种的脂肪和能量含量更高，但水分含量更低，这表明不同品种的胴体成分存在显著差异。利用3DIT技术，研究人员能够识别不同公牛品种间的体型特征，这对于估算不同生长阶段的空重和胴体成分至关重要。与仅使用体重或体型等级的模型相比，加入3DIT变量显著提高了估算的精度，尤其是脂肪质量和能量含量的估算精度。事实证明，基于3DIT变量的体重估算方法可靠，其体重估算精度与先前的研究结果相当。

放置相机

靠近水槽似乎是安装 3D 摄像机监控饲养场牛群的理想位置。然而，保护摄像机免受各种因素的影响至关重要，这可能需要安装防护罩或遮阳棚。为了有效监控单个牛只，摄像机应安装在适当的高度（2 米）和角度（45 度），以便在牛只靠近饮水时清晰地拍摄到图像，从而最大限度地减少其他牛只的干扰。通常，一个尺寸为宽 6.5 英寸 x 高 12 英寸 x 长 26.5 英寸的饮水器足以容纳 50 头公牛，因此，一个容纳 100 头公牛的牛栏需要两个这样的饮水器和两台摄像机。

威斯康星大学麦迪逊分校最近开展了一项实验（Padilla 等人，2021），评估了计算机视觉在监测肉牛生长发育中的应用。实验中，阉牛佩戴了 RFID 耳标，并在每个牛栏的水槽上方安装了一台 3DIT 摄像头。当?？拷凼?，RFID 天线会触发摄像头捕捉俯视图，图像随后传输到中央计算机，最终传输到云端。研究人员开发了一种算法来过滤和处理图像，提取相关的生物学特征，例如体长、体宽、体高、面积和体积。该系统成功处理了可用的图像，展现了其实时生长监测的潜力。

在水槽顶部安装 3D 摄像头，提供了一种持续监测牛体成分的创新方法。这种放置方式充分利用了牛频繁前往水源的便利，在不干扰其正常行为的情况下，提供了充足的数据收集机会。该装置符合精准畜牧养殖的原则，可以对评估体成分至关重要的体征进行非侵入式实时评估。如果成功实施，该方法可以将体成分监测无缝整合到日常工作中，从而改变畜牧管理实践，提高动物福利和生产效率。

启示

在体重 (BW) 中添加 3DIT 变量可提高估算身体成分（尤其是脂质质量）的精度。成像技术具有技术简便、非侵入性和安全性，在精准畜牧养殖中具有更广泛的应用潜力。使用 3DIT 精确估算肉牛和奶牛杂交公牛的身体和胴体成分是一项重大进步。持续的研究和改进有望增强精准畜牧养殖实践，从而改善管理、提高牛群福祉，并提升畜牧生产者的经济效益。