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2013
30
Sep
发达国家动物标识技术的发展应用及对中国的启示
来源:世界农业2009.11

    一、发达国家现代动物标识体系建设概况

    现代动物标识与追溯系统建设是在疯牛病发生后,自20世纪80年代以来疯牛病的暴发严重影响了牛及牛肉制品的出口量,为了恢复牛类产品的国际贸易,出口国不得不提供证据证明本国奶牛及牛肉制品等的动物卫生状况,为此,欧盟首先提出了肉牛和犊牛的追溯性.并在欧盟各国建立了牛及牛肉标识追溯系统。此后,为了保证畜产品国际贸易,促进本国畜禽产品管理.动物标识系统建设受到主要动物生产国的高度重视。

    荷兰自1990年4月起执行猪场登记法规,自1997年开始强制执行猪标识注册法规:澳大利亚在1999年,由农业、工业、环境等部门共同实施了全国牲畜识别计划(NLIS):加拿大在2001年把实施畜禽标识管理作为“品牌加拿大”农业发展战略的重要内容,实施了牛标识项目(CCIP),设立了专职的管理部门(CCIA);美国在2003年发生第一例疯牛病以后,制定了全国牛的标识追溯系统。目前农业部和动植物卫生检验处已共同建立了全国动物标识系统(NAIS),确保一旦发生疫情,能在48h内追踪到相关动物。

    世界动物卫生组织(OIE)在第74届国际大会上通过了《畜禽标识及可追溯管理工作指南》,并以此作为评价各国兽医工作能力的重要指标。据OIE统计。目前全世界有78%的国家制定了畜禽标识相关法规,69%的国家有可追溯管理的法律规定。

    二、现代动物标识技术发展

    传统动物标识技术主要包括热烫、化学腐蚀、冷冻、绘画、开耳槽、刺字等,其目的都是为了标识动物所有权或者满足畜禽育种及管理的需要。随着现代动物标识系统质量追溯、疫病防治、贸易流通等功能的强化以及信息技术的发展,条形码耳标、二维码耳标、电子标识已经替代了传统技术,成为动物标识的主流技术。现代动物标识技术主要分为电子标识和自然特性型标识两大类。

    1.动物电子标识技术  动物电子标识是用来标识动物属性的一种具有信息存储和处理能力的射频识别(RFID).该标识内置集成电路(IC芯片),用于动物信息存储、识读和数据通信、交换。随着美国、澳大利亚、加拿大、欧盟等畜牧业发达国家的成功实践,动物电子标识技术的应用范围越来越广泛。根据不同畜禽品种和用途,动物电子标识可封装成注射植入式、耳挂式、留胃式和环扣式等多种形式。

    (1)植入式电子标识  是直接植入动物体内(一般植入皮下组织中)的一种电子标识,目前国内外采用的宠物芯片多属于此类。

    (2)耳挂式电子标识  是体外电子标识,收发器嵌入传统耳标的母标内使用,可以挂在猪、牛、羊、兔等动物的耳朵上。

    (3)留胃式电子标识  是专门针对反刍类等动物(牛)而特别设计的,针对食物在反刍类动物体内消化的特点,该种电子标识可以利用自身的重量稳固地留在瘤胃中。

    (4)环扣式电子标识  是专门用于鸡、鸭等禽类动物身上的标识。

    2.自然特性型动物标识 自然特性型动物标识是指用动物体本身的体貌特征、身体器官来做标记,主要用于动物个体身份的识别,包括身体标识、光学器官标识和分子标识等。

    (1)身体标识是指利用动物的身体某些特征或者整体特征进行标识。如马和牛的皮毛、轮廓、头发和鼻印被广泛用来做标识,此方法对毛色单一的畜群应用性较低。

    (2)光学器官标识是指利用视网膜威像和虹膜成像对动物进行光学标识。因动物虹膜在生命过程中是变化的.视网膜图像比虹膜成像更适用,而且获取容易、价廉。

    (3)分子标识是指利用动物的分子特性对其进行标识。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。但目前分子标识存在技术含量高、成本高等特点,在动物标识领域推广条件仍不成熟。

    三、发达国家动物标识技术应用研发趋势

    发达国家动物标识技术的功能已经超出了对动物个体和群体的简单标记,通过与信息技术的结合,实现了对生产、加工、流通、消费全过程的追溯.使动物标识在品种繁育、精准养殖、动物卫生、食品安全和国际贸易等多个领域呈现出广泛的应用前景。结合动物标识技术在动物管理中的应用现状。总结动物标识技术的研发趋势如下:

    1.获取数据的精准性  借助动物标识技术对动物产品的生产、加工、运输、销售等环节实施全过程、全方位的监督管理与控制,监管效果是否有效关键是监测数据质量的高低,由此动物标识技术的演进与发展恰是获取数据质量不断提升的过程。随着农业精准化管理水平的不断提升,对管理数据的准确性和真实性提出了更高的要求,目前.国外动物标识技术的研发努力保证对数据质量管理实现源头控制、环节监控、适时反馈。一方面通过网络交换数据,保证数据传输与申报的时效性,满足管理决策对数据采集的及时性要求;另一方面结合动物及动物产品的生产、加工与流通特点。明确进行操作规程设计与关键点管理,保证数据在各个实时状态监控获取的真实性,以及数据采集状态、时段的准确性。        

    当前,即使是各国较为公认的RFID技术.也尚未开发出确保100GYQMbai的识读率的产品.由于距离、信号干扰、识别环境等的缺陷和不足。数据漏读和误读的问题仍然存在.成为动物标识技术研发应用过程中亟待解决的重要问题。

    2.经济的可承受性  各国政府力推先进的动物标识技术,通过标识预防动物疫病、确保产品质量安全、扩大国际市场份额,政府具有通过提高可追溯系统的应用广度、深度和检测数据的精准度来提高管理效率的意愿和能力。但生产者一定将建设和运行成本放在系统收益的背景下来权衡,技术的投入产出比是进行技术选择的重要标准。就动物标识及可追溯技术而言.生产者将在生产管理能力提升程度、检查管理效率以及市场收益状况三个主要方面进行权衡。但是目前应用动物标识技术导致的生产、运营与管理成本的增加已经成为影响各国技术推广的障碍性因素。在国家应用层面,美国政界和学术界也正在为全国范围内推行动物标识和可追溯系统而引发的高管理成本展开分析和争论。

    具有更强精准度的DNA追溯技术广泛应用的节点在于其成本较高。而且,成本问题也是制约RFlD技术发展的主要因素,不仅包括标签、阅读器和中间件等,还包括管理软件的升级费用。同时,RFID技术和条码技术的应用将会长期共存,条码的低成本应用已被广泛推广,尤其射频标签的成本目前还不适合用于低值消费品的单品使用。因此,降低技术开发、应用与运维成本是当前各国提升电子标识技术应用辐射面的关键。

    3.技术标准的国际兼容性  农产品出口市场以及消费者对产品质量信息的提升是开展农畜产品国际贸易的前提,而随着国际贸易的发展,各国(地区)均面临着与国际惯例和通行做法接轨的难题,动物标识技术在畜牧业的应用自然归属于此类问题之中。目前,欧盟已经形成了动物产品标识系统,可以预见,在未来畜产品国际贸易中,各个国家(地区)均可能以动物卫生为由。要求其贸易伙伴对动物实行电子标识管理,由此电子标识很可能成为畜产品国际贸易中的又一道绿色壁垒。

    目前,全球范围内还没有一个成熟统一的标准。各厂家推出的电子标签产品兼容性不高,就RFID技术而言,由于编码不一致,电子标签标准全球互通的基础不够牢靠,在标准方面,全球现有117个针对数据交换的RFID协议标准.缺乏共同遵守的权威性统一标准。各国(地区)在动物标识技术应用中应将如何正确处理标准与应用的关系作为重点,在实践中,必须通过技术应用广泛性与技术标准成熟度之间的互相促进,从而促进应用体系的逐步形成和完善。

    4.功能的多样性  发达国家动物标识溯源的出发点大致相同,都是为了标识动物身份、追溯饲养轨迹,动物疫病防治,监控动物产品,达到保障食品安全的目的。鉴于电子标识可准确全面地记录动物的饲养、生长及疾病防治等情况,对动物进行电子标识识别也为养殖场的现代化精细管理提供了一套切实可行的方法。同时.电子标识技术已经广泛应用于珍奇动物识别与追踪管理、宠物管理、优势品种选育等实践之中。即电子标识技术的应用已经突破了最初的疫病防疫功能,向质量监管、物种管理、精准生产、政策制定、市场开拓等多功能方向拓展和延伸。

    美国奥斯本公司设计的全自动母猪思维系统(TEAM)、全自动种猪生产性能测定系统(FIRE)、生长育肥猪自动分阶段饲养系统(Weight Watcher)就是以电子标签的使用为基础开发的提高畜牧生产标准化、精准化程度的生产管理系统;在澳大利亚,将电子标识技术应用在奶牛养殖环境,确保在挤奶时就可以知晓牛奶的某些重要参数,如脂肪含量、体细胞数和产奶量等,同时帮助饲养者掌握饲喂量;目前在欧盟、美国、加拿大、澳大利亚、新加坡、中国台湾等国家和地区对宠物实行了电子标识管理,实现了规范化饲养管理。 

    四、对中国动物标识技术研发应用的几点启示

    中国用烙印(或打缺口)标识马匹的历史长达3800多年,是较早应用动物标识的国家,但现代动物标识系统建设起源于1999年,直至2006年6月,农业部下达在全国实行《畜禽标识和养殖档案管理办法》的67号文件,才将畜禽标识制度正式纳入法制管理轨道。近年来,随着电子信息技术的发展,中国现代动物标识技术研究也集中到了电子标识领域,而且中国自主研发的二维码影像识读技术的成功,标志着中国动物标识技术已经跟国际接轨,加强和完善中国动物标识系统建设是进行畜禽疫病防治、质量追溯、精准养殖、品种优化、对外贸易等的关键。本文从技术研发应用角度,提出动物标识技术研发的重点。

    1.加强畜禽标识新技术、新工艺、新材料的研发与应用 

    针对当前畜禽标识在识读率、长距离识别、信号干扰、识别环境等方面的缺陷和不足,数据漏读和误读等以及生产和运营成本高等现状,建议整合国内科技资源,开发利用新技术、新工艺和新材料研发低成本、易使用、抗腐蚀的相关动物标识产品,使得由于动物之间相互撕咬或耳孔随着动物的成长逐渐变大等原因造成的耳标松动脱落,后期无法识读或者由于长期暴晒、水泡,有的耳标难以扫描等应用问题得到有效解决。此外,需要应用数字技术加强耳标的监督管理,提高耳标防伪技术水平,实现耳标长期、稳定、安全的应用。

    2.加强动物标识管理系统的研发与应用 

    建立健全动物标识管理系统,实现动物标识申购与发放网络化管理,动物标识通过网络申请、审批、签收、发放,保证动物标识的质量,并能快速、准确地查寻动物标识的使用地。进一步开展在线网络检疫证管理相关研究,保证检疫证的真实性,实现检疫信息实时进入数据库,因检疫信息直接反映牲畜流通的起止地点,对及早发现动物传染病疫源和采取控制措施起关键性作用,达到流通及时监控和快速追踪的目的。

    3.加强动物生命周期全程监管系统研发与应用 

    研发动物生命周期全程监管系统,将饲养信息、防疫档案、检疫证明和监督数据传输到中央数据库,实现在发生重大动物疫病和动物产品安全事件时,利用牲畜唯一编码标识追溯原产地和同群畜,以实现快速、准确控制动物疫病的目的。在防疫环节、产地检疫环节、流通监督环节以及屠宰检疫环节的信息获取和监管,实现发现动物患病可根据耳标编码及时识读追溯原产地,并通报原产地,及时采取疫情控制、补救措施。

    4.加强畜产品质量安全追溯系统的研发与应用 

    构建一个适合中国国情的畜产品质量安全追溯系统,为畜禽及其产品提供可追溯管理的平台,在充分考虑技术的可获得性、国际兼容性、经济可承受性和合理实施时效性的基础上,实现中国动物和动物产品可追溯管理,有效防控重大动物疫病,保证畜禽产品质量安全。结合消费者追溯畜禽产品查询需求,并进一步完善信息报告录入系统;建立动物产品消费查询网络平台,消费者可通过互联网、手机、移动智能识读设备等查询动物从出生到屠宰到餐桌的全程质量安全监管信息,实现动物产品质量安全可追溯。

    5.加强动物标识管理数据库建设与维护

    进一步加强动物标识管理数据库建设,并构建国家畜禽标识信息中央数据库,主要实现大型养殖场、县、市(地)、省(自治区、直辖市)可逐级通过网络传输、设置密码口令、进行数据维护与管理。基层输入的数据,除确有错误,由地方向上一级申请,由专人更正,并有专门修改文档的记录,进一步加强畜禽生产的宏观管理、农产品质量安全,更好地引导产销和消费,促进全国畜牧业的良性发展。