近幾十年來(lái)，中國(guó)通過大力發(fā)展家禽養(yǎng)殖業(yè)，并推動(dòng)蛋雞產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)的家庭散養(yǎng)模式向現(xiàn)代化孵化工廠企業(yè)管理模式轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為全1球重要的雞蛋生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國(guó)。蛋雞產(chǎn)業(yè)以母雞養(yǎng)殖為主，而公雞因無(wú)法產(chǎn)蛋且肉質(zhì)不佳、經(jīng)濟(jì)價(jià)值低，通常在出生后即被挑揀出來(lái)宰殺。在自然孵化狀態(tài)下，公雞約占孵出小雞總數(shù)的一半，因此，宰殺一日齡公雞不僅造成了禽蛋資源的高質(zhì)低用，帶來(lái)了巨大的資源浪費(fèi)，同時(shí)也違背了動(dòng)物福利和倫理道德的基本原則。

如果能夠在雞胚蛋出殼前檢測(cè)其性別，并提前挑揀出雄蛋，不僅可以節(jié)省孵化資源，直接提升產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還能大幅優(yōu)化孵化工廠的生產(chǎn)流程，提高蛋雞產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化水平和技術(shù)效率。

雞蛋孵化過程根據(jù)雞胚發(fā)育程度可分為三個(gè)階段：孵化早期（入孵后1-7天）、孵化中期（入孵后8-14天）和孵化后期（入孵后15-21天）。在孵化第7天時(shí)，雞胚胎的神經(jīng)細(xì)胞開始發(fā)育，蛋內(nèi)胚胎能夠感受到痛覺。因此，從動(dòng)物福利的角度出發(fā)，胚蛋檢測(cè)及分選的理想時(shí)間應(yīng)選擇在孵化早期。

目前，已有關(guān)于雞種蛋雌雄識(shí)別的研究報(bào)道，主要分為兩類方法：基于內(nèi)容物的破口檢測(cè)和基于光譜技術(shù)的無(wú)損檢測(cè)。其中，一種破口檢測(cè)方法是在雞種蛋鈍端開一個(gè)小口，利用近紅外激光照射，獲取蛋內(nèi)強(qiáng)熒光和弱拉曼信號(hào)，以血液中的血紅蛋白作為熒光源，并通過主成分分析（PCA）的監(jiān)督分類來(lái)確定雞胚性別，其準(zhǔn)確率可高達(dá)93%。然而，這種基于內(nèi)容物的檢測(cè)方法屬于破壞性檢測(cè)，會(huì)對(duì)后期雞胚孵化產(chǎn)生不利影響，且操作步驟繁瑣，難以適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

相比之下，光譜技術(shù)在雞胚蛋孵化中的應(yīng)用主要集中在早期性別鑒定和孵化品質(zhì)檢測(cè)方面。通過結(jié)合光譜檢測(cè)、機(jī)器視覺和深度學(xué)習(xí)等先1進(jìn)技術(shù)，研究人員已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)孵化早期雞胚性別的無(wú)損檢測(cè)，同時(shí)也能對(duì)孵化狀態(tài)進(jìn)行有效評(píng)估。這種方法不僅避免了對(duì)胚胎的破壞，還提高了檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，為蛋雞產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持。

現(xiàn)有文獻(xiàn)及研究主要通過透射光譜檢測(cè)孵化期胚蛋性別。紫外/可見/近紅外透射光譜是一種非破壞性的檢測(cè)方法，光譜能夠透過雞蛋外殼表面被內(nèi)部物質(zhì)吸收，并能反映在光譜圖中。

相關(guān)研究中提到，胚蛋的形狀、內(nèi)部發(fā)育情況等個(gè)體因素以及擺放方式等外界因素都容易對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。通過將光譜波段拓展到紫外-可見-近紅外范圍，并對(duì)比了雞蛋不同擺放方式和不同孵化日齡的光譜建模結(jié)果的差異，最終確定在孵化期第 7 日且雞蛋按豎向放置時(shí)的檢測(cè)模型識(shí)別率優(yōu)良（87.14％）。

檢測(cè)時(shí)在雞蛋一端使用鹵素?zé)艋蚱渌€(wěn)定光源照射，光線通過胚蛋內(nèi)部時(shí)，一部分會(huì)被吸收和反射，剩下的光則會(huì)透過胚蛋，通過透射光譜表征出胚蛋內(nèi)部的孵化信息。

胚蛋孵化信息采集試驗(yàn)的具體步驟如下：

（1）準(zhǔn)備相同數(shù)量雌雄雞種蛋在37℃， 5%新潔爾 滅原溶液中浸泡3min進(jìn)行消毒處理,編號(hào),靜置干燥后放入孵化箱進(jìn)行孵化;

（2）入孵前（d0）采集胚蛋圖像和光譜，此后直到孵化期 d7 期間，每隔 24h 進(jìn)行一次采樣。

雞種蛋透射光譜檢測(cè)裝置如圖所示，硬件主要由光纖光譜儀（建議ATP5020P高靈敏度光纖光譜儀、準(zhǔn)直透鏡、聚焦透鏡、玻璃光纖、鹵素?zé)艄庠矗ˋTG1600或ATG1100）和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，胚胎放置方式分為分別采用橫向和豎向大頭朝上放置，采集孵化第0-15d的光譜。

光譜采集波段設(shè)置為300-1100nm，積分時(shí)間為40ms，平均次數(shù)為3，以提高數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性；平滑寬度為5，以匹配系統(tǒng)的分辨率。

雞胚原始平均光譜隨孵化天數(shù)的變化如圖6（右）所示，雞胚光譜曲線均在前端存在很強(qiáng)的吸收峰，在前端光譜值的大小隨天數(shù)的變化沒有規(guī)律。在500-780nm波段隨著孵化天數(shù)的增加，波形沒有太大變化，只是透過率逐漸降低，說明孵化過程中，雞種蛋內(nèi)部吸收峰在500-780nm波段的某些物質(zhì)轉(zhuǎn)化成了雞胚發(fā)育所需的其他物質(zhì)，從而濃度逐漸降低導(dǎo)致光譜響應(yīng)值降低。

可以看出雌雄雞胚原始平均光譜曲線隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律大體一致，只是存在一些數(shù)值上的細(xì)小差異，很難通過直接觀察來(lái)區(qū)分雌雄。

（3）為準(zhǔn)確獲得雞種蛋胚胎的性別信息，為后期鑒別模型提供判別依據(jù)，在雞種蛋孵化的第15d，人工破蛋用解剖法判斷胚胎性別，通過肉眼觀察雄性睪丸和雌性卵巢的形態(tài)進(jìn)行區(qū)分，作為雞種蛋實(shí)際性別。

（4）為了尋找適合雌雄鑒別的光譜波段，將譜圖切分為不同范圍光譜并進(jìn)行建模，發(fā)現(xiàn)近紅外波段的識(shí)別率很低，紫外波段和紫外-可見波段相比于全波段模型預(yù)測(cè)集準(zhǔn)確率均有所提升，其中紫外/ 可見光波段的模型準(zhǔn)確率最1高，因此選擇波段范圍為300-800nm紫外可見光來(lái)對(duì)種蛋進(jìn)行雌雄鑒別。

研究結(jié)果表明紫外-可見透射光譜技術(shù)和相應(yīng)模型的建立為孵化早期雞胚蛋雌雄識(shí)別提供了一種可行方法，盡管準(zhǔn)確率有待進(jìn)一步提高，但是前景廣闊，具有極大發(fā)展?jié)摿ΑＭ干涔庾V方法檢測(cè)效率高且能做到無(wú)損檢測(cè)，適合蛋雞孵化產(chǎn)線的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，但目前識(shí)別率仍需提高。為達(dá)到商業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，一方面需要通過降低系統(tǒng)噪聲等手段來(lái)提高檢測(cè)精度，另一方面則要通過擴(kuò)充樣本量、對(duì)多種品系進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)提升光譜檢測(cè)方法的普適性。

在不久的未來(lái)，當(dāng)通過改善光源，降低光譜儀噪聲，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化算法模型，光譜檢測(cè)法的通用型得以提升時(shí)，紫外-可見光譜儀將成為雞胚蛋孵化早期雌雄分辨的優(yōu)良選擇！