奶牛21天怀孕率的正确计算方法

21天怀孕率的正确计算方法与应用（上）

马志愤1、2 董飞2

（1. 草地农业生态系统国家重点实验室, 兰州大学草地农业科技学院, 甘肃 兰州 730020;

2. 一牧科技（北京）有限公司，一牧云数据分析项目组，北京 100102）

一、引言

start of winter

近些年来，国内媒体与刊物中有很多文章讨论了使用“21天怀孕率”（21-Day Pregnant Risk）来评估奶牛场繁殖表现。反映出了21天怀孕率指标在繁殖评估中的重要性，以及国内奶牛养殖行业对该指标的认可。我们也看到很多国内文章和资料中依然讲的是传统妊娠率的概念，只是“借用”21天怀孕率的名称，仍是通过配种率（SR）乘以 受胎率（CR）计算得出，实际上真正意义上的21天怀孕率的计算与配种率，受胎率无关，这对很多一线从业者造成一定程度的迷惑和误导。该指标虽然中文名为“21天怀孕率”通过“%”表示结果，但实际上它并不单纯是一个占比，更多的是基于一定概率下的速率，能够让奶牛怀孕的“速度”，这也是英文名采用Risk而不是Rate的原因。除去一些技术专家，很多一线从业者依旧难以完全理解其算法、意义及应用方式。我们一直在思考如何以一种最简单的方式让大家透彻的理解这个指标的算法及意义，以真正帮助牧场提高繁殖水平。整理此文我们发现21天怀孕率的意义正在于此，以一个最简单的指标去评估牧场的繁殖管理水平，通过该指标帮助我们更加深刻理解生产和繁殖管理过程中的核心和关键点，并不断进行改进。

二、为什么要利用21天怀孕率来评估牧场的繁殖水平？

start of winter

众所周知、对于一个奶牛场，繁殖是驱动一个牧场能否盈利的关键，因此作为管理者必须对牧场的繁殖水平进行及时评估，以便能够及时改进和预防问题的发生，在繁殖管理中我们常见的指标诸如：配种率 (SR)、受胎率 (CR)、孕检怀孕率 (PPR)、发情揭发率 (HDR)、妊娠率(PR)、平均产犊间隔 (Average Calve Intervel)、平均空怀天数 (Average Days Open)、平均配种次数 (Average Times Bred)等等，在评估繁殖表现时，总有其片面性和滞后性，如果完全依靠这些指标去考核甚至很有可能将繁育人员引导到错误的方向当中，且很多牧场也因此遭受过惨重的损失。

因此人们一直在试图找到一个指标，希望能够综合、及时、准确评估牧场的繁殖表现，Steve Eicker博士和Connor Jameson博士于上世纪80年代最早提出了21天怀孕率 (21-Day Pregnant Risk) 的概念，这是目前人们所能够找到的全面、及时、准确评估牧场的繁殖表现的关键指标，因此很多人也将其称为“黄金指标”，在此我们向Steve Eicker博士和Connor Jameson博士对行业做出的巨大贡献致敬！

三、要点说明

start of winter

下面对一线工作人员向我们经常提问的问题进行逐个说明。

1、为什么间隔必须为21天？

因为奶牛典型的发情周期为21天。所以有人说可以按自然月去计算21天怀孕率，即使可以算出来，也仅是偷换概念，结果是完全不可靠的。

2、为什么成母牛与后备牛必须分开计算？

因为成母牛以产后天数规定主动停配期，而后备牛以日龄规定主动停配期，而主动停配期为统计21天怀孕率的基础，其基准条件完全不同，并且后备牛与成母牛管理方式与管理目标完全不同，故而绝对不能混为一谈。

3、什么叫可怀孕牛只（关键）？

首先介绍主动停配期（VWP, Voluntary Waiting Period），或称自愿等待期，奶牛产后一段时间内需要恢复子宫及身体以准备下一次怀孕，在这段之间内母牛即便发情也不去对其进行配种，（一般成母牛产后50天～60天，青年牛365天以上），所以称为主动停配期。

可怀孕牛即为经过主动停配期的，尚未怀孕的，且尚未设置禁配及淘汰的牛只。

4、为什么 21天怀孕率很难通过手动计算？

因为真正意义上21天怀孕率不是通过配种率乘以受胎率计算得出的，计算难点是需要知道该统计21天区间的可参配情期数（后边进行说明），由于其是动态变化的，对于规模化牧场几乎无法通过手动计算，即便花费很大精力手动推导计算出来，也已经过时了，而且起始时间一变则需要重新推导计算，因此需要借助计算机动态模型进行统计得出。

5、什么叫可参配情期（关键）？

在21天怀孕率的计算中，可参配情期数的统计至关重要，且难度最大，符合下列条件的情期将被统计为可参配情期。这里就需要引入“时间窗（Time Window）”的概念，我们将21天作为一个时间窗，所要统计的牛只则分布在21天时间窗的不同位置，动态模型将对符合条件的情期进行自动统计，最终得出可参配情期数。

已超过主动停配期（产后50天或365天以上的青年牛）至少一半时间窗

这个时间段开始时未怀孕

在时间段结束时已知结果（是否配种）

在21天时间窗一半时可配

在21天时间窗一半时不是禁配（DNB）或淘汰牛

在21天时间窗一半时没有在公牛舍

每头牛的可配定义在每个21天时间窗里独立存在

同时模型需要考虑不同“特殊”情况下的处理，例如主动停配期设置是50天，那如果一头牛在产后48天发情配种该如何计算，确定流产的日期是处在时间窗一半之前还是之后，设定禁配和淘汰牛是处在时间窗一半之前还是之后等等。

四、算法说明

start of winter

为了便于大家理解，我们仅选众多影响因素中的怀孕状态为大家进行举例说明，默认其他条件均已满足。

案例一：

假设现在有一个牧场：牧场A，这个牧场中有一头成母牛，牛号为001，她的繁殖轨迹如下表所示，母牛001在第一个21天时间窗达到可参配条件，表现发情并进行了配种后怀孕。

21天怀孕率=1（怀孕牛头数）/1（可参配情期数）=100%

所有可怀孕的牛（本例中就是这一头牛001）在第一个21天时间窗当中即成功怀孕。怀孕率将一直是100%，即便牧场3个月后才去做孕检。因为她在有第一次机会时即成功怀孕，所以她可参配情期数就只有1个，在后面两个时间窗里的状态是怀孕，不满足可参配条件，因此只有一个可参配情期数。

案例二：

假设现在有一个牧场：牧场A，这个牧场中有一头成母牛，牛号为001，她的繁殖轨迹如下表所示：

21天怀孕率=1（怀孕牛头数）/3（可参配情期数）=33% （取整数）

所有可怀孕的牛（本例中就是这一头牛001）在第一个21天时间窗当中未监测到发情，也也就没有配种，在第二个21天时间窗当中监测到发情，配种后未怀孕，在第三个21天时间窗当中监测到发情，配种后怀孕。21天怀孕率为33%，因为她直到第三次机会时才成功怀孕，怀孕头数为1头，可参配情期数为3个。

案例三：

假设现在有一个牧场：牧场A，这个牧场中有2头成母牛，牛号为001和002，她们的繁殖轨迹如下表所示：

21天怀孕率=2（怀孕牛头数）/4（可参配情期数）=50%

牛只001在第一个21天时间窗当中未监测到发情，也就没有配种，在第二个21天时间窗当中监测到发情，配种后未怀孕，在第三个21天时间窗当中监测到发情，配种后怀孕。

牛只002在第一个21天时间窗当中监测到发情，配种后怀孕，在第二个21天时间窗当中则不可以参配，在第三个21天时间窗当中也是不可以参配。2头牛怀孕且有4个可参配情期数，因此21天怀孕率是50%。

从这三个案例计算中可以看出21天怀孕率通过可参配情期数涵盖了繁殖的各个方面，计算似乎很简单，完全可以通过手动统计计算，但是需要说明的是案例中只考虑了众多可参配考虑因素中的怀孕状态，随着牛头数和考虑因素的增加其难度是成几何倍数增加的，因此对于规模化牧场来说手动计算几乎是无法实现的，因此都需要借助计算机进行统计计算得出。

五、21天怀孕率在一牧云DWeb系统中的计算结果呈现

进入一牧云DWeb牧场生产管理系统后，点击“繁殖管理”，第一项就是“21天怀孕率”分析，详见图一和图二。

图一、21天怀孕率图示

图二、21天怀孕率报表

由于篇幅所限，同时不给读者造成太大“负担”，21天怀孕率的价值和意义以及在生产管理实践中的应用将在下一期文章《21天怀孕率的正确计算方法与应用》（下）中推送。

转自一牧云数据分析项目组