近幾十年來，中國通過大力發(fā)展家禽養(yǎng)殖業(yè)，并推動蛋雞產(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)、消費和出口大國。蛋雞產(chǎn)業(yè)以母雞養(yǎng)殖為主，而公雞因無法產(chǎn)蛋且肉質(zhì)不佳、經(jīng)濟價值低，通常在出生后即被挑揀出來宰殺。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，帶來了巨大的資源浪費，同時也違背了動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，雞胚胎的神經(jīng)細胞開始發(fā)育，蛋內(nèi)胚胎能夠感受到痛覺。因此，從動物福利的角度出發(fā)，胚蛋檢測及分選的理想時間應選擇在孵化早期。

目前，已有關于雞種蛋雌雄識別的研究報道，主要分為兩類方法：基于內(nèi)容物的破口檢測和基于光譜技術(shù)的無損檢測。其中，一種破口檢測方法是在雞種蛋鈍端開一個小口，利用近紅外激光照射，獲取蛋內(nèi)強熒光和弱拉曼信號，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)督分類來確定雞胚性別，其準確率可高達93%。然而，這種基于內(nèi)容物的檢測方法屬于破壞性檢測，會對后期雞胚孵化產(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用主要集中在早期性別鑒定和孵化品質(zhì)檢測方面。通過結(jié)合光譜檢測、機器視覺和深度學習等先1進技術(shù)，研究人員已經(jīng)實現(xiàn)了對孵化早期雞胚性別的無損檢測，同時也能對孵化狀態(tài)進行有效評估。這種方法不僅避免了對胚胎的破壞，還提高了檢測效率和準確性，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)有文獻及研究主要通過透射光譜檢測孵化期胚蛋性別。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。

相關研究中提到，胚蛋的形狀、內(nèi)部發(fā)育情況等個體因素以及擺放方式等外界因素都容易對檢測結(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的檢測模型識別率優(yōu)良（87.14％）。

檢測時在雞蛋一端使用鹵素燈或其他穩(wěn)定光源照射，光線通過胚蛋內(nèi)部時，一部分會被吸收和反射，剩下的光則會透過胚蛋，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的具體步驟如下：

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

（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 進行一次采樣。

雞種蛋透射光譜檢測裝置如圖所示，硬件主要由光纖光譜儀（建議ATP5020P高靈敏度光纖光譜儀、準直透鏡、聚焦透鏡、玻璃光纖、鹵素燈光源（ATG1600或ATG1100）和計算機構(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。

光譜采集波段設置為300-1100nm，積分時間為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致光譜響應值降低。

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

（3）為準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)進行區(qū)分，作為雞種蛋實際性別。

（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行建模，發(fā)現(xiàn)近紅外波段的識別率很低，紫外波段和紫外-可見波段相比于全波段模型預測集準確率均有所提升，其中紫外/ 可見光波段的模型準確率最1高，因此選擇波段范圍為300-800nm紫外可見光來對種蛋進行雌雄鑒別。

研究結(jié)果表明紫外-可見透射光譜技術(shù)和相應模型的建立為孵化早期雞胚蛋雌雄識別提供了一種可行方法，盡管準確率有待進一步提高，但是前景廣闊，具有極大發(fā)展?jié)摿?。透射光譜方法檢測效率高且能做到無損檢測，適合蛋雞孵化產(chǎn)線的實際應用場景，但目前識別率仍需提高。為達到商業(yè)應用的標準，一方面需要通過降低系統(tǒng)噪聲等手段來提高檢測精度，另一方面則要通過擴充樣本量、對多種品系進行試驗來提升光譜檢測方法的普適性。

在不久的未來，當通過改善光源，降低光譜儀噪聲，同時進一步優(yōu)化算法模型，光譜檢測法的通用型得以提升時，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！