基于物聯網技術的智慧畜牧養殖模式:以玉屏溫氏畜牧為例

張 軍

(銅仁市農業農村局， 貴州 銅仁 554300)

黨的十九屆五中全會審議并通過了《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》，提出優先發展農業農村，全面推進鄉村振興，建設智慧農業[1]。發展智慧農業，需要集成應用眾多新技術，其中就包括物聯網技術——各類傳感器和現有的互聯網相互銜接，將物品與物品、事務與事務、物品與事務之間的信息進行連接，從而實現對信息的遠程控制和監控的智能化網絡技術[2]。將農業生產與物聯網技術有效結合，利用現代化智能技術對農業生產進行監控和控制管理[3]，促進傳統農業轉型升級、節本增效，已成為未來農業發展的必然方向[4]。在畜牧業領域，智慧畜牧已在我國部分發達地區得到一定發展，如寧波市建立的智慧畜牧平臺[5]、山東省建設的43家智慧畜牧業應用基地[6]、上海市畜牧業智慧監管的“金山模式”[7]。

貴州省生態環境優越，畜禽資源豐富，市場培育前景廣闊，具有發展山地特色優質畜禽產品的良好條件，生態畜牧業在其農業產業結構中占有重要地位[8]。近年來，貴州省積極推動生態畜牧業發展，生態畜牧業信息化水平顯著提升[9]。2014年3月，大型畜牧集團廣東溫氏集團與貴州省銅仁市玉屏侗族自治縣人民政府簽訂投資協議并正式注冊成立玉屏溫氏畜牧有限公司，打造年出欄32萬頭的生豬養殖一體化項目[10-11]。截止2020年，已建成全年種豬場產苗38萬頭，合作家庭農場396戶，單批飼養規模達31.53萬頭。隨著養殖規模的增加，規模化養殖投資成本同步增加，并且在疾病預防、生產管理、環保、動物保健、飼料營養等方面也面臨一些問題[12]，使其競爭壓力加劇。為降低生產成本，提升管理效率和產能，玉屏溫氏畜牧利用物聯網技術，建立了智慧畜牧養殖系統，實現了基于物聯網技術的“人管機器、機器養豬”智慧養殖新模式。現將其實施模式和成效總結如下，為貴州發展智慧牲畜，推進全省生態畜牧業高質量發展提供參考。

1實施模式

玉屏溫氏畜牧的智慧養殖模式主要在溫氏股份高效種豬場、合作家庭農場實施。利用物聯網技術，建立“豬舍+智慧畜牧”的生產管理方式，建設智能養殖物聯網，實時監測與科學控制養殖環境，通過對養殖環境和豬只生長狀況信息的智能感知和處理，實現智能環控、豬只日增重和發情監測、疾病預防、育種選育、互聯網+環保等精細化養殖管理。相比傳統“人臨現場”的管理模式，其能夠改變規模養殖對勞動力的較大依賴，降低成本，提高效率，增加收益，具有顯著優勢。該模式的實施主要通過建立以下應用系統實現。

1.1無線環境監測系統

通過豬舍內安裝的各類傳感器，實時監測養殖環境的溫度、濕度、亮度、NH3、CO2等關鍵指標數據，并將數據通過無線傳輸到配套的生豬智慧養殖大數據平臺。養殖戶可通過手機、電腦等終端設備實時查看豬舍環境狀況，根據豬只生長管理對環境條件的要求，及時調控豬舍環境。另外，若環境數據超出預警閾值，系統將及時向養殖戶發出報警，讓養殖戶可及時采取相應措施，減少因意外情況造成財產損失。

1.2物聯網智能環控系統

規模化養殖與主要依靠養殖戶經驗的傳統畜牧養殖不同，其對環境管理要求較高，僅憑經驗難以實現科學養殖[12-13]。養豬場主要的環境參數有溫度、濕度、噪音、光照度、CO2等，均對生豬成長有影響[12,14]。規模養殖監測眾多復雜的環境參數，涉及面廣、工作量大，若依賴人工則勞動強度加大、難以保證效率。為此，建立包括環境監控、能耗監測、設備管理和報表展示4大模塊的物聯網智能環控系統。利用物聯網技術，實現豬舍狀態監測、環控設備智能化調控、豬舍狀況遠程監控、異常(超出閾值)預警、運動能耗分析、養殖生產任務管理。根據實時監測得到的溫度、濕度、噪音、光照度、CO2等環境參數，豬舍內通風機、天窗、水簾、加暖器和除污設備等環控設備自動運行，達到對養殖環境的科學智能化控制，保障養殖環境符合要求，改變傳統養殖對人力資源的較大依賴，降低人力成本的同時，提高生產管理效率。

1.3 AI養殖系統

利用機器視覺和人工智能(AI)技術，使用智能攝像頭對豬只進行運動軌跡追蹤、運動狀態監測、健康分析、重量估算，分析豬只每日運動量和體重變化，判斷其健康狀況，讓養殖戶可實時掌握豬只健康狀況和生長情況，為生產養殖管理提供科學的決策依據，優化喂養策略，如飼料營養系統的驗證和優化，個體健康狀況的側面評估等，有利于開展智能化精確飼喂，提升豬肉產能。

1.4電子醫生系統

利用智能穿戴設備全天候監測母豬核心體溫和運動量，重點監測其發情期和發病期的體溫和運動量變化，為母豬發情期的生理行為和發病特征建模，將實時檢測到的特征數據與發情期及發病狀態的數學模型比對，準確判斷其發情期和發病情況。精確預測發情期可提高豬場的配懷率，實現每頭母豬的經濟效益最大化；及時了解發病個體的健康飲食狀況，對疾病提前預警，及早防治，有利于降低用藥成本，還可提前防止疾病傳播，減少損失。

2實施成效

首先，應用智慧養殖系統可顯著提高勞動生產率，進而降低養殖企業的成本投入。未應用智慧養殖系統前，玉屏溫氏公司玉屏豬場140人，朱家場豬場135人，每月勞動力薪酬支出為89.5萬元；應用智慧養殖系統后玉屏豬場和朱家場豬場所需勞動力分別降至118人和107人，每月勞動力薪酬支出降至73萬元，同比每月減少支出16.5萬元。針對家庭養殖農場，未應用智慧養殖系統前，每棟豬舍300頭需配備勞動力2人；應用智慧養殖系統后，相同數量勞動力可完成每棟豬場900頭的養殖工作，勞動生產率由150頭/人提升至450頭/人，單個勞動力能夠飼養的豬只明顯增加，使平均每棟豬場可減少6名勞動力，平均每年減少18萬元工資支出。在6 000頭規模的家庭養殖場中建成投入使用該系統后，可節約勞動力2～4人，按每月3 000元/人的薪酬核算，每年可節約7～14萬元勞動力成本。

其次，通過智慧養殖系統對豬舍的全天候監控，可準確判斷豬只排泄物處理時間，及時對排泄物進行收集處理，配套建設沼氣池實現資源化再利用，保障生豬養殖必須堅持生態優先，對促進生態循環農業發展也具有積極意義，符合國家推進生態環境保護和農業綠色發展的趨勢和現實要求。

再次，實施該項目的示范效應使周圍非項目區的地方政府和農民直接感受到智慧養殖項目帶來的巨大變化，有利于帶動更多群眾主動參與畜牧養殖業發展。依托“龍頭企業+合作社+農戶”組織方式進行帶動，可對當地畜牧養殖業發展和增加集體經濟、合作養殖戶的經濟收益起到促進作用，進一步為農民增收、企業增效和地方財政增長做出貢獻。

3結語

2020年底召開的全國農業農村廳局長會議上提出了“保供固安全，振興暢循環”的“十四五”農業農村發展定位思路[15]。“保供”作為“十四五”農業農村發展的關鍵詞之一，生豬保供是其重要一環。在經歷非洲豬瘟后，提升生豬產能尤為重要。同時，隨著綠色發展理念和模式的逐步推進，對生豬養殖業發展也提出了新的要求。將物聯網技術應用于生豬養殖，可提高管理效能，降低人力成本和養殖污染，也能為今后發展智能化樓宇式生豬養殖提供良好基礎，進一步提升生豬養殖業發展水平，促進我國畜牧產業高質量發展。