兵團規模養殖場智慧化技術應用現狀與思考*

錢姝含，李闖，王夢芝，楊慶勇

（1.省部共建綿羊遺傳改良與健康養殖國家重點實驗室/新疆農墾科學院畜牧獸醫研究所，新疆 石河子 832000；2.揚州大學動物科學與技術學院；3.農業生物信息湖北省重點實驗室/華中農業大學信息學院）

畜牧業在農業農村經濟中占有重要地位，是大農業的重要組成部分，是農業現代化的標志性產業。發展畜牧業是新疆生產建設兵團（下稱“兵團”）調整產業結構的重要途徑，對于新疆經濟發展和長治久安意義重大[1]?！蛾P于促進兵團畜牧業高質量發展的意見》提出，要完善圈舍、飼喂、擠奶、環境控制、糞污處理等基礎設施和設施設備，加強設施裝備集成配套，提升畜牧業機械化、集約化、自動化、智能化水平；按照分段飼養、精準飼喂、環境控制、生物安全等生產標準和養殖技術，大力提高養殖規模、質量與效益，形成產品安全、環境友好、產出高效、精準調控、資源節約的高質量發展格局[2]。提高產品質量與效益，形成高效產出、安全產品、節約資源、保護環境、有效調控的新模式?，F代化農業一直是兵團的發展優勢，規?；?、精準化的養殖模式是現代畜牧業的發展趨勢，也是提升畜牧業科技創新能力和核心競爭力的基礎，這對飼養管理、信息技術支撐提出了更高的要求[3]。為此，在兵團黨委組織部、新疆農墾科學院的支持下，結合在兵團第四師、第五師、第九師和第十師的實地調研，本文分析了兵團畜牧業發展現狀，重點研究了兵團畜牧業規?；?、智慧化養殖發展相關問題，并提出了一些想法與建議。

1 智慧化畜牧業發展現狀

物聯網、云計算、移動通信等技術的發展為現代畜牧業提供了數字化和信息化技術的重要支撐手段。精準養殖成為了現代養殖業發展的必然趨勢，它是按個體差異定時、定量實施的一種科學養殖管理體系，目前在豬和牛的養殖中技術應用較為成熟，主要包括疾病的早期預防與診斷、生長性能的評估、日糧的精準控制、行為的實時監測、環境的自動控制等方面，在家禽和羊的養殖中的技術研究也在不斷發展并逐步推廣。

在個體識別方面，國內畜禽的個體識別技術已經較為成熟，從小規模養殖中通過錄像人工觀察為主的識別方式逐步過渡到了大規模、集約化養殖中的自動化識別。無線射頻識別技術（RFID）目前是當今世界上畜牧管理應用最成熟的技術，在動物養殖中可以集成在動物的耳標、項圈和腳環內應用，而通過視頻和音頻等方式，基于生物特征信息的非接觸手段也在不斷發展。個體識別是監測生物信息的基礎和關鍵，對動物的個體信息進行有效監測，從而防止疾病的發生，這能有效保障動物的福利水平[4]。結合“精準畜牧”的發展趨勢和實際應用的需要，智能化的動物信息感知和行為檢測技術未來將向無接觸、高自動化、高精準對應的方向發展。在動物的生長性能評估方面，需要測定包括體重、體脂、生長發育狀況、體況評分等內容。原有的評估方式需要人為操作，工作量大且易引起動物的應激反應，目前與計算機視覺結合的自動化體況評分技術成為發展趨勢。在動物行為監測方面，目前的研究主要集中在動物的采食、反芻、運動、發情等行為，通過與計步器、加速度計等接觸式傳感器結合或是以視頻的方式提取行為的特征參數，然后經過數據處理與分析，獲取動物的狀態信息。在動物養殖環境監測方面，環境智能控制系統包括適度的溫度控制、濕度控制、空氣質量控制和光照控制[5]。隨著動物養殖規模化程度的不斷提高，環境的智能控制已成為智慧化畜牧發展的重要方向，可通過傳感器來檢測和采集相關數據，分析數據后再通過智能化的算法實現對環境的自動調控。

2 兵團智慧化養殖發展現狀及趨勢

2.1 兵團畜牧業養殖現狀

兵團畜牧業以生豬、肉牛、奶牛、肉羊、禽蛋為主導，培育壯大特色優勢產業，大力推進現代畜牧業的發展。2020年末，兵團主要牲畜存欄共計648.47萬頭（萬只），較上年同期增長2.0%，其中：生豬存欄229.63萬頭、牛存欄52.58萬頭、羊存欄366.26萬只；主要畜禽肉類產量48.87萬t，同比增長1.6%，禽蛋類產量15.06萬t，同比增長5.9%；牛奶產量73.82萬t，同比下降4.8%[6]；兵團統計局數據顯示，2021年上半年，兵團畜牧業產值達124.86億元，同比增長14.5%，占農林牧漁業總產值的比重為60.4%，截至6月末，豬、牛、羊存欄718萬頭（只），同比增長8.9%；期內出欄477萬頭（只），同比增長8.5%。

2.2 兵團畜牧業規?；l展趨勢

兵團發揮畜牧業資源優勢，挖掘產業潛力?？萍紡娦蟆⑴d畜于技，大力推進畜禽標準化規模養殖，強化龍頭企業的產業帶動，兵團畜牧業正由粗放式逐漸向規模化、現代化的養殖模式轉變[7]。兵團已累計建成各類規模化養殖場3 062個，其中生豬規模化養殖場1 143個（年出欄育肥豬1萬頭以上規模養殖場80個），奶牛規?；B殖場105個（存欄1 000頭奶牛以上規模養殖場42個），肉牛規?；B殖場415個（年出欄育肥牛1 000頭以上規模養殖場23個），肉羊規模化養殖場921個（年出欄育肥羊1 000只以上規模養殖場160個），蛋禽規?；B殖場205個（養殖規模在5 000只以上130個），肉禽規模化養殖場273個（出欄肉禽3萬只以上規模養殖場62個），通過農業農村部驗收掛牌的全國畜禽標準化示范場累計達到88個。畜牧業養殖環節機械化水平達到67.25%，規模化養殖占比達到68%，奶牛、生豬、蛋禽分別達到56.8%、77.7%和85.9%，處于全國先進水平[6]。

2.3 兵團推進智慧化養殖的需求

2.3.1 資源環境制約與科技助力的需求

新疆是全國的第二大牧區，兵團地處新疆境內，畜牧業資源較為豐富，目前擁有各類牧草地面積242.78萬hm2。以地定畜、以（生物）量定畜是保護生態的重要原則。但是受干旱、半干旱、溫帶大陸性氣候條件的影響，以及草地資源的開墾，導致草原面積縮減。而且由于新疆地區畜牧業的發展，草場長期負載過重，有的地方甚至出現牲畜啃食草根的現象，導致草場退化和沙漠化問題日益凸顯。一些草原生態專家指出，近幾年來新疆草場畜牧業的發展在很大程度上來說是以生態環境日趨惡化為代價的。對于兵團畜牧業來說，牲畜群數量的快速增長與草場退化、載畜能力降低的矛盾日益凸顯，而人工草料生產體系還未建成，農區養畜的潛力還遠未釋放出來[8]。數據顯示，疆內農區飼草料種植、收獲及加工的機械化程度為73.67%，也限制了飼草料資源的有效利用。因此，在資源條件限制的條件下，更需要科技助力畜牧業發展的步伐。

2.3.2 優質飼草料的供給需求

飼草料是規模化養殖和強畜的基礎，但疆內目前存在畜牧業發展投入不足、飼草料產業總量和加工水平低、社會化服務體系尚不健全等問題，導致畜牧業存在著飼草短缺的問題，尤其是優質牧草的短缺及青貯飼料供給的嚴重不足。在退牧還草和草原生態保護補助獎勵等政策引導下，草原畜牧業的重心出現向農區畜牧業轉移的趨勢，更加凸顯了農區優質牧草短缺問題。

2.3.3 提高農戶的基本技能和知識水平

畜牧業生產要求經營戶擁有豐富的技術經驗，而農場農工文化水平相對較低，對畜牧新知識、新技術的接受能力較弱，很難將其較快地運用到畜牧業生產經營中去，先進的技術很難較快轉化為現實生產力，對畜牧經濟的貢獻率未能得以充分發揮。

2.3.4 轉變從業人員的畜牧生產觀念

團場大部分農工以及部分從業畜牧科技人員對發展畜牧業的觀念陳舊保守，仍然抱著傳統的生產觀念。因此，對于畜牧業認識不足，僅把畜牧業當作副業，此外，并沒有認真對待畜牧業。這些落后的生產觀念使廣大農工對待畜牧業不重視和不積極，對畜牧科學新技術消極與不作為。

2.3.5 注重畜牧生產各環節協調發展

畜牧業的發展并非單純的涉及到飼養管理，產業化的畜牧業要求將產前、產中和產后有機的聯合起來。發達國家的畜產品生產總量中畜產品加工量占的比重很高，而兵團畜禽產品加工主要以初級產品輸出為主，深加工轉化能力低。同時，兵團還需注重與飼草和相關資源條件的關聯，強調畜牧生產各環節協調發展和系統管理。

3 推進智慧化養殖面臨的問題

3.1 兵團畜牧業高素質人才缺失

與產業發展需求相比，兵團畜牧業的人力資源存在數量與技術水平的限制，突出表現為高素質人才短缺嚴重[9]。主要是由于原有的高素質兵團科技人員現已退休，而大量的優秀畢業生也傾向于選擇離疆到內地工作，還存在兵團農場部分優秀畜牧獸醫技術人員流向地方或者相關企業的現象，尤其是具有豐富臨床經驗的獸醫人員日益減少。為挽留高素質人才，勞動力雇傭成本增加。另外還表現在現階段農牧一線人員多為內地引進農民工，文化素質相對較低，使得現有畜牧科技成果的推廣和使用難度加大，機械化進程緩慢。大學生在基層工作的意愿較低，特別是到團場連隊工作的人數減少，選擇到基層就業的比例從2010年的約30%降到2020年的10%以下。

3.2 疾病防控方面存在的問題

由于近年來非洲豬瘟的發生，兵團對疫病防控工作尤為重視，防疫工作的系統性、聯動性以及信息的共享度和防控的精準度都在不斷提高，但是在畜牧業疫病防控方面還有待加強。一是基層團場防疫技術力量薄弱，基礎設施薄弱，技術支撐體系不完善，能進行疫病監測、診斷、流行病學調查的單位較少，發生疫情時不能快速診斷，給防控工作帶來了較大的困難；二是部分農戶疫病防控意識不強，甚至有的發現疫情隱瞞不上報，導致疫情規模和范圍不斷擴大，加重社會影響[1]；三是基層防疫監督機制需要改進，由于專業人員少，監督范圍廣，致使工作量不合理，使動物防疫監督工作難度加大，輸入性疫病有增加風險。

3.3 缺乏采集畜禽個體生物信息的技術與設備

動物個體信息的感知與分析是精準養殖的關鍵。兵團缺乏自動化信息采集設備，而推進智能化的養殖亟需借助智能化的信息采集、根據動物個體屬性數據制成具有時效性和可操作性的自動化畜牧管理系統，以便實現畜禽的個體識別、營養評估、行為分析、疾病檢測和育種成效的提升。

3.4 缺乏生物育種信息管理系統

兵團禽畜育種仍主要采用傳統育種方式，已無法滿足兵團畜牧業快速發展的需求，亟需借助智能化的信息采集、管理系統和育種軟件，提升育種成效和擴繁體系的規模效應。主要問題表現在以下方面：一是缺乏自動化信息采集設備，大量表型數據（體重、體型、溫度、產奶量等）采集基本依賴人工操作，造成效率低下、人為誤差較大等問題。二是缺乏持續穩定的數據管理系統，已采集的表型數據主要以紙質表格或者獨立電子表格為主，數據的檢索、匯總和挖掘工作非常繁瑣。三是動物種質資源信息描述和存儲過于粗放，缺乏相對統一的標準和規范，主要注重肉眼可視表型而對其基因型、優良等位基因及后代家系表現數據相對缺乏。四是遺傳評估系統和計算機模擬系統完全空白，主要依賴育種家的經驗和直覺判斷。五是各環節數據相對獨立，缺乏適當的反饋及共享系統，導致系統沒有糾錯和進化功能，例如，種公牛各種外形指標很好，但其后代產奶性能總體較差，這是由于系譜信息和各層次表型信息相互獨立，造成無法直接對該公牛做出預警，導致該種公牛反復使用。

4 兵團畜牧業智慧化發展建議

在加強生態環境保護的前提下，兵團畜牧業發展在未來一段時間仍將面對飼草短缺和人力短缺的局面。兵團畜牧業規?；B殖處于信息化程度不高，管理相對粗放，從業人員的傳統養殖觀念有待轉變，技術人員的信息化意識和能力有待提升，畜牧生產系統化有待加強的階段。為此，建議以信息化引領規?；B殖形成兵團智慧養殖業發展的新格局，以保證先進生產技術的系統轉化，推進兵團畜牧業智慧化發展進程。

4.1 加強信息化技術培訓與宣傳

積極開展對從業人員的相關培訓，通過引進內地技術型人才，定期開展培訓和學術交流活動，幫助相關從業人員了解現代智能化牧場建設的概況及其優勢，學習并掌握相關設備的使用方法及維護措施；增強技術人員的信息化意識和能力，逐漸轉變觀念。

4.2 加大信息化設施設備的投入

發展畜牧養殖業需要依靠科技進步和機械化水平的提高，以信息化、自動化和機械化促進產業現代化。為此，首先要加強基礎設施建設；同時，應根據現代化規模牧場生產工藝流程，逐步購進配套的相應裝備，主要包括飼草料機械化生產設施、精準飼喂裝備、自動擠奶機器、環境控制系統和糞污處理設施等。

4.3 典型規模化養殖場示范帶動

結合疆內畜產品供需特點以及兵團畜牧業發展趨勢，選擇典型示范場進行信息化智慧養殖的示范帶動，比如：畜禽生物信息獲取與監測技術、畜禽飼料飼養精準管理技術、畜禽養殖環境檢測控制技術、畜禽健康與疫病防控決策技術等的應用等，以推動兵團智慧化養殖業的穩步發展。

4.4 畜牧管理部門智慧管理平臺建設

逐步建立畜牧養殖智能化系統，包括環境智能感知控制、畜禽生理和心理健康監測、自動精準飼喂、畜產品自動收集及溯源、疫病防控管理系統等，以實現自動化和精確化的現代生產方式，同時實時分析生產數據，以為養殖過程提供實時、精準的技術參數，評估動物的實際狀態，也為畜產品的安全追溯提供技術保障。

5 結語

兵團畜牧業智慧化養殖要結合國內外不斷發展的智慧養殖技術與設備，重點圍繞疫病防控、品種改良與繁育、飼養管理、飼草料的加工與存儲，對畜牧獸醫系統養殖戶及技術人員開展相關技能培訓，引進操作智能養殖系統的技術人才。同時，通過物聯網和大數據技術強化養殖過程數據采集和處理能力，倡導合作創新，構建智慧化養殖裝備技術公共服務平臺。