簡析現代畜牧業的節約型智能化

江泓裕 胡鵬程 馬燕梅福建農林大學動物科學學院（蜂學學院） 福州 350002

中國畜牧業已經進入到快速發展的階段，但在傳統的家庭散養型畜牧業轉型成為集約化養殖場的過程中也隨之出現了大量的問題，如產能過剩、市場波動頻繁、生產技術落后、過度采用設備、養殖人員素質偏低、人才培養不足、疫病防控能力差、資源浪費、養殖場廢料難以處理和食品安全事故頻發等。因此，為了解決諸多問題，促進我國畜牧業節約型智能化建設成為大趨勢。

1 中國畜牧業發展史

從改革開放至今，我國畜牧業大致經歷了四個發展階段：1978-1984年為恢復發展時期，這一時期我國的畜牧養殖業主要以散養為主；1985-1996年為全面快速增長時期，我國畜牧業產量迅速增加，主要畜產品達到了供應需求平衡的狀態，短缺問題得到了根本上的逆轉；1997-2011年為提質增效時期，這一時期我國畜牧業結構進行了相應的調整，國家及時制定出臺了促進畜牧業發展的一系列方針政策；2012年以來，是以環保為重點的全面轉型升級階段，目前我國畜牧業處于改革轉型時期，畜牧產值在農業產值占比穩步上升，主要畜產品供給結構趨于合理，生產模式由散養向規模化和集約化方式轉變[1]。

2 智能化畜牧場

在我國畜牧業向規?；⒓s化方向進行轉型的過程中，智能化畜牧越來越受到畜牧企業的重視。在人類的觀察力和經驗有限的情況下，科學技術在生產實踐過程中起到了擴大產能和增加產值等重大作用。

2.1 人工識別的弊端 對于規?；⒓s化大型養殖場而言，如果不使用智能化設備，僅使用人工識別進行各項工作，例如每天的例行檢查及季度獸醫評估，這種工作方式存在諸多弊端。首先，人工識別耗時耗力，無法保證觀察結果的準確性，因為當有觀察者在場時，動物可能會改變或者停止某些自身行為[2-4]。其次，基于觀察者的經驗和知識儲備，不同的觀察者對動物行為的解釋或者臨床癥狀的了解存在偏差，這會導致個體行為和觀察者的記錄存在潛在不可靠因素[5]。第三，人工檢查的時間固定且有限，而動物的突發情況和潛在情況是無準確發作時間的，如腦膜炎或腸水腫，可能會讓一個不被注意到的個體在4 h內從無癥狀到身體痙攣甚至死亡[6]。因此，人工觀察起到的作用是有限的，但是現代的智能化設備能有效解決人工觀察存在的弊端。

2.2 智能化設備的具體應用 智能化設備在我國畜牧業的使用率還遠遠未達到普及的程度。由于資金和地域等原因，仍有許多養殖場未達到智能化的程度，以下對國內外部分豬場、乳牛場和羊場中已經投入使用的智能化設備分別進行介紹。

2.2.1 在豬場中的應用

2.2.1.1 精液質檢設備-億觀精估棒 億觀精估棒是一種新型的精液質檢設備，該設備及技術的運用將設備成本從十幾萬元降至原有的十分之一甚至更低。精液品質是種公豬價值的重要評價指標，對目標配種受胎率有著重要的影響。傳統的精液質檢一般在實驗室進行，需耗費大量的企業成本，加之技術人員對操作流程的熟悉程度不同，導致精液檢測準確性不高。并且由于精子具有異物凝聚性，使其檢測環境需求嚴格，在操作過程中容易受到人工操作和外源性污染等因素的影響。配合檢測設備可以高效快速地對豬的精液進行檢測，操作簡單，方便管理，可減少企業用工成本，有利于建立企業資料數據庫[7]。

2.2.1.2 遙控公豬車 遙控豬車可以解決集約化生產查情工作中的諸多問題，如公豬走動導致厭倦或者疲勞等，并且提高人均飼養量和誘情效率。遙控公豬車在后備母豬舍中也有使用價值，包括節約母豬誘情工作的人力資源，以及降低公豬爬跨造成的肢蹄病的危害，提高后備母豬利用率[7]。

2.2.1.3 射頻識別 （radio frequency identiifcation，RFID） 射頻識別，俗稱電子標簽，是通過無線射頻感受器來檢查豬只異常狀況的設備，一旦發現異常情況立即自動報警，并且通過噴墨來標記目標豬只，幫助與配合防疫、護理和配種等生產工作。通過電子掃描棒將豬只與智能化飼喂器進行結合，用控制欄門開合將豬只進行隔離，實現精準給料，可避免搶食爭斗行為，降低細菌性疾病發病率，提高整體均勻度。RFID系統由于具有良好的抗干擾能力、穿透性強、讀寫次數多、儲存容量大、成本低、體積小、可靠性高、壽命長和易于流水線生產等特點，現已在許多大型養豬場應用[8]。國外有研究表明，RFID電子耳標有著智能化的效能，但是在生產實踐過程中昂貴的耳標很容易受損而導致信息處理不當而停止工作，佩戴和取下耳標也需要額外的勞動成本。因此，國外開始使用其他更有效的監控手段，如計算機視覺技術等[6]。

2.2.1.4 用紅外熱成像儀檢測豬只體溫 相較于傳統方式，通過紅外熱成像儀檢測豬只體溫的確診率較高，紅外熱成像儀可以與智能手機進行配合使用，通過即插即用的熱成像設備和配套的應用程序實現高效體溫檢測。

2.2.1.5 智能化無針注射器 傳統的散養戶豬場使用的多為有刻度調節的金屬注射器，集約化豬場則更多使用可以節省工時、提高產能的連續注射器，但是金屬注射器有著金屬制針頭易折斷、容易造成動物和員工被刺傷、回收工序繁瑣等缺點。而智能化無針注射器可以有效避免金屬針頭帶來的安全隱患，并且減輕針頭對豬只的應激反應，更有利于豬只的健康情況。

2.2.1.6 飼料檢測與防滑線糞便檢測系統 通過邊緣檢測器和檢測動物是否在進食及飼料邊緣輪廓、顏色和形狀等特征，確定檢測區域。根據檢測結果估計檢測區域內可用的動物飼料，最后將飼料檢測數據反饋給中央控制系統。在畜牧場的地面上鋪設防滑線，通過計算防滑線被豬糞便覆蓋的百分比估計豬糞便的排泄量，并將檢測結果反饋給中央控制系統。一旦出現進料或者清潔需求，中央控制系統將向運輸設備發送指令以進行進料或者清潔[9]。

2.2.2 在乳牛場中的應用 在乳牛場牛只信息管理、發情監控和全混合日糧 （total mixed ration，TMR）攪拌機精準調控等方面也可運用智能化技術。乳牛場可通過智能化設備對每頭牛的日產乳量進行自動計量和讀取，以便對成年母牛進行淘汰；借助監控系統觀察乳牛的活動情況，準確預測排卵時間，指導乳牛場精確配種時間，提高配種受胎率；指導并監控TMR的配制以及TMR日糧投喂車的精準投喂，極大提高牛只獲取混合日糧的配比精確性與合理性；通過無線傳感系統對乳牛場的內外溫度、濕度和氣體含量等進行監測，以便管理人員對乳牛場內環境進行及時調整[10]。

2.2.3 在羊場中的應用 國外Murciano-Granadina乳山羊已有使用評估視覺和電子識別裝置，包括右后小腿（跖骨）上的腿標簽（leg tags，LT）、電子瘤胃丸（electronic rumen boluses，RB）、電子耳標（electronic ear tags，EE）以及可視塑料耳標（visual plastic ear tags，VE）等[11]。我國則有基于STM32的羊群智能化養殖裝置設計，通過傳感器、射頻識別和485通信等技術對羊群進行個體識別和自動稱重，以便提高羊群整體均勻度[12]。

3 發展節約型畜牧場

雖然智能化養殖場在國內外已經取得了一定程度上的成功，但是由于各國國情不同，導致智能化設備所帶來的效益有所不同，有些在國外可以降低成本的設備在我國可能由于管理不當、缺乏專業數據分析人員和軟件設計不符合國人使用習慣等原因導致生產成本不降甚至反增。

3.1 探索節約型畜牧業的意義 節約型畜牧業的意義在于以最低的資源消耗、環境污染和社會危害為前提，生產符合市場需求的畜產品，以滿足人民需求。節約型畜牧場應該做到：節約飼料、人力資源、水資源和電力等能源；減少污染物排放；減少動物疫情帶來的經濟損失以及對動物和相關人員的人身傷害[13]。

3.2 節約型養殖在我國的實踐

3.2.1 糞污利用 目前的糞污利用方式主要分為能源化利用和肥料化利用，建立糞污循環利用中心，將輻射區內的糞污集中處理，并為輻射區農田提供優質有機肥。通過沼氣池發酵，為輻射區提供新能源[14]。

近年來，福建泉州泉港區推進畜禽養殖廢棄物綜合利用，出臺多項方針政策，堅持源頭減量、過程控制、末端利用治理途徑，大力推廣“豬-沼-果（林、茶、菜）”等生態種養模式，通過多項糞污處理利用技術，如節水改造、干濕分離、雨污分流、沼氣發酵、生產農家有機肥、還田利用等，推動畜禽養殖廢棄物資源化利用。完善整套糞污處理利用配套設施，實施畜禽糞污資源化利用整區推進項目12個，配套沼氣池6 635 m3、儲液池9 078 m3、糞便發酵塔9個、雞糞快速發酵倉6個、有機肥加工廠1個、沼液管網29.4 km。截至2020年底，全區畜禽糞污綜合利用率高達96.09%，規模養殖場糞污處理設施裝備配套率100%，基本實現生態養殖零排放[15]。

3.2.2 太陽能利用 利用太陽能和生物質加熱系統、“新能源互補利用”控制系統、冷熱水管網系統，在節能減排的同時帶來了不小的農業增收效果。金華工業化甲魚養殖場按照傳統養殖模式計算，養殖2 300余萬只甲魚年耗標煤超3萬t，年產廢氣7.5萬t，同時產生的廢渣灰需要3.8 hm2土地堆放。而在2012年完成了“新能源互補利用”技術模式后，按照太陽能系統實際嘉文天數240 d計算，每年可節約標煤100余噸，節約成本13萬元；節省人工成本6萬元；甲魚產量保守估計提高1%，約增收6.5萬元。三項合計共增加25.5萬元。同時，采用該技術模式每年可以減排二氧化碳560 t、二氧化硫4.95 t，可替代或減少燃燒257 t標煤的污染物，并且可以提供優質的鉀肥，極大促進了養殖業的可持續發展[16]。

4 總 結

對于我國的節約型智能化養殖，需要因地制宜，不能一味地追求規模大、效仿國外等表面上先進的發展模式。政府在加大力度推行使用新能源政策的同時，還需加大對畜牧業人才的培養，只有擁有先進科學知識的人才，才能夠使用先進技術的工具，提高養殖者的整體素質，才能真正實現養殖的智能化。在探索智能化的途中要注意環境保護和節約資源，管理者應該合理調整產業結構，以人為本，開展綠色產業，改善輻射區的民生，帶動輻射區的經濟發展，減少輻射區的污染。