山東省是奶業(yè)大省,2021年鮮奶產(chǎn)量2.88×106t,位列全國第四。近幾年山東省奶牛養(yǎng)殖業(yè)由散養(yǎng)向規(guī)模化、現(xiàn)代化、集約化和標準化方向快速發(fā)展,小型奶牛養(yǎng)殖場的數(shù)量迅速減少,奶牛養(yǎng)殖平均規(guī)模穩(wěn)步增長,截至2021年底,全省有奶牛養(yǎng)殖場(區(qū))1477個,平均牛群規(guī)模達到429頭,比2016年增長152.35%。2021年底奶牛養(yǎng)殖規(guī)模化率達到93%,比全國水平高22.2%,比2016年提高20%。
隨著規(guī)模化、集約化的發(fā)展,山東省奶牛養(yǎng)殖機械化水平顯著提升,奶牛養(yǎng)殖模式也發(fā)生了深刻的變化,信息化技術(shù)逐漸被越來越多的牧場采用,對奶牛養(yǎng)殖機械的信息化和智能化的需求日益增加。規(guī)模牧場已實現(xiàn)了從“人工喂養(yǎng)”傳統(tǒng)模式到“人管設(shè)備、設(shè)備喂養(yǎng)”模式的轉(zhuǎn)變, 正朝著“機器自主學習,智能飼喂”的智慧牧場模式發(fā)展。
一、山東奶業(yè)機械化現(xiàn)狀
截至2021年底,山東省擁有飼料(草)收獲機6177臺,總動力1.59×105kW;擁有打(壓)捆機6612臺,總動力3.08×104kW;擁有畜牧養(yǎng)殖機械34.6萬臺(套),總動力1.82×105kW;其中飼料(草)加工機械21.3萬臺,飼養(yǎng)機械10.1萬臺(套),擠奶機8735臺,奶牛養(yǎng)殖全程機械化水平名列全國前列。
(一)飼料配制、飼喂環(huán)節(jié)
山東省奶牛養(yǎng)殖場無論規(guī)模大小,在飼料配制、飼喂、推料及剩料收集環(huán)節(jié)基本實現(xiàn)了機械化,配置青貯飼料取料機或鏟車取料、采用牽引式全混合日糧制備機或固定式全混合日糧制備機加撒料車或自走式全混合日糧制備機進行飼料制備及投喂。
精益管理、節(jié)本增效始終是奶牛養(yǎng)殖企業(yè)核心競爭力,特別是2020年以來,奶牛飼料價格持續(xù)上漲,比較效益下降,傳統(tǒng)粗放的牧場發(fā)展模式難以為繼,在奶牛飼料配制環(huán)節(jié),奶牛智能化TMR(Total Mixed Rations,全混合日糧的簡稱)中央廚房應運而生。
傳統(tǒng)的TMR,無論是牽引式、自走式還是固定式,都是人工加料,誤差大、設(shè)備之間相互銜接存在等待現(xiàn)象,空轉(zhuǎn)耗能;并且用人多,現(xiàn)場混亂,管理難度大。智能化TMR中央廚房由中央控制系統(tǒng)、精料存儲添加系統(tǒng)、粗飼料添加系統(tǒng)、液體飼料添加系統(tǒng)、攪拌混合系統(tǒng)、成品出料系統(tǒng)和撒料系統(tǒng)組成,設(shè)備之間組網(wǎng)運行,各添加系統(tǒng)伺服電機是由中央控制系統(tǒng)精準控制,一是避免了人為操作帶來的誤差。極大提高了日糧制備精準度。在萬頭牧場,每節(jié)約1%的飼料,每天就能節(jié)約3500元以上。二是杜絕了機械空轉(zhuǎn)磨損和耗能,大大降低了加工能耗。經(jīng)過實際測算,加工一批7噸TMR日糧,智能化飼喂中心總耗電30度,折合每噸能耗4.26度,相比傳統(tǒng)的鏟車加料模式,噸料能耗成本節(jié)約10元以上。三是提高了效率,減少了用工。以萬頭牧場為例,傳統(tǒng)飼喂模式,上班人員都在10人上下,加上倒班休班人員,總崗位設(shè)置在15人左右。而智能化飼喂中心,當班人數(shù)僅需5人,崗位總?cè)藬?shù)配置7~8人即可,并且,工作強度較低和工作時長較短,節(jié)約一半的人工,不僅僅是人力成本的節(jié)約,關(guān)鍵是管理難度大大地降低,真正做到“減員增效”。四是安全可靠。傳統(tǒng)模式下人工操作,叉車的往復、運輸車輛的穿梭、電機的超載,存在諸多安全隱患。智能化TMR中央廚房把多因素不可控的現(xiàn)場變得簡明可控。所有指令都出自中央控制系統(tǒng),所有機電設(shè)備都有可編程邏輯控制器集中控制,少量人員僅在規(guī)定的安全區(qū)域巡視。
山東東營的某萬頭牧場采用智能化飼喂中心后,每年僅飼料、能耗及人工成本就節(jié)約500萬元。
部分奶牛養(yǎng)殖場在犢牛飼喂環(huán)節(jié)也實現(xiàn)了機械化飼喂,為犢牛提供新鮮、恒溫、定量的牛奶,降低勞動強度50%以上,使犢牛飼養(yǎng)人員有更多的時間觀察犢牛,為犢牛提供更多福利,提高了犢牛的成活率。
(二)擠奶環(huán)節(jié)
山東省的規(guī)模奶牛場擠奶環(huán)節(jié)全部實現(xiàn)了機械化,均采用奶廳集中擠奶方式,與傳統(tǒng)的人工擠奶相比,機械化擠奶的應用極大地提高了奶牛養(yǎng)殖業(yè)的勞動生產(chǎn)效率和鮮奶衛(wèi)生質(zhì)量。
存欄在1000頭以下的奶牛場,擠奶機以魚骨式和并列式為主,轉(zhuǎn)盤式擠奶機主要應用于存欄1000頭以上牧場。魚骨式、并列式和轉(zhuǎn)盤式擠奶機目前在規(guī)模奶牛場的配置率分別為80%、15%和5%。隨著近期一批大型奶牛場的建成及投入使用,尤其是伊利集團在濰坊市籌建的7個萬頭牧場建成后,轉(zhuǎn)盤式擠奶機的保有量及配置率將顯著提升。目前已有部分牧場開始使用擠奶機器人。
擠奶機器人不僅是擠奶設(shè)備,還要對奶質(zhì)進行檢測。對不符合質(zhì)量要求的牛奶,自動傳輸?shù)綇U奶存儲器,以確保奶的品質(zhì)和衛(wèi)生。擠奶機器人還有一個作用,即自動收集、記錄處理奶牛體質(zhì)狀況、泌乳數(shù)量、每天擠奶頻率等數(shù)據(jù),并將其傳輸?shù)诫娔X網(wǎng)絡(luò)上。一旦出現(xiàn)異常會自動報警,提高了勞動生產(chǎn)率和牛奶品質(zhì),有效降低了奶牛發(fā)病幾率,自動擠奶機器人一天24h運行,整個擠奶過程完全不需要人工,節(jié)約了成本,提高了產(chǎn)奶量和牧場經(jīng)濟效益。
(三)清糞環(huán)節(jié)
規(guī)模奶牛場的清糞環(huán)節(jié)也全部實現(xiàn)了機械化,70%以上的奶牛場采用了自走式清糞機清糞或鏟車清理,20%左右使用刮糞板式清糞機,10%左右使用循環(huán)水沖糞。
(四)機械化、信息化融合情況
信息化技術(shù)逐漸被越來越多的奶牛養(yǎng)殖場和牧場采用。一些規(guī)模養(yǎng)殖場逐漸開始應用專業(yè)化的牧場管理信息系統(tǒng)軟件,不但具備牛、人、物、財?shù)慕y(tǒng)一管理功能,還具備實時數(shù)據(jù)采集功能,包括與牧場已運行的各種進口或者國產(chǎn)的智能數(shù)字化設(shè)備(擠奶設(shè)備、TMR設(shè)備、檢測儀器等)實時連接,雙向通訊。
目前山東省20%左右的在用擠奶機配有流量、pH、電導率等傳感器,能精準地記錄每頭牛的產(chǎn)奶量、奶的pH值、電導率及脂蛋白等指標。通過這些指標可以及早發(fā)現(xiàn)奶牛的消化疾病、乳房炎、酮病等疾病,配合分群門及電子項圈或計步器的使用,可以對發(fā)情奶牛及早期疾病奶牛進行識別并隔離,提高了牧場的生產(chǎn)管理水平和經(jīng)濟效益。推進“互聯(lián)網(wǎng)+ 奶業(yè)裝備”,在奶牛養(yǎng)殖各環(huán)節(jié)裝備上應用實時準確的信息采集和智能管控系統(tǒng),促進奶業(yè)裝備與信息化技術(shù)深度融合是下一步發(fā)展的方向。
二、山東奶業(yè)機械裝備生產(chǎn)企業(yè)情況
山東不僅是奶業(yè)大省,還是奶業(yè)機械裝備生產(chǎn)制造大省,據(jù)不完全統(tǒng)計山東省共有相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)100多家,產(chǎn)品涉及飼草收獲與加工、飼喂、擠奶、牛舍環(huán)境控制和糞污處理及利用等奶牛養(yǎng)殖全過程所需機械,有些企業(yè)不僅是省內(nèi)行業(yè)龍頭,在全國也是行業(yè)翹楚。
泰安意美特機械有限公司能生產(chǎn)青貯飼料取料機、自走式、牽引式及固定式全混合日糧制備機、撒料機、推料機、推料機器人、剩料回收車、墊料拋撒機、清糞機、固態(tài)肥拋撒機、液態(tài)肥噴施機等十幾種60多個規(guī)格型號的奶牛養(yǎng)殖設(shè)備。該公司生產(chǎn)的自動推料機器人,通過智能程序能夠均勻地將飼料推送整齊,滿足了奶牛的采食需要。該機采用超聲波導航,能自動避障,每次充電可以連續(xù)工作20h,并在電量接近耗盡時自動返回充電樁充電。推料機器人可按設(shè)定時間間隔推料,保證了奶牛采食需要,避免了人工不能按時飼喂的情況,有利于奶牛的健康,同時也會間接提高奶牛的繁殖能力和產(chǎn)奶量。
三、山東省奶業(yè)機械裝備鑒定及補貼情況
(一)山東省奶業(yè)機械裝備鑒定情況
山東省納入農(nóng)業(yè)機械推廣鑒定的奶業(yè)機械裝備有青飼料收獲機、青貯取料機、鍘草機、秸稈揉絲機、全混合日糧制備機(11m3以下)、打捆(包膜)機,并承擔全混合日糧制備機(11m3以上)、清糞機的國推鑒定任務(wù)。
自2018年以來,山東省農(nóng)機技術(shù)推廣站已完成青飼料收獲機推廣鑒定29項(其中國家支持的推廣鑒定8項)、完成打壓捆機推廣鑒定134項(其中國家支持的推廣鑒定67項)、完成全混合日糧制備機推廣鑒定118項(其中國家支持的推廣鑒定24項)、完成青貯取料機推廣鑒定9項、完成割草機、摟草機、鍘草機、秸稈揉絲機等產(chǎn)品鑒定任務(wù)50項。
(二)山東省奶業(yè)機械裝備補貼情況
山東省已將青飼料收獲機、割草機、摟草機、打捆(包膜)機、鍘草機、秸稈揉絲機、全混合日糧制備機、擠奶機、貯奶(冷藏)罐、清糞機、糞污固液分離機、糞便翻堆設(shè)備、畜禽糞便發(fā)酵處理設(shè)備等奶牛養(yǎng)殖機械列入農(nóng)機購置補貼,2015年以來共補貼青飼料收獲機956臺、打(壓)捆機3995臺、全混合日糧制備機356臺、其它飼草料收獲加工機械8336臺;補貼擠奶機66臺、貯奶(冷藏)罐83臺、清糞機102臺、翻堆機102臺, 奶牛養(yǎng)殖相關(guān)機械裝備補貼額達到1.27億元,有力地促進山東奶業(yè)機械化的發(fā)展。
(作者單位:山東省農(nóng)業(yè)機械技術(shù)推廣站)