惠 雪，李保明，施正香

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100083 ）

健康高效規(guī)模養(yǎng)豬新技術(shù)

惠 雪，李保明，施正香*

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083 ）

文內(nèi)主要介紹我國規(guī)?；i場面臨的主要問題，從空間環(huán)境和空氣環(huán)境系統(tǒng)介紹了健康高效養(yǎng)豬對(duì)環(huán)境的需求以及豬舍躺臥區(qū)局部環(huán)境調(diào)控新技術(shù)。以案例模式介紹了國外養(yǎng)豬生產(chǎn)工藝模式特點(diǎn)，定位飼養(yǎng)方式及福利化養(yǎng)豬生產(chǎn)工藝流程及特點(diǎn)。簡單介紹了我國自主研發(fā)的自動(dòng)干清糞技術(shù)和新型圈欄特點(diǎn)和用途。

規(guī)模豬場；健康養(yǎng)殖；豬舍環(huán)境；福利養(yǎng)豬；養(yǎng)豬新技術(shù)

為更好的適應(yīng)世界養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展要求，推進(jìn)我國養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展，需要從養(yǎng)豬生產(chǎn)工藝模式著手，通過合理的生產(chǎn)工藝和相關(guān)配套技術(shù)，來提高資源利用率、減少糞污排放量、降低運(yùn)行成本和能耗，協(xié)調(diào)好豬、環(huán)境與人之間的關(guān)系，以保障豬肉品質(zhì)質(zhì)量和安全。舍飼散養(yǎng)工藝就是其中比較突出的例子，在歐盟發(fā)達(dá)國家已取得良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)效益。該工藝根據(jù)動(dòng)物生理、行為習(xí)性、環(huán)境生物學(xué)特點(diǎn)，通過動(dòng)物福利技術(shù)設(shè)施的研究與應(yīng)用，改善了規(guī)?；B(yǎng)殖的空間環(huán)境條件，滿足動(dòng)物生物學(xué)要求，從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增值、提高肉的品質(zhì)和品位的目標(biāo)。

1　規(guī)模化豬場面臨的主要問題

經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國規(guī)模化養(yǎng)豬業(yè)得到了長足發(fā)展。但是也存在諸多問題，例如疫病多，病情復(fù)雜，母豬的繁殖力還比較低，仔豬的死淘率也比較高。隨著城鎮(zhèn)化步伐加快，勞動(dòng)力大量涌向城市，養(yǎng)殖場勞動(dòng)力成本不斷提升。由于養(yǎng)殖場的工作環(huán)境較差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，很多人不愿意從事相關(guān)工作；飼養(yǎng)員的流動(dòng)性也很大，要找到合適的飼養(yǎng)人員愈來愈困難。在這種背景下，要保持養(yǎng)殖場的可持續(xù)發(fā)展，必須加大養(yǎng)殖設(shè)備與設(shè)施投入，將依靠飼養(yǎng)員管理豬群轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^機(jī)械設(shè)備對(duì)豬群實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化飼養(yǎng)管理，通過設(shè)施設(shè)備的高投入獲取養(yǎng)殖場的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。

此外，由于我國土地資源緊缺，規(guī)模化豬場在選址時(shí)無法做到科學(xué)合理，能找一塊合適的地進(jìn)行養(yǎng)豬場建設(shè)難度愈來愈大。一旦找到一塊場地，老板們都會(huì)考慮盡量增加其飼養(yǎng)量，這為豬場后續(xù)運(yùn)行帶來隱患。絕大部分規(guī)?；i場無法獲取足夠的配套土地用于消納糞污，糞污不能及時(shí)得到處理與處置，造成場區(qū)內(nèi)及周邊環(huán)境污染嚴(yán)重。由于疫情等原因，我國養(yǎng)豬生產(chǎn)中疫病和死亡率一直較高。嚴(yán)重影響了豬肉生產(chǎn)的質(zhì)量安全，影響了養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

2　健康高效養(yǎng)豬的環(huán)境需求

2.1健康高效養(yǎng)豬對(duì)空氣環(huán)境的需求

現(xiàn)代高產(chǎn)豬種的育種特點(diǎn)導(dǎo)致豬群對(duì)環(huán)境應(yīng)激的抵抗力差，要求豬舍溫度盡量穩(wěn)定。為此，養(yǎng)豬業(yè)發(fā)達(dá)的國家多采用高保溫性能的密閉式豬舍和自動(dòng)化環(huán)境控制系統(tǒng)，以確保豬舍內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

2.1.1影響豬場健康環(huán)境的因素

影響豬場健康環(huán)境的關(guān)鍵因素包括以下幾個(gè)方面：1）舍內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。溫度波動(dòng)過大會(huì)對(duì)豬群健康產(chǎn)生不利影響。當(dāng)舍內(nèi)溫度驟降超過5 ℃，就可能對(duì)仔豬產(chǎn)生急性冷應(yīng)激，豬群易發(fā)生感冒、腹瀉等癥狀。2）保持飼料與飲水衛(wèi)生。俗話說“病從口入”，養(yǎng)豬也不例外。實(shí)現(xiàn)全封閉的料塔和管道送料系統(tǒng)能最大程度降低飼料進(jìn)場后被病原微生物污染，減少飼料霉變等。3）重視豬群的活動(dòng)空間。傳統(tǒng)的母豬定位飼養(yǎng)模式，將妊娠母豬局限在限位欄內(nèi)，除了進(jìn)行站立和躺臥運(yùn)動(dòng)外，限制了其他正常行為的表達(dá)，造成異常行為頻現(xiàn)。長期缺乏運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致豬的身體健康狀況下降，抵抗力差，蹄病及肢體損傷多發(fā)，很多豬場依靠藥物和疫苗來維護(hù)養(yǎng)豬生產(chǎn)。常言道，“健康是走出來的”，只有為豬提供足夠的活動(dòng)空間，才能增強(qiáng)豬自身抵抗力，依靠提高豬自身的免疫力來減少疾病發(fā)生。4）及時(shí)清糞、保持舍內(nèi)空氣新鮮。很多豬場采用液泡糞系統(tǒng)，糞污在舍內(nèi)的漏縫地板下儲(chǔ)存和發(fā)酵過程中，會(huì)散發(fā)大量濕氣，并產(chǎn)生大量的有害氣體。這種模式的豬舍通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)氣流組織難度較大，導(dǎo)致舍內(nèi)空氣污濁，損害豬群健康。同時(shí)，給后續(xù)糞污處理也增加難度。采用干清糞方式，可實(shí)現(xiàn)糞尿自動(dòng)分離，將污染物從源頭減量化。同時(shí)，每日及時(shí)清糞可有效減少舍內(nèi)有害氣體揮發(fā)。

2.1.2須根據(jù)我國的氣候特點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境控制

我國大部分地區(qū)屬于大陸性季風(fēng)氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，春秋換季冷空氣頻繁。加之我國的大部分豬舍建筑相對(duì)簡陋，環(huán)境控制設(shè)施不配套，外界環(huán)境變化對(duì)豬舍內(nèi)環(huán)境影響較大，要做到穩(wěn)定的溫度控制非常困難，生產(chǎn)實(shí)踐中，普遍存在環(huán)境控制成本高，成本效益低等問題。

目前我國使用的自動(dòng)化環(huán)境控制系統(tǒng)多從國外進(jìn)口，這些國家四季氣候變化不大，環(huán)境控制相對(duì)容易，與我國氣候差別大，將進(jìn)口的自動(dòng)化環(huán)境控制系統(tǒng)直接應(yīng)用在我國實(shí)際生產(chǎn)，達(dá)不到環(huán)境控制的效果。在我國畜禽環(huán)境控制系統(tǒng)中，要取得良好的調(diào)控效果，在引進(jìn)、吸收國外環(huán)境控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，必須根據(jù)我國的氣候特點(diǎn)，調(diào)整環(huán)境控制技術(shù)方案。

2.2豬的正常行為與環(huán)境需求

舍飼條件下，豬對(duì)環(huán)境的需求可分為空氣質(zhì)量環(huán)境和空間活動(dòng)環(huán)境兩種，空氣質(zhì)量環(huán)境對(duì)豬的健康影響起外因作用，而空間環(huán)境則決定了豬的正常行為是否得以表達(dá)和自身免疫力的高低問題。

2.2.1豬對(duì)空間環(huán)境的需求

豬是社會(huì)性群居動(dòng)物，其正常行為包括采食、躺臥、飲水、排泄、拱土、蹭癢、運(yùn)動(dòng)等行為，見圖1。在舍飼條件下，為豬群提供實(shí)施其正常行為的機(jī)會(huì)，有利于發(fā)揮豬群的生產(chǎn)潛能，滿足動(dòng)物福利要求，減少豬群應(yīng)激，可增強(qiáng)自身抵抗力和減少疫苗和用藥，進(jìn)而為生產(chǎn)安全豬肉奠定基礎(chǔ)。

圖1　舍飼條件下豬的行為需求

2.2.2豬對(duì)空氣質(zhì)量環(huán)境的需求

研究表明，豬對(duì)溫度的要求不是一個(gè)恒定值，公豬與母豬的適宜溫度不同，見圖2。仔豬要求環(huán)境溫度高于大豬，見圖3。更為有趣的是，豬的不同身體部位對(duì)溫度的要求也不同，其中軀體要求溫度最高，以30 ℃為宜，頭頸則要低溫，10～15 ℃適宜，而鼻子部位呼吸要求清新涼爽，5 ℃左右即可，見圖4。因此，在自然狀態(tài)下，當(dāng)豬將自己身體掩埋在稻草中取暖時(shí)，通常會(huì)把鼻子露在外面，以保持清涼，見圖5。

2.3豬躺臥區(qū)的局部環(huán)境調(diào)控技術(shù)

2.3.1暖床

在舍飼條件下，豬約有80%的時(shí)間處于躺臥狀況，提供舒適的躺臥區(qū)環(huán)境溫度是健康養(yǎng)豬的關(guān)鍵。根據(jù)豬軀體不同位置對(duì)溫度需求不同，在豬躺臥區(qū)設(shè)置暖床，可供豬舒適地躺臥休息。

暖床外殼由用良好的保溫材料制成，前側(cè)壁用PVC塑料做成的雙層條形軟門簾。豬躺臥在暖床內(nèi)，豬頭部朝外，鼻端露于簾外，可保證呼吸到新鮮的空氣。軀體留在床內(nèi)，可利用自身散發(fā)的熱量（仔豬需采用加熱器補(bǔ)充熱量），使暖床內(nèi)的溫度保持在生理需求范圍之內(nèi)。由于豬沒有汗腺，箱內(nèi)相對(duì)濕度不會(huì)太高，因而暖床內(nèi)環(huán)境十分適宜豬的生長需要。此外，暖床前側(cè)敞開，豬可自由進(jìn)出并選擇軀體躺臥于床內(nèi)的比例，將溫度其調(diào)整到自身舒適范圍內(nèi)。由于豬的腦袋一直露在暖床外，即便是舍內(nèi)整體溫度較低，豬群從暖床內(nèi)出來后，也不會(huì)著涼感冒。

圖2　公豬與母豬的溫度需求不同

圖3　大豬與仔豬溫度需求不同

圖4　豬軀體不同位置對(duì)溫度需求不同

圖5　豬鼻子露在稻草外

2.3.2局部降溫豬床

我國南方地區(qū)不少豬場采用開放舍，夏季無法使用濕簾降溫系統(tǒng)。即便采用濕簾降溫，也難以確保豬躺臥區(qū)的舒適溫度范圍。為此，開發(fā)了豬舍局部冷水降溫豬床，見圖7。降溫豬床主骨架由水管連接而成，床頂覆蓋隔熱層，每頭豬一個(gè)床位。將降溫豬床安裝在躺臥區(qū)，降溫時(shí)，地下井水直接泵入水管，由于地下水溫度一般在15 ℃左右，在舍溫35 ℃以上時(shí)，可降低躺臥區(qū)局部溫度6 ℃以上。為了防止降溫過程中床內(nèi)頂部滴露，設(shè)計(jì)了三角尖頂降溫豬床，并在床底設(shè)置了排水槽，如圖7，這種降溫豬床的降溫效果和躺臥區(qū)的舒適性得到有效改善。

圖6　地下水局部降溫豬床

圖7　改良型局部降溫豬床

圖8　德國仔豬飲水溫度控制系統(tǒng)

2.4仔豬飲水溫度的控制

冬季，控制仔豬飲水溫度對(duì)其健康尤其是減少腹瀉有重要作用。國外，通過會(huì)嚴(yán)格控制仔豬的飲水溫度，見圖8。我國的研究表明，與13 ℃水相比，給仔豬提供25 ℃飲用水，仔豬的飲水量提高23.3%，日增重顯著提高（P＜0.05），料重比降低14.7%，發(fā)病率由6.37%降低至2.56%，腹瀉率由4.85%降低至1.69%。

3　健康養(yǎng)豬工程工藝——福利養(yǎng)豬模式

3.1國際現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)方式的發(fā)展

3.1.1美國現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)模式與環(huán)境控制需求

美國現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)模式及環(huán)境控制方案，其發(fā)展歷程可劃分為4個(gè)階段：1）20世紀(jì)70年代起步階段： 每個(gè)豬場的飼養(yǎng)規(guī)模以100頭母豬為主，采用一點(diǎn)式生產(chǎn)，環(huán)境調(diào)控以自然通風(fēng)為主。2）20世紀(jì)80年代：每個(gè)豬場的飼養(yǎng)規(guī)模發(fā)展到300～500頭母豬為主，仍采用一點(diǎn)式生產(chǎn)，豬舍開始采用密閉舍，環(huán)境調(diào)控以機(jī)械通風(fēng)為主。3）20世紀(jì)90年代：豬場規(guī)模不斷擴(kuò)大，以1 000～3 000頭母豬為主，開始采用三點(diǎn)式生產(chǎn)方式，環(huán)境調(diào)控以機(jī)械通風(fēng)為主。4）進(jìn)入21世紀(jì)后：豬場規(guī)模達(dá)到2 500～6 000頭母豬，為了節(jié)省勞動(dòng)力，多采用兩點(diǎn)式，自動(dòng)化環(huán)境控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用與推廣。

目前，美國仍然以定位飼養(yǎng)為主，見圖9。為了獲得更高生產(chǎn)性能，緩減定位飼養(yǎng)模式下豬群運(yùn)動(dòng)受限等造成的不良影響，美國的豬場多采用自動(dòng)化環(huán)境控制系統(tǒng)，盡量為豬群提供溫度舒適的空氣環(huán)境。

3.1.2歐洲現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)方式的發(fā)展——以荷蘭現(xiàn)代豬場為例

1999年歐洲福利法要求在2013年開始禁止對(duì)妊娠母豬采用限位飼養(yǎng)。母豬群養(yǎng)工藝在歐盟國家得到快速發(fā)展，到目前為止，丹麥、荷蘭、德國等以基本形成各具特色的成熟工藝。母豬福利化飼養(yǎng)工藝的大力推廣，改善了母豬體況，顯著提高了母豬的生產(chǎn)性能，仔豬的健康狀況也得到明顯改善，丹麥、荷蘭等國家每頭母豬每年提供斷奶仔豬頭數(shù)高達(dá)30～32頭。而我國的規(guī)?；i場約為18頭，與發(fā)達(dá)國家存在很大差距。

圖10為荷蘭某現(xiàn)代化家庭農(nóng)場，該豬場于2011年投產(chǎn)使用的，能繁母豬存欄900頭，全部飼養(yǎng)在1棟豬舍（40 m×80 m），空懷配種母豬采用可自由出入的定位欄，見圖11，妊娠階段采用散養(yǎng)模式，舍內(nèi)配有智能飼喂站，見圖12、13。初產(chǎn)母豬一般100頭/群，經(jīng)產(chǎn)母豬200頭/群。分娩母豬采用單獨(dú)產(chǎn)欄飼養(yǎng)，為防止仔豬被壓死，母豬躺臥的床面可以升降。斷奶仔豬采用大群飼養(yǎng)方式，見圖14。

圖9　美國定位飼養(yǎng)豬舍

圖10　荷蘭某現(xiàn)代化家庭農(nóng)場

圖12　妊娠母豬散養(yǎng)系統(tǒng)

圖13　分娩母豬單欄飼養(yǎng)

圖14　仔豬大群飼養(yǎng)

縱觀荷蘭現(xiàn)代養(yǎng)豬，均具有以下特點(diǎn)：1）高度依賴設(shè)施設(shè)備，基建投資占總投資的75%以上。2）人員需求量少，上述案例豬場（含保育）只需3個(gè)人管理。3）嚴(yán)格的消毒措施，工作人員進(jìn)入豬舍前需要洗澡消毒。4）嚴(yán)格按照生產(chǎn)節(jié)拍組織生產(chǎn)，例如在上述案例豬場一般在周四進(jìn)行分娩豬轉(zhuǎn)群。5）國家對(duì)豬場氣體排放有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)控制，每個(gè)豬場都安裝有凈化排放空氣的生物過濾系統(tǒng)，舍內(nèi)污濁空氣凈化后再排放到舍外，見圖15。

圖15　凈化排放空氣的生物過濾系統(tǒng)

3.1.3歐洲豬小群散養(yǎng)模式——以德國為例

舍飼散養(yǎng)工藝是以豬的行為習(xí)性、環(huán)境生理需求為基礎(chǔ)，硬件設(shè)施都是根據(jù)豬的行為需要專門設(shè)計(jì)的。主要設(shè)施設(shè)備包括：專供豬睡臥的“暖床”，見圖16，適于豬群定點(diǎn)排糞并可自行出入的“豬廁所”，見圖17；為適應(yīng)豬采食拱料行為的可干可濕的“自拌”料箱；為散發(fā)體熱滿足水浴要求的自行開關(guān)淋浴器；以及克服啃咬以滿足豬只磨牙生理要求的磨牙鏈和拱癖槽，滿足豬蹭癢用的蹭癢架等裝置，見圖18；此外還在舍內(nèi)布置拱球等玩具供豬玩耍，見圖19。

3.2我國規(guī)模化養(yǎng)豬新技術(shù)

3.2.1自動(dòng)干清糞技術(shù)

我國土地資源緊缺，幾乎所有豬場都沒有足夠的土地資源來消納糞污，采用液泡糞系統(tǒng)，雖然簡化了糞污收集難度，但將糞污經(jīng)發(fā)酵后呈稠糊狀，給豬場糞污后續(xù)處理帶來極大難度，豬場內(nèi)部及周邊環(huán)境污染嚴(yán)重。鑒于以上原因，我國環(huán)保部門不提倡采用水泡糞的方案，鼓勵(lì)使用糞尿分離的干清糞技術(shù)。

糞尿分離的干清糞技術(shù)，收集的干糞經(jīng)堆肥直接做有機(jī)肥，豬舍沖洗水量也顯著減少，從源頭降低了污染物總量。由于尿液和沖洗水中帶有的有機(jī)物含量少，降低了污水處理難度。但傳統(tǒng)的干清糞多采用人工清糞方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境不良，清糞工非常難找。因此，自動(dòng)化的干清糞工藝技術(shù)與設(shè)備被研發(fā)采用。

采用自動(dòng)干清糞自動(dòng)時(shí)，豬舍排泄區(qū)域地面需要設(shè)置漏縫地板，清糞機(jī)安裝在糞溝內(nèi)。糞溝地面向中間形成坡度坡度，坡底有排尿管。糞便留在坡面，尿液經(jīng)排尿管排出舍外。

圖16　仔豬暖床

圖17　豬廁所

圖18　蹭癢架與磨牙鏈

圖19　豬玩具

圖20　豬舍圈欄設(shè)計(jì)

圖21　豬舍圈欄設(shè)計(jì)

3.2.2圈欄設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)群

豬舍內(nèi)采用分群飼養(yǎng)時(shí)，隔欄的設(shè)置非常重要。根據(jù)動(dòng)物領(lǐng)地意識(shí)及豬定點(diǎn)排便習(xí)性，將隔欄設(shè)置為實(shí)體，可大大減少豬群在活動(dòng)區(qū)域排便。圈欄需為長方形，且長與寬的比例需不小于2。同時(shí)，將排便區(qū)設(shè)置為可封閉式，豬群剛轉(zhuǎn)入時(shí)，將其封閉在豬廁所內(nèi)，待其在廁所內(nèi)排便后再放出，就可將豬群的排便位置定位。如圖20的豬廁所設(shè)計(jì)，也可用于轉(zhuǎn)群。如圖21，首先將豬廁所的圍欄全部打開，使其形成轉(zhuǎn)群通道，豬群逐個(gè)進(jìn)入通道，如圖21a，待每個(gè)欄內(nèi)滿足豬飼養(yǎng)數(shù)量時(shí)，關(guān)閉該欄門，如圖21b，待所有欄位豬數(shù)量滿足后，將豬封閉在廁所區(qū)域，見21c，待所有豬群排便后，將通往活動(dòng)區(qū)的欄門開，供豬自由活動(dòng)，見圖21d。

2016-03-21）

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃課題：畜禽健康養(yǎng)殖環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù)研究與集成/2012BAD39B02