高 靜，蔡中峰，劉 含，高 盼

（1.山東省菏澤市畜牧工作站，山東 菏澤 274000；2.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院，湖北 武漢）

我國傳統(tǒng)奶牛養(yǎng)殖存在牛奶產(chǎn)量不高，品質(zhì)參差不齊；飼養(yǎng)方法粗放隨意，經(jīng)濟效益不高[1]；奶牛繁育技術(shù)落后、良種覆蓋率低；飼養(yǎng)管理不到位，難以實現(xiàn)精準飼養(yǎng)等問題，隨著規(guī)?；B(yǎng)殖的提升和先進技術(shù)的引進，我國奶牛養(yǎng)殖場標準化、規(guī)?；?、組織化水平不斷提高，現(xiàn)代化的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和裝備得到迅速推廣[2]，能夠?qū)δ膛５臓I養(yǎng)、健康、環(huán)境、自動化飼喂、牧場管理等全方位監(jiān)控的智能化牧場管理技術(shù)應運而生。伴隨著5G時代的來臨，云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新一代智能技術(shù)快速發(fā)展，智能技術(shù)與畜牧業(yè)的深度融合，為傳統(tǒng)畜牧業(yè)的快速發(fā)展提供了條件。

1 牧場智能化管理概述

牧場智能化管理是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在牧場生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點（養(yǎng)殖環(huán)境溫濕度、氨氣、二氧化碳濃度、通風量等）和無線通信網(wǎng)絡，通過智能傳感器在線采集養(yǎng)殖場環(huán)境信息，實現(xiàn)牧場生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為牧場生產(chǎn)提供精準化養(yǎng)殖、可視化管理、智能化決策[3]。

智能化管理全面集成奶牛場硬件產(chǎn)品，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動上傳，減少人為誤差，打破信息孤島，達到設備互聯(lián)、系統(tǒng)互通，提高數(shù)據(jù)的及時性準確性，實現(xiàn)牧場管理過程透明化、質(zhì)量管控數(shù)字化、成本控制精細化，提升牧場生產(chǎn)效率、源奶質(zhì)量，降低運營成本，實現(xiàn)效益最大化。

2 牧場智能化管理技術(shù)的實現(xiàn)

通過監(jiān)控設備或登陸手機APP隨時隨地查看到牧場內(nèi)環(huán)境，實時動態(tài)等情況。牧場配有全混合日糧（TMR）全自動飼喂系統(tǒng)，合理制定飼喂計劃；環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)，精確獲取奶牛場中各個牛舍的環(huán)境參數(shù)；糞污自動清理系統(tǒng)，定時清理牛舍；通過計步器獲取發(fā)情、疾病監(jiān)測等繁殖數(shù)據(jù)；通過牛奶計量器、身份識別計步器、乳成分分析儀等收集奶牛的產(chǎn)奶量、牛奶電導率、牛奶成分等數(shù)據(jù)；線上+線下銷售平臺同步開拓，構(gòu)建立體化銷售系統(tǒng)，實現(xiàn)奶牛的飼養(yǎng)精準化和智能化。

2.1 TMR精準飼喂監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)奶牛的產(chǎn)奶量，科學的調(diào)控奶牛營養(yǎng)，通過營養(yǎng)軟件（CPM）精準的算出奶牛的營養(yǎng)需求，再通過TMR攪拌機配制出全價的TMR。傳送帶式自動飼喂系統(tǒng)由配料填料裝置、投料裝置、飼養(yǎng)管理控制系統(tǒng)等組成。飼喂工作可以手動控制或自動控制，控制系統(tǒng)可以按照每頭牛或每組牛所需要的飼料量制定飼喂計劃，飼喂曲線可以幫助管理者按照每頭牛的生長周期自動調(diào)整飼喂量，從而進行輸送投料。TMR智能監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對飼喂過程中奶牛飼料配方制作、上料和各牛舍投料過程的監(jiān)控，記錄了飼喂過程中產(chǎn)生的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；還可對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和對關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行評價和智能提示[4]。

2.2 環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)

奶牛場環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)，能精確獲取奶牛場中各個牛舍的環(huán)境參數(shù)，并對每個牛舍的環(huán)境實現(xiàn)可視化的遠程調(diào)控。該系統(tǒng)包括遠程控制中心、布設在奶牛場的網(wǎng)絡協(xié)調(diào)控制器和無線通信的網(wǎng)絡。牛舍內(nèi)安裝有氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、氨氣濃度傳感器和硫化氫濃度傳感器、溫濕度傳感器、攝像頭、與攝像頭連接的視頻服務器、電熱板、空氣凈化器、風機、加濕器。各項數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡傳到遠程控制中心，進行環(huán)境監(jiān)控調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)能幫助牧場改善奶牛群養(yǎng)的環(huán)境質(zhì)量，提高養(yǎng)殖效益。

2.3 糞污自動清理系統(tǒng)

由刮糞板和動力裝置組成。經(jīng)過自動清糞機，再使用干濕分離機，可以有效的將牛糞回收二次利用作為有機肥。清糞時，動力裝置通過鏈條帶動刮糞板沿著牛床地面前行，刮糞板將地面牛糞推至集糞溝中或牛舍一邊。此清糞方式能隨時清糞，機械操作簡便，工作安全可靠，刮板高度及運行速度適中，基本沒有噪音，對牛群的行走、飼喂、休息不造成任何影響。

2.4 繁殖管理系統(tǒng)

計步器依靠準確可靠的腿部傳感器技術(shù)和3D加速傳感技術(shù)保證了活動量收集的準確性，保證了高發(fā)情揭發(fā)率，繁殖疾病監(jiān)測。通過收集每頭牛的躺臥時間和活動量，計算每頭牛的健康指數(shù)；收集每小時的活動量，計算每頭發(fā)情牛的發(fā)情強度，并精準推算最佳配種時間，提高受胎率；還可監(jiān)控群密度，掌控最佳舍內(nèi)牛頭數(shù)，提高牛群躺臥時間。通過數(shù)據(jù)分析開展奶牛良種登記，挑選單產(chǎn) 10 t以上，三代系譜完整牛只，傳入登記系統(tǒng)，建立核心繁育群，培育高產(chǎn)奶牛，提高繁育效益。

2.5 奶廳監(jiān)測系統(tǒng)

通過牛奶計量器、身份識別計步器、乳成分分析儀等收集奶牛的產(chǎn)奶量、牛奶電導率、牛奶成分等數(shù)據(jù)，準確計量牛奶產(chǎn)量、測出牛奶的電導率，在線測出每頭牛的乳脂率、乳蛋白、乳糖、體細胞、含血量等指標。根據(jù)牛只日產(chǎn)奶變化幅度，及時發(fā)現(xiàn)問題牛，依據(jù)牛奶電導率可以監(jiān)控奶牛乳房健康狀況，及時采取措施，從而降低乳房炎發(fā)病率；利用個體牛只一段時間的日產(chǎn)量數(shù)據(jù)可以估算出奶牛 305 d產(chǎn)奶量，將 305 d產(chǎn)量數(shù)據(jù)運用BLUP模型進行評估，精確判斷每頭牛的遺傳素質(zhì)。

2.6 可追溯系統(tǒng)

依托牧場物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，集中記錄每頭牛從出生到淘汰的所有信息，主要包括：牛只來源、血統(tǒng)、健康狀況，DHI測定、飼料及飼料原料檢測、飼喂、獸藥、檢免疫、擠奶，牛奶儲存、運輸、牛奶生產(chǎn)過程等數(shù)據(jù)，客觀上保證送到乳品加工場每滴牛奶的關(guān)鍵過程都有數(shù)可查，有據(jù)可依，為建立完善的原料奶可追溯體系奠定了堅實的數(shù)據(jù)基礎。

2.7 立體化銷售系統(tǒng)

線上+線下銷售平臺同步開拓，一是建立實體體驗館，牛奶、牛肉等產(chǎn)品供顧客品嘗購買；二是在各大購物平臺建設官方旗艦店，培養(yǎng)自己的鮮蔬品牌；三是隨著手機、微博、微信等新媒體形式的推廣，積極開拓社區(qū)團購、直播帶貨等渠道。

3 牧場智能化管理技術(shù)應用的注意事項

（1）選擇智能化牧場管理系統(tǒng)的奶牛場土地性質(zhì)、環(huán)保、可持續(xù)力等方面較完善，近幾年內(nèi)未發(fā)生重大疫情。

（2）智能化牧場管理系統(tǒng)存在費用高、管理人員的技術(shù)水平要求高、使用習慣等問題，各牧場量力而行，適當選擇[5]。

（3）智能化牧場管理技術(shù)與農(nóng)牧循環(huán)、有機生態(tài)養(yǎng)殖結(jié)合起來將是大勢所趨，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。一方面能夠解決農(nóng)牧業(yè)分離帶來的污染，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)資源利用的最大化。