初歡歡,林婷婷,張洪亮,秦志華,楊瑞梅,單 虎
(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,山東 青島 266109)
自非洲豬瘟在我國確診以來,呈現(xiàn)廣而快的傳播趨勢,在我國各個地區(qū)全面發(fā)生,這給我國生豬養(yǎng)殖行業(yè)帶來了巨大損失和打擊,養(yǎng)殖戶們開始關(guān)豬場的生物安全,對于豬場的環(huán)境控制和疾病預(yù)防就顯得尤為重要[1]。
在2019年12月19日,自然資源部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《關(guān)于設(shè)施農(nóng)業(yè)用地管理有關(guān)問題的通知》,通知內(nèi)容表示養(yǎng)殖設(shè)施允許建設(shè)多層建筑,自此,高樓養(yǎng)豬合法化,樓房養(yǎng)殖的概念被提出,越來越多的人意識到樓房養(yǎng)殖將成為養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的大方向。在“樓房養(yǎng)殖的時代”下,建設(shè)和維護穩(wěn)定的生物安全體系是高度集約化的豬舍模式健康發(fā)展的必要前提[2],文章對樓房養(yǎng)殖的概況和樓房內(nèi)智能化環(huán)控、疾病預(yù)防技術(shù)展開介紹。
傳統(tǒng)模式養(yǎng)豬一般采用平房養(yǎng)殖,但平房養(yǎng)殖存在一些問題。首先,空氣不能對流,平房的養(yǎng)殖空間一般都較小且門窗小,舍內(nèi)空氣不能形成對流,豬糞便發(fā)酵產(chǎn)生的氣體(包括硫化氫、氨氣、二氧化碳等)不容易排出,會導(dǎo)致豬的免疫力下降,誘發(fā)各種疾病。其次,平房用水泥澆筑屋頂,舍內(nèi)的氣溫較難控制到豬適宜的生長溫度,冬天舍內(nèi)氣溫低、晝夜溫差大,夏天強烈陽光照射后向屋內(nèi)散發(fā)大量熱量導(dǎo)致舍內(nèi)溫度極高,這些都會影響生豬的健康生長。
樓房養(yǎng)殖是在傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式上研究出的新模式,能有效解決我國土地資源緊缺與豬肉需求量增長之間的矛盾。但最初簡單的平層疊加模式,由于環(huán)境控制問題不能很好地解決,豬場生物安全體系存在很大風(fēng)險,為進一步吸取經(jīng)驗,完善各方面問題,系統(tǒng)成熟的樓房養(yǎng)殖模式成為當(dāng)今的研究和建設(shè)熱點。
2.2.1 管理方式智能高效
基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù),由環(huán)境監(jiān)測終端、通訊終端、工控模塊和監(jiān)控軟件組成,通過感知層對養(yǎng)殖環(huán)境實行全面監(jiān)測,利用傳輸層來傳送信息,使用控制層對養(yǎng)殖環(huán)境實現(xiàn)智能調(diào)控,包括溫度、濕度、有害氣體等眾多環(huán)境因素。對養(yǎng)殖動物進行智能化監(jiān)控,實時關(guān)注動物行為,如有特殊情況能第一時間發(fā)現(xiàn);同時采用智能飼喂系統(tǒng),對養(yǎng)殖動物進行精準(zhǔn)飼喂,有效控制飲水量和采食量,在食欲不振精神狀態(tài)不良時,也可以從豬只飲水量和采食量發(fā)現(xiàn)異常。
2.2.2 有效處理廢氣和糞污
豬舍的廢氣和糞污是影響豬生長健康的重要因素,廢氣主要來源于豬的糞尿、食物殘渣、呼出的氣體和分泌物;糞污是病原體傳播的重要載體,并且能夠產(chǎn)生有害氣體污染舍內(nèi)環(huán)境,如果不妥善處理這些會影響豬的生長環(huán)境,使其抵抗力下降甚至患病,因此樓房養(yǎng)豬的廢氣和糞污處理十分有必要。
廢氣處理較為有效的就是設(shè)置過濾系統(tǒng),在豬舍的排氣系統(tǒng)中加入過濾系統(tǒng),設(shè)置噴淋裝置,在噴淋裝置內(nèi)添加消毒劑或微生物,大部分有害氣體和粉塵能夠溶于水中,以此解決廢氣排放的問題,保證舍內(nèi)氣體流通且成分安全[3]。
對于糞污的處理應(yīng)根據(jù)不同樓層進行不同的規(guī)劃,在清糞時要及時單獨清出,不能與污水混合排出,使用漏糞板(漏縫)地板能夠減少人工清糞的麻煩;生產(chǎn)區(qū)排出的糞污需要進行統(tǒng)一處理,通常采用厭氧生物處理模式、氧化塘處理模式等,根據(jù)養(yǎng)殖場的占地面積、土地消納能力選取合適的處理方式,按照無害化的原則進行處理,糞便處理過程中強化了消毒、隔離的措施,以防場內(nèi)疾病產(chǎn)生交叉?zhèn)鞑?,糞污的存放池、發(fā)酵池等其他貯存設(shè)備做好防漏處理,防止產(chǎn)生污染周邊土壤和地下水的情況。無論采取哪種糞污處理方式,都能較好保證糞污排放達標(biāo)。
2.2.3 防疫效果更好
樓房養(yǎng)殖的占地要比以往養(yǎng)殖模式的占地小,對于養(yǎng)殖戶來說,外圍需要防控的范圍也相應(yīng)地減少,更有理由使豬場做好外圍環(huán)境防控。樓房內(nèi)有統(tǒng)一的出入口,嚴(yán)格進行封閉式管理,樓房各層獨立相互不交叉,凈道、污道相互分離,能夠有效地阻隔病菌的傳染。在此基礎(chǔ)上,進行統(tǒng)一的防疫,如采用噴頭式消毒,保證舍內(nèi)環(huán)境合格,并給動物進行統(tǒng)一免疫,多方面同時進行防疫。
2.2.4 養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化程度高
樓房養(yǎng)殖的規(guī)模要大于傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式,飼養(yǎng)量和飼養(yǎng)密度也大,更具有規(guī)模效益優(yōu)勢,減少了轉(zhuǎn)群的麻煩,非常適合智能化養(yǎng)殖,可以通過智能化設(shè)備進行舍內(nèi)的統(tǒng)一調(diào)控,使養(yǎng)殖方法和環(huán)境變得更加標(biāo)準(zhǔn)化;系統(tǒng)科學(xué)化的管理,能嚴(yán)格控制疾病的預(yù)防,對食品安全加以保障,能夠保證生豬質(zhì)量的統(tǒng)一性,也有效地減少人工成本的投入,采取標(biāo)準(zhǔn)化的養(yǎng)殖技術(shù),不僅易于場內(nèi)管理,豬的生產(chǎn)效率也得到了提高。
2.2.5 節(jié)約用地
我國土地資源緊張,人口和工業(yè)相對集中,這對養(yǎng)殖場的選址建立有極大的限制,樓房養(yǎng)豬可以占用更少的土地飼喂更多的豬,相對于傳統(tǒng)模式能夠節(jié)約90%~95%的土地,所以樓房養(yǎng)豬在找地困難的問題上有了很大的改善。
現(xiàn)階段樓房養(yǎng)殖的發(fā)展仍有很多不足,首先,雖然樓房養(yǎng)殖的環(huán)境相較于平房養(yǎng)殖模式已經(jīng)優(yōu)化很多,基本能夠?qū)崿F(xiàn)冬暖夏涼,但因為樓房養(yǎng)殖需要分層,不同區(qū)的生產(chǎn)模式和養(yǎng)殖模式不同,豬的種類和階段也不同,因此對場區(qū)的管控就更需要用心,同時也需要加大對人員的管控力度,嚴(yán)格進行生活分區(qū),禁止串區(qū)的現(xiàn)象發(fā)生。
其次,樓房豬舍的多層結(jié)構(gòu)意味著豬要以垂直方向進行轉(zhuǎn)運,這對于層間生產(chǎn)線的防疫是一個巨大考驗,必須做到從低生物安全級別區(qū)域到高生物安全級別區(qū)域全面消毒,建立嚴(yán)格的洗消線并采取相應(yīng)的措施切斷病毒傳播途徑[4]。
養(yǎng)殖場內(nèi)的軟件設(shè)施不夠完善,大部分公司仍然依靠人工管理養(yǎng)殖場,過度依賴專業(yè)人才,這就導(dǎo)致在養(yǎng)殖過程中,由于飼養(yǎng)量大、飼養(yǎng)密度高,員工無法第一時間發(fā)現(xiàn)豬只異常,且信息交互無法及時互相通知,設(shè)備信息的異常警報不能及時發(fā)現(xiàn)。
針對上述樓房養(yǎng)殖的痛點,我們建立從場區(qū)規(guī)劃到養(yǎng)殖技術(shù)的全方位智能化樓房養(yǎng)殖系統(tǒng),基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù),由環(huán)境監(jiān)測終端、通訊終端、工控模塊和監(jiān)控軟件組成,能夠初步實現(xiàn)智能化管理養(yǎng)殖場。
場區(qū)整體規(guī)劃和布局應(yīng)滿足生物安全管控的最高標(biāo)準(zhǔn)。豬場外環(huán)境與場區(qū)內(nèi)設(shè)立絕對分隔,消毒隔離區(qū)、生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)等各功能區(qū)布局合理清晰,各功能區(qū)、各樓層間相對獨立,保證人流、車流、物流、豬流、污物及病死豬流的獨立性、單向行和閉環(huán)性。
各功能區(qū)間設(shè)置智能化管控和門禁系統(tǒng),安裝視頻監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng),設(shè)置不同目標(biāo)物的安全等級和管理流程,實現(xiàn)自動識別異?,F(xiàn)象并報警或自動決策。
以智能化設(shè)備和技術(shù)代替人員進行飼養(yǎng)管理,將每層豬舍視為1個獨立生產(chǎn)區(qū),采用小單元批次化的飼養(yǎng)模式,做到每批次“全進全出”,每層獨立設(shè)置人員、物資、洗消設(shè)備等。
采用智能化飼喂系統(tǒng),精確管控豬飲水采食情況,同時采用熱粉料+無風(fēng)冷卻技術(shù)等滅活技術(shù),保證飼料進場前已滅活病毒。
采用智能化環(huán)境控制系統(tǒng),根據(jù)每層的養(yǎng)殖需求和建設(shè)特點設(shè)置不同的環(huán)境參數(shù)。采用百萬級空氣過濾系統(tǒng),完全杜絕外界有害物質(zhì)的進入;以樓層為單位構(gòu)建主控+分控的單元化相互獨立且免受干擾的通風(fēng)系統(tǒng),保證場區(qū)內(nèi)每層豬舍的最優(yōu)通風(fēng)。
將養(yǎng)殖各環(huán)節(jié)通過布設(shè)物聯(lián)網(wǎng)智能硬件產(chǎn)品,利用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)進行分析,進行全流程智能化管控和實時決策。包括以下方面。
(1)環(huán)境監(jiān)測
采用智能環(huán)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制場區(qū)環(huán)境,包括溫度、濕度、CO2、H2S等;
(2)運動軌跡
采用AI相機采集識別豬只的運動軌跡;
(3)行為體態(tài)
采用聲音識別、圖像視頻采集、電子耳標(biāo)等方式,智能識別生豬個體聲音異常、躺臥等行為、皮膚外貌、體溫等個體信息;
(4)免疫保健
電子錄入豬的免疫保健情況;
(5)生長數(shù)據(jù)
利用電子耳標(biāo)等產(chǎn)品錄入豬的日增重、PSY、胎次、體重等個體信息及存欄量、死亡率等整體數(shù)據(jù);
(6)消耗等成本數(shù)據(jù)
通過智能飼喂系統(tǒng)、水電量的智能監(jiān)測,監(jiān)測豬水、料消耗情況及水電等成本控制;
(7)財務(wù)數(shù)據(jù)
銷售數(shù)據(jù)、財務(wù)數(shù)據(jù)的智能接入;
(8)人員信息
學(xué)歷、年齡、考勤、考核信息的智能錄入;
(9)設(shè)備數(shù)據(jù)
設(shè)備運行信息、維保信息的智能監(jiān)測。
以上指標(biāo)均不同程度影響豬只健康和豬場的生產(chǎn)管理水平,通過人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)風(fēng)險指標(biāo)的智能化管理,建立豬病風(fēng)險預(yù)警和養(yǎng)殖綜合評價系統(tǒng),在各指標(biāo)出現(xiàn)異常時能夠立即警報和決策分析,實現(xiàn)養(yǎng)殖風(fēng)險的早預(yù)警、早處理。
針對樓房養(yǎng)殖密度高、養(yǎng)殖人員發(fā)現(xiàn)異常情況不及時的情況,建立生豬疫病監(jiān)測診斷系統(tǒng),通過建立豬病專家診斷數(shù)據(jù)庫,將智能化監(jiān)測的各風(fēng)險指標(biāo)進行綜合分析,預(yù)測發(fā)生某種疾病的概率,并提出治療措施和診斷意見,做到豬病早發(fā)現(xiàn)、早決策、早治療。
為保障豬舍內(nèi)生物安全,在設(shè)計和生產(chǎn)中應(yīng)減少跨層中轉(zhuǎn),在豬只流轉(zhuǎn)工藝設(shè)計中盡量做到逐層單向轉(zhuǎn)運,層間的豬只轉(zhuǎn)運需要對健康豬、淘汰豬和病死豬進行嚴(yán)格區(qū)分,不得產(chǎn)生交叉。健康豬的轉(zhuǎn)運可以以坡道為主,中轉(zhuǎn)平臺為輔的方式;而淘汰豬和異常豬則需采用專用電梯進行轉(zhuǎn)運;病死豬尸體要封閉后采用專用電梯或采用死豬管道的方式進行轉(zhuǎn)運,要特別注意氣溶膠的傳播。
空氣是豬繁殖與呼吸綜合征、支原體、豬流行性腹瀉等傳染性疾病的重要傳播途徑之一。病原微生物通過吸附到空氣中的懸浮物質(zhì)進行傳播,這些微型顆粒能夠在空氣中漂浮幾天甚至1個月,而病原體正是附著于這些微粒上(氣溶膠)隨氣流進行散播。因此將空氣過濾系統(tǒng)合理應(yīng)用于樓房豬舍的新風(fēng)入口處,能夠有效降低需要依附塵粒傳播的病毒。空氣過濾設(shè)備雖然是較為成熟的產(chǎn)品,但應(yīng)用于豬舍空氣處理時,需要注意結(jié)合豬舍的通風(fēng)模式 、建筑結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)模式以及氣候特點做出合理設(shè)計,尤其對于樓房養(yǎng)殖的多層建筑來說更需要考慮空氣過濾與豬舍的系統(tǒng)性設(shè)計[5]。
洗消烘干作為當(dāng)前防病最行之有效的方法,豬場烘干房由于人工控制卻經(jīng)常出現(xiàn)烘干溫度不達標(biāo)、烘干時長不合格的問題,智能洗消烘干解決方案可以對車輛類型、車牌進行精準(zhǔn)識別,保證每次烘干溫度與時長,并與門禁聯(lián)動,將數(shù)據(jù)實時上報平臺,任何不合格的烘干將立即通知給相關(guān)領(lǐng)導(dǎo),每天的日報推送可以讓領(lǐng)導(dǎo)查閱每一條烘干記錄與詳細烘干數(shù)據(jù),杜絕了烘干不合格問題,為防非洲豬瘟提供行動保障。
整合溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、氨氣傳感器等設(shè)備,根據(jù)接口協(xié)議讀取相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù),驅(qū)動相關(guān)設(shè)備調(diào)節(jié)豬場環(huán)境狀況。維持適合生豬健康生長的最佳狀態(tài),根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,進行環(huán)境干預(yù),減輕異常環(huán)境帶來的損失。
樓房豬舍內(nèi)部的熱環(huán)境及空氣質(zhì)量對豬和養(yǎng)殖者的健康都至關(guān)重要。合理的通風(fēng)能夠為舍內(nèi)豬群提供并保持舒適的環(huán)境。它不僅可以引入新風(fēng)系統(tǒng)為豬只提供新鮮空氣。還可以去除舍內(nèi)有毒有害氣體、塵埃與病原微生物、以及多余的熱量和濕氣。在樓房豬舍的整體通風(fēng)設(shè)計中,必須注意不同樓層豬舍內(nèi)部環(huán)境的通風(fēng)規(guī)律,并針對不同樓層特點在豬舍通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計以及運行方式上做進一步的調(diào)整和優(yōu)化。目前大部分樓房豬舍采用每層獨立的進出風(fēng)系統(tǒng)。部分樓房則嘗試采用集中通風(fēng)的模式,兩種模式的主要區(qū)別在于出風(fēng)是層間獨立的體系還是整體集成的控制。
在當(dāng)今非洲豬瘟防控常態(tài)化的形式下,“如何高度整合產(chǎn)業(yè)資源,減少傳染病傳播風(fēng)險”成為養(yǎng)殖業(yè)首要解決的問題。現(xiàn)代智能化樓房養(yǎng)殖模式的出現(xiàn),在生物安全防控和高效智能管理方面顯示出了較大的優(yōu)勢和潛力,為生豬集約化養(yǎng)殖的發(fā)展指明方向,智能化樓房養(yǎng)豬技術(shù)及產(chǎn)品的深入開發(fā)無疑成為今后行業(yè)重要需求和研究熱點。