江泓裕 胡鵬程 馬燕梅福建農(nóng)林大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院（蜂學(xué)學(xué)院） 福州 350002

中國畜牧業(yè)已經(jīng)進入到快速發(fā)展的階段，但在傳統(tǒng)的家庭散養(yǎng)型畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型成為集約化養(yǎng)殖場的過程中也隨之出現(xiàn)了大量的問題，如產(chǎn)能過剩、市場波動頻繁、生產(chǎn)技術(shù)落后、過度采用設(shè)備、養(yǎng)殖人員素質(zhì)偏低、人才培養(yǎng)不足、疫病防控能力差、資源浪費、養(yǎng)殖場廢料難以處理和食品安全事故頻發(fā)等。因此，為了解決諸多問題，促進我國畜牧業(yè)節(jié)約型智能化建設(shè)成為大趨勢。

1 中國畜牧業(yè)發(fā)展史

從改革開放至今，我國畜牧業(yè)大致經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：1978-1984年為恢復(fù)發(fā)展時期，這一時期我國的畜牧養(yǎng)殖業(yè)主要以散養(yǎng)為主；1985-1996年為全面快速增長時期，我國畜牧業(yè)產(chǎn)量迅速增加，主要畜產(chǎn)品達到了供應(yīng)需求平衡的狀態(tài)，短缺問題得到了根本上的逆轉(zhuǎn)；1997-2011年為提質(zhì)增效時期，這一時期我國畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)進行了相應(yīng)的調(diào)整，國家及時制定出臺了促進畜牧業(yè)發(fā)展的一系列方針政策；2012年以來，是以環(huán)保為重點的全面轉(zhuǎn)型升級階段，目前我國畜牧業(yè)處于改革轉(zhuǎn)型時期，畜牧產(chǎn)值在農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占比穩(wěn)步上升，主要畜產(chǎn)品供給結(jié)構(gòu)趨于合理，生產(chǎn)模式由散養(yǎng)向規(guī)?；图s化方式轉(zhuǎn)變[1]。

2 智能化畜牧場

在我國畜牧業(yè)向規(guī)模化、集約化方向進行轉(zhuǎn)型的過程中，智能化畜牧越來越受到畜牧企業(yè)的重視。在人類的觀察力和經(jīng)驗有限的情況下，科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)實踐過程中起到了擴大產(chǎn)能和增加產(chǎn)值等重大作用。

2.1 人工識別的弊端 對于規(guī)?；?、集約化大型養(yǎng)殖場而言，如果不使用智能化設(shè)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(yī)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(jié)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(jīng)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(dǎo)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(fā)情況和潛在情況是無準確發(fā)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(nèi)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(xiàn)代的智能化設(shè)備能有效解決人工觀察存在的弊端。

2.2 智能化設(shè)備的具體應(yīng)用 智能化設(shè)備在我國畜牧業(yè)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(yǎng)殖場未達到智能化的程度，以下對國內(nèi)外部分豬場、乳牛場和羊場中已經(jīng)投入使用的智能化設(shè)備分別進行介紹。

2.2.1 在豬場中的應(yīng)用

2.2.1.1 精液質(zhì)檢設(shè)備-億觀精估棒 億觀精估棒是一種新型的精液質(zhì)檢設(shè)備，該設(shè)備及技術(shù)的運用將設(shè)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(zhì)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(tǒng)的精液質(zhì)檢一般在實驗室進行，需耗費大量的企業(yè)成本，加之技術(shù)人員對操作流程的熟悉程度不同，導(dǎo)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(huán)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(shè)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(yè)用工成本，有利于建立企業(yè)資料數(shù)據(jù)庫[7]。

2.2.1.2 遙控公豬車 遙控豬車可以解決集約化生產(chǎn)查情工作中的諸多問題，如公豬走動導(dǎo)致厭倦或者疲勞等，并且提高人均飼養(yǎng)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(jié)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(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)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(chǎn)工作。通過電子掃描棒將豬只與智能化飼喂器進行結(jié)合，用控制欄門開合將豬只進行隔離，實現(xiàn)精準給料，可避免搶食爭斗行為，降低細菌性疾病發(fā)病率，提高整體均勻度。RFID系統(tǒng)由于具有良好的抗干擾能力、穿透性強、讀寫次數(shù)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(chǎn)等特點，現(xiàn)已在許多大型養(yǎng)豬場應(yīng)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(chǎn)實踐過程中昂貴的耳標很容易受損而導(dǎo)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(jiān)控手段，如計算機視覺技術(shù)等[6]。

2.2.1.4 用紅外熱成像儀檢測豬只體溫 相較于傳統(tǒng)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(shè)備和配套的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)高效體溫檢測。

2.2.1.5 智能化無針注射器 傳統(tǒng)的散養(yǎng)戶豬場使用的多為有刻度調(diào)節(jié)的金屬注射器，集約化豬場則更多使用可以節(jié)省工時、提高產(chǎn)能的連續(xù)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(yīng)激反應(yīng)，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(tǒng) 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(qū)域。根據(jù)檢測結(jié)果估計檢測區(qū)域內(nèi)可用的動物飼料，最后將飼料檢測數(shù)據(jù)反饋給中央控制系統(tǒng)。在畜牧場的地面上鋪設(shè)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(jié)果反饋給中央控制系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)進料或者清潔需求，中央控制系統(tǒng)將向運輸設(shè)備發(fā)送指令以進行進料或者清潔[9]。

2.2.2 在乳牛場中的應(yīng)用 在乳牛場牛只信息管理、發(fā)情監(jiān)控和全混合日糧 （total mixed ration，TMR）攪拌機精準調(diào)控等方面也可運用智能化技術(shù)。乳牛場可通過智能化設(shè)備對每頭牛的日產(chǎn)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(jiān)控系統(tǒng)觀察乳牛的活動情況，準確預(yù)測排卵時間，指導(dǎo)乳牛場精確配種時間，提高配種受胎率；指導(dǎo)并監(jiān)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(tǒng)對乳牛場的內(nèi)外溫度、濕度和氣體含量等進行監(jiān)測，以便管理人員對乳牛場內(nèi)環(huán)境進行及時調(diào)整[10]。

2.2.3 在羊場中的應(yīng)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(yǎng)殖裝置設(shè)計，通過傳感器、射頻識別和485通信等技術(shù)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(fā)展節(jié)約型畜牧場

雖然智能化養(yǎng)殖場在國內(nèi)外已經(jīng)取得了一定程度上的成功，但是由于各國國情不同，導(dǎo)致智能化設(shè)備所帶來的效益有所不同，有些在國外可以降低成本的設(shè)備在我國可能由于管理不當、缺乏專業(yè)數(shù)據(jù)分析人員和軟件設(shè)計不符合國人使用習慣等原因?qū)е律a(chǎn)成本不降甚至反增。

3.1 探索節(jié)約型畜牧業(yè)的意義 節(jié)約型畜牧業(yè)的意義在于以最低的資源消耗、環(huán)境污染和社會危害為前提，生產(chǎn)符合市場需求的畜產(chǎn)品，以滿足人民需求。節(jié)約型畜牧場應(yīng)該做到：節(jié)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(jīng)濟損失以及對動物和相關(guān)人員的人身傷害[13]。

3.2 節(jié)約型養(yǎng)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(huán)利用中心，將輻射區(qū)內(nèi)的糞污集中處理，并為輻射區(qū)農(nóng)田提供優(yōu)質(zhì)有機肥。通過沼氣池發(fā)酵，為輻射區(qū)提供新能源[14]。

近年來，福建泉州泉港區(qū)推進畜禽養(yǎng)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(tài)種養(yǎng)模式，通過多項糞污處理利用技術(shù)，如節(jié)水改造、干濕分離、雨污分流、沼氣發(fā)酵、生產(chǎn)農(nóng)家有機肥、還田利用等，推動畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用。完善整套糞污處理利用配套設(shè)施，實施畜禽糞污資源化利用整區(qū)推進項目12個，配套沼氣池6 635 m3、儲液池9 078 m3、糞便發(fā)酵塔9個、雞糞快速發(fā)酵倉6個、有機肥加工廠1個、沼液管網(wǎng)29.4 km。截至2020年底，全區(qū)畜禽糞污綜合利用率高達96.09%，規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設(shè)施裝備配套率100%，基本實現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)殖零排放[15]。

3.2.2 太陽能利用 利用太陽能和生物質(zhì)加熱系統(tǒng)、“新能源互補利用”控制系統(tǒng)、冷熱水管網(wǎng)系統(tǒng)，在節(jié)能減排的同時帶來了不小的農(nóng)業(yè)增收效果。金華工業(yè)化甲魚養(yǎng)殖場按照傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式計算，養(yǎng)殖2 300余萬只甲魚年耗標煤超3萬t，年產(chǎn)廢氣7.5萬t，同時產(chǎn)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(shù)模式后，按照太陽能系統(tǒng)實際嘉文天數(shù)240 d計算，每年可節(jié)約標煤100余噸，節(jié)約成本13萬元；節(jié)省人工成本6萬元；甲魚產(chǎn)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(shù)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(yōu)質(zhì)的鉀肥，極大促進了養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[16]。

4 總 結(jié)

對于我國的節(jié)約型智能化養(yǎng)殖，需要因地制宜，不能一味地追求規(guī)模大、效仿國外等表面上先進的發(fā)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(yè)人才的培養(yǎng)，只有擁有先進科學(xué)知識的人才，才能夠使用先進技術(shù)的工具，提高養(yǎng)殖者的整體素質(zhì)，才能真正實現(xiàn)養(yǎng)殖的智能化。在探索智能化的途中要注意環(huán)境保護和節(jié)約資源，管理者應(yīng)該合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，以人為本，開展綠色產(chǎn)業(yè)，改善輻射區(qū)的民生，帶動輻射區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，減少輻射區(qū)的污染。