生豬養(yǎng)殖機械裝備發(fā)展與建議

高彥玉，鐘日開，王開云，周 洪

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣東 廣州 510630 ；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能裝備重點實驗室，廣東 廣州 510630 ；3.廣東廣興牧業(yè)機械設(shè)備有限公司，廣東 廣州 510520）

0 引言

近年來，非洲豬瘟疫情持續(xù)影響我國，隨著一系列生豬生產(chǎn)扶持政策的出臺與實施和外界資金與技術(shù)的投入，我國養(yǎng)豬業(yè)在抵御非洲豬瘟的同時得到了迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖工藝、養(yǎng)殖配套設(shè)施裝備等方面。據(jù)統(tǒng)計，2022 年我國生豬存欄45 256 萬頭，同比增長0.7%；生豬出欄69 995 萬頭，同比增長4.3% ；豬肉產(chǎn)量5 541 萬t，同比增長4.6%，生豬生產(chǎn)形勢總體穩(wěn)中向好，生豬存欄、出欄量保持穩(wěn)定[1-2]。自2021 年以來，大型養(yǎng)豬上市公司如牧原股份、廣東溫氏、新希望等企業(yè)的生豬出欄量呈增長趨勢；2022 年排名前20 的養(yǎng)豬企業(yè)出欄量合計為16 918 萬頭，同比增長24%，排名第1 的牧原股份在2022 年底前建成生豬養(yǎng)殖產(chǎn)能在7 500 萬頭左右，出欄生豬6 120 萬頭[3-4]。而在養(yǎng)殖模式方面，因養(yǎng)豬占地較多、環(huán)境污染問題嚴重，同時為了提高豬場的生物安全，我國生豬養(yǎng)殖業(yè)出現(xiàn)了新的養(yǎng)殖模式，主要有多層樓房養(yǎng)殖、聚落化的新型養(yǎng)殖小區(qū)和高床發(fā)酵養(yǎng)殖等，每種模式均圍繞“高效”“防疫”的要求開展，根據(jù)各自獨特的養(yǎng)殖工藝配套相應(yīng)的養(yǎng)殖設(shè)施裝備[5-6]。

1 規(guī)模豬場養(yǎng)殖裝備

雖然我國生豬養(yǎng)殖業(yè)得到了快速發(fā)展，養(yǎng)殖設(shè)施裝備得到大面積的普及應(yīng)用，但從整體裝備水平來看，我國生豬養(yǎng)殖機械化率仍較低，與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在《關(guān)于加快畜牧業(yè)機械化發(fā)展的意見》中提出的到2025 年生豬規(guī)?；B(yǎng)殖機械化率達到70%以上還存在較大差距，因此仍需不斷研發(fā)適用新型的豬場養(yǎng)殖裝備。當前規(guī)模豬場主要的養(yǎng)殖裝備主要由以下幾類組成。

1.1 飼料輸送系統(tǒng)

豬場飼料輸送系統(tǒng)主要是將飼喂豬只的飼料從飼料塔輸送至豬舍內(nèi)豬只前端的采食設(shè)備內(nèi)，可實現(xiàn)飼料的自動輸送，減少人與飼料的直接接觸。常用的飼料輸送系統(tǒng)有螺旋絞龍輸送、塞盤輸送、液態(tài)料輸送、氣動輸送等方式，每種送料方式有各自的特點，根據(jù)不同的豬場養(yǎng)殖模式，選用適宜的輸送系統(tǒng)[7]。在現(xiàn)代化大型豬場，為了精準計量豬場內(nèi)飼料量和方便豬場管理，通常還會在飼料塔端配套智能稱重傳感器和料塔飼料監(jiān)測儀表。

螺旋絞龍輸送系統(tǒng)主要由螺旋絞龍、輸送管道、驅(qū)動主機等組成，料塔內(nèi)的飼料經(jīng)接料斗進入螺旋絞龍輸送管，驅(qū)動器驅(qū)動螺旋絞龍運轉(zhuǎn)將飼料輸送到豬舍內(nèi)各飼喂裝置內(nèi)。本輸送系統(tǒng)為單向閉合輸送形式，適合短距離的飼料輸送。

塞盤輸送系統(tǒng)主要由塞盤和輸送管道、轉(zhuǎn)角器、驅(qū)動主機等組成，采用閉合循環(huán)輸送形式完成豬場飼料到豬舍內(nèi)飼喂裝置的輸送。本系統(tǒng)在完成上一個送料循環(huán)過程進入下一循環(huán)送料時，將空轉(zhuǎn)一段時間以清理管道內(nèi)殘留的飼料，防止飼料在管道內(nèi)堵塞。

液態(tài)料輸送系統(tǒng)主要包含輸送管道、自清洗消毒系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，將豬場首端的飼料混合成液體狀態(tài)后，通過輸送管路送至豬舍內(nèi)飼喂裝置內(nèi)，實現(xiàn)飼料全過程液體輸送。

氣動輸送系統(tǒng)主要由風(fēng)機、進料裝置、輸送管道、氣料分離器等組成，利用氣流的能量完成飼料的輸送[8-9]。

1.2 豬只飼喂設(shè)備

在豬只飼喂方面，除了一般性的鑄鐵食槽、不銹鋼自動食槽、飼料飲水一體食槽外，主要采用智能飼喂設(shè)備實現(xiàn)各養(yǎng)殖階段豬只分時段的自動飼喂，以提高飼料利用率，減少飼養(yǎng)員的勞動強度，提高工作效率。

母豬群養(yǎng)飼喂管理系統(tǒng)由多個飼喂站、控制器、軟件管理系統(tǒng)組成，實現(xiàn)在群體飼養(yǎng)下單體豬只的精確自動飼喂，將母豬從限位欄中解放出來，最大限度地滿足動物福利[10]。采用此種飼喂系統(tǒng)，母豬可以自由采食、自由活動和休息，改變傳統(tǒng)的繁殖母豬單體欄限位飼養(yǎng)模式，提高母豬的使用年限和生產(chǎn)性能。

哺乳母豬智能飼喂系統(tǒng)由母豬喂料器、控制器、軟件管理系統(tǒng)等組成，可精細化管理哺乳母豬的采食[11]，利用“少食多餐”方式提高哺乳母豬的采食量，達到增加斷奶仔豬體重、減少母豬哺乳期體重的損失、縮短母豬發(fā)情到斷奶的間隔時間以及提高母豬潛在生產(chǎn)成績等。

智能型干濕料喂料器主要應(yīng)用于飼養(yǎng)自由采食時的保育或育肥階段的豬只[12]，干料和水由飼喂器調(diào)拌混合成濕料，豬只拱動下料開關(guān)后自動落入食槽，供豬只采食，既可以提高飼料的利用率，又有利于豬只的消化吸收，同時有效減少干料喂養(yǎng)操作過程中的粉塵，大大降低了呼吸道等疾病的發(fā)生，可以極大地節(jié)省人工成本，同時提高豬只的平均采食量、日增重和飼料的轉(zhuǎn)化率。

自動化液態(tài)料飼喂系統(tǒng)主要由攪拌罐、回水罐、輸送管和自動控制系統(tǒng)等構(gòu)成[13]，飼料和水在輸送系統(tǒng)的首端混合成液態(tài)料后，通過管道輸送至豬舍食槽來飼喂豬只，可減少豬群呼吸道疾病的發(fā)生，直接降低豬場粉塵含量、降低微生物附著的可能，減少揮發(fā)性臭氣的附著量，進而減少臭氣的產(chǎn)生，為豬只提供舒適的生活環(huán)境。同時，使用本飼喂系統(tǒng)還可帶動食品工業(yè)副產(chǎn)品的消化，降低邊料角料等的處理成本，從根源避免食物殘渣污染水源與環(huán)境，實現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)殖的生態(tài)循環(huán)。

1.3 豬舍環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)

豬舍環(huán)境對豬只的生長發(fā)育、繁殖和生產(chǎn)起至關(guān)重要的作用，適宜的生長環(huán)境可以有效地提高生豬的健康水平和生產(chǎn)性能。環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)主要包括降溫設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備，部分種豬場因防疫需要，還會在豬舍前端加裝空氣過濾設(shè)備。

空氣過濾設(shè)備主要是將進入豬舍空氣中的大部分粉塵顆粒、細菌和病毒阻隔在過濾器外面，以降低豬只感染外來致病微生物的風(fēng)險。新建豬場一般根據(jù)過濾器的效率及等級選配，主要選配初效過濾和亞高效過濾等，通常在第一層過濾器的前端會加裝三防網(wǎng)以隔離鼠蟲蚊蠅等。初效過濾器分為板式和袋式2 種結(jié)構(gòu)，主要過濾5 μm 以上的塵埃粒子，具有阻力小、風(fēng)量大、使用壽命長等特點。亞高效過濾器為“W”形無隔板結(jié)構(gòu)，主要過濾0.3～1.0 μm的顆?；覊m及各種懸浮物，具有風(fēng)量大、阻力小、容塵量大、使用壽命長等特點[14-15]。

豬場通風(fēng)降溫主要采用濕簾和風(fēng)機（或通風(fēng)窗）系統(tǒng)實現(xiàn)豬舍的降溫和通風(fēng)，是現(xiàn)代化豬場比較理想的一種降溫通風(fēng)方式[16-17]。在夏季，通過自動控制濕簾和風(fēng)機（或通風(fēng)窗）的開啟來實現(xiàn)豬舍內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)，并將豬舍內(nèi)高溫、有害濃度較高的氣體排出，確保豬舍內(nèi)溫濕度和氣體濃度符合豬只的生長要求；在冬季，通常濕簾不開啟，僅開啟風(fēng)機（或通風(fēng)窗）實現(xiàn)豬舍的通風(fēng)。

1.4 廢氣處理設(shè)備

豬場廢氣處理設(shè)備主要是處理豬舍末端排出的氣體，以降低氣體的臭味濃度。目前豬場應(yīng)用比較多的是水噴淋處理系統(tǒng)，根據(jù)養(yǎng)殖情況可以分為墻式和立式2 種水噴淋處理系統(tǒng)[18-19]。

墻式水噴淋處理系統(tǒng)是將濾料墻布置在豬舍山墻末端外側(cè)，與墻面平行，濾料墻前方設(shè)有噴淋管路、下方設(shè)有集水池。豬舍內(nèi)的氣體由風(fēng)機抽出進入除臭間，由噴淋管路噴出的霧狀液滴在濾料墻上形成水膜，氣體與水膜接觸后經(jīng)過濾料墻排出。氣體中的氨氣、硫化氫等易溶于水的成分與水膜融合，以降低豬舍排出氣體的臭味濃度；與氣體混合后含氨、硫等成分的液滴通過濾料墻向下順流至集水池，集水池中收集的水可進行循環(huán)利用，待其濃度達到一定值后，排出至豬場污水處理區(qū)統(tǒng)一處理。

立式水噴淋處理系統(tǒng)是將濾料層布置在豬舍山墻末端外側(cè)，與地面平行，濾料層上方設(shè)有噴淋管路、下方設(shè)有集水池。豬舍內(nèi)的氣體由風(fēng)機抽出經(jīng)過緩沖間后進入處理室，依據(jù)氣體向上流、噴淋液向下滴的原理，氣體在處理室上升的過程中，滴下的噴淋液與氣體接觸后，可去除部分氣體中的粉塵；當氣體上升并通過濾料層時，由噴淋管路噴出的霧狀液滴在濾料層上形成水膜，氣體與水膜接觸后經(jīng)過濾料層排出。

1.5 糞污處理設(shè)備

隨著規(guī)?；B(yǎng)豬的快速發(fā)展，豬場糞污帶來的環(huán)境污染問題變得越來越明顯，對豬場糞污進行有效處理和資源化利用是生豬養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本要求。

目前，規(guī)模豬場使用的清糞模式主要為水泡糞、干清糞模式。傳統(tǒng)的水沖糞法由于產(chǎn)生污水量大、不環(huán)保逐漸被淘汰，而水泡糞法相對水沖糞法節(jié)約用水，減少糞污量[20]；糞污可以通過固液分離設(shè)備進行干濕分離，干物質(zhì)通過統(tǒng)一收集后在倉貯式密封堆肥發(fā)酵罐、滾筒發(fā)酵機等堆肥發(fā)酵設(shè)備制作有機肥，污水通過污水處理設(shè)備進行工業(yè)凈化后達標排放。

相對水泡糞模式，干清糞模式產(chǎn)生的糞污量最少，目前規(guī)模豬場普遍使用機械刮糞機進行干清糞清理，一些規(guī)模以下豬場散戶由于糞污量少，仍然是人工清糞、自然堆肥的模式。除以上糞污處理模式外，近年來也有一些豬場使用發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)豬模式，此模式下產(chǎn)生的糞污一般采用翻堆機進行作業(yè)后通過有機肥生產(chǎn)線實現(xiàn)糞污無害化處理，實現(xiàn)資源化利用[21]。

1.6 其他設(shè)備

在養(yǎng)豬過程中，除了常規(guī)的養(yǎng)殖設(shè)備外，通常會依據(jù)實際需要配套一些輔助設(shè)備，如母豬發(fā)情監(jiān)測設(shè)備、豬只健康巡檢設(shè)備、病死豬處理設(shè)備等，以提高豬場管理水平。

母豬發(fā)情監(jiān)測設(shè)備主要包括傳感器、主控系統(tǒng)、信息推送系統(tǒng)等，用于對空懷母豬的發(fā)情行為進行監(jiān)測，進而判斷發(fā)情時間，實現(xiàn)母豬的最佳配種[22-24]。

豬只健康巡檢設(shè)備主要為巡檢軌道機器人，該機器人通常帶有智能測溫系統(tǒng)、加速度傳感器、聲音監(jiān)測系統(tǒng)等，實時監(jiān)測豬只的體溫、運動情況、咳嗽變化情況等，并利用人工智能算法綜合判斷豬只的健康狀況。

病死豬處理設(shè)備主要分為2類：一是將豬舍內(nèi)的死豬從豬舍運輸至集中處理區(qū)的撿豬設(shè)備[25]，在設(shè)備的支架上設(shè)置傾斜的拖板和帶有拖鉤的牽引裝置，在實際運用中，將拖繩套住死亡豬只的頭部，拖鉤回掛在拖繩上，利用牽引裝置拖動死亡豬只至傾斜的拖板，套在死亡豬只身體上的拖繩由于其重力自動鎖緊，搬運方便，且在拖板上設(shè)置有上、下傾斜部，上傾斜部與豎直方向的夾角小于下傾斜部與豎直方向的夾角，使得在拖動死亡豬只時，會在下傾斜部形成緩沖，將死亡豬只拖至上傾斜部時，更加省力，銜接自然。該設(shè)備能夠自動裝卸體重大的死亡豬只，在養(yǎng)豬舍內(nèi)過道上可自由移動，不僅可方便地將死亡豬只運出舍內(nèi)并送至無害化處理裝置處，也極大地降低了工作人員的勞動強度，減少了死亡豬只和工作人員的直接接觸，有利于養(yǎng)豬場疫病防疫。二是對豬場的病死豬進行生化處理后轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C肥的設(shè)備[26]，此類設(shè)備在運行時，設(shè)備內(nèi)的運行溫度保持在80 ℃以上，將病死豬只尸體經(jīng)生化處理機撕碎、攪拌、接種，在高溫菌的作用下發(fā)酵成有機肥原料，在發(fā)酵過程中，既殺滅細菌，也不產(chǎn)生污水、臭氣等二次污染，是一種快速、環(huán)保、安全、低能耗的病死豬只處理方法。

2 存在的問題

2.1 部分核心技術(shù)及部件仍需突破

根據(jù)目前養(yǎng)豬裝備的應(yīng)用情況顯示，一些關(guān)鍵部件仍會出現(xiàn)不能較好地滿足產(chǎn)品設(shè)計使用目標，如飼料輸送系統(tǒng)的送料管內(nèi)存在堵料現(xiàn)象、飼喂食槽的邊角位置會殘留飼料等，而這些問題均是整個行業(yè)內(nèi)存在的共性難題，且短期內(nèi)不能突破，極大程度地影響了養(yǎng)豬企業(yè)的使用意愿。

2.2 智能產(chǎn)品應(yīng)用對養(yǎng)殖人員的專業(yè)性要求高

豬場使用的智能飼喂設(shè)備、智能巡檢機器人、物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)等智能產(chǎn)品主要采用計算機控制，需配備專業(yè)的設(shè)備操作人員，而一線人員知識水平不高、流動性大，嚴重影響設(shè)備的使用效率。

2.3 復(fù)合型人才缺乏

我國現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展迅速，從事養(yǎng)豬的工作人員專注于養(yǎng)殖工藝及豬場的管理，但對豬場的機械設(shè)備如何使用及維護不愿花較多的時間去關(guān)注，更希望豬場使用的設(shè)備能一鍵操作，結(jié)構(gòu)簡單；而從事養(yǎng)豬設(shè)備開發(fā)與生產(chǎn)的人員掌握的養(yǎng)殖知識及養(yǎng)殖工藝卻很少，在這樣的情況下，開發(fā)出的設(shè)備在應(yīng)用中與實際場景不適配、穩(wěn)定性低。因此，既懂養(yǎng)殖工藝和豬場管理又懂裝備技術(shù)的復(fù)合型人才較少，制約了養(yǎng)豬裝備的應(yīng)用和發(fā)展。

3 發(fā)展趨勢及建議

3.1 發(fā)展趨勢

本文對規(guī)模豬場常用的養(yǎng)殖設(shè)備進行了探討，分析了現(xiàn)存問題。未來生豬養(yǎng)殖設(shè)施裝備的發(fā)展將呈以下趨勢。

1）受非洲豬瘟的影響，豬場防疫的要求進一步提高，將促進車輛洗消中心、豬舍清洗消毒設(shè)備、空氣過濾系統(tǒng)、水線消毒設(shè)備等機械化消殺防疫設(shè)備在規(guī)模豬場的大面積應(yīng)用。

2）信息化技術(shù)的普及將加快養(yǎng)豬各環(huán)節(jié)機械裝備與射頻電子標簽、各種信息采集傳感器等的融合使用，實現(xiàn)對生豬養(yǎng)殖全過程監(jiān)控、養(yǎng)殖數(shù)據(jù)信息數(shù)字化管理，有效提高豬場管理水平，降低生產(chǎn)成本。

3）豬場用工難的問題日漸凸顯，豬場人力成本日益增加，傳統(tǒng)人工養(yǎng)殖方式已經(jīng)不適合大規(guī)模生產(chǎn)，采用智能化設(shè)備養(yǎng)豬成為必然，尤其在非洲豬瘟后，減少人豬接觸以降低通過人將病原微生物傳染給豬的機率，像無人巡檢機器人、趕豬機器人、清洗消毒機器人等智能化設(shè)備的需求將增加。

3.2 建議

1）針對核心關(guān)鍵技術(shù)與部件存在的共性難題，希望政府給予資金支持，引導(dǎo)養(yǎng)豬企業(yè)、科研院所、高等學(xué)校、設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)等聯(lián)合構(gòu)建補裝備短板團體，共同開展基礎(chǔ)理論創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)突破等內(nèi)容，進一步推動養(yǎng)豬裝備成果的應(yīng)用和養(yǎng)殖模式集成推廣的示范。

2）強化養(yǎng)豬機械裝備與養(yǎng)殖工藝融合。我國各養(yǎng)豬企業(yè)養(yǎng)殖的品種、模式、規(guī)模各不相同，這對大型養(yǎng)殖裝備的全面推廣應(yīng)用提出了更高的要求。建議同步建立產(chǎn)品標準和養(yǎng)殖工藝標準，注重可操作性，并在生產(chǎn)應(yīng)用中不斷更新、完善。

3）加快新型綜合人才的培養(yǎng)培育。復(fù)合型、應(yīng)用型人才的使用是我國生豬養(yǎng)殖機械裝備發(fā)展的基礎(chǔ)支撐和保障之一，建議高校在相關(guān)理論知識方面設(shè)置專門的課程、科研單位為學(xué)生提供科研平臺、企業(yè)提供實操培訓(xùn)機會，通過高校、科研院所、企業(yè)等多方聯(lián)合，共同培養(yǎng)出掌握現(xiàn)代化養(yǎng)豬機械裝備與養(yǎng)殖工藝的復(fù)合型人才，以不斷提高養(yǎng)豬機械裝備的應(yīng)用水平。