重慶黔江中小規(guī)模豬場自動環(huán)控設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查

邱進(jìn)杰，卜新宇

（1.重慶市畜牧科學(xué)院，重慶榮昌 402460；2.重慶市黔江區(qū)畜牧生產(chǎn)技術(shù)推廣站，重慶黔江 409000）

在養(yǎng)豬生產(chǎn)中，影響豬只生長環(huán)境的因素眾多，包括但不限于濕度、氨氣、光照、噪聲、粉塵等，其中最重要的因素有溫度、濕度和舍內(nèi)有害氣體濃度等，相關(guān)環(huán)控參數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)會導(dǎo)致豬群發(fā)育異常，生長遲緩，嚴(yán)重者會出現(xiàn)昏厥，甚至死亡[5]。豬是恒溫動物，對環(huán)境溫度感知比較敏感，但體溫調(diào)節(jié)能力較差，并且不同生長階段的豬對環(huán)境的冷熱應(yīng)激反應(yīng)差異較大，一般來講，大豬對熱應(yīng)激比較敏感，小豬對冷應(yīng)激表現(xiàn)突出。豬只為了維持自身恒定的體溫會不斷和周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換，豬機(jī)體產(chǎn)生的熱量分為潛熱和顯熱。外界環(huán)境溫度越高，顯熱散失越少，機(jī)體更多通過潛熱即呼吸蒸發(fā)散熱。然而，當(dāng)外界環(huán)境為高溫高濕狀態(tài)時，環(huán)境濕度接近或已達(dá)到飽和狀態(tài)，呼吸蒸發(fā)受阻，豬的體溫容易超過正常范圍，進(jìn)而引發(fā)豬的熱應(yīng)激反應(yīng)，影響豬群的健康[1-4]。當(dāng)豬舍內(nèi)的相對濕度低于40%時，會嚴(yán)重影響豬體健康，顯著提高呼吸道疾病和皮膚疾病的發(fā)病率[6-7]；當(dāng)豬舍內(nèi)的相對濕度超過90%時，會對豬只抵抗力產(chǎn)生顯著影響，降低生豬的生產(chǎn)性能。因此，對豬舍內(nèi)溫度和相對濕度進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的調(diào)控是養(yǎng)豬生產(chǎn)的重要保障。

重慶市黔江區(qū)位于重慶東南部，地處武陵山區(qū)腹地，是渝、鄂、湘、黔四省市的結(jié)合部，雨水和云霧多、濕度大。夏季氣候高溫高濕，冬季陰冷濕潤。生豬產(chǎn)業(yè)是黔江畜牧業(yè)中的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。黔江區(qū)連續(xù)14 年獲得“全國生豬調(diào)出大縣”獎勵，2022 年，黔江全區(qū)出欄生豬74.72 萬頭，年末存欄生豬44.59 萬頭，能繁母豬存欄5.34 萬頭，年出欄100 頭以上生豬規(guī)模戶出欄量占總出欄量比重為50.1%。在規(guī)?；i場中，中小規(guī)模養(yǎng)殖占達(dá)到82%以上，以傳統(tǒng)開放式半開放式養(yǎng)殖模式為主，自動環(huán)控設(shè)備配置率不高，設(shè)施養(yǎng)殖理念亟需更新。隨著養(yǎng)殖規(guī)?；?、專業(yè)化以及人力資源等成本的不斷上漲，生豬養(yǎng)殖機(jī)械化、自動化、智能化程度有待提升，設(shè)施養(yǎng)殖必將成為新常態(tài)，智能養(yǎng)殖需求空間巨大。良好而舒適的環(huán)境可對豬的生長發(fā)育起到促進(jìn)作用，提高豬的生產(chǎn)力、飼料轉(zhuǎn)化率和綜合經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)生產(chǎn)良性循環(huán)。

1 生豬養(yǎng)殖環(huán)控裝備應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1.1 環(huán)控設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

黔江區(qū)生豬產(chǎn)業(yè)設(shè)施化水平不高，傳統(tǒng)養(yǎng)殖戶以平層半開放式為主，飼喂方式以人工飼喂為主，通風(fēng)換氣和溫度控制通過簡單開關(guān)窗戶調(diào)整，少數(shù)懸掛水銀溫度計查看舍內(nèi)環(huán)境溫度，濕度常常無監(jiān)測和調(diào)控，氨氣濃度主要依靠人為感知，環(huán)境控制智能控制裝備的安裝和使用率較低。

現(xiàn)場調(diào)研黔江區(qū)36 家中小規(guī)模豬場家，這些豬場以傳統(tǒng)開放式半開放式養(yǎng)殖模式為主，調(diào)研發(fā)現(xiàn)只有11 家豬場安裝使用自動環(huán)控設(shè)備，安裝使用率占比30.55%，其中9 家都是2020—2022 年內(nèi)新建的豬場，養(yǎng)殖設(shè)施的自動化、智慧化水平逐年提升。圈舍采用全封閉模式且安裝了風(fēng)機(jī)水簾通風(fēng)降溫系統(tǒng)的9 家豬場分別位于馮家街道、阿蓬江鎮(zhèn)、金溪鎮(zhèn)、濯水鎮(zhèn)、白石鎮(zhèn)、五里鎮(zhèn)、金洞鄉(xiāng)、新華鄉(xiāng)、白土鄉(xiāng)，養(yǎng)殖規(guī)模均在年出欄3000 頭以上。1 家豬場由于海拔較高，只安裝了風(fēng)機(jī)及溫度傳感器，沒有配備濕簾系統(tǒng)。9 家豬場配懷舍和育肥舍配備了自動干料線飼喂系統(tǒng)，1 家豬場保育舍安裝了自動干料線飼喂系統(tǒng)。5 家豬場安裝使用氨氣控制系統(tǒng)，重慶六九畜牧等2 個種豬場安裝了氨氣傳感器聯(lián)合風(fēng)機(jī)調(diào)控，其他3 個豬場人工開啟排氨扇。8 家豬場采用刮糞工藝，安裝了自動刮糞機(jī)，設(shè)置每隔8h或12h 刮糞板自動清糞一次，可以有效減少豬舍氨氣等有毒有害氣體的聚集，改善了舍內(nèi)環(huán)境和空氣質(zhì)量。

1.2 自動環(huán)控裝備使用現(xiàn)狀

在高溫高濕的渝東南武陵山區(qū)，生豬養(yǎng)殖一般采用如下較適宜的溫濕度范圍：配懷妊娠舍18～21℃、產(chǎn)仔舍20～22℃、保育仔豬舍24～26℃及育肥豬舍15～20℃，適宜濕度65%～85%。針對黔江區(qū)高溫高濕的氣候特征，安裝自動環(huán)控裝備的11 個豬場基本采用了負(fù)壓風(fēng)機(jī)和降溫水簾的新型通風(fēng)降溫系統(tǒng)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前生產(chǎn)上使用的通風(fēng)降溫裝備主要有以下3 種：第1 種是“風(fēng)機(jī)+水簾”系統(tǒng)。比如，珍溪鎮(zhèn)的一個豬場，根據(jù)豬舍內(nèi)溫度高低確定開啟1 組或多組風(fēng)機(jī)，當(dāng)溫度低于25℃時，僅運行1 組風(fēng)機(jī)，采用吹風(fēng)5min 停30min 的方式；25～28℃時，2組風(fēng)機(jī)同時運行，盡量把舍內(nèi)溫度控制在28℃以下，既滿足實現(xiàn)目標(biāo)溫度，又可節(jié)約用電；當(dāng)溫度高于30℃時，啟動3 組風(fēng)機(jī)，同時啟動水簾系統(tǒng)。通過濕簾風(fēng)機(jī)的合理運行，舍內(nèi)能達(dá)到5～10℃的降溫效果。第2 種是“風(fēng)機(jī)+保暖”系統(tǒng)。由于武陵山區(qū)在海拔1800m 以上，夏季天氣涼爽但冬季比較嚴(yán)寒，因此沒有安裝水簾，而是采用自動控制風(fēng)機(jī)加地暖模式。區(qū)內(nèi)有2 家豬場按照這種模式，只安裝風(fēng)機(jī)未裝水簾，夏季開啟風(fēng)機(jī)通風(fēng)換氣降溫，冬季從11 月開始至次年3月份，需采用地暖系統(tǒng)的時間長達(dá)5 個月，即使冬季舍外溫度最低降到-5～10℃，用地暖系統(tǒng)的舍內(nèi)也能達(dá)到較好的目標(biāo)溫度。第3 種是“風(fēng)機(jī)+水簾+排氨換氣扇”系統(tǒng)，這種環(huán)控系統(tǒng)不但能有效地降低豬舍內(nèi)的溫度，適度改善舍內(nèi)空氣的濕度，而且還能引入新鮮空氣，降低豬舍內(nèi)的硫化氫和氨氣等有害氣體的濃度。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，夏季豬舍內(nèi)外溫差在5～14℃，冬季豬舍內(nèi)外溫差在25～35℃。極熱天氣時最高溫差達(dá)14℃，如威愉豬場；在冬季海拔高度1500m 以上的豬場舍內(nèi)外溫度差高達(dá)35℃，如熙承譽(yù)生豬養(yǎng)殖場。由于不同生理階段豬群對溫度需求差異較大，因此，應(yīng)該根據(jù)豬群階段需求提供精準(zhǔn)的環(huán)境調(diào)控，最大程度地減少因溫度的不適宜造成豬群過大的環(huán)境溫度應(yīng)激。

1.3 自動環(huán)控裝備需求趨勢

隨著生豬養(yǎng)殖向規(guī)模化、設(shè)施化、集約化的方向快速發(fā)展，豬舍內(nèi)精準(zhǔn)環(huán)境控制在養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中的重要性日益凸顯，豬舍環(huán)境實際狀況更是直接影響豬群的健康狀況、生產(chǎn)性能、存活率等，進(jìn)而影響?zhàn)B豬生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益[8,9]。

在非洲豬瘟常態(tài)化背景下，豬場的生物安全保障將會高位運行，智能環(huán)控、自動料線等順應(yīng)生豬產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向。中小規(guī)模豬場實現(xiàn)智能化環(huán)控裝備的覆蓋是推動產(chǎn)業(yè)健康高效發(fā)展的重要力量，利用現(xiàn)代養(yǎng)豬科學(xué)新技術(shù)和設(shè)施設(shè)備來提升養(yǎng)豬生產(chǎn)效率，促進(jìn)管理和生產(chǎn)方式的升級，生豬養(yǎng)殖環(huán)控裝置走向智慧化是必然，老舊豬場設(shè)施化、自動化改造和全新設(shè)施豬場的修建存在巨大的市場需求潛力。

2 自動環(huán)控設(shè)備應(yīng)用制約因素

2.1 經(jīng)濟(jì)制約

一是在當(dāng)前豬價低迷、飼料成本居高不下、疫病防控成本高位運行、非洲豬瘟疫情時有發(fā)生的行業(yè)背景下，生豬價格迎來了價格“寒冬”，持續(xù)萎靡的市場行情，導(dǎo)致廣大養(yǎng)殖者處于深度虧損的狀態(tài)。二是近年來環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，提高了生豬養(yǎng)殖的準(zhǔn)入門坎，豬場環(huán)保資金投入較高。多重壓力導(dǎo)致設(shè)施養(yǎng)殖亦面臨較多阻礙。

2.2 技術(shù)制約

自動環(huán)控系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)受溫度單個傳感器控制還是受氨氣和硫化氫等傳感器綜合控制是個難點。目前這些自動環(huán)控系統(tǒng)已在集約化豬場大量普及，但AI 控制和大數(shù)據(jù)還有待充實。RFID 超高頻技術(shù)受豬舍大小、建筑結(jié)構(gòu)、信號干擾等原因的影響，自動環(huán)控系統(tǒng)的應(yīng)用具有局限性。由于價格和效果等因素影響，一般豬舍都不安裝氨氣、硫化氫等傳感器，中小規(guī)模豬場基本靠目標(biāo)溫度來設(shè)置啟動環(huán)境控制系統(tǒng)，并未在PC 端或手機(jī)端顯示，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需求潛力巨大。

圖1 風(fēng)機(jī)-水簾系統(tǒng)

圖2 風(fēng)機(jī)-保暖系統(tǒng)

3 應(yīng)對策略

3.1 加強(qiáng)宣傳提升認(rèn)知

加大宣傳，提高智能化設(shè)備的安裝使用率，助力高效生產(chǎn)。溫濕度及氨氣的控制是養(yǎng)殖環(huán)控中的關(guān)鍵控制指標(biāo)，良好的環(huán)境條件是豬群健康生長的基礎(chǔ)條件，若控制不好會導(dǎo)致豬群容易發(fā)病，飼料轉(zhuǎn)化率降低，大大增加養(yǎng)殖成本。智慧化水平高的豬場，不僅可以在減少勞動力的情況下提高養(yǎng)豬場生物安全水平，而且還可以較大地提升豬場的生產(chǎn)效率。通過實地調(diào)研和效益比對宣傳，引導(dǎo)有條件的養(yǎng)殖戶配備使用自動環(huán)控系統(tǒng)，提高養(yǎng)豬質(zhì)量和效益。

3.2 加大物聯(lián)網(wǎng)技研發(fā)和應(yīng)用

自動環(huán)控系統(tǒng)主要通過溫度、濕度、氨氣和硫化氫等傳感器進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的快速采集和傳輸，需要加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)，實現(xiàn)智能手機(jī)移動端和計算機(jī)端的遠(yuǎn)程監(jiān)控及預(yù)警預(yù)報，精準(zhǔn)調(diào)控豬舍內(nèi)溫度、濕度和有害氣體濃度，實現(xiàn)舍內(nèi)全天候精準(zhǔn)調(diào)控，避免由于環(huán)控異常導(dǎo)致的生產(chǎn)事故發(fā)生，同時能較大程度減少能源浪費，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)高效養(yǎng)殖[10]。在提升和優(yōu)化豬舍內(nèi)環(huán)境方面，與計算機(jī)建模相結(jié)合，實現(xiàn)現(xiàn)代化精準(zhǔn)環(huán)控，提高環(huán)控控制效力和豬場的生產(chǎn)效益[11]。

3.3 加強(qiáng)培訓(xùn)促進(jìn)設(shè)備高效使用

已經(jīng)安裝好智能環(huán)控設(shè)備的豬場，要對生產(chǎn)技術(shù)人員進(jìn)行專門操作培訓(xùn)，使其了解通風(fēng)換氣降溫系統(tǒng)的基本原理。將目標(biāo)溫度的梯度設(shè)置與各階段的最適溫度值匹配，配合濕簾的合理啟用，同時結(jié)合氨氣、硫化氫等廢氣濃度管理，確保環(huán)控裝備在通風(fēng)、降溫、廢氣排放等方面發(fā)揮最大效果，實現(xiàn)豬場環(huán)境精準(zhǔn)控制，推動生豬產(chǎn)業(yè)向自動化、智能化方向發(fā)展。

4 小結(jié)

在養(yǎng)豬環(huán)境因素中，溫濕度和空氣品質(zhì)是重要基礎(chǔ)。一般情況下，在高濕度地區(qū)，舍內(nèi)環(huán)境溫度超過25℃，公豬就會表現(xiàn)出比較嚴(yán)重的熱應(yīng)激反應(yīng)，包括采食量較大程度下降、豬群胸腹式呼吸明顯、飲水頻率和飲水量、大大增加、性欲下降，同時精液品質(zhì)降低，直線運動的精子數(shù)減少，精液保存時間縮短，潛在影響母豬受胎率和產(chǎn)仔數(shù)，并且這種現(xiàn)象具有滯后性，要經(jīng)過2 個月左右的時間才能恢復(fù)，這也是造成公豬夏季不育的重要原因。當(dāng)環(huán)境溫度超過25℃時，母豬也會表現(xiàn)出比較嚴(yán)重的熱應(yīng)激反應(yīng)，不食或減食比例增加，內(nèi)分泌失調(diào)，排卵的數(shù)量和卵子的質(zhì)量顯著下降，導(dǎo)致受胎率下降，但斷奶母豬發(fā)情表現(xiàn)不明顯[12]。

在規(guī)模化養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中，豬舍環(huán)境控制日益受到從業(yè)人員的重視，實現(xiàn)豬群各階段最適宜的精準(zhǔn)環(huán)境控制可對豬群的生長發(fā)育、繁殖性狀、飼料轉(zhuǎn)化效率、料肉比、疫病防控等指標(biāo)產(chǎn)生正向的促進(jìn)作用。采用現(xiàn)代化生豬養(yǎng)殖環(huán)境控制和測控設(shè)備對養(yǎng)殖舍內(nèi)各項參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行檢測，提供精準(zhǔn)的環(huán)境控制，助力飼養(yǎng)管理工作，幫助生產(chǎn)管理人員了解生長環(huán)境的實際情況，促進(jìn)生豬高效養(yǎng)殖[13]。為了保證圈舍內(nèi)的飼養(yǎng)環(huán)境良好，引導(dǎo)有條件的豬場盡量安裝智能化環(huán)控裝置，建立平臺化養(yǎng)豬聯(lián)盟，采用統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行示范推廣。通過自動環(huán)控技術(shù)優(yōu)化參數(shù)，通過集成技術(shù)示范推廣帶動更多的養(yǎng)殖場戶走智慧養(yǎng)殖之路，提高畜牧業(yè)科技含量，降低人工成本，增加養(yǎng)殖效益。目前，黔江區(qū)生豬養(yǎng)殖智能環(huán)控等裝備使用效率不高，隨著從業(yè)人員養(yǎng)殖觀念的改變、人力資源成本上升、疫病風(fēng)險的加大、設(shè)施養(yǎng)殖技術(shù)和環(huán)控設(shè)備的成熟，生豬養(yǎng)殖自動設(shè)施設(shè)備將會在產(chǎn)業(yè)內(nèi)部快速且大面積地推廣應(yīng)用，給黔江生豬產(chǎn)業(yè)帶來積極的推動作用。