母豬舍飼群養(yǎng)工藝及智能化管理系統(tǒng)研究與開發(fā)

段棟梁，王樹華，穆秀梅，裴路生，湯 銘，淡江華，毛向紅

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，山西太原030032；2.太原恒拓科技發(fā)展有限公司，山西太原030006）

“動物福利”已在歐美等養(yǎng)殖發(fā)達(dá)國家得到高度重視，歐盟制定的妊娠母豬限位欄禁令已于2013年1月1日正式生效[1]，標(biāo)志著限位欄在歐盟國家將全面被禁用，也必將形成一道隱藏的貿(mào)易壁壘[2]。隨著我國加入WTO及國際貿(mào)易的一體化，“動物福利”也越來越被國內(nèi)行業(yè)及學(xué)者所關(guān)注[3-4]。規(guī)?；i場傳統(tǒng)的母豬限位欄飼養(yǎng)工藝，一定程度上可以人為控制母豬的飼喂量，但由于母豬被長期限制在狹小空間內(nèi)，完全失去自由表達(dá)的機(jī)會和自由運動的空間，從而造成了母豬的身心缺陷，肢蹄病及繁殖性疾病發(fā)病率高，淘汰率高，利用年限短[5]；而傳統(tǒng)的圈欄小群飼養(yǎng)，一定程度上為母豬提供了適當(dāng)?shù)淖杂苫顒雍瓦\動空間，但由于母豬強(qiáng)弱爭食，而導(dǎo)致采食不均、肥瘦不勻，母豬繁殖生產(chǎn)性能低下[6]。

養(yǎng)豬發(fā)達(dá)國家的研究與實踐證明，母豬舍飼群養(yǎng)工藝模式及其配套設(shè)備，不僅能夠滿足母豬的“福利”需求，而且可解決母豬運動不足和采食不均等問題，繁殖生產(chǎn)性能得到顯著提高[7-9]。山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所從2007年開始，進(jìn)行了母豬精準(zhǔn)化飼養(yǎng)以及精確管理方面的研究，開發(fā)了舍飼群養(yǎng)以及母豬智能化管理系統(tǒng)設(shè)備，并對其在生產(chǎn)實踐上進(jìn)行了示范應(yīng)用。筆者重點介紹了母豬舍飼群養(yǎng)工藝及母豬智能化管理系統(tǒng)的組成、功能、優(yōu)點及其應(yīng)用效果等。

1 母豬舍飼群養(yǎng)工藝

1.1 母豬舍飼群養(yǎng)工藝

舍飼群養(yǎng)是基于“動物福利”養(yǎng)殖理念，依據(jù)母豬生物學(xué)特性和生理需求特點設(shè)計的規(guī)?；i場母豬新型養(yǎng)殖模式。這種養(yǎng)殖模式，是根據(jù)母豬群體大小（50～300頭），按2.0～2.5 m2/頭的利用空間設(shè)計建造母豬舍，并將豬舍內(nèi)部設(shè)計劃分為躺臥休息區(qū)、自由活動區(qū)、采食區(qū)、分離區(qū)、飲水溺尿區(qū)、特殊處理區(qū)、（試情）公豬（飼養(yǎng)）區(qū)、舍外活動區(qū)（根據(jù)情況決定是否需要）等不同的功能區(qū)域，為母豬群創(chuàng)造“豬性化”的大群養(yǎng)殖環(huán)境，使母豬群在和諧的養(yǎng)殖環(huán)境下自由自在地生活，改善母豬的身心狀態(tài)，減少應(yīng)激，提高體質(zhì)，自情自愿地發(fā)揮潛在的生產(chǎn)性能（圖1）。

1.2 母豬舍飼群養(yǎng)的優(yōu)點

1.2.1 單體限位欄飼養(yǎng)方式的缺陷 母豬的傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式以單體限位欄為主。單體限位欄飼養(yǎng)，就是將母豬終身飼養(yǎng)在2.1 m×0.6 m的單體限位欄內(nèi)。這種飼養(yǎng)方式雖然在一定程度上可以通過人工操作人為地控制母豬的飼喂量，但由于長期被限制在不到1.5 m2的生活空間內(nèi)，母豬完全失去了自由表達(dá)行動的機(jī)會和自由運動的空間，從而造成了母豬的身心缺陷，肢蹄病及繁殖性疾病發(fā)病率高，淘汰率高，利用年限短。由于單體限位欄養(yǎng)殖方式的嚴(yán)重缺陷及其嚴(yán)重的“非豬性化”，歐盟等重視“動物福利”的養(yǎng)豬發(fā)達(dá)國家已經(jīng)出臺法律條例，并于2013年1月1日正式生效[1]。

1.2.2 圈欄小群飼養(yǎng)方式的缺陷 另一種母豬傳統(tǒng)的飼養(yǎng)方式是圈欄小群飼養(yǎng)。圈欄小群飼養(yǎng)是將4～5頭母豬在10 m2左右的圈欄內(nèi)進(jìn)行小群飼養(yǎng)。這種飼養(yǎng)方式，雖然在一定程度上為母豬提供了適當(dāng)?shù)淖杂苫顒雍瓦\動空間，但由于母豬采食時存在著嚴(yán)重的強(qiáng)弱爭食現(xiàn)象，最終造成母豬個體的采食不均、肥瘦不勻現(xiàn)象，而過肥過瘦都可以大大影響母豬的繁殖性能，從而大幅度降低了母豬的生產(chǎn)性能。

1.2.3 母豬舍飼散養(yǎng)工藝的優(yōu)點 母豬舍飼散養(yǎng)、大群飼養(yǎng)工藝，能為母豬提供群居環(huán)境和自由活動的空間，母豬能按自己的喜惡組建和諧的小群體，自由組群、自由活動，母豬間有了行為、社交與心理的交流，避免了刻板和神經(jīng)質(zhì)等不良行為，增強(qiáng)學(xué)習(xí)與社交的能力，解決母豬單體限位欄飼養(yǎng)的運動不足問題，大幅度降低母豬肢蹄病和繁殖性疾病發(fā)病率，健全了母豬心理，保證了母豬福利。再借助利用射頻識別、自動化控制及計算機(jī)管理等現(xiàn)代電子信息技術(shù)開發(fā)的母豬智能化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)群養(yǎng)母豬的個體精確飼喂，解決了母豬的采食不均問題，使母豬均勻地達(dá)到理想的體況，從而大幅度提高母豬的繁殖性能[10]。

2 母豬智能化管理系統(tǒng)

母豬智能化管理系統(tǒng)是利用射頻識別、自動化控制及計算機(jī)管理等現(xiàn)代電子信息技術(shù)研究開發(fā)的精確管理設(shè)備裝置，是母豬舍飼散養(yǎng)工藝的配套系統(tǒng)設(shè)備（圖2）。

2.1 母豬智能化管理系統(tǒng)組成

母豬智能化管理系統(tǒng)設(shè)備由硬件控制設(shè)備系統(tǒng)和軟件管理系統(tǒng)2部分組成。其中，硬件控制系統(tǒng)包括自動飼喂控制系統(tǒng)裝置、智能分離系統(tǒng)裝置、母豬發(fā)情鑒定系統(tǒng)裝置和計算機(jī)管理終端，軟件管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)分析處理與飼喂控制系統(tǒng)裝置、分離控制系統(tǒng)及母豬發(fā)情檢測系統(tǒng)裝置的通訊、實時監(jiān)控等模塊（圖 3）[11-12]。

2.2 母豬智能化管理系統(tǒng)功能與系統(tǒng)工作技術(shù)原理

母豬智能化管理系統(tǒng)作為母豬大群飼養(yǎng)工藝的配套設(shè)備裝置，借助射頻識別、自動化控制及計算機(jī)管理等現(xiàn)代電子信息技術(shù)，實現(xiàn)母豬大群飼養(yǎng)狀態(tài)下的每個個體的精確管理，最大程度地提高母豬的生產(chǎn)性能[13]。

系統(tǒng)運用電子射頻識別技術(shù)原理，由數(shù)據(jù)讀取設(shè)備讀取豬只佩戴的電子耳標(biāo)，判斷豬只的身份，讀取豬只信息，傳送給計算機(jī)，系統(tǒng)根據(jù)終端獲取的身份和信息，指令飼喂設(shè)備實現(xiàn)個體精確飼喂；指令分離設(shè)備實現(xiàn)及時、準(zhǔn)確的智能化分離，最終實現(xiàn)群養(yǎng)狀態(tài)下的個體精確管理。系統(tǒng)對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，為管理者提供精確的豬群信息數(shù)據(jù)。

2.2.1 自動飼喂控制系統(tǒng)功能與工作技術(shù)原理

自動飼喂控制系統(tǒng)的功能是對每頭母豬飼喂量的精確控制，保證每頭母豬的理想體況。通過射頻識別器對母豬的無線射頻耳標(biāo)進(jìn)行識別，母豬信息傳到電腦后精確飼喂系統(tǒng)可迅速調(diào)用相應(yīng)初始化檔案信息（耳牌號、背膘厚、胎次、妊娠期、環(huán)境溫度、日糧營養(yǎng)水平等），計算當(dāng)日的投料量，并指令自動飼喂控制系統(tǒng)裝置投料，實現(xiàn)母豬的精確飼喂，保證每頭母豬的理想體況。

2.2.2 母豬發(fā)情鑒定系統(tǒng)功能與工作技術(shù)原理

母豬發(fā)情鑒定系統(tǒng)的功能是對母豬進(jìn)行發(fā)情鑒定，并與智能化分離系統(tǒng)協(xié)同，實現(xiàn)母豬的適時配種。當(dāng)母豬探訪試情公豬時，通過射頻識別器對母豬的無線射頻耳標(biāo)進(jìn)行識別，并及時、準(zhǔn)確地記錄其探訪信息，探訪信息傳到電腦后，將母豬當(dāng)天探訪試情公豬的頻率及持續(xù)時間等與軟件系統(tǒng)中設(shè)定的發(fā)情判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對來鑒定是否發(fā)情，確定最適宜的配種時間，并適時指令智能分離系統(tǒng)控制裝置在母豬采食后及時進(jìn)行分離，進(jìn)入特殊處理區(qū)進(jìn)行配種。

2.2.3 智能分離系統(tǒng)功能與工作原理 智能分離系統(tǒng)的功能是對豬群中需要特殊處理的個體進(jìn)行分離。計算機(jī)軟件管理系統(tǒng)中設(shè)置的分離狀態(tài)包括健康體檢、免疫注射、發(fā)情配種及產(chǎn)仔轉(zhuǎn)舍等。當(dāng)母豬吃完料后，進(jìn)入分離巷道，通過射頻識別器對母豬的無線射頻耳標(biāo)進(jìn)行識別，傳到計算機(jī)，軟件管理系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)日采食量、妊娠日齡及發(fā)情鑒定系統(tǒng)的檢測結(jié)果等信息進(jìn)行判斷后，指令智能化分離系統(tǒng)控制裝置，將懷疑生病、免疫接種、鑒定發(fā)情、臨產(chǎn)轉(zhuǎn)舍及丟失耳標(biāo)的母豬個體自動噴色記憶并自動分離到特殊處理區(qū)，根據(jù)需要進(jìn)行特殊處理。不需要處理的母豬返回大群。

2.3 母豬智能化管理系統(tǒng)的優(yōu)點

2.3.1 實現(xiàn)妊娠母豬生產(chǎn)全過程的高度自動化

2.3.1.1 自動精確供料 整個系統(tǒng)采用“儲料塔＋自動下料＋自動識別”的自動飼喂裝置，通過母豬的信息識別，實現(xiàn)每個個體的自動精確供料。

2.3.1.2 自動精確管理 通過中心控制計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)定，通過智能分離系統(tǒng)控制，實現(xiàn)發(fā)情鑒定、健康體檢、免疫接種、產(chǎn)仔轉(zhuǎn)舍的智能化分離和每個個體的精確管理。

2.3.1.3 自動數(shù)據(jù)記錄與傳輸 妊娠母豬的所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)實時進(jìn)行記錄，并傳輸顯示在計算機(jī)上。

2.3.1.4 自動報警 系統(tǒng)配置有自動報警系統(tǒng)，系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)任何問題，電腦都將會自動報警。

2.3.2 提高生產(chǎn)管理效率 由于實現(xiàn)了妊娠母豬生產(chǎn)全過程的高度自動化，可以大幅度提高母豬群飼養(yǎng)管理人員的工作效率，年出欄10 000頭商品肥豬的自繁自養(yǎng)豬場的妊娠母豬群只需要2個人就可以實現(xiàn)全面的精確管理。而且，飼養(yǎng)管理人員的工作很輕松，每天平均進(jìn)入豬舍的時間不超過3 h，主要是進(jìn)行配種、免疫接種、健康體檢、注射治療等必須靠人來操作的工作。

3 母豬舍飼群養(yǎng)工藝及智能化管理系統(tǒng)應(yīng)用與效果分析

研究試驗結(jié)果表明，應(yīng)用母豬舍飼群養(yǎng)工藝及智能化管理系統(tǒng)，可以顯著提高母豬群的繁殖生產(chǎn)效率和豬場的養(yǎng)殖效益[14-18]。

3.1 提高母豬的繁殖生產(chǎn)效率

應(yīng)用母豬舍飼群養(yǎng)工藝及智能化管理系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)飼養(yǎng)模式下母豬運動不足和采食不均問題，使豬群獲得優(yōu)秀的繁殖生產(chǎn)成績。國外有關(guān)報道顯示，養(yǎng)殖環(huán)境條件良好的豬場，運用母豬舍飼群養(yǎng)工藝和智能化管理系統(tǒng)的母豬群，年平均提供斷奶仔豬數(shù)可以達(dá)到26頭以上，有的甚至達(dá)到30頭。研究試驗結(jié)果表明，試驗豬群年提供斷奶仔豬數(shù)比傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式可增加3～4頭。傳統(tǒng)飼養(yǎng)模式下萬頭出欄規(guī)模豬場需要610～630頭基礎(chǔ)母豬，而應(yīng)用母豬舍飼群養(yǎng)工藝和智能化管理系統(tǒng)的豬場只需要不到500頭基礎(chǔ)母豬，母豬繁殖生產(chǎn)效率提高22%以上。

3.2 降低肢蹄病、繁殖性疾病發(fā)病率

繁殖母豬需要運動，而傳統(tǒng)的單體限位欄完全不能滿足。因此，母豬肢蹄病及繁殖性疾病發(fā)病率很高，有的高達(dá)40%多。試驗結(jié)果表明，應(yīng)用母豬舍飼散養(yǎng)工藝和智能化管理系統(tǒng)的豬群，母豬肢蹄病及繁殖性疾病發(fā)病率可以降低到20%以下，母豬配種返情率降到10%以下。這樣便大大降低母豬的淘汰率，延長母豬利用年限1～1.5 a，最終提高母豬的終生貢獻(xiàn)率。

3.3 提高規(guī)?；i場養(yǎng)殖生產(chǎn)效益

3.3.1 斷奶仔豬數(shù)增加獲得的直接效益 試驗結(jié)果表明，應(yīng)用母豬舍飼散養(yǎng)工藝和智能化管理系統(tǒng)的豬群，年平均提供的斷奶仔豬數(shù)增加3頭以上，由此可為萬頭豬場（按500頭基礎(chǔ)母豬計算）帶來直接經(jīng)濟(jì)效益30萬元以上（斷奶仔豬價格按200元/頭計算）。

3.3.2 母豬繁殖生產(chǎn)效率提高獲得的經(jīng)濟(jì)效益萬頭出欄規(guī)模豬場，傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式需要610～630頭基礎(chǔ)母豬，而應(yīng)用母豬舍飼散養(yǎng)工藝和智能化管理系統(tǒng)后僅需要不到500頭基礎(chǔ)母豬，減少的120頭母豬年可節(jié)省飼料120 t（按1 t/頭·年計），年可節(jié)省飼料費用36萬元（按3 000元/t計算）；節(jié)省豬群管理費用9萬元（按生產(chǎn)總費用的20%計算）。

3.3.3 延長母豬利用年限獲得的經(jīng)濟(jì)效益 應(yīng)用母豬舍飼散養(yǎng)工藝和智能化管理系統(tǒng)的母豬，利用年限延長1 a以上，萬頭出欄規(guī)模豬場的500頭基礎(chǔ)母豬，可減少補(bǔ)充后備母豬用飼料100 t、節(jié)省飼料費用30萬元。

4 結(jié)論

母豬舍飼群養(yǎng)工藝及智能化管理系統(tǒng)，是基于“動物福利”養(yǎng)殖理念，依據(jù)母豬的生物學(xué)特性和生理需要特點，借助射頻識別、自動化控制及計算機(jī)管理等現(xiàn)代電子信息技術(shù)，研究開發(fā)的新型養(yǎng)殖工藝模式及配套現(xiàn)代化智能控制配套系統(tǒng)設(shè)備，適用于規(guī)模化豬場妊娠母豬舍飼群養(yǎng)及其每個個體的精確管理。應(yīng)用母豬舍飼散養(yǎng)工藝及智能化管理系統(tǒng)，不僅可以提高母豬群飼養(yǎng)管理效率，減少飼養(yǎng)管理用工，并降低人為操作因責(zé)任心不夠帶來的生產(chǎn)和豬群防疫失誤風(fēng)險，更重要的是能明顯提高母豬的繁殖生產(chǎn)效率和豬場的養(yǎng)殖生產(chǎn)效益，是目前規(guī)模化生豬生產(chǎn)中比較先進(jìn)的養(yǎng)殖工藝模式和現(xiàn)代技術(shù)裝備，在養(yǎng)豬發(fā)達(dá)國家得到了認(rèn)可和應(yīng)用。本研究開發(fā)的系統(tǒng)產(chǎn)品形成產(chǎn)業(yè)化后進(jìn)行推廣應(yīng)用，必將對我國養(yǎng)豬業(yè)健康、穩(wěn)定及可持續(xù)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

［1］北方牧業(yè)編輯部.歐盟各國遵守妊娠母豬限位欄禁令[J].北方牧業(yè)，2012（13）：10.

［2］陳雙桃.淺談我國出口貿(mào)易中的動物福利壁壘 [J].現(xiàn)代商業(yè)，2012（18）：181-182.

［3］淡江華，馬啟軍，王樹華，等.淺談動物福利與我國現(xiàn)代養(yǎng)豬工藝模式[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（5）：74-77.

［4］張貴花，張鳳梅.淺談中國動物福利現(xiàn)狀及立法問題[J].草業(yè)與畜，2011（10）：51-53.

［5］袁成利，王曉東.限位欄對母豬的危害 [J].養(yǎng)殖技術(shù)顧問，2012（7）：39.

［6］鄭寶亮，邊傳周，葉傳林.建造“運動場”收獲動物健康：淺談母豬的限位飼養(yǎng)對豬肌體的顯性、隱性傷害及補(bǔ)救措施[J].中國動物保健，2007（10）：26-27.

［7］季晨，蘆惟本，葉娜，等.荷蘭王國養(yǎng)豬業(yè)的考察報告[J].養(yǎng)豬，2008（5）：29-31.

［8］趙西彪，孟凡偉.荷蘭養(yǎng)豬經(jīng)驗淺談 [J].豬業(yè)科學(xué)，2009（10）：20-22.

［9］張勇.荷蘭養(yǎng)豬業(yè)的感受與思考 [J].豬業(yè)科學(xué)，2010（11）：20-22.

［10］王友杉.改善母豬福利提高繁殖性能 [J].中國畜禽種業(yè)，2012（5）：45-46.

［11］張吉萍，魏榮貴，薛明，等.智能化母豬群養(yǎng)管理系統(tǒng)：母豬飼養(yǎng)中的數(shù)字化技術(shù)[J].豬業(yè)科學(xué)，2010（6）：94-95.

［12］陳欽輝.母豬電子群養(yǎng)系統(tǒng)（ESF&TEAM）的應(yīng)用前景[J].北方牧業(yè)，2012（9）：18.

［13］袁成利，王曉東.母豬智能化精確飼喂系統(tǒng)的原理與優(yōu)勢[J].養(yǎng)殖技術(shù)顧問，2012（6）：40.

［14］李永輝.智能化母豬群養(yǎng)在中國養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用 [J].中國豬業(yè)，2011（9）：4-7.

［15］顏建中，馮芳草，黃永成，等.智能型母豬群養(yǎng)管理系統(tǒng)的應(yīng)用體會[J].今日養(yǎng)豬業(yè)，2012（2）：34-35.

［16］宋忠旭，李良華，嚴(yán)榮華，等.規(guī)模化豬場液態(tài)料智能化飼喂系統(tǒng)的應(yīng)用與實踐[J].養(yǎng)豬，2007（6）：30-33.

［17］葉娜，黃川.荷蘭Velos智能化母豬飼養(yǎng)管理系統(tǒng)在國內(nèi)豬場的應(yīng)用[J].養(yǎng)豬，2009（2）：41-42.

［18］程建云，周黎明.規(guī)模化豬場能繁母豬的飼養(yǎng)管理技術(shù)[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2012（3）：123-124.