丹麥、德國畜牧工程建造技術(shù)及智能裝備考察報告

穆鈺 羅恩浩 矯健 朱麗梅 盛寶永 閆冬梅 曹楠

（中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院 100125）

依托國家重點研發(fā)計劃“畜禽養(yǎng)殖智能裝備與信息化技術(shù)研發(fā)”項目，2018年11月 11～18日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院設(shè)施農(nóng)業(yè)研究所一行3人赴丹麥、德國執(zhí)行畜牧工程建造及裝備技術(shù)學(xué)習(xí)交流任務(wù)。期間代表團訪問了丹麥技術(shù)大學(xué)、丹麥奧胡斯大學(xué)2家研究機構(gòu)，拜訪了丹麥畜禽舍通風(fēng)裝備企業(yè)SKOV 公司，調(diào)研了丹麥現(xiàn)代化種豬場，參觀了全球最大的畜牧業(yè)展會Euro Tier 德國漢諾威國際畜牧展。代表團分別就畜禽場設(shè)計建造、畜禽舍通風(fēng)技術(shù)、先進設(shè)施裝備及農(nóng)業(yè)有機廢棄物處理等多個方面進行學(xué)習(xí)交流。

1 概況

1.1 丹麥畜牧業(yè)概況

丹麥畜牧業(yè)科技水平先進，是重要的畜產(chǎn)品出口國。該國以發(fā)展高效畜牧業(yè)為動力，通過強化聯(lián)合育種機制、堅持發(fā)展生態(tài)循環(huán)、扶持專業(yè)合作社等手段，積極探索高效養(yǎng)殖模式，努力提高畜產(chǎn)品市場競爭力，確保畜產(chǎn)品質(zhì)量安全[1]。畜牧業(yè)是丹麥農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。2017年，畜牧業(yè)總產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值70%左右。其中生豬養(yǎng)殖產(chǎn)值占畜牧業(yè)總產(chǎn)值比重最高，超過50%，奶牛業(yè)產(chǎn)值占比超過30%、肉牛業(yè)產(chǎn)值約占7.0%，禽業(yè)、養(yǎng)羊業(yè)和特種養(yǎng)殖約占6.5%。

丹麥是世界三大豬肉出口國之一，被譽為“豬肉王國”。母豬年飼養(yǎng)量達100 萬頭，年出欄育肥豬約3300 萬頭，其中90%的豬肉用于出口。該國生豬飼養(yǎng)技術(shù)水平較高，母豬產(chǎn)仔率處于國際領(lǐng)先水平，豬場平均母豬年提供斷奶仔豬（PSY）可達到33 頭，部分豬場可達40 頭。丹麥智能畜牧業(yè)起步較早[2]，生豬養(yǎng)殖以專業(yè)化、機械化、規(guī)模化著稱，特別是勞動生產(chǎn)率居世界前列，飼養(yǎng)1 萬頭生豬平均僅需3個勞動力。

1.2 德國畜牧業(yè)概況

德國是歐盟第三大農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)國[3]。農(nóng)業(yè)以畜牧業(yè)為主，產(chǎn)值約占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的60%。德國畜牧業(yè)中主要以奶牛飼養(yǎng)為主，2017年奶牛業(yè)產(chǎn)值約占畜牧業(yè)的37.3%，其次為生豬飼養(yǎng)，產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的28.1%，肉牛業(yè)第3，占16.6%。2017年，豬肉產(chǎn)量 550.6 萬 t，居世界第3，牛奶產(chǎn)量 3266.6 萬 t，居世界第4，牛肉產(chǎn)量 113.7 萬 t，居世界第9。

德國畜牧業(yè)高度發(fā)達，生產(chǎn)效率居世界前列。如Ziegelhütte of Farm 蛋雞場存欄 7 萬只雞僅需要 3個工人，Zandhof蛋雞場存欄12 萬只，僅需要6個工人，工人每天僅工作8h，有嚴格的工作和休假制度[4]。

1.3 Euro Tier德國漢諾威畜牧展概況

Euro Tier 展會被譽為全世界規(guī)模最大、最專業(yè)、最具影響力的畜牧科技成果展。該展會由德國農(nóng)業(yè)協(xié)會（DLG）主辦，始于 1993年，每兩年舉辦 1 屆，迄今已有 20 余年歷史。本次德國漢諾威國際畜牧展吸引了來自全球62個國家的2597家參展商，范圍涵蓋畜牧養(yǎng)殖機械和設(shè)備、飼料和飼料添加劑、動物保護、獸藥等畜牧產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)[5]。

Euro Tier 展會聚集了畜牧行業(yè)中最具實力的企業(yè)和產(chǎn)品，成為展示推廣創(chuàng)新產(chǎn)品技術(shù)的重要平臺，展會設(shè)立的“創(chuàng)新獎”已成為畜牧行業(yè)科技發(fā)展的風(fēng)向標。創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品獎項的設(shè)置旨在鼓勵研發(fā)企業(yè)和機構(gòu)，注重技術(shù)對農(nóng)業(yè)實用性、動物福利、農(nóng)場經(jīng)營和勞動力管理等領(lǐng)域，同時也重點關(guān)注減輕工作負擔(dān)，改善工作條件的創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品[6]。本次展會創(chuàng)新獎參選技術(shù)共250 項，其中103 項來自德國、36 項來自荷蘭，最終評選出1 項金獎，25 項銀獎。

2 體會收獲

2.1 畜禽舍建設(shè)裝配式趨勢明顯

裝配式畜禽舍建造方便、安裝便捷，各類型預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量可靠且易于更換，且形成良好的密閉性，高效集成于環(huán)控系統(tǒng)。隨著畜牧工程智能化的快速發(fā)展，畜禽舍建筑科技含量越來越高，基于工藝需求的畜禽舍工程建設(shè)需要與設(shè)施裝備高度集成，傳統(tǒng)的工程建造體系已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要，裝配式構(gòu)建趨勢明顯。丹麥、德國等歐洲畜牧業(yè)發(fā)達國家在裝配式畜禽舍建造及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)方面已開展深入實踐。如本次參觀位于丹麥斯基沃的現(xiàn)代化種豬場，全方位應(yīng)用了裝配式建造技術(shù)。建筑主體采用了裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)外圍護應(yīng)用各類成品建材組裝，地面采用預(yù)制的混凝土漏縫地板和花紋鋼板，豬欄根據(jù)工藝需求采用了金屬欄桿、預(yù)制混凝土欄板、塑料欄板等。同時，漢諾威國際畜牧展上也有大量畜禽舍建造材料技術(shù)參展，包括建筑圍護材料、地面材料、養(yǎng)殖欄位和設(shè)備等，也包括可移動的畜禽養(yǎng)殖裝置、裝配式混凝土青儲窖及集裝箱青儲窖、廢棄物處理裝置等。

2.2 設(shè)施裝備自動化水平顯著提高

隨著科技進步及行業(yè)細分，畜牧業(yè)發(fā)達國家在不同畜種各生產(chǎn)階段均研發(fā)出自動化水平較高的設(shè)施裝備。如生豬養(yǎng)殖飼喂環(huán)節(jié)，德國Witte 公司與Hog Slat 公司分別推出一款轉(zhuǎn)角器，有效解決了塞盤式料線系統(tǒng)轉(zhuǎn)角飼料殘留的問題。奶牛擠奶環(huán)節(jié)，瑞典Delaval、德國GEA 等公司研發(fā)出更加智能的擠奶機器人。清糞環(huán)節(jié)德國Peter Prinzing 公司的MultiRob 自動清潔機器人，可通過計算機智能學(xué)習(xí)，定時定期清潔牛舍，并將舍內(nèi)環(huán)境實時反饋給牛舍智能管理系統(tǒng)，減少養(yǎng)殖者工作量的同時，協(xié)助養(yǎng)殖者對牛群進行高效管理。環(huán)控方面，丹麥SKOV公司研發(fā)的各類通風(fēng)模式，利用舍內(nèi)溫濕度及有害氣體傳感器監(jiān)測舍內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，通過控制器對風(fēng)機、濕簾、通風(fēng)口開啟角度等進行調(diào)控，自動進行舍內(nèi)環(huán)境控制。糞污收集方面，德國Big Dutchman 公司研發(fā)出了PIG T 自動化豬廁所，較傳統(tǒng)刮糞板、水廁所等模式，糞尿混合程度更低，清理殘留更少，有效減少養(yǎng)殖過程中的氨排放。

2.3 信息化智能化成為畜牧業(yè)未來發(fā)展方向

此次Euro Tier 漢諾威國際畜牧展的主題是畜牧業(yè)的數(shù)字化發(fā)展。如美國FarmTool 公司出品的PigTool 智能管理系統(tǒng)，通過可視化界面對豬群進行管理，配套自動化裝備實現(xiàn)了豬群生理特征監(jiān)控、自動飼喂、自動清糞等功能，提高豬群管理效率。奧地利Wasserbauer 公司開發(fā)的NANOConcept 智能飼喂機器人可通過人工智能規(guī)劃飼喂路線，自動補充飼料、投料、推料、充電，一臺設(shè)備就可以滿足中小型養(yǎng)殖戶自動化飼喂需求。此外，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字智能技術(shù)也廣泛應(yīng)用于國內(nèi)畜牧養(yǎng)殖遺傳育種、飼料加工、動物生長、環(huán)境調(diào)控和生產(chǎn)管理等領(lǐng)域，涉及育種、環(huán)境、飼喂、飲水、清糞、擠奶、集蛋、能源消耗、勞動力管理等各環(huán)節(jié)。

2.4 重視福利養(yǎng)殖成為發(fā)展趨勢

近年來，歐美國家不斷提升動物福利。丹麥是歐洲較早實施動物保護法的國家之一，規(guī)定豬舍建筑要符合豬的生長環(huán)境，屋頂必須覆蓋木頭、稻草等自然生物，在地面要有墊料，禁止對豬群實施限位欄飼養(yǎng)等措施。為解決提高動物福利與控制養(yǎng)殖成本之間的矛盾，裝備企業(yè)研發(fā)出可自由出入的定位欄及機械化的墊草鋪撒裝備。如德國Big Dutchman 公司設(shè)計的軌道式墊草撒料車，通過設(shè)施裝備減少人工，提高動物福利。福利養(yǎng)殖目前在我國尚未明確要求，但隨著各國交往日益密切，相互影響不斷深化，未來對此方面的要求和標準將成為畜禽養(yǎng)殖業(yè)的共識。為進一步提高我國畜產(chǎn)品國際競爭力，提高福利養(yǎng)殖的重視程度，加快開展動物福利領(lǐng)域的相關(guān)研究。

2.5 裝備企業(yè)專業(yè)化導(dǎo)向突顯

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國外先進畜牧裝備生產(chǎn)企業(yè)不再追求研究領(lǐng)域多而全，而是更加專注單一專業(yè)化生產(chǎn)，做精做深單一領(lǐng)域。通過在單一領(lǐng)域的多年積累，形成畜牧生產(chǎn)中某一環(huán)節(jié)的成套解決方案，并能保持科研創(chuàng)新，及時把裝備與新工藝、新技術(shù)有機結(jié)合，開發(fā)新的產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，提高作業(yè)效率和穩(wěn)定性。如丹麥SKOV 公司專注于畜禽場通風(fēng)與環(huán)境控制系統(tǒng)，經(jīng)過幾十年不斷創(chuàng)新、積累和沉淀，開發(fā)出畜禽舍風(fēng)機、濕簾、通風(fēng)窗、傳感器、控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)及空氣過濾系統(tǒng)等成套環(huán)境控制裝備。

2.6 從業(yè)者職業(yè)素養(yǎng)不斷提高

丹麥始終強調(diào)有知識才能養(yǎng)豬，成為養(yǎng)豬戶需經(jīng)過44個月的專業(yè)培訓(xùn)，學(xué)生也要經(jīng)過2年學(xué)習(xí)才能進入豬場[2]。在丹麥斯基沃種豬場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，畜牧業(yè)從業(yè)者普遍年齡較低，能主動接受先進生產(chǎn)技術(shù)和理念，熟練應(yīng)用計算機端的各類專業(yè)管理軟件，可高效分析數(shù)據(jù)，提高養(yǎng)殖效率。同時，還能與設(shè)備供應(yīng)商有良好的互動溝通，及時反饋問題，獲取解決方案。

2.7 問題導(dǎo)向型科研創(chuàng)新更具活力

近年來，歐洲畜牧科技研發(fā)重點關(guān)注生產(chǎn)中實際問題。問題導(dǎo)向的科研創(chuàng)新更具活力，動力十足，科研成果也很好的服務(wù)于社會和用戶。此次出訪參觀的丹麥技術(shù)大學(xué)，其畜牧領(lǐng)域科研創(chuàng)新主要采取以問題為導(dǎo)向的研究模式。重點關(guān)注企業(yè)及用戶在應(yīng)用層面的實際需求，并開展深度合作。同時針對畜牧養(yǎng)殖二氧化碳減排、養(yǎng)殖廢棄物處理等亟待解決前沿領(lǐng)域，政府給予大量財政支持。

3 啟示和建議

3.1 構(gòu)建畜牧工程標準化建造體系

歐美等畜牧業(yè)發(fā)達國家畜牧工程標準化體系相對健全，以畜禽舍為核心的模塊化、裝配式工程技術(shù)發(fā)展迅速。美國國際農(nóng)業(yè)和生物系統(tǒng)工程委員會早在1999年就編制了畜牧生產(chǎn)和裝備技術(shù)手冊，用以指導(dǎo)畜牧工程健康發(fā)展，隨著行業(yè)發(fā)展和科技進步，不斷豐富內(nèi)容。目前，我國畜牧工程標準化建造體系尚不完善，特別是沒有建立系統(tǒng)的畜禽舍建筑與裝備集成技術(shù)標準，畜禽舍建設(shè)隨意性大，質(zhì)量參差不齊。造成連續(xù)發(fā)生事故，一定程度上制約了行業(yè)的良性發(fā)展。為確保我國畜牧業(yè)健康發(fā)展，加快數(shù)字畜牧業(yè)建設(shè)，系統(tǒng)性構(gòu)建畜牧工程標準化建造體系刻不容緩。

3.2 推進畜牧裝備供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革

我國是畜牧業(yè)生產(chǎn)大國，高標準畜牧設(shè)施裝備需求旺盛，供給端短缺嚴重，且產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。近年來，國外畜牧裝備企業(yè)看準中國市場，紛紛將成套裝備系統(tǒng)引入中國。但國外成熟技術(shù)在本土化適應(yīng)中出現(xiàn)諸多問題。如歐洲精細化管理的畜禽場規(guī)模相對較小，不適用于我國擴規(guī)?；a(chǎn)。此外，我國不同地區(qū)氣候條件差異較大，對畜禽舍環(huán)境控制提出了更高的要求。因此，在引入國外先進生產(chǎn)裝備的同時，如何使其因地制宜，適應(yīng)我國特點也成為國內(nèi)畜牧裝備企業(yè)急需解決的問題。此次德國漢諾威國際畜牧展，中國參展企業(yè)共259家，成為繼東道主德國之外參展企業(yè)最多的國家，但總體看，參展產(chǎn)品知名度不高，缺乏具備核心競爭力的產(chǎn)品和技術(shù)。未來國內(nèi)畜牧裝備企業(yè)應(yīng)進一步加大投入，以提升創(chuàng)新能力，加快推進畜牧工程設(shè)施裝備供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

3.3 加大智能化裝備研發(fā)支持力度

近年來，畜牧工程發(fā)展迅速隨著規(guī)?；讲粩嗵岣撸l(fā)展重心不再局限于追求機械化和自動化，對信息化和智能化的需求日益增加。與國外相比，我國自主研發(fā)的裝備在信息化、智能化領(lǐng)域尚存在較大差距。有關(guān)部門進一步強化科技支撐體系建設(shè)，加大對重點實驗室、畜牧裝備企業(yè)在智能化裝備研發(fā)支持力度，加快開展相關(guān)領(lǐng)域科技攻關(guān)[7]。同時也應(yīng)理性看待智能畜牧業(yè)，以國情出發(fā)，整體提升，質(zhì)量并重。

3.4 加快提升從業(yè)者專業(yè)技術(shù)能力

當前我國畜牧業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化、信息化水平不高，生產(chǎn)者對新裝備、新技術(shù)的接受意愿和接受能力不強，智能化生產(chǎn)管理技術(shù)尚未實現(xiàn)普及，與丹麥、德國等發(fā)達國家存在較大差距。需要進一步強化農(nóng)技推廣和教育培訓(xùn)工作，將“農(nóng)民”轉(zhuǎn)化為“農(nóng)業(yè)工人”。同時提高畜牧行業(yè)從業(yè)者待遇，增加行業(yè)認同感，吸引更多年輕人投身畜牧行業(yè)，提升行業(yè)發(fā)展活力和內(nèi)生動力。