基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧畜牧養(yǎng)殖模式:以玉屏溫氏畜牧為例

張 軍

(銅仁市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 貴州 銅仁 554300)

黨的十九屆五中全會(huì)審議并通過了《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》，提出優(yōu)先發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村，全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)[1]。發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，需要集成應(yīng)用眾多新技術(shù)，其中就包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——各類傳感器和現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)相互銜接，將物品與物品、事務(wù)與事務(wù)、物品與事務(wù)之間的信息進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)對信息的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[2]。將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效結(jié)合，利用現(xiàn)代化智能技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控和控制管理[3]，促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、節(jié)本增效，已成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然方向[4]。在畜牧業(yè)領(lǐng)域，智慧畜牧已在我國部分發(fā)達(dá)地區(qū)得到一定發(fā)展，如寧波市建立的智慧畜牧平臺(tái)[5]、山東省建設(shè)的43家智慧畜牧業(yè)應(yīng)用基地[6]、上海市畜牧業(yè)智慧監(jiān)管的“金山模式”[7]。

貴州省生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，畜禽資源豐富，市場培育前景廣闊，具有發(fā)展山地特色優(yōu)質(zhì)畜禽產(chǎn)品的良好條件，生態(tài)畜牧業(yè)在其農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占有重要地位[8]。近年來，貴州省積極推動(dòng)生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展，生態(tài)畜牧業(yè)信息化水平顯著提升[9]。2014年3月，大型畜牧集團(tuán)廣東溫氏集團(tuán)與貴州省銅仁市玉屏侗族自治縣人民政府簽訂投資協(xié)議并正式注冊成立玉屏溫氏畜牧有限公司，打造年出欄32萬頭的生豬養(yǎng)殖一體化項(xiàng)目[10-11]。截止2020年，已建成全年種豬場產(chǎn)苗38萬頭，合作家庭農(nóng)場396戶，單批飼養(yǎng)規(guī)模達(dá)31.53萬頭。隨著養(yǎng)殖規(guī)模的增加，規(guī)?；B(yǎng)殖投資成本同步增加，并且在疾病預(yù)防、生產(chǎn)管理、環(huán)保、動(dòng)物保健、飼料營養(yǎng)等方面也面臨一些問題[12]，使其競爭壓力加劇。為降低生產(chǎn)成本，提升管理效率和產(chǎn)能，玉屏溫氏畜牧利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立了智慧畜牧養(yǎng)殖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“人管機(jī)器、機(jī)器養(yǎng)豬”智慧養(yǎng)殖新模式?，F(xiàn)將其實(shí)施模式和成效總結(jié)如下，為貴州發(fā)展智慧牲畜，推進(jìn)全省生態(tài)畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

1實(shí)施模式

玉屏溫氏畜牧的智慧養(yǎng)殖模式主要在溫氏股份高效種豬場、合作家庭農(nóng)場實(shí)施。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立“豬舍+智慧畜牧”的生產(chǎn)管理方式，建設(shè)智能養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測與科學(xué)控制養(yǎng)殖環(huán)境，通過對養(yǎng)殖環(huán)境和豬只生長狀況信息的智能感知和處理，實(shí)現(xiàn)智能環(huán)控、豬只日增重和發(fā)情監(jiān)測、疾病預(yù)防、育種選育、互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)保等精細(xì)化養(yǎng)殖管理。相比傳統(tǒng)“人臨現(xiàn)場”的管理模式，其能夠改變規(guī)模養(yǎng)殖對勞動(dòng)力的較大依賴，降低成本，提高效率，增加收益，具有顯著優(yōu)勢。該模式的實(shí)施主要通過建立以下應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

1.1無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

通過豬舍內(nèi)安裝的各類傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測養(yǎng)殖環(huán)境的溫度、濕度、亮度、NH3、CO2等關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)脚涮椎纳i智慧養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)平臺(tái)。養(yǎng)殖戶可通過手機(jī)、電腦等終端設(shè)備實(shí)時(shí)查看豬舍環(huán)境狀況，根據(jù)豬只生長管理對環(huán)境條件的要求，及時(shí)調(diào)控豬舍環(huán)境。另外，若環(huán)境數(shù)據(jù)超出預(yù)警閾值，系統(tǒng)將及時(shí)向養(yǎng)殖戶發(fā)出報(bào)警，讓養(yǎng)殖戶可及時(shí)采取相應(yīng)措施，減少因意外情況造成財(cái)產(chǎn)損失。

1.2物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)控系統(tǒng)

規(guī)?；B(yǎng)殖與主要依靠養(yǎng)殖戶經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)畜牧養(yǎng)殖不同，其對環(huán)境管理要求較高，僅憑經(jīng)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)科學(xué)養(yǎng)殖[12-13]。養(yǎng)豬場主要的環(huán)境參數(shù)有溫度、濕度、噪音、光照度、CO2等，均對生豬成長有影響[12,14]。規(guī)模養(yǎng)殖監(jiān)測眾多復(fù)雜的環(huán)境參數(shù)，涉及面廣、工作量大，若依賴人工則勞動(dòng)強(qiáng)度加大、難以保證效率。為此，建立包括環(huán)境監(jiān)控、能耗監(jiān)測、設(shè)備管理和報(bào)表展示4大模塊的物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)控系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)豬舍狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)控設(shè)備智能化調(diào)控、豬舍狀況遠(yuǎn)程監(jiān)控、異常(超出閾值)預(yù)警、運(yùn)動(dòng)能耗分析、養(yǎng)殖生產(chǎn)任務(wù)管理。根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測得到的溫度、濕度、噪音、光照度、CO2等環(huán)境參數(shù)，豬舍內(nèi)通風(fēng)機(jī)、天窗、水簾、加暖器和除污設(shè)備等環(huán)控設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，達(dá)到對養(yǎng)殖環(huán)境的科學(xué)智能化控制，保障養(yǎng)殖環(huán)境符合要求，改變傳統(tǒng)養(yǎng)殖對人力資源的較大依賴，降低人力成本的同時(shí)，提高生產(chǎn)管理效率。

1.3 AI養(yǎng)殖系統(tǒng)

利用機(jī)器視覺和人工智能(AI)技術(shù)，使用智能攝像頭對豬只進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測、健康分析、重量估算，分析豬只每日運(yùn)動(dòng)量和體重變化，判斷其健康狀況，讓養(yǎng)殖戶可實(shí)時(shí)掌握豬只健康狀況和生長情況，為生產(chǎn)養(yǎng)殖管理提供科學(xué)的決策依據(jù)，優(yōu)化喂養(yǎng)策略，如飼料營養(yǎng)系統(tǒng)的驗(yàn)證和優(yōu)化，個(gè)體健康狀況的側(cè)面評估等，有利于開展智能化精確飼喂，提升豬肉產(chǎn)能。

1.4電子醫(yī)生系統(tǒng)

利用智能穿戴設(shè)備全天候監(jiān)測母豬核心體溫和運(yùn)動(dòng)量，重點(diǎn)監(jiān)測其發(fā)情期和發(fā)病期的體溫和運(yùn)動(dòng)量變化，為母豬發(fā)情期的生理行為和發(fā)病特征建模，將實(shí)時(shí)檢測到的特征數(shù)據(jù)與發(fā)情期及發(fā)病狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型比對，準(zhǔn)確判斷其發(fā)情期和發(fā)病情況。精確預(yù)測發(fā)情期可提高豬場的配懷率，實(shí)現(xiàn)每頭母豬的經(jīng)濟(jì)效益最大化；及時(shí)了解發(fā)病個(gè)體的健康飲食狀況，對疾病提前預(yù)警，及早防治，有利于降低用藥成本，還可提前防止疾病傳播，減少損失。

2實(shí)施成效

首先，應(yīng)用智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，進(jìn)而降低養(yǎng)殖企業(yè)的成本投入。未應(yīng)用智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)前，玉屏溫氏公司玉屏豬場140人，朱家場豬場135人，每月勞動(dòng)力薪酬支出為89.5萬元；應(yīng)用智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)后玉屏豬場和朱家場豬場所需勞動(dòng)力分別降至118人和107人，每月勞動(dòng)力薪酬支出降至73萬元，同比每月減少支出16.5萬元。針對家庭養(yǎng)殖農(nóng)場，未應(yīng)用智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)前，每棟豬舍300頭需配備勞動(dòng)力2人；應(yīng)用智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)后，相同數(shù)量勞動(dòng)力可完成每棟豬場900頭的養(yǎng)殖工作，勞動(dòng)生產(chǎn)率由150頭/人提升至450頭/人，單個(gè)勞動(dòng)力能夠飼養(yǎng)的豬只明顯增加，使平均每棟豬場可減少6名勞動(dòng)力，平均每年減少18萬元工資支出。在6 000頭規(guī)模的家庭養(yǎng)殖場中建成投入使用該系統(tǒng)后，可節(jié)約勞動(dòng)力2～4人，按每月3 000元/人的薪酬核算，每年可節(jié)約7～14萬元?jiǎng)趧?dòng)力成本。

其次，通過智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)對豬舍的全天候監(jiān)控，可準(zhǔn)確判斷豬只排泄物處理時(shí)間，及時(shí)對排泄物進(jìn)行收集處理，配套建設(shè)沼氣池實(shí)現(xiàn)資源化再利用，保障生豬養(yǎng)殖必須堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，對促進(jìn)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展也具有積極意義，符合國家推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的趨勢和現(xiàn)實(shí)要求。

再次，實(shí)施該項(xiàng)目的示范效應(yīng)使周圍非項(xiàng)目區(qū)的地方政府和農(nóng)民直接感受到智慧養(yǎng)殖項(xiàng)目帶來的巨大變化，有利于帶動(dòng)更多群眾主動(dòng)參與畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。依托“龍頭企業(yè)+合作社+農(nóng)戶”組織方式進(jìn)行帶動(dòng)，可對當(dāng)?shù)匦竽琉B(yǎng)殖業(yè)發(fā)展和增加集體經(jīng)濟(jì)、合作養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟(jì)收益起到促進(jìn)作用，進(jìn)一步為農(nóng)民增收、企業(yè)增效和地方財(cái)政增長做出貢獻(xiàn)。

3結(jié)語

2020年底召開的全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳局長會(huì)議上提出了“保供固安全，振興暢循環(huán)”的“十四五”農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展定位思路[15]?！氨９弊鳛椤笆奈濉鞭r(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的關(guān)鍵詞之一，生豬保供是其重要一環(huán)。在經(jīng)歷非洲豬瘟后，提升生豬產(chǎn)能尤為重要。同時(shí)，隨著綠色發(fā)展理念和模式的逐步推進(jìn)，對生豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展也提出了新的要求。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖，可提高管理效能，降低人力成本和養(yǎng)殖污染，也能為今后發(fā)展智能化樓宇式生豬養(yǎng)殖提供良好基礎(chǔ)，進(jìn)一步提升生豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展水平，促進(jìn)我國畜牧產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。