層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)的應用研究及發(fā)展前景

徐桃珍，劉雪麗，羅細芽

(江西省農(nóng)業(yè)技術推廣中心，330000，南昌)

0 引言

中國是世界第一大水禽生產(chǎn)國，水禽飼養(yǎng)量占世界的3/4以上，品種、生產(chǎn)和產(chǎn)品加工都居世界前列，蛋鴨養(yǎng)殖業(yè)是我國傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，我國鴨蛋的出口量居世界首位。規(guī)模化、標準化、自動化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展為現(xiàn)代化養(yǎng)殖提供了有力保障，同時智能化、信息化和數(shù)字化等現(xiàn)代化技術應用也成為養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著蛋鴨養(yǎng)殖從小規(guī)模養(yǎng)殖向產(chǎn)業(yè)化、集約化、規(guī)模化養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變和物聯(lián)網(wǎng)技術的日臻成熟，層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)模式逐漸得到應用和發(fā)展，其應用現(xiàn)代技術為蛋鴨養(yǎng)殖搭建科學合理的籠養(yǎng)環(huán)境， 為蛋鴨產(chǎn)業(yè)環(huán)境污染減少，蛋品質(zhì)量及經(jīng)濟效益提高開辟了一條新的養(yǎng)殖途徑。

1 我國蛋鴨籠養(yǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

我國從20世紀70年代開始引進蛋雞籠養(yǎng)技術和設備[1]，到20世紀90年代，規(guī)?；半u籠養(yǎng)模式迅速推廣，蛋雞層疊籠養(yǎng)實現(xiàn)了蛋雞的智慧養(yǎng)殖和信息化管理，提高了養(yǎng)殖效率， 成為我國蛋雞養(yǎng)殖主要模式[2]。

我國蛋鴨主要以水域放養(yǎng)、半放平養(yǎng)、網(wǎng)床養(yǎng)殖、生物床養(yǎng)殖、網(wǎng)床+生物發(fā)酵床養(yǎng)殖等傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式為主；隨著其產(chǎn)業(yè)化進程的發(fā)展需要，傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式因諸多局限已不能滿足需要，蛋鴨籠養(yǎng)模式逐漸得到發(fā)展：由于蛋鴨的水禽生活習性，籠養(yǎng)適應差，上籠前要經(jīng)過一段時間的適應性訓練，所以蛋鴨籠養(yǎng)探索研究時間較長、應用較晚較少，主要集中在浙江、福建、 江蘇、江西、湖北、廣東以及東北黑龍江等地；3層階梯式籠養(yǎng)2010 年在浙江田歌實業(yè)股份有限公司生產(chǎn)使用；2012年江西省、湖北省等地也進行了生產(chǎn)試驗；至2013年、2014年蛋鴨籠養(yǎng)技術趨于成熟[3-4]；2016年湖北神丹健康食品有限公司在湖北安陸市建設使用棟養(yǎng)蛋鴨2 萬只的層疊式籠養(yǎng)設備，配備自動飲水、自動喂料、自動集蛋、自動清糞、風機濕簾等[5]。隨后華中農(nóng)業(yè)大學在蛋雞層疊籠養(yǎng)設備基礎上，研究創(chuàng)新蛋鴨籠養(yǎng)設備：設計優(yōu)化了層疊籠具、自動清糞、自動供料、自動集蛋等，搭建了蛋鴨層疊籠養(yǎng)控制系統(tǒng)，并在湖北神丹公司養(yǎng)殖基地實施[6]。隨著現(xiàn)代蛋鴨籠養(yǎng)自動化技術及其裝備、物聯(lián)網(wǎng)和傳感器等信息技術的應用，實現(xiàn)了蛋鴨籠養(yǎng)的決策支持和管理控制功能[7]。近年江西敬信機械設備有限公司研究開發(fā)了層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)設備，設備用以傳感器和高清攝像機為核心的物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術搭建智慧養(yǎng)殖生產(chǎn)服務平臺和建立產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)，適用于性情溫順、抗應激能力強的蛋鴨品種，如山麻鴨、紹鴨、金定鴨等，并在江西天韻種鴨場、江西鴨之星農(nóng)業(yè)開發(fā)公司和江西天厚玄鳥農(nóng)業(yè)科技有限公司建設使用[8-9]。

層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)借鑒了層疊式蛋雞的自動喂料系統(tǒng)、自動飲水系統(tǒng)、自動集蛋系統(tǒng)、自動清糞系統(tǒng)、濕簾風機自動通風降溫系統(tǒng)[10]、智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)，并對層疊式蛋鴨籠具從籠具材料[11]、籠網(wǎng)、食槽、鴨專用調(diào)節(jié)式乳頭、升降式水線、擋糞板、籠門、糞帶等進行了專業(yè)設計[12]。

2 層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)主要優(yōu)勢

相對于傳統(tǒng)地面圈養(yǎng)，層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)主要優(yōu)勢有[13]：節(jié)約土地資源，提高飼養(yǎng)密度；提高飼養(yǎng)效率一倍以上；限制活動量，提高飼料轉(zhuǎn)化率3%～5%；改善舍內(nèi)環(huán)境和蛋鴨的生活條件，能夠有效控制疾病；容易淘汰低產(chǎn)鴨，群體產(chǎn)蛋率提高；節(jié)省墊料，自動清糞，集中無害化處理，資源化利用，減少污染，保護生態(tài)環(huán)境；鮮鴨蛋潔凈新鮮破損率低，利于食品安全生產(chǎn)；解決寒冷地區(qū)冬季蛋鴨產(chǎn)蛋不高的難題； 抓鴨方便，防疫所需時間短，避免驚群，減少免疫應激；智能化自動化水平高，喂料、飲水、集蛋、清糞、給藥、噴淋、噴霧、光照、報警、氣候環(huán)境等實時監(jiān)測與遠程自動化控制，提高勞動生產(chǎn)率和飼養(yǎng)經(jīng)濟效益，適于集約化生產(chǎn)的優(yōu)勢。

3 層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)關鍵技術

層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)主要設施包括：鴨舍、層疊式蛋鴨籠具、智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)、風機濕簾自動通風降溫系統(tǒng)、風窗系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)等。其中籠具包含：自動喂料系統(tǒng)、自動飲水系統(tǒng)、自動集蛋系統(tǒng)、自動清糞系統(tǒng)、光照控制系統(tǒng)等。

層疊式蛋鴨籠具，熱鍍鋅材質(zhì)，四列五走道排布，鴨籠長×寬×高為46 cm×34 cm×38 cm、底網(wǎng)孔徑為2.5 cm×9 cm；外側(cè)柵寬4.6 cm，底網(wǎng)孔徑為2.5 cm×2.5 cm，每籠存放2只蛋鴨，每4籠為1組；集蛋槽延伸長度為24 cm、坡度為5°，與自動檢蛋傳輸帶無縫聯(lián)結；料槽呈倒直角梯形狀，高度為8 cm、上口寬15 cm，下底寬9 cm、斜面長10 cm；鴨專用調(diào)節(jié)式飲水器，每個籠位1～2個，升降式水線，根據(jù)鴨只生長的速度及時調(diào)節(jié)水線高度、飲水器水量及角度，滿足鴨在不同階段的飲水需求，水線位置安裝在鴨籠后部，這樣鴨玩甩水甩不到料槽里；PVC 擋糞板，阻擋鴨糞落入下層底網(wǎng)蛋窩；旋轉(zhuǎn)式籠門往里打開，開閉方便，抓鴨、免疫注射操作便捷；支撐鴨糞傳送帶扁鋼略向下凹陷，防止因鴨糞稀薄流向地面；機尾專用防跑偏器和帶角度的糞帶托架，大大減輕糞帶跑偏。

3.1 層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)主要設施的總體布局及設計

以江西天韻種鴨場養(yǎng)殖規(guī)模2.5萬只為例：鴨舍結構為密閉式[14-15]，廠房面積：100×15=1500 m2；飼養(yǎng)密度：17只/m2；延寬度方向間隔擺放4排5層疊式籠具。18臺1.1 kW 型號為1250的風機安裝在鴨舍一端，70 m2濕簾安裝在另一端和兩側(cè)，氣流從一端進入舍內(nèi)，在整個舍寬范圍內(nèi)縱向流動，對鴨舍進行通風降溫、換氣，為鴨舍提供充足的新鮮空氣和氧氣；風窗則安裝在鴨舍兩側(cè)邊，自然通風。

3.2 層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)的智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)組成及工作原理

3.2.1 智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)組成 由環(huán)境信息采集系統(tǒng)、遠程智能化控制系統(tǒng)、實時遠程視頻智能化監(jiān)控診斷系統(tǒng)和智能養(yǎng)殖管理云平臺、產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)等組成。

3.2.2 工作原理 智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)具備環(huán)境控制及設備控制兩大功能，管理人員可預先設置各環(huán)境因素的閾值范圍[16-18]，在養(yǎng)殖舍內(nèi)外部署舍內(nèi)溫度傳感器、舍外溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器、氨氣傳感器、硫化氫傳感器、二氧化碳傳感器、負壓傳感器，養(yǎng)殖廠內(nèi)各個傳感器全天候24小時自動采集的實時環(huán)境數(shù)據(jù)由環(huán)境信息采集系統(tǒng)上傳到智能養(yǎng)殖管理云平臺，管理人員可以通過信息終端查看實時數(shù)據(jù)，云平臺記錄、儲存、管理數(shù)據(jù)，并進行檢索核實、智能分析，自動生成為表格、曲線和圖形，若其中某一項環(huán)境因素參數(shù)數(shù)值超限，現(xiàn)場控制柜觸摸屏和各信息終端會實時數(shù)據(jù)自動報警；同時采用先進的工業(yè)自動化控制技術、無線ZIGBEE和GPRS相結合的遠程智能化控制系統(tǒng)，通過安裝物聯(lián)網(wǎng)遠程控制終端及電氣控制箱等與養(yǎng)殖舍環(huán)境傳感器聯(lián)動，遠程智能聯(lián)動控制風機、風窗、光照、 濕簾、噴淋、噴霧、除糞、報警等相關智能設備，改善養(yǎng)殖環(huán)境, 滿足嚴苛的蛋鴨養(yǎng)殖環(huán)境條件要求和營養(yǎng)需要；籠養(yǎng)設施各系統(tǒng)遠程智能化控制，系統(tǒng)之間運行無必然聯(lián)系，即可單獨運行也可同時運行，自動喂料系統(tǒng)每天定時投料，投料次數(shù)以2～3次為宜，自動集蛋系統(tǒng)一般每天上午進行收集一次；實時遠程視頻智能化監(jiān)控診斷系統(tǒng)通過安裝高清攝像機、全彩防水LED顯示屏、拾音器及擴音器等設備，實現(xiàn)與現(xiàn)場的實時遠程音視頻，管理人員通過云平臺、信息終端查看養(yǎng)殖廠內(nèi)各個傳感器采集反饋的實時環(huán)境數(shù)據(jù)和飲食狀況、飲水流量、風機狀態(tài)，導流板及側(cè)風窗的當前位置以及監(jiān)控攝像頭的直觀視頻監(jiān)控圖像信息，實時監(jiān)控各個養(yǎng)殖區(qū)域的安全情況，利用視頻圖像識別技術、紅外熱成像技術及語音識別技術，實現(xiàn)對蛋鴨行為、生理信息的智能化監(jiān)控，實時遠程觀察自助診斷或借助網(wǎng)絡視頻遠程專家診斷養(yǎng)殖動物是否出現(xiàn)生病，無需到現(xiàn)場，即可遠程監(jiān)控畫面，掌握養(yǎng)殖廠內(nèi)實際情況。智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)提供驅(qū)動養(yǎng)殖舍控制系統(tǒng)的管理接口，支持查看、下載具有采集時間的歷史數(shù)據(jù)信息記錄和超限告警的信息記錄，經(jīng)驗總結，讓養(yǎng)殖者輕松成為十分給力的“養(yǎng)殖專家”。

產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)采用互聯(lián)網(wǎng)+二維碼+射頻標簽等技術，包括從飼養(yǎng)到銷售整個環(huán)節(jié)的信息采集、存儲、整合、分析，并將數(shù)據(jù)推送至上級管理部門，管理部門監(jiān)管追溯蛋鴨的養(yǎng)殖、產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、檢測檢疫、交易、運輸、銷售等各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)來源可監(jiān)管，去向可追蹤的“產(chǎn)地到餐桌”的綠色全過程溯源，為蛋鴨品牌質(zhì)量提供技術保障[19]。

4 層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)發(fā)展存在的問題及對策

蛋鴨養(yǎng)殖規(guī)模化、標準化、機械化、智能化、信息化、數(shù)字化水平低、農(nóng)業(yè)人才缺乏、缺少行業(yè)統(tǒng)一的服務支撐平臺、投入品區(qū)域價格不均衡、經(jīng)濟效益低等產(chǎn)業(yè)痛點制約了層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)的發(fā)展。

對策：一是制定層疊式蛋鴨籠具的生產(chǎn)規(guī)范標準；二是加大蛋鴨智能裝備的政策扶持；三是制定層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)技術標準；四是集成一整套標準化的層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)設備在蛋鴨主產(chǎn)區(qū)進行示范推廣。

5 層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)的發(fā)展前景

未來通過構建開放性的蛋鴨大數(shù)據(jù)管理服務云平臺，形成蛋鴨大數(shù)據(jù)，為各級管理部門、養(yǎng)殖者和消費者提供各類信息支持，可查詢蛋鴨產(chǎn)品全生命周期的各節(jié)點信息，實現(xiàn)蛋鴨的智慧養(yǎng)殖、買賣、科學信息化管理以及蛋鴨產(chǎn)品的追溯，確保食品質(zhì)量安全。

6 小結

層疊式蛋鴨智慧籠養(yǎng)研究分析表明，只有提高蛋鴨養(yǎng)殖規(guī)模化、標準化、機械化、智能化水平，才能推廣普及應用層疊式蛋鴨智慧養(yǎng)殖技術。通過對蛋鴨養(yǎng)殖的不斷優(yōu)化以及層疊式智慧籠養(yǎng)技術的普及應用，提升蛋鴨養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)自動化智能化和信息化應用水平，推動產(chǎn)業(yè)化升級，促進產(chǎn)業(yè)高效健康可持續(xù)發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益和廣闊的發(fā)展前景。