畜牧機(jī)械技術(shù)的典型特征與行業(yè)發(fā)展分析

張 輝

(蒙城縣畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)發(fā)展中心，安徽 蒙城 233500)

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，有力支撐了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利實(shí)施，畜牧業(yè)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要分支，是社會(huì)肉、禽、蛋、奶及多種食品原料的重要供給產(chǎn)業(yè)，畜牧業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工作任務(wù)。傳統(tǒng)畜牧業(yè)的工作主要以人工操作實(shí)施，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力等問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)和機(jī)械設(shè)備優(yōu)化畜牧生產(chǎn)過(guò)程，能有效提升畜牧業(yè)產(chǎn)出能力和產(chǎn)出質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、低成本、低人工、低污染等多種優(yōu)勢(shì)。尤其在《農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》中多種條款的支持下，大量畜牧養(yǎng)殖設(shè)備的購(gòu)置成本降低，畜牧機(jī)械的普及率逐漸提高，機(jī)械化生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)也得到了有效凸顯。

1 畜牧機(jī)械應(yīng)用現(xiàn)狀

從發(fā)達(dá)國(guó)家的畜牧業(yè)發(fā)展看，其機(jī)械化普及程度很高，已經(jīng)形成了從畜牧養(yǎng)殖到產(chǎn)品深加工的完整現(xiàn)代化生產(chǎn)體系，尤其在英國(guó)、美國(guó)、新西蘭等畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，畜牧機(jī)械的應(yīng)用與現(xiàn)代化程度具有明顯優(yōu)勢(shì)。以畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的新西蘭為例，其畜牧業(yè)的產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的90%以上，擁有大量大型牧場(chǎng)，亟需畜牧設(shè)備開(kāi)展高效率、自動(dòng)化生產(chǎn)。因此，新西蘭的畜牧機(jī)械普及率很高，且經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，設(shè)備實(shí)現(xiàn)了成套開(kāi)發(fā)，所使用的設(shè)備本土適用性好，有利于提高肉制品、乳制品等的產(chǎn)量和品質(zhì)。

我國(guó)的畜牧機(jī)械設(shè)備研究與應(yīng)用相對(duì)較晚，改革開(kāi)放以來(lái)，畜牧行業(yè)逐漸向機(jī)械化方向轉(zhuǎn)型，但速度較慢。2009—2016年，我國(guó)的畜牧機(jī)械完成了小型機(jī)械設(shè)備普及和設(shè)備逐漸向中大型轉(zhuǎn)型，畜牧機(jī)械化普及率顯著提升，農(nóng)民對(duì)畜牧機(jī)械的認(rèn)可度和依賴性得到提升，但很多中大型設(shè)備仍依賴進(jìn)口，其購(gòu)置和使用成本偏高。2017年以來(lái)畜牧機(jī)械行業(yè)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)步發(fā)展，自主產(chǎn)品逐漸占據(jù)市場(chǎng)促進(jìn)了畜牧養(yǎng)殖業(yè)的機(jī)械化轉(zhuǎn)型。截至2020年底，我國(guó)的畜牧機(jī)械保有量達(dá)到811萬(wàn)臺(tái)，有力保障了畜牧行業(yè)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的需求。但與大田種植和糧食生產(chǎn)的機(jī)械化普及率相比，畜牧機(jī)械化程度仍比較低，2020年，我國(guó)畜牧養(yǎng)殖機(jī)械化率僅為35.79%，與我國(guó)農(nóng)作物耕種收71.25%的綜合機(jī)械化率存在很大差距。主要表現(xiàn)為機(jī)械化普及率不均衡，一方面部分畜牧養(yǎng)殖機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度較高，但很多中小規(guī)模的養(yǎng)殖戶仍維持相對(duì)傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式；另一方面，畜牧養(yǎng)殖的不同工藝步驟和工序的機(jī)械化程度差距較大，如奶牛擠奶的機(jī)械化率達(dá)95%以上，畜禽的飼料投喂、環(huán)境溫度控制、糞污處理等方面的機(jī)械化普及率可達(dá)60%～70%，但生豬、牛羊、禽類養(yǎng)殖的種養(yǎng)循環(huán)、工程防疫、廢棄物收集與處理等工藝步驟和后期加工的機(jī)械化程度相對(duì)較低，部分機(jī)械化普及率不足20%[1]。

2 畜牧機(jī)械的分類與特征

近年來(lái)，我國(guó)的畜牧機(jī)械產(chǎn)業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，截至2020年底我國(guó)畜牧機(jī)械相關(guān)制造企業(yè)已達(dá)147家，畜牧機(jī)械企業(yè)的經(jīng)營(yíng)收入超過(guò)270億元，畜牧機(jī)械行業(yè)具備較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?，且相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的種類得到極大豐富，能夠基本滿足畜牧生產(chǎn)的多方面需求。

2.1 飼料加工機(jī)械

飼料加工機(jī)械是畜牧業(yè)各項(xiàng)工作開(kāi)展的基礎(chǔ)。近年來(lái)，飼料加工機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)所研發(fā)的主流產(chǎn)品以中大型自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備為主(圖1)，先進(jìn)的飼料加工機(jī)械集成了機(jī)械電子工程、飼料加工現(xiàn)代工藝、營(yíng)養(yǎng)學(xué)配比等眾多理論與技術(shù)，相關(guān)產(chǎn)品逐漸形成自動(dòng)化一條龍生產(chǎn)。典型的飼料加工設(shè)備生產(chǎn)線包括飼料清理機(jī)、飼料粉碎機(jī)、輸送設(shè)備、飼料計(jì)算與混合設(shè)備、飼料制粒設(shè)備、飼料膨化設(shè)備、成品包裝設(shè)備，通過(guò)自動(dòng)生產(chǎn)加工的飼料具有良好的商業(yè)價(jià)值，更適用于自動(dòng)飼喂的初期養(yǎng)殖設(shè)備使用。

圖1 環(huán)模飼料生產(chǎn)設(shè)備

2.2 畜禽飼養(yǎng)管理機(jī)械

畜禽飼養(yǎng)管理機(jī)械主要包含以下幾大類設(shè)備：1)自動(dòng)飼喂設(shè)備。其主要功能是將飼料從飼料倉(cāng)通過(guò)輸送設(shè)備運(yùn)送到畜禽食用的料槽，自動(dòng)飼喂設(shè)備具有高度自動(dòng)化特點(diǎn)，能夠根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序進(jìn)行飼喂，飼喂過(guò)程通過(guò)電控開(kāi)關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器等實(shí)現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)不同生長(zhǎng)階段畜禽的分區(qū)飼喂，能夠定時(shí)、定量且均勻的實(shí)施飼料飼喂。2)環(huán)境控制設(shè)備。主要是對(duì)畜禽飼養(yǎng)的環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)與合理調(diào)整的設(shè)備，環(huán)境控制設(shè)備多是多種小型設(shè)備的組合體，如光照控制、溫度控制、濕度控制、通風(fēng)控制等，通過(guò)傳感器設(shè)備感知環(huán)境條件，當(dāng)環(huán)境的溫度、濕度等條件超出系統(tǒng)預(yù)設(shè)范圍，則通過(guò)通風(fēng)、光照、加濕等方式對(duì)室內(nèi)環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)整。3)清潔設(shè)備。其主要針對(duì)畜禽的養(yǎng)殖環(huán)境和畜禽個(gè)體進(jìn)行清潔，如自動(dòng)化畜禽水浴或糞污自動(dòng)沖洗及集中處理設(shè)備等，清潔設(shè)備能更好地保障畜禽衛(wèi)生，降低患病概率，同時(shí)改善養(yǎng)殖工作條件，提高工作人員的工作舒適性。4)其他設(shè)備。除上述設(shè)備外飼養(yǎng)管理的機(jī)械還包括孵化設(shè)備、供水設(shè)備、育雛設(shè)備等[2]。

2.3 畜禽產(chǎn)物收集設(shè)備

在畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中，部分畜禽的價(jià)值在于其產(chǎn)物，例如奶牛、母雞等，其產(chǎn)物的自動(dòng)獲取是養(yǎng)殖過(guò)程中的重要工作，產(chǎn)物收集機(jī)械設(shè)備也成為了養(yǎng)殖過(guò)程應(yīng)用的重要設(shè)備。擠奶設(shè)備是牛奶收集的重要設(shè)備，在我國(guó)內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、河北、新疆等牛奶主產(chǎn)地，擠奶設(shè)備的普及率很高，大規(guī)模養(yǎng)殖機(jī)構(gòu)應(yīng)用的擠奶設(shè)備逐漸由傳統(tǒng)的提桶式、推車式向管道式、擠奶臺(tái)式等自動(dòng)化程度更高的設(shè)備轉(zhuǎn)型。管道式擠奶設(shè)備實(shí)現(xiàn)了在奶牛牛舍全封閉收集牛奶，有效保證鮮奶質(zhì)量；擠奶臺(tái)式設(shè)備自動(dòng)化程度更高，能在自動(dòng)擠奶的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)牛奶自動(dòng)計(jì)重、設(shè)備自動(dòng)脫落等功能。雞蛋收集設(shè)備是畜禽產(chǎn)物收集的另一重要設(shè)備，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于雞舍之中，其能夠自動(dòng)收集產(chǎn)出的雞蛋，并在良好的保護(hù)條件下對(duì)雞蛋進(jìn)行輸送和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了雞蛋的高效率收集。

2.4 牧草收獲機(jī)械

牧草收獲是畜牧業(yè)開(kāi)展的基礎(chǔ)，牧草作為牛、羊等牲畜的重要飼料，傳統(tǒng)畜牧業(yè)需要耗費(fèi)大量人力物力開(kāi)展牧草收獲工作。近年來(lái)，隨著農(nóng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，牧草收獲也逐漸實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，所應(yīng)用的機(jī)型由早期的割草機(jī)，逐漸發(fā)展為摟草機(jī)、打捆機(jī)等更多豐富機(jī)型，且牧草收獲機(jī)逐漸向多功能的割草、打捆一體設(shè)備轉(zhuǎn)型，進(jìn)一步提高了牧草收集效率，如圖2所示。

圖2 多功能牧草打捆機(jī)

3 畜牧機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 設(shè)備自動(dòng)化

受到農(nóng)機(jī)行業(yè)發(fā)展的推動(dòng)，畜牧機(jī)械逐漸由簡(jiǎn)單的機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)械與電氣控制相結(jié)合的方向發(fā)展。從國(guó)內(nèi)大型牧場(chǎng)應(yīng)用的先進(jìn)設(shè)備特征來(lái)看，畜牧機(jī)械具有典型的成套化設(shè)備特征，先進(jìn)的畜牧設(shè)備逐漸與智慧感知、環(huán)境監(jiān)測(cè)、信息傳輸、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)相結(jié)合，其趨勢(shì)為智能化生產(chǎn)與自動(dòng)化管理，促進(jìn)了畜牧業(yè)由人工作業(yè)經(jīng)機(jī)械作業(yè)向智能作業(yè)轉(zhuǎn)型。

3.2 技術(shù)整合化

畜牧機(jī)械的生產(chǎn)與研發(fā)很好地整合了我國(guó)傳統(tǒng)畜牧養(yǎng)殖技術(shù)，很多成套畜牧產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)基于養(yǎng)殖企業(yè)或養(yǎng)殖戶需求而設(shè)計(jì)，并深入結(jié)合了現(xiàn)代畜牧養(yǎng)殖理論，能實(shí)現(xiàn)飼料自動(dòng)配制、營(yíng)養(yǎng)成分計(jì)算與配比，并利用現(xiàn)代化遺傳理論對(duì)畜禽養(yǎng)殖進(jìn)行改良，顯著提升畜禽的育種、產(chǎn)出能力，并優(yōu)化畜禽生長(zhǎng)的健康狀態(tài)，做到了與畜牧獸醫(yī)科學(xué)相結(jié)合，有效控制和預(yù)防畜禽疾病。此外，畜牧機(jī)械還與現(xiàn)代環(huán)境控制理論相整合，通過(guò)養(yǎng)殖過(guò)程的合理化設(shè)計(jì)，有效降低環(huán)境污染，提升養(yǎng)殖合理性。

3.3 管理科學(xué)化

畜牧機(jī)械的廣泛應(yīng)用促使畜牧生產(chǎn)過(guò)程的管理模式發(fā)生轉(zhuǎn)變，只有科學(xué)有效地實(shí)施管理，才能充分發(fā)揮畜牧機(jī)械的優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)代化畜牧生產(chǎn)過(guò)程中，很多管理過(guò)程可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化和程序化的模式在計(jì)算機(jī)控制下自主實(shí)施，計(jì)算機(jī)結(jié)合多種傳感器及視覺(jué)監(jiān)控設(shè)備獲取設(shè)備信息并對(duì)管理過(guò)程進(jìn)行決策，理性判斷生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)控制方式，對(duì)于關(guān)鍵決策還可通過(guò)人工核實(shí)計(jì)算機(jī)決策正確性的方式予以修正，從而保證管理過(guò)程的合理性與高效性。

3.4 人員專業(yè)化

畜牧機(jī)械具有顯著的高技術(shù)特征，其使用、維護(hù)、管理、維修需要大量的專業(yè)人才，很多畜牧企業(yè)在引進(jìn)成套畜牧機(jī)械設(shè)備后均采用企業(yè)化的管理模式，引進(jìn)專業(yè)技術(shù)人才，保障畜牧機(jī)械的合理使用。大量專業(yè)人才的引進(jìn)，有效保證了畜牧機(jī)械在生產(chǎn)全過(guò)程的效能發(fā)揮，規(guī)范了畜牧行業(yè)的生產(chǎn)加工過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，畜禽產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，其高質(zhì)量發(fā)展不僅有利于提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平，更能為社會(huì)供給充足的肉蛋奶等必需品。目前，我國(guó)的畜牧機(jī)械普及率僅為35.79%，與發(fā)達(dá)國(guó)家的畜牧業(yè)機(jī)械化程度存在較大差距，畜牧業(yè)養(yǎng)殖模式和經(jīng)營(yíng)規(guī)模存在明顯的不均衡問(wèn)題，中小規(guī)模的畜牧養(yǎng)殖機(jī)械化程度明顯偏低，這也將成為未來(lái)畜牧機(jī)械化發(fā)展的難點(diǎn)與重點(diǎn)。盡管我國(guó)的畜禽生產(chǎn)機(jī)械化普及率仍偏低，但近年來(lái)，在國(guó)家政策的推動(dòng)下，在農(nóng)機(jī)管理、畜牧機(jī)械企業(yè)研發(fā)、技術(shù)推廣部門的共同努力下，畜禽養(yǎng)殖相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性及適用性顯著提升，越來(lái)越多的農(nóng)民對(duì)畜牧機(jī)械給與認(rèn)可，有效促進(jìn)了畜禽機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與技術(shù)提升，相信隨著我國(guó)農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖的機(jī)械設(shè)備也將實(shí)現(xiàn)品類的進(jìn)一步豐富，并向著更加自動(dòng)化和智能化方向轉(zhuǎn)型。