公館豬標準化智能養(yǎng)殖技術探究與推廣應用

葉 權,朱懷軍,劉小芳,裴河英,葉 潔

1.合浦縣科學技術信息研究所,廣西 合浦 536100 2.合浦縣鴻展養(yǎng)殖農民專業(yè)合作社,廣西 合浦 536100 3.合浦縣公館鎮(zhèn)聚和種養(yǎng)農民專業(yè)合作社,廣西 合浦 536100

0 引言

公館豬標準化智能養(yǎng)殖技術探究與推廣應用,在“廣西合浦農業(yè)科技園區(qū)創(chuàng)新輻射能力建設項目”推動下,建立了合浦縣公館鎮(zhèn)優(yōu)質公館豬養(yǎng)殖成果轉化示范基地,面積300畝(1畝≈666.7 m2),年養(yǎng)殖存欄肉豬8 000頭、優(yōu)質種豬350頭,年供豬苗2 000頭,實現(xiàn)年產值2 500萬元,帶動土豬養(yǎng)殖示范3 000畝、1.5萬頭,年收入3億元以上。主要集成公館(土)豬優(yōu)質養(yǎng)殖、構樹葉發(fā)酵添加飼料養(yǎng)殖、“豬+稻+小龍蝦”高效模式及配套種養(yǎng)殖、豬糞尿無害化處理綜合利用技術等優(yōu)質土豬養(yǎng)殖標準化生產技術最新創(chuàng)新成果。以上技術現(xiàn)已申請3項專利:一種養(yǎng)豬用飼料攪拌裝置(202120983042.7)、一種養(yǎng)豬用自動供水裝置(ZL202120984284.8)以及一種豬場用的自動收集糞便發(fā)酵裝置(ZL202223019618.1)。同時該專利技術已在合浦縣公館鎮(zhèn)聚和種養(yǎng)農民專業(yè)合作社實現(xiàn)成果轉化及應用,幫助該企業(yè)實現(xiàn)了公館豬養(yǎng)殖的自動喂食及供水,自動收集糞便發(fā)酵技術還實現(xiàn)了豬場廢棄物的循環(huán)再利用,降低了企業(yè)的生產成本。經測算,以上技術成果的推廣及應用每年將為企業(yè)新增230萬元的經濟效益。

1 技術探究與推廣應用的意義

1.1 強化優(yōu)良品種地位

公館豬俗稱公館本地豬、公館小花豬,是北海地區(qū)唯一的地方豬品種,也是廣西壯族自治區(qū)的地方良種之一。本文針對公館豬的標準化智能養(yǎng)殖技術進行探究,力求實現(xiàn)公館豬規(guī)模化養(yǎng)殖技術的標準化和智能化,從而推動公館豬的散戶養(yǎng)殖向規(guī)?；B(yǎng)殖的方向發(fā)展。規(guī)?；B(yǎng)殖的普及和標準化技術的推廣應用,將完善公館豬這一當?shù)亓挤N的溯源性,保持其品種優(yōu)勢,通過養(yǎng)殖技術的升級、更新,不斷強化其優(yōu)良品種的地位。

1.2 推動規(guī)?；B(yǎng)殖的發(fā)展

傳統(tǒng)生豬飼養(yǎng)技術多為人工操作,例如人工投料喂食、人工清洗豬舍、人工清除糞便等,標準化和智能化程度較少,使得生豬養(yǎng)殖難以形成規(guī)模化。即便已形成規(guī)?；B(yǎng)殖的企業(yè),也因投料喂食和豬舍清理方面未實現(xiàn)標準化和自動化,產生了大量的人力成本。隨著近些年我國人力成本的逐年攀升,規(guī)?；B(yǎng)殖企業(yè)的利潤也逐年下滑,甚至出現(xiàn)虧損,由此造就了大量的散戶小規(guī)模養(yǎng)殖。散戶小規(guī)模養(yǎng)殖的弊端在于:分布散,政府防疫難度大;規(guī)模小,受市場影響較大,政府扶持難度大。本文針對傳統(tǒng)公館豬養(yǎng)殖技術中的關鍵技術,例如智能投喂技術、智能溫控技術和廢棄物循環(huán)利用技術的研究,解決規(guī)模化養(yǎng)殖的瓶頸技術,推動公館豬規(guī)?；B(yǎng)殖的進程,實現(xiàn)養(yǎng)殖技術的標準化和智能化。

1.3 實現(xiàn)廢棄物循環(huán)再利用

公館豬養(yǎng)殖企業(yè)每天會產生大量的廢棄物(糞便),豬產生的糞便中會存在大量的細菌、寄生蟲等有害物,長時間存放在豬舍周圍或清理不干凈,會影響著豬的生長環(huán)境,造成豬群中出現(xiàn)傳染病等。豬糞便通常的處理方式有:沉淀、轉運和發(fā)酵再利用。本文主要研究的是發(fā)酵再利用技術,常見的發(fā)酵裝置需要先將生豬的糞便轉運至發(fā)酵池處,增加了人力成本。這種可在豬場用的自動收集糞便發(fā)酵裝置,可實現(xiàn)固態(tài)和液態(tài)分離。液態(tài)廢水經廢水處理設備處理后,可直接用于周邊種植農作物的灌溉;固態(tài)(糞便)則進入糞便發(fā)酵裝置,通過添加發(fā)酵菌種和其他原料進行發(fā)酵,發(fā)酵完成后的原料,可用于魚蝦的養(yǎng)殖喂食。達成了公館豬養(yǎng)殖企業(yè)廢棄物循環(huán)再利用,實現(xiàn)了對外零排放。

2 智能養(yǎng)殖技術相關探究

智能養(yǎng)殖技術主要解決的是規(guī)?；B(yǎng)殖的瓶頸技術,包括智能投喂技術、智能溫控技術和廢棄物循環(huán)利用技術。

2.1 智能投喂技術

2.1.1 技術瓶頸

養(yǎng)殖公館豬的喂食技術主要包括:飼料的自動攪拌技術、飲水的觸碰式出水技術及投料的智能投喂技術。其中自動攪拌技術和觸碰式出水技術均是成熟技術,智能投喂技術為本文探討研究的主要對象。飼養(yǎng)豬的投喂技術長期以來無法實現(xiàn)自動化的原因主要在于:食物容易阻塞輸料管、無法實現(xiàn)食物的定量控制以及輸料管內的食物殘留容易發(fā)霉生菌。

2.1.2 智能投喂技術設計

本文設計的智能投喂系統(tǒng)將解決以上技術瓶頸,實現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)的自動喂食,降低人工成本。自動投喂系統(tǒng)包括:自動上料機、自動攪拌機、自動送料機及智能閘口控制系統(tǒng)等。該系統(tǒng)的關鍵技術在于自動送料機及智能閘口控制系統(tǒng)的設計。

豬飼料投喂量需要按豬的體質量確定每日的投喂量,具體投喂量如表1所示。

表1 豬飼料投喂量參照表

豬舍投喂飼料先按配方進行稱重,由自動上料機送入攪拌機內進行混合,飼料的混合采用自動攪拌機進行混合攪拌。加料順序為:先添加量較少的原料進行預混合,然后再添加到大料進行混合攪拌?；旌蠑嚢韬玫娘暳嫌稍O置在攪拌下方的出料口投放到自動送料槽中,送料槽的數(shù)量可按單個豬舍養(yǎng)殖公館豬的頭數(shù)進行設計,例如單個豬舍飼養(yǎng)14頭豬就設置14個送料槽[1],可一次完成一個豬舍的投喂飼料的運送。每個送料槽投放飼料的重量,通過人工輸入計算機系統(tǒng),系統(tǒng)再控制攪拌機出料口閘口的開合時間,完成定量投料。

每個自動送料槽的投料位置,先由計算機系統(tǒng)定位,然后由傳送帶輸送至投料口上方(14個送料槽對應14個投料口),將運送的飼料投入至投料口。為防止運送過程中出現(xiàn)食物灑落,傳送帶應水平設計,傳輸速度應實現(xiàn)勻速,避免驟起、驟停。

投料口下方設置投料食槽(14個投料口對應14個食槽),每個食槽用擋板隔開。每次投食前養(yǎng)豬場可播放一段音樂,讓豬群產生條件反射,達到音樂響起豬群就到食槽等候投食的效果。投料口的閘口由中控系統(tǒng)控制,統(tǒng)一定時投放,避免豬群出現(xiàn)相互搶食的情況。

2.1.3 技術創(chuàng)新點

自動送料槽及傳輸定位系統(tǒng)的設計,徹底解決了管道投食造成食物阻塞現(xiàn)象。攪拌機采用高位設計,出料口離地2 m,投料口距離投料槽的高度也在2 m左右,可實現(xiàn)飼料的自重下料,解決因投料不易造成管道阻塞問題。

每個送料槽投放飼料的重量,由人工輸入計算機系統(tǒng),系統(tǒng)再控制攪拌機出料口的閘口的開合時間完成定量投料,解決了食物定量投喂。

自動送料槽和投料口上端都設置有噴頭,每次喂食結束后,可啟動噴頭對送料槽和投料管進行自動清洗。同時該系統(tǒng)設有維護窗口,養(yǎng)殖人員也可自行制定維護方案,定期進行人工檢查、清除殘留,解決食物殘留引起的管道發(fā)霉生菌。

2.2 智能溫控技術

2.2.1 探究目的

智能溫控技術包括自動通風技術、智能溫控系統(tǒng)的設計(水簾溫控系統(tǒng)及噴淋系統(tǒng))。其中自動通風技術為常規(guī)技術,本文主要探討研究智能溫控技術如何通過計算機控制實現(xiàn)溫度調節(jié)的智能化,減少人工判斷及人工操作,帶來的反應滯后和操作失誤。

2.2.2 智能溫控技術的設計

公館豬的適宜生長室溫為20 ℃(±2 ℃),此時只要開啟通風系統(tǒng),保持豬舍內的空氣流通即可。當室內溫度低于適宜溫度時,公館豬的采食量下降,消化率將降低,影響公館豬的正常生長速度。經研究表明室內溫度每下降1 ℃,公館豬的消化率將降低0.1%～0.3%。當溫度高于適宜溫度時,公館豬的采食量也會下降,但由于散熱的需求使得能量消耗增加,導致飼料消化率會升高,降低了飼料向肉質轉化的效率。因此,長期保持豬舍穩(wěn)定適宜的生長溫度,有助于公館豬的快速生長,提高飼料的轉化效率。

該智能溫控技術主要涉及降溫控制系統(tǒng)和增溫控制系統(tǒng)。

降溫系統(tǒng)包括水簾降溫系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)。水簾降溫系統(tǒng)是利用水在蒸發(fā)過程中吸收空氣中的熱量,從而使室內空氣溫度下降的物理學原理[2],在豬舍溫度高于25 ℃時啟動。本文設計的水簾降溫系統(tǒng)設置在豬舍中部,與通風系統(tǒng)的負壓風機(抽風)配套使用,降溫簾設計成一面濕簾墻。降溫時負壓風機(抽風)抽出豬舍內的空氣,使得豬舍內產生負壓,迫使室外的空氣流經多孔濕潤濕簾表面,使空氣中大量熱量進行轉化處理,從而使進入室內的空氣溫度降低,起到防暑降溫的效果。但因北海公館鎮(zhèn)靠近熱帶地區(qū),夏季較熱,因此豬舍除設計有水簾降溫系統(tǒng)外,還設計有噴淋系統(tǒng)。噴淋系統(tǒng)包括噴淋器和控制器,每個豬舍設計1個噴淋器,離地高度約2 m,由計算機控制,啟動溫度設定為30 ℃,噴頭采用周期性噴淋,噴淋器開啟1～2 min關閉,間隔時間為45～60 min,可實現(xiàn)對豬群的物理降溫。

增溫系統(tǒng)包括空氣加熱系統(tǒng)和鍋爐加熱系統(tǒng)?？諝饧訜嵯到y(tǒng)在豬舍溫度低于12 ℃時啟動?？諝饧訜嵯到y(tǒng)是在通風系統(tǒng)的進風口處設置長度為1 m的通風管道,在通風管道的管壁內設置加熱管,通過對進入室內空氣的加熱實現(xiàn)室內增溫。由于北海公館鎮(zhèn)靠近熱帶地區(qū),冬季較為溫暖,因此使用空氣加熱系統(tǒng)既方便又實用。如遇極端天氣,當豬舍溫度低于8 ℃時,鍋爐加熱系統(tǒng)啟動,該系統(tǒng)可將經鍋爐加熱后的熱水替換水簾系統(tǒng)的冷水,同時負壓風機(抽風)抽出豬舍內的冷空氣,使得豬舍內產生負壓,迫使室外經電熱加熱的暖空氣,流經高熱的多孔濕潤濕簾表面再次進行加熱,該鍋爐加熱系統(tǒng)能將進入豬舍的空氣溫度提高8～10 ℃,起到保溫增溫的效果。溫控系統(tǒng)設定及操作見表2。

表2 溫控系統(tǒng)設定及操作表

2.2.3 技術創(chuàng)新點

本文研究的智能溫控技術為獨創(chuàng)技術,該技術將通風系統(tǒng)和增溫降溫系統(tǒng)融為一體,即將空氣加熱系統(tǒng)的加熱管設計在進風管上,將鍋爐加熱系統(tǒng)中熱交換設計在水簾墻上,增溫系統(tǒng)的負壓則是通過通風系統(tǒng)的抽風實現(xiàn)等。以上技術的融合從設計上減少了大量額外設備的投入,同時全程實現(xiàn)計算控制,無需人工操作,降低了企業(yè)的運營成本。

2.3 廢棄物循環(huán)再利用技術

2.3.1 技術瓶頸

廢棄物循環(huán)再利用技術主要包括:廢水處理技術及糞便自動收集發(fā)酵再利用技術。由于該技術的實現(xiàn)一般需要大量的人力完成,例如豬糞便的清理工作、糞便發(fā)酵的轉運等[3],都基本靠人工完成,這些都是制約公館豬無法實現(xiàn)規(guī)?；B(yǎng)殖的瓶頸技術。

2.3.2 循環(huán)再利用技術設計

針對養(yǎng)殖公館豬產生糞便的清理技術及發(fā)酵技術進行探究,設計了一種能自動收集糞便的裝置,并能完成糞便的發(fā)酵,實現(xiàn)廢棄物的循環(huán)再利用(見圖1)。

在豬舍中離墻1 m的距離設置有地漏帶,地漏帶主要用于公館豬的排泄。在仔豬剛入豬舍時,除了引導其吃飼料、喝水外,還應引導其到地漏帶排便。地漏帶下方設置有振動電機,振動電機定時振動,將地漏上方的糞便振落至地漏下方的糞便收集槽中。收集槽中的糞便收集1次/d,通過推桿將糞便推入固液分離器內,糞便再分離器設有濾網(wǎng),通過濾網(wǎng)實現(xiàn)固液分離。

1—豬圈;2—圍欄;3—墊板;4—傳動裝置;5—螺紋桿;6—齒輪;7—固定桿;8—第一電機;9—撞擊板;10—震動組件;11—第二電機;12—第一推桿;13—第一滑塊;14—第二滑板;15—發(fā)酵裝置。

分離后的固態(tài)糞便則進入糞便發(fā)酵裝置進行發(fā)酵前的預處理,由于自然過濾的糞便水分含量較高,可加入木屑或粗米糠等輔料,起到調節(jié)水分、通氣和碳氮比的作用。發(fā)酵過程中需要翻料的,由發(fā)酵裝置中的翻料鏟完成翻料,發(fā)酵時長一般為20～30 d,經發(fā)酵后的原料,可用于周邊魚蝦的養(yǎng)殖。

尿類液態(tài)液體則流入?yún)捬跆幚沓剡M行殺菌處理,再經沉淀、兌水處理后,可用于工廠周邊農作物(飼料種植)的灌溉使用。

3 添加發(fā)酵構樹葉,改善豬腸道益生菌群組

構樹葉中含有較多的粗蛋白和粗灰分、礦物元素及氨基酸,是一種具有高營養(yǎng)價值的木本飼料。構樹在廣西有著廣泛的種植面積,廣西地區(qū)的構樹粗蛋白含量相比其他地區(qū)的構樹粗蛋白含量高。試驗表明:在飼料添加4%～7%發(fā)酵構樹葉可以改善豬的腸道菌群組成結構,也可以提高部分有益菌(例如乳酸桿菌)的數(shù)量與組成,增強腸道消化功能。同時構樹葉與植物提取物混合發(fā)酵后,添加到豬飼料中進行喂食,可提高公館豬機體的免疫力和抗應激能力,降低公館豬的藥物用量,提高其生長性能,促進公館豬養(yǎng)殖業(yè)向綠色環(huán)保方向發(fā)展。本文提供2種構樹葉的飼料發(fā)酵方案。

1)精配料。選用構樹葉、糖蜜、米粉按100：5：10的比例混合,添加菌種20～40 g(例如乳酸菌等),再加入適量清水(水與配料比1：2)后攪拌均勻。將攪拌均勻后的發(fā)酵配料放入恒溫真空發(fā)酵裝置中,溫度保持在25～30 ℃,發(fā)酵10～15 d即可取出。

2)粗配料。選用構樹葉、蔗糖、米糠按100：5：10的比例混合,添加菌種20～40 g(例如乳酸菌等),再加入適量清水(水與配料比2：3)后攪拌均勻。將攪拌均勻后的發(fā)酵配料放入恒溫真空發(fā)酵裝置中,溫度保持在25～30 ℃,發(fā)酵10～15 d即可取出。

以上2種方案的區(qū)別在于:精配料的成本高,效果好;粗配料的成本低,效果略差。目前該構樹葉發(fā)酵飼料添加技術已在合浦縣公館鎮(zhèn)聚和種養(yǎng)農民專業(yè)合作社完成推廣應用,企業(yè)養(yǎng)豬飼料成本較應用前下降8%左右,公館豬的患病率下降10%左右。

4 推廣應用展望

公館豬標準化智能養(yǎng)殖技術探究與推廣應用有以下作用。①可增加村級集體和農戶的經濟收入,通過入股分紅的方式,帶動村級集體經濟的發(fā)展以及農戶增收。②增加農戶人員就業(yè),例如技術含量不高的攪拌、翻料及清洗崗位均可解決部分人員的就業(yè)問題,每月給就業(yè)農戶發(fā)放固定工資,幫助其增收,同時,合作社根據(jù)養(yǎng)殖基地工作的需要,每年聘請當?shù)剞r戶作為臨時工,也可以解決部分貧困戶人員的就業(yè)問題。③可惠及村民,項目實施后,發(fā)酵產生的沼氣,可以用于村民日常生活使用。目前項目已免費為周邊20多戶農戶安裝沼氣使用照明、煮飯、炒菜等,每年為農戶節(jié)約日常開支1 500元以上。

5 結束語

公館豬標準化智能養(yǎng)殖技術探究與推廣應用,在“廣西合浦農業(yè)科技園區(qū)創(chuàng)新輻射能力建設項目”推動下,有利于當?shù)毓^豬養(yǎng)殖業(yè)向規(guī)模化、標準化發(fā)展,促進生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖新模式的示范推廣,帶動周邊農戶提高科學養(yǎng)殖技術水平,促進當?shù)剞r業(yè)產業(yè)結構調整。通過示范推廣作用,可以帶動周邊農戶或家庭農場發(fā)展標準化養(yǎng)殖業(yè),農業(yè)增長方式轉變,提高農業(yè)產業(yè)科技含量和發(fā)展質量。