我國集群式樓房智能養(yǎng)豬的現(xiàn)狀和前景分析

顧慧慧　羅強　王鵬飛　蔡應生　王自科　魏勇躍

摘? ? 要：由于土地資源緊缺和生物安全防控需要，樓房養(yǎng)豬近年來逐漸在國內興起，隨著智慧畜牧技術的日臻發(fā)展，更符合生產要求的集群式樓房智能養(yǎng)豬模式應運而生。通過簡述簡易平層豬場疊加轉變?yōu)橘N合生產實際的立體多層樓房養(yǎng)豬的發(fā)展歷程，介紹集群式樓房智能養(yǎng)豬模式的應用，詳細描述物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)等技術應用到集約化養(yǎng)豬生產的全過程，以及“料、養(yǎng)、宰、商”一體化的養(yǎng)豬閉環(huán)生產運營模式，展示出集群式樓房智能養(yǎng)豬模式的前景。在土地有限的前提下，加上智慧養(yǎng)殖及先進技術的配合，樓房養(yǎng)豬的長遠潛力是顯而易見的，這種模式推動養(yǎng)豬產業(yè)向專業(yè)化、標準化、集約化、智能化、安全化方向發(fā)展，對養(yǎng)豬產業(yè)綠色高質量發(fā)展具有積極作用。同時，需要做好長遠規(guī)劃與工藝設計，解決樓房養(yǎng)豬的瓶頸限制，確保豬場符合養(yǎng)殖規(guī)模和發(fā)展策略，提供有效回報。只有這樣，樓房養(yǎng)豬技術才能真正成熟，成為我國養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的未來。

關鍵詞：集群式；樓房；智能；養(yǎng)豬

中圖分類號：S8-1? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2023.S.009

Analysis of Current Situation and Prospect of Intelligent Pig Farming in Our Country's Cluster Building

GU Huihui1， LUO Qiang2， WANG Pengfei3， CAI Yingsheng4， WANG Zike1，WEI Yongyue5

（1. Gansu Provincial Animal Husbandry Technology Extension Station， Lanzhou， Gansu 730030， China; 2. Shaanxi Provincial Animal Husbandry Technology Extension Station， Xi'an， Shaanxi 710014， China; 3. College of Animal Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou， Gansu 730070， China; 4. Huixian Animal Husbandry and Veterinary Station， Longnan， Gansu 742300， China; 5.Tinajin Wuqing District Agricultural Development Service Center，Tianjin 301700， China）

Abstract： Due to the shortage of land resources and the need of biosafety prevention and control， pig raising in buildings has gradually emerged in China in recent years. However， with the development of intelligent animal husbandry technology， the intelligent pig raising mode in cluster buildings which is more in line with the production requirements has emerged. This paper introduced the application of intelligent pig raising mode in cluster buildings， described the whole process of applying technologies such as internet of things and big data to intensive pig production， and described in detail the closed-loop pig production and operation mode integrating"material， raising， slaughtering and business". It showed the prospect of intelligent pig raising model in cluster building. Under the premise of limited land， coupled with the cooperation of intelligent farming and advanced technology， the long-term potential of building pig farming is obvious. This mode promotes the development of pig industry to the direction of specialization， standardization， intensification， intelligence and safety， and plays a positive role in the green and high-quality development of pig industry. But at the same time， do a good job of long-term planning and process design， solve the bottleneck restrictions of building pig breeding， to ensure that pig farms in line with the breeding scale and development strategy， to provide effective returns. Only in this way， the building pig breeding technology can truly mature， become our country piggery development future.

Key words： cluster type; building; intelligence; raise pigs

1 國內樓房養(yǎng)豬的發(fā)展歷程

20世紀80年代，黑龍江率先開展了“北方高寒地區(qū)集約化養(yǎng)豬的研究與應用”項目，出現(xiàn)了我國最初的“樓房養(yǎng)豬”雛形。1996年8月，民營國發(fā)廠經比對樓房豬場和傳統(tǒng)豬場中仔豬生產成效和育肥豬成活情況，驗證了樓房養(yǎng)豬的成效不低于平房養(yǎng)豬[1]。2002年，新疆生產建設兵團農四師七十一團一小規(guī)模個體養(yǎng)豬戶修建了簡易平層兩層疊加的樓房豬場，由于經驗較少，建設時設施不到位，經使用后發(fā)現(xiàn)，冬季仔豬保暖效果較差易發(fā)生腹瀉，夏季通風不足豬舍溫度過高，氨氣含量過重[2]。由于當時養(yǎng)殖配套設施和生產機械裝備較為落后，且立體多層樓房養(yǎng)豬相關經驗累積較少，相比于傳統(tǒng)豬場未展現(xiàn)出顯著的養(yǎng)殖效益，樓房養(yǎng)豬沒有得到較大發(fā)展。后來，隨著養(yǎng)豬技術管理體系的逐步成熟和完善，樓房養(yǎng)豬進入新的發(fā)展階段。2017年8月，湖北襄大農牧集團股份有限公司15層樓立體化養(yǎng)殖項目落地。2018年6月，揚翔9層樓房豬場投產。2019年12月，自然資源部和農業(yè)農村部聯(lián)合發(fā)布《關于設施農業(yè)用地管理有關問題的通知》，其中清楚點明養(yǎng)殖設施允許建設多層建筑。2020年4月，新希望5層樓房新牧標準化生豬養(yǎng)殖項目啟動。2020年9月，牧原21棟6層樓房養(yǎng)豬綜合體規(guī)劃落地。2021年1月，溫氏股份9層樓房養(yǎng)豬項目竣工。2021年6月，中新開維現(xiàn)代牧業(yè)26層樓房豬舍建成[3-4]。據(jù)統(tǒng)計，全國樓房養(yǎng)豬項目目前已建成200余個，形成了多點開花的局面。隨著互聯(lián)網、物聯(lián)網等技術的發(fā)展和更高生物安全需求，更符合生產要求、更高標準環(huán)境保護、更高生物安全保障、更高效率生產的集群式樓房智能養(yǎng)豬模式應運而生。

2 集群式樓房智能養(yǎng)豬模式的生產應用

2.1 設計樓房豬舍智慧化

集群式樓房智能養(yǎng)豬模式在樓層建筑中依據(jù)生產工藝、豬只的實際生長需求和生產需要、豬群的生長和行為習性進行科學精準設計和優(yōu)化，對整個養(yǎng)殖環(huán)境進行合理布局，通過優(yōu)化和改進工藝設計解決實際生產中的困難，現(xiàn)已成為推進豬群高密度、高效率養(yǎng)殖的安全生產模式[4-5]。目前，很多傳統(tǒng)樓房豬場采用連廊模式進行豬只轉群，但應用這種模式會導致很多豬只劈叉，且體質量越大的豬越容易出現(xiàn)這種不利現(xiàn)象，而通過電梯進行轉群又會造成嚴重的交叉污染[5-6]。所以很多集群式智能養(yǎng)豬樓房應用了智慧化樓房豬舍設計，設計思路是集約化，功能匹配是追求安全生產和順暢生產，設備配置是自動化、智能化，環(huán)境保護技術、節(jié)水飼養(yǎng)技術、減排技術、除臭技術、無害化處理技術等都有新的方案和應用。例如，海安牧原6層樓房豬舍建設呈“回”字形結構，這種結構在具備實現(xiàn)豬舍功能高度集成、公共資源優(yōu)化使用優(yōu)點的同時，解決了豬進出、廢棄物排出這些疫病防控種的痛點和難點[7-8]。主要設計結構為“回”字形樓：房東西兩側為單元豬舍；南北兩側為電梯、樓梯、淋浴房、消毒室、休息室等附屬設施用房；中間是樓房天井，用于廢氣高空集中排放；天井兩側外墻設計運豬電梯，只用于生豬進出單元。整體結構優(yōu)勢是生物安全防護水平高，不同功能的豬舍、管線都有序集成在一座樓內，實現(xiàn)從母豬生產到仔豬保育、生豬育肥上市都在同一樓房內自上而下單向流動的工廠化生產模式[6，9-10]。揚翔集群式樓房智能化豬場則是依據(jù)豬的生產需求和最優(yōu)養(yǎng)殖模式設計建造，主體由4棟樓房組成，配備生活區(qū)、隔離區(qū)、中央廚房、洗消中心、環(huán)保工廠、物資總倉、飼料車間、中轉站等八大結構性板塊[7，11]。樓房內部結構、運營和管理模式等方面與傳統(tǒng)樓房養(yǎng)豬模式有很大區(qū)別，具有高度集約化特征。

2.2 環(huán)控技術體系智能化

2.2.1 精準通風系統(tǒng)和廢氣高空集中排放技術? 精準通風系統(tǒng)可以將冷風精準直送到豬頭部，通過對流散熱的原理以較少的通風量高效解決傳統(tǒng)樓房養(yǎng)豬隧道通風模式造成的豬只易熱應激問題，且通風量節(jié)約近50%[12]。并且，該系統(tǒng)能以室內有害氣體含量為監(jiān)控指標，自動調整通風換氣量，也可以通過手機APP進行風機、濕簾、光照、加熱等遠程控制，最大限度降低整體運營成本。廢氣高空集中排放技術是由負壓吸風系統(tǒng)將廢氣統(tǒng)一收集運送到樓頂，通過三道消毒處理和除臭處理后從樓頂排放[13]。

2.2.2 精準飼喂系統(tǒng) 智能精準飼喂器可以根據(jù)豬的不同生長階段所需能量動態(tài)調整給料量，同時收集飼喂數(shù)據(jù)構建智能化養(yǎng)殖平臺。精準飼喂器的功能多樣，主要分為上報和下發(fā)功能。上報功能主要包括：運行時間、下料數(shù)據(jù)、下水數(shù)據(jù)、探針數(shù)據(jù)、豬只數(shù)據(jù)；下發(fā)功能主要包括：飼喂曲線（豬號、欄號、胎次、帶仔數(shù)、日采食量、下料時間和次數(shù)等）、飼料容重、每餐百分比、飼喂時間和模式[14-15]；還具有通過網絡、手機和精準飼喂器操作面板根據(jù)收集分析的數(shù)據(jù)設定最佳喂料方案，水料比等功能[16]。

2.2.3 智能水供應系統(tǒng) 配套使用節(jié)水的碗式限位飲水器替代傳統(tǒng)的擠壓式飲水器，在水壓作用下碗式限位飲水器可以始終保持一半水位，豬只飲水時不會溢出且隨時自動給水，使水位動態(tài)保持在初始位置，減少水源浪費近60%，也解決了擠壓式飲水器潑灑造成的網床潮濕易污染、積水蒸發(fā)散熱不保溫和糞污量增加等問題[17]。

2.2.4 全自動糞污處理技術 刮糞板嵌合豬網床下或漏縫地板下構筑的平底槽坑，寬度約1.4～2.8 m，深度30 cm，坡降設置0.2%～0.3%。刮糞機受牽引向上端運行刮凈鮮干糞，回車時液態(tài)物下落至閉路管網，做到源頭上固液分離便于后續(xù)處理，同時將自動控制系統(tǒng)與機械刮糞機連接，實現(xiàn)智能自動化清污[18]。

2.3 物聯(lián)網管理系統(tǒng)智慧化

集群式樓房智能養(yǎng)豬模式應用先進的物聯(lián)網智慧管理系統(tǒng)，智能識別和分選設備，實現(xiàn)豬只自動飼喂、智能轉運，智能監(jiān)控人員、車輛、物資、飼料、豬只等實時狀態(tài)，實現(xiàn)全流程無人接觸，最大限度降低病毒或細菌進入豬場的幾率，同時也減少人力成本投入，實現(xiàn)生豬高效養(yǎng)殖[19]。利用AI攝像機，滑軌機器人、陸地巡航機器人等智能設備進行自動巡舍、豬只盤點、豬只估質量、豬只行為分析異常報警、判斷異常豬只；對飼養(yǎng)員和豬只越界行為進行自動報警，發(fā)出生物入侵警告；還能將以上異常信息發(fā)送給具備相關權限的管理人終端[20]。物聯(lián)網智慧管理系統(tǒng)將傳統(tǒng)的“人、豬、物、場”搬上互聯(lián)網，可實現(xiàn)生產數(shù)據(jù)精準采集、自動分析、整體研判、智慧賦能，最終通過圖形化工作界面實現(xiàn)生產過程的 PC 端、移動端智能化管理。

2.4 生產運營模式智能化

集群式樓房智能養(yǎng)豬模式可進一步推進“料、養(yǎng)、宰、商”一體化的生產運營方式，運用AI、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈等互聯(lián)網技術融合打通產業(yè)鏈，建立生產端與市場端的數(shù)據(jù)通道，用系統(tǒng)算法去獲取、評估市場需求數(shù)據(jù)，根據(jù)需求數(shù)據(jù)動態(tài)調整生產計劃和物資調配[21]。創(chuàng)建多功能網絡銷售平臺、數(shù)字化管理平臺、物流配送平臺、經銷管理平臺，反推生豬養(yǎng)殖產業(yè)向綠色、環(huán)保和高質量方向發(fā)展，進一步優(yōu)化流通網絡布局推動產業(yè)再升級，增強國內外市場競爭力。

3 集群式樓房智能養(yǎng)豬模式的前景

3.1 樓房養(yǎng)豬存在的瓶頸

在生豬產能逐漸恢復的大背景下，樓房養(yǎng)豬在“后非洲豬瘟”時代最大限度利用土地資源、建立相對完備的生物安全防控體系、平衡企業(yè)人力成本、減輕環(huán)保壓力等方面嘗試著扮演重要角色，也逐漸取得了一定的行業(yè)共識。但是，依然面臨各種各樣的痛點、難點亟待優(yōu)化和解決，例如養(yǎng)殖成本的控制、建筑結構的維保、樓房使用壽命和使用安全、生物安全防控體系的完善構建、精準飼喂管理、豬只環(huán)境福利等，需要優(yōu)化、迭代升級和成功經驗的累積[22-23]。目前，我國的養(yǎng)豬業(yè)正在向高標準、高產能的智能化升級轉型，集群式樓房智能養(yǎng)豬應運而生，智能化現(xiàn)代技術在樓房養(yǎng)豬中的應用有效提高了養(yǎng)殖效率，并降低了養(yǎng)殖成本，應用物聯(lián)網、互聯(lián)網技術的智慧養(yǎng)殖也滿足了樓房養(yǎng)豬對管理、防疫、環(huán)保等方面的要求[24]。而樓房養(yǎng)豬的實際應用僅幾年時間，建筑商、設備供應商、養(yǎng)殖企業(yè)仍在不斷探索和優(yōu)化其方案，集群式樓房智能養(yǎng)豬的最佳模式還需要參考更多實際應用的經驗來總結和構建。

3.2 集群式樓房智能養(yǎng)豬前景展望

集群式樓房智能養(yǎng)豬就是有效地運用互聯(lián)網和物聯(lián)網技術，優(yōu)化建筑設計和生產工藝，解決樓房養(yǎng)豬管理困境，將立體多層養(yǎng)殖向生態(tài)型、環(huán)保型、集約型發(fā)展。集群式樓房智能養(yǎng)豬將此前獨立的各個自動化系統(tǒng)進行有效整合，通過數(shù)據(jù)采集、存儲、統(tǒng)計和分析，將更科學和準確的養(yǎng)殖數(shù)據(jù)應用于養(yǎng)殖過程[25]。破解養(yǎng)殖技術壁壘，通過養(yǎng)殖生產和管理技術創(chuàng)新，高智能、全自動、高機械化技術和設施設備的研發(fā)和集成，形成了獨創(chuàng)的集群式樓房智能養(yǎng)豬成套養(yǎng)殖技術工藝，充分激發(fā)推進科技創(chuàng)新和成果轉移轉化的內生動力，助力推動養(yǎng)豬產業(yè)向專業(yè)化、標準化、集約化、智能化、安全化方向發(fā)展，對我國養(yǎng)豬產業(yè)綠色高質量發(fā)展和產業(yè)結構轉型升級具有積極作用。在現(xiàn)今樓房養(yǎng)豬建設項目蓬勃發(fā)展的局面下，盲目迎合跟風或一味提高產能都是不可取的，做好長遠規(guī)劃與工藝設計，解決樓房養(yǎng)豬的瓶頸限制，確保豬場符合養(yǎng)殖規(guī)模和發(fā)展策略，提供有效回報，只有這樣，樓房養(yǎng)豬才能真正成熟，成為我國養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的未來。

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收稿日期：2023-03-15

基金項目：2022年現(xiàn)代絲路寒旱農業(yè)科技支撐項目（GSLK-2022-10）

作者簡介：顧慧慧（1996—），女，甘肅蘭州人，助理畜牧師，碩士，主要從事畜禽遺傳改良研究。

通訊作者簡介：王自科（1977—），男，甘肅景泰人，正高級畜牧師，碩士，主要從事畜牧技術推廣研究。