程維波，吳德勝，李 輝，查德翔，譚榮英，張春穎

(1.中機(jī)華豐(北京)科技有限公司，北京100083； 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，北京100083)

0 引言

中國(guó)是世界豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)第1大國(guó)，2018年豬肉產(chǎn)量5 403.7萬t[1]。我國(guó)母豬飼養(yǎng)模式主要以限位欄飼養(yǎng)為主，飼養(yǎng)空間狹小、環(huán)境較差，母豬缺乏運(yùn)動(dòng)、心肺功能下降；飼養(yǎng)管理模式落后，豬群體質(zhì)退化、抗病力下降，母豬容易生病。這種狀況造成母豬飼養(yǎng)質(zhì)量不佳，表現(xiàn)為母豬發(fā)情率低、生產(chǎn)率低、難產(chǎn)率較高和仔豬成活率低等諸多問題，影響生豬行業(yè)的生產(chǎn)效率。

為提高我國(guó)生豬生產(chǎn)效率，準(zhǔn)確、可靠的飼喂技術(shù)和設(shè)備是必不可少的條件。智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)在提高母豬飼養(yǎng)質(zhì)量、生豬生產(chǎn)效率方面具有明顯的作用。目前，國(guó)內(nèi)每頭母豬年產(chǎn)斷奶仔豬數(shù)在20頭左右，而使用智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)的歐美國(guó)家提供的斷奶仔豬數(shù)達(dá)到26頭以上，荷蘭達(dá)到29頭，丹麥甚至超過34頭[2]。

總結(jié)國(guó)內(nèi)外智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，分析存在的問題，有助于推進(jìn)智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)研究與應(yīng)用，提高我國(guó)生豬生產(chǎn)水平，對(duì)我國(guó)從生豬飼養(yǎng)大國(guó)邁向生豬飼養(yǎng)強(qiáng)國(guó)有重要的意義。

1 母豬智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)與系統(tǒng)

1.1 母豬智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)

研究表明，均衡合理的營(yíng)養(yǎng)對(duì)于維持母豬體況和繁殖性能至關(guān)重要。母豬的營(yíng)養(yǎng)分配模式?jīng)Q定了母豬妊娠階段的體況，妊娠期營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足將降低胚胎存活率，從而對(duì)產(chǎn)仔數(shù)產(chǎn)生影響[3]。同時(shí)，哺乳期的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)影響仔豬存活率和哺乳期日增質(zhì)量，增加母豬泌乳量可以有效減少新生仔豬的死亡率[4]。若哺乳母豬采食量低下，會(huì)分解體組織來滿足產(chǎn)奶的營(yíng)養(yǎng)需求，造成泌乳期體質(zhì)量降低、背膘損失和體況下降，斷奶至發(fā)情間隔延長(zhǎng)，排卵數(shù)減少，受胎率下降、胚胎存活率降低，窩產(chǎn)仔數(shù)減少，甚至縮短母豬的生產(chǎn)壽命。

科學(xué)的精準(zhǔn)飼喂技術(shù)對(duì)母豬至關(guān)重要。精準(zhǔn)飼喂技術(shù)可以根據(jù)母豬的妊娠天數(shù)和體質(zhì)量變化，控制其飼喂量，提高營(yíng)養(yǎng)利用效率，保證胚胎存活率；根據(jù)仔豬數(shù)量和仔豬日齡，控制哺乳母豬的飼喂量，保證仔豬健康，提高仔豬的斷奶率；通過檢測(cè)母豬的體質(zhì)量、體膘厚度和日常活動(dòng)，判斷母豬的健康情況，進(jìn)行豬群的防疫工作；根據(jù)母豬的生理行為，判斷母豬的發(fā)情情況，進(jìn)行發(fā)情診斷，確保母豬順利受孕[5]。

母豬精準(zhǔn)飼喂技術(shù)分為人工精準(zhǔn)飼喂和智能化精準(zhǔn)飼喂。人工精準(zhǔn)飼喂技術(shù)主要依靠豐富養(yǎng)殖知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)飼喂豬只，但工作量較大、工作要求細(xì)致，對(duì)養(yǎng)殖人員要求較高；人工單位飼喂數(shù)量較少，飼喂成本較高。

智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)是把工業(yè)上智能制造的理念應(yīng)用到養(yǎng)豬業(yè)，結(jié)合計(jì)算機(jī)、無線射頻識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、母豬階段飼養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)配飼工藝，來實(shí)現(xiàn)智能化的母豬管理。智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)在數(shù)據(jù)收集、管理和提高生產(chǎn)率等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，管理方便、工作簡(jiǎn)單；與限位欄飼養(yǎng)模式相比，能夠減少50%以上的管理人員，節(jié)約20%以上的母豬飼料，母豬綜合生產(chǎn)率提高25%以上，同時(shí)顯著提高20%以上的胎產(chǎn)仔豬存活率[6]。智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)是歐美國(guó)家母豬管理采用的主要技術(shù)。

1.2 母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)

母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)是使用精準(zhǔn)飼喂技術(shù)進(jìn)行飼養(yǎng)母豬的智能化養(yǎng)殖系統(tǒng)，分為妊娠母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)和哺乳母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)。

1.2.1妊娠母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)

妊娠母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)如圖1所示。入口門處耳標(biāo)閱讀器識(shí)別豬只耳部RFID紐扣式耳標(biāo)，智能控制器判斷豬只可否進(jìn)食，若可以進(jìn)食，入口門開啟；否則，入口門保持關(guān)閉。當(dāng)豬只進(jìn)入飼喂欄后，入口門關(guān)閉，豬只到達(dá)喂料器處時(shí)，耳標(biāo)閱讀器再次識(shí)別豬只信息，智能控制器判斷計(jì)算后，喂料器開始投料，喂料器的食槽門開啟，投料采用“少量多次”的方式，先少量給下部的食槽投料供豬只采食，當(dāng)食槽內(nèi)料位器感應(yīng)到食槽無料時(shí)，喂料器再次投料，直到達(dá)到計(jì)算的飼喂量停止投料。同時(shí)稱量平臺(tái)對(duì)豬只稱量，將豬只體質(zhì)量上傳智能控制器；噴墨裝置對(duì)要分娩、生病、無耳標(biāo)等豬只進(jìn)行噴墨，以便管理員處理。當(dāng)豬只離開采食區(qū)，或者投料量達(dá)到計(jì)算的飼喂量且食槽無料后，或者豬只進(jìn)食時(shí)間達(dá)到智能控制器計(jì)算的采食時(shí)間，智能控制器關(guān)閉食槽門、喂料器停止投料，豬只通過出口門經(jīng)分離門被分離或正常回飼喂區(qū)。

1.喂料器 2.采食區(qū) 3.噴墨裝置 4.稱量平臺(tái) 5.入口門 6.出口門 7.分離門圖1 妊娠母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)Fig.1 Intelligent precision feeding equipment for gestation sow

1.2.2哺乳母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)

哺乳母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)如圖2所示。每臺(tái)飼喂一頭哺乳母豬，當(dāng)母豬進(jìn)食時(shí)，觸碰下水下料感應(yīng)開關(guān)，感應(yīng)開關(guān)信號(hào)傳輸?shù)街悄芸刂破?，智能控制器判斷母豬是否可以進(jìn)食、食槽料位器感應(yīng)是否有余料，若可以進(jìn)食且無余料，則下水和送料裝置啟動(dòng)，飼料和水落入食槽后混合，供豬采食；若母豬不可進(jìn)食則送料裝置、下水裝置不啟動(dòng)；若可以進(jìn)食且有余料，下水和送料裝置暫時(shí)不啟動(dòng)，直至食槽內(nèi)無飼料再啟動(dòng)。為避免母豬頻繁觸碰浪費(fèi)飼料，在下料后一段時(shí)間內(nèi)，母豬再次觸碰，智能控制器不會(huì)再次下水下料[7]。

1.下水下料感應(yīng)開關(guān) 2.自動(dòng)下水裝置 3.料筒 4.智能控制器5.送料裝置 6.帶料位器食槽圖2 哺乳母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)Fig.2 Intelligent precision feeding equipment for lactating sow

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外一些國(guó)家對(duì)母豬智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)的研究和使用起步較早，20世紀(jì)80年代，歐美國(guó)家初步形成動(dòng)物福利體系，各國(guó)紛紛對(duì)動(dòng)物福利立法，制定動(dòng)物福利標(biāo)準(zhǔn)。如英國(guó)1999年立法禁止母豬限位欄飼養(yǎng)；歐盟規(guī)定2013年1月1日起，所有的繁殖母豬從授精后的4周到分娩前的1周，必須在群房中進(jìn)行群養(yǎng)。為滿足母豬福利需求，歐美等國(guó)家和地區(qū)先后研制母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，荷蘭、德國(guó)、美國(guó)和加拿大等國(guó)家的母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)已經(jīng)完善成熟、種類齊全。

2.1.1Nedap Velos母豬電子飼喂站

智能化精準(zhǔn)飼喂技術(shù)最早起源于荷蘭。1982年，荷蘭Nedap公司應(yīng)用射頻識(shí)別、個(gè)體精確飼喂和軟件管理等技術(shù)，研究開發(fā)出第1個(gè)母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)——Nedap Velos母豬電子飼喂站(圖3)，包含精確飼喂、發(fā)情監(jiān)測(cè)和欄體3大模塊，在大群飼養(yǎng)條件下，每臺(tái)系統(tǒng)可自動(dòng)飼養(yǎng)50頭母豬。

圖3 Nedap Velos母豬電子飼喂站Fig.3 Nedap Velos electronic sow feeder

精確飼喂模塊是母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)的核心機(jī)構(gòu)。精確飼喂模塊通過掃描電子耳標(biāo)識(shí)別母豬，根據(jù)母豬所處不同妊娠階段確定飼料最佳投放量；對(duì)母豬采用“少量多次”的投料方式，充分調(diào)動(dòng)母豬食欲，減少飼料浪費(fèi)；根據(jù)母豬的進(jìn)食速度確定投料速度，防止母豬采食過快產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。喂料模塊結(jié)構(gòu)包括料倉(cāng)、下料器和食槽。料倉(cāng)儲(chǔ)存飼料，內(nèi)部裝有料位器，用于檢測(cè)料倉(cāng)內(nèi)飼料量，方便及時(shí)補(bǔ)料；倉(cāng)內(nèi)設(shè)有破拱裝置，消除飼料結(jié)拱。下料器采用螺旋結(jié)構(gòu)、裝于倉(cāng)內(nèi)下方；物料由料倉(cāng)流進(jìn)下料器后，受轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋葉片的推力作用，沿著螺旋軸移動(dòng)到下料器末端，從出口流出；螺旋結(jié)構(gòu)具有落料均勻連續(xù)、便于控制和投料精確等優(yōu)點(diǎn)。食槽與采食區(qū)設(shè)置氣缸驅(qū)動(dòng)的隔離食槽門，只有在識(shí)別到授權(quán)進(jìn)食的母豬時(shí)才打開。另外，采用雙料倉(cāng)、雙螺旋結(jié)構(gòu)，可以投放兩種飼料，滿足母豬不同需求的飼喂。

發(fā)情監(jiān)測(cè)模塊根據(jù)母豬發(fā)情時(shí)主動(dòng)靠近公豬、嗅聞公豬氣味的原理設(shè)計(jì)。當(dāng)處于發(fā)情期的母豬靠近發(fā)情監(jiān)測(cè)裝置時(shí)，耳標(biāo)閱讀器識(shí)別母豬的耳標(biāo)身份信息與母豬滯留時(shí)間傳輸?shù)街悄芸刂破?，智能控制器根?jù)母豬靠近發(fā)情監(jiān)測(cè)裝置的次數(shù)和滯留時(shí)間，判斷母豬是否發(fā)情。當(dāng)判斷母豬處于發(fā)情狀態(tài)時(shí)，智能控制器控制發(fā)情監(jiān)測(cè)器的標(biāo)記噴墨裝置對(duì)母豬進(jìn)行噴墨標(biāo)記，同時(shí)將發(fā)情母豬信息發(fā)送給管理員。發(fā)情監(jiān)測(cè)模塊根據(jù)母豬的自然行為習(xí)慣及生理規(guī)律設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮了數(shù)字化養(yǎng)殖信息管理的能動(dòng)性，解決了發(fā)情診斷的難題；更可以在發(fā)情初期進(jìn)行診斷，縮短診斷時(shí)間，幫助管理人員把握最佳配種時(shí)間，提高繁殖效率。監(jiān)測(cè)過程無須人工對(duì)豬群進(jìn)行檢查，避免人為對(duì)母豬的干擾，保證母豬的懷孕受胎率。

欄體模塊有進(jìn)出口門、噴墨標(biāo)識(shí)裝置和封閉的采食區(qū)。入口處有氣動(dòng)門或機(jī)械門兩種結(jié)構(gòu)選擇，智能控制器根據(jù)母豬身份控制開關(guān)。出口門采用雙重保險(xiǎn)出口，防止母豬從出口處反向進(jìn)入采食區(qū)，擾亂飼喂計(jì)劃。噴墨標(biāo)識(shí)裝置根據(jù)母豬的身份和狀態(tài)采用微型氣缸技術(shù)進(jìn)行噴墨，以便飼養(yǎng)員根據(jù)母豬身上的顏色進(jìn)行相應(yīng)處理，提高飼養(yǎng)員的工作效率。

Nedap公司后來在母豬電子飼喂站的基礎(chǔ)上增加智能化分離模塊，設(shè)計(jì)出Nedap Velos母豬分離飼喂站。增加了雙側(cè)分離門對(duì)接飼養(yǎng)區(qū)和分離區(qū)，可以對(duì)懷孕母豬、臨產(chǎn)母豬、發(fā)情母豬和生病母豬等要分離母豬進(jìn)行自動(dòng)分離。試驗(yàn)表明，Velos系統(tǒng)可以將分娩率提高到88.69%，平均返情率降低至7.4%；同時(shí)有效避免了限位欄對(duì)母豬心肺功能、肢蹄、泌尿生殖系統(tǒng)的傷害，提高了健康水平和生產(chǎn)壽命。

2.1.2Gestal F2母豬自動(dòng)飼喂系統(tǒng)

加拿大JYGA公司的科技人員提出分階段母豬智能化精準(zhǔn)飼喂理念，研發(fā)了Gestal 3G妊娠母豬群養(yǎng)系統(tǒng)(圖4)和Gestal F2哺乳母豬自動(dòng)飼喂系統(tǒng)(圖5)。

圖4 Gestal 3G妊娠母豬群養(yǎng)系統(tǒng)Fig.4 Gestal 3G computerized feeding system for group housed sow

圖5 Gestal F2哺乳母豬自動(dòng)飼喂系統(tǒng)Fig.5 Gestal F2 automatic feeding system for lactating sow

Gestal 3G是針對(duì)妊娠母豬用的飼喂系統(tǒng)，每臺(tái)設(shè)備可飼喂16～22頭母豬[8]。在結(jié)構(gòu)上，進(jìn)出口及通道融合，設(shè)備占地面積少，而且安裝與移動(dòng)方便，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)理念到結(jié)構(gòu)調(diào)整的創(chuàng)新性突破，滿足群養(yǎng)環(huán)境下母豬活動(dòng)空間的需求，減少豬只之間因爭(zhēng)搶進(jìn)食發(fā)生的撕咬[9]。

Gestal F2是適用分娩欄哺乳母豬的一種飼喂系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)母豬泌乳期、胎次、產(chǎn)仔日期和仔豬數(shù)等不同階段、不同狀態(tài)的營(yíng)養(yǎng)需求提供飼料，采用“少食多餐”的飼喂方式，做到針對(duì)性飼喂，增加哺乳母豬采食量。王定杰等[10]對(duì)長(zhǎng)白豬進(jìn)行的試驗(yàn)表明，使用Gestal飼喂系統(tǒng)的哺乳母豬日均采食量增加16.8%，哺乳期失重減少38.4%，背膘損失減少42.4%，斷奶至發(fā)情間隔平均縮短2 d。Gestal F2系統(tǒng)增加了母豬產(chǎn)奶量，提高仔豬生長(zhǎng)速度，僅靠母乳可在18 d斷奶時(shí)體質(zhì)量達(dá)到6.5 kg，每頭母豬每年提供斷奶仔豬25頭以上[11]。

2.1.3動(dòng)態(tài)飼喂系統(tǒng)Compident VII和靜態(tài)飼喂系統(tǒng)Compident Smart

奧地利Schauer公司研發(fā)了應(yīng)用于不同飼養(yǎng)模式的兩種智能飼喂系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)飼喂系統(tǒng)Compident VII(圖6)和靜態(tài)飼喂系統(tǒng)Compident Smart(圖7)。

圖6 Compident VII動(dòng)態(tài)飼喂系統(tǒng)Fig.6 Compident VII dynamic feeding system

圖7 Compident Smart靜態(tài)飼喂系統(tǒng)Fig.7 Compident Smart static feeding system

Compident VII飼喂站為動(dòng)態(tài)飼養(yǎng)模式母豬智能飼喂系統(tǒng)，適用于多臺(tái)飼喂設(shè)備大圈中飼養(yǎng)，將后備母豬、不同妊娠日期的母豬均放在一個(gè)大圈中，并配備分離設(shè)備、發(fā)情鑒定設(shè)備管理發(fā)情、返情、生病及臨產(chǎn)等情況的母豬。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用直通式設(shè)計(jì)，保證母豬順利采食的同時(shí)可以方便安全地離開飼喂站；出口區(qū)域設(shè)有緩沖區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)一頭母豬在緩沖區(qū)逗留時(shí)，另一頭母豬可以進(jìn)站采食；為自行離開的母豬設(shè)制加速傳感器，以便下一頭母豬提前進(jìn)站采食；喂料槽料倉(cāng)設(shè)計(jì)為140 L大料筒，采用轉(zhuǎn)盤精準(zhǔn)投料器，裝滿一次料可飼喂30多頭母豬，每天只需上料2～3次。該系統(tǒng)提高了設(shè)備的利用率，不同生產(chǎn)階段的母豬集中混合養(yǎng)殖，使得管理更加便捷、有效，母豬只在快要分娩時(shí)轉(zhuǎn)入分娩舍，減少母豬轉(zhuǎn)舍次數(shù)，降低應(yīng)激，每臺(tái)飼養(yǎng)設(shè)備母豬飼喂頭數(shù)達(dá)到80頭[12]。

Compident Smart飼喂站適用于靜態(tài)飼養(yǎng)模式，將配種后28 d已確認(rèn)懷孕的母豬，一般50～60頭組群轉(zhuǎn)入大欄群養(yǎng)，使用一臺(tái)飼喂站根據(jù)母豬營(yíng)養(yǎng)需求進(jìn)行最佳飼喂。這種模式由于整群母豬生產(chǎn)周期一致，可以實(shí)現(xiàn)整群全進(jìn)全出的生產(chǎn)模式，飼養(yǎng)管理更方便；避免混群飼養(yǎng)時(shí)疾病傳播的可能；防止返情母豬爬跨其他懷孕母豬的情況出現(xiàn)，減少豬群打架和流產(chǎn)等現(xiàn)象[9]。

2.1.4Callmatic 2母豬電子飼喂系統(tǒng)

德國(guó)Big Dutchman公司設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于母豬群養(yǎng)管理的母豬電子飼喂系統(tǒng)Callmatic 2(圖8)。該系統(tǒng)采用模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以根據(jù)不同氣候、場(chǎng)地和需求進(jìn)行組合，適用于不同的養(yǎng)殖場(chǎng)，尤其適應(yīng)已有的房舍設(shè)計(jì)，并且運(yùn)輸方便。飼喂站配套兩個(gè)料倉(cāng)儲(chǔ)存飼喂干料，還可以使用液態(tài)飼料供料系統(tǒng)進(jìn)行供料。喂料器設(shè)計(jì)了額外的飼料添加劑料箱，方便礦物質(zhì)補(bǔ)充和藥物添加。系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)專門的訓(xùn)練模式，用于訓(xùn)練后備母豬，氣動(dòng)進(jìn)口門保持開啟狀態(tài)，后備母豬進(jìn)入后，智能控制器自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)口門。該系統(tǒng)投料采用少量多次的模式，可充分調(diào)動(dòng)母豬食欲，避免飼料浪費(fèi)，大群飼喂量可達(dá)60頭。

圖8 Callmatic 2母豬電子飼喂系統(tǒng)Fig.8 Callmatic 2 electronic sow feeding

2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)在母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)領(lǐng)域的研究起步較晚，早期的應(yīng)用主要以引進(jìn)為主。隨著養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從21世紀(jì)開始，國(guó)內(nèi)在借鑒的基礎(chǔ)上開始進(jìn)行研制。

國(guó)內(nèi)妊娠母豬智能化精確喂養(yǎng)系統(tǒng)下料裝置一般采用螺旋式，投料精度達(dá)到國(guó)外水平。智能控制器采用單片機(jī)技術(shù)，可設(shè)置記錄母豬身份信息、采食參數(shù)和下料參數(shù)等數(shù)據(jù)；母豬的飼喂量根據(jù)其胎次、背膘和妊娠狀態(tài)精確控制下料器下料[13]。這些系統(tǒng)進(jìn)出口門大多設(shè)計(jì)為母豬自主開關(guān)，不通過智能控制，同一母豬可重復(fù)進(jìn)入欄體，母豬額外占用時(shí)間增加，降低了飼喂能力；缺少自動(dòng)分離模塊，無法實(shí)現(xiàn)問題母豬的自動(dòng)分離，仍然需要管理人員根據(jù)母豬身上的噴墨來人工分離。

中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院所屬的中機(jī)華豐(北京)科技有限公司根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)際養(yǎng)豬要求和國(guó)外成熟設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為妊娠母豬群養(yǎng)研制了具有分離功能的ZWZ50C型母豬電子飼喂站，如圖9所示。

1.入口門A測(cè) 2.入口門B測(cè) 3.進(jìn)口門 4.紅外對(duì)射開關(guān) 5.稱重平臺(tái) 6.電控柜 7.噴墨裝置 8.出口門 9.分離門B測(cè) 10.分離門A測(cè) 11.喂料器 12.食槽門耳標(biāo)閱讀器 13.進(jìn)口門耳標(biāo)閱讀器圖9 ZWZ50C型母豬電子飼喂站Fig.9 ZWZ50C electronic sow feeder

母豬自由通過入口門時(shí)，進(jìn)口門耳標(biāo)閱讀器識(shí)別母豬耳標(biāo)信息，智能控制器判斷母豬可否進(jìn)食，若不可進(jìn)食，則進(jìn)口門保持關(guān)閉狀態(tài)；若可以進(jìn)食，智能控制器通過電磁閥控制驅(qū)動(dòng)氣缸將進(jìn)口門打開，允許母豬進(jìn)入采食區(qū)。紅外對(duì)射開關(guān)感應(yīng)到母豬完全進(jìn)入采食區(qū)后，進(jìn)口門關(guān)閉，以防母豬進(jìn)食時(shí)采食區(qū)有其他母豬進(jìn)入。在采食區(qū)，噴墨標(biāo)識(shí)裝置對(duì)要分娩、生病等母豬進(jìn)行噴墨標(biāo)記，以便管理人員處理問題；稱量平臺(tái)對(duì)豬只稱量，將豬只體質(zhì)量上傳到智能控制器。食槽門耳標(biāo)閱讀器對(duì)母豬身份進(jìn)行識(shí)別后，智能控制器程序根據(jù)母豬的豬齡、妊娠天數(shù)、胎齡和體況計(jì)算出飼喂量、采食時(shí)間，然后控制喂料器投料、喂料器的食槽門開啟，投料采用“少量多次”的方式。當(dāng)母豬離開采食區(qū)，或者投料量達(dá)到計(jì)算的飼喂量且食槽無料后，或者豬只進(jìn)食時(shí)間達(dá)到智能控制器計(jì)算的采食時(shí)間，智能控制器關(guān)閉食槽門、喂料器停止投料；進(jìn)口門再次打開，放入后一頭進(jìn)食的母豬，后一頭母豬進(jìn)入驅(qū)趕前面母豬離開。若智能控制器判斷母豬需分群，電磁閥控制驅(qū)動(dòng)氣缸將分離門開向分離區(qū)，否則，分離門開向飼養(yǎng)區(qū)。若前面母豬不離開的時(shí)間過長(zhǎng)，警報(bào)器發(fā)出報(bào)警，通知管理人員及時(shí)處理。

ZWZ50C型母豬電子飼喂站包括精確飼喂、智能分離和欄體3大模塊，可實(shí)現(xiàn)母豬的智能分離，并且進(jìn)行了創(chuàng)新，將入口門設(shè)計(jì)成雙側(cè)入口，使得分離區(qū)與飼養(yǎng)區(qū)母豬隔離的同時(shí)共用一臺(tái)飼喂站，使沒有及時(shí)移走和處理的分離區(qū)母豬按時(shí)進(jìn)食。飼喂站母豬識(shí)別率達(dá)99%，飼料投放精度達(dá)98%，單臺(tái)飼喂站的飼喂能力達(dá)到50頭以上。該系統(tǒng)缺少配套的發(fā)情監(jiān)測(cè)模塊和疾病診斷設(shè)備。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所研制了哺乳母豬精準(zhǔn)下料控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用電動(dòng)推桿給料裝置下料，通過電動(dòng)推桿上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)堵料上球、堵料下球移動(dòng)，利用上球、下球與定量倉(cāng)之間的間隙實(shí)現(xiàn)下料，通過控制電動(dòng)桿的推桿速率獲得穩(wěn)定的下料量。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、耗料少，運(yùn)行過程節(jié)能、維護(hù)方便；下料既無飼料殘留，又能破除儲(chǔ)料倉(cāng)上的飼料結(jié)拱，設(shè)計(jì)高效、簡(jiǎn)單，制造成本低。試驗(yàn)顯示，使用該系統(tǒng)后母豬的日均采食量從人工飼喂的3.8 kg增加到4.58～4.65 kg，母豬哺乳期采食量變化曲線符合哺乳母豬的采食特性[14]。

張超等[15]發(fā)明了一種母豬發(fā)情檢測(cè)系統(tǒng)，采用距離測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)母豬與檢測(cè)裝置的距離，中央處理單元實(shí)時(shí)分析母豬距離的變化，根據(jù)變化特征預(yù)測(cè)母豬是否發(fā)情，具有簡(jiǎn)單、方便、易操作和準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)。胡天劍等[16]發(fā)明了母豬發(fā)情智能檢測(cè)標(biāo)記裝置，該裝置通過射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控待測(cè)母豬與試情公豬的接觸時(shí)間、次數(shù)、頻率，判斷母豬是否發(fā)情。楊亮等[17]設(shè)計(jì)了母豬發(fā)情監(jiān)測(cè)裝置，通過監(jiān)測(cè)母豬的體溫，并配合射頻識(shí)別、壓力和紅外等技術(shù)監(jiān)測(cè)母豬在試情公豬附近的滯留情況，通過記錄母豬在種公豬附近滯留的次數(shù)和滯留時(shí)間判定母豬是否發(fā)情，對(duì)鑒定為發(fā)情的母豬進(jìn)行噴色標(biāo)記或?qū)⒛肛i的信息發(fā)送給管理人員。

3 結(jié)束語

國(guó)外的母豬智能化精準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展較為成熟，母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)及其配套設(shè)備較全，但是價(jià)格相對(duì)昂貴。

國(guó)內(nèi)母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)的研究目前處于起步階段，生產(chǎn)廠家較少。雖然在精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)設(shè)備方面取得一些進(jìn)展，但主要集中在硬件仿制上，有關(guān)母豬智能化精準(zhǔn)飼喂核心技術(shù)的基礎(chǔ)研究較少，缺乏精準(zhǔn)養(yǎng)殖的實(shí)用技術(shù)。智能發(fā)情監(jiān)測(cè)裝置是母豬智能化精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)，國(guó)內(nèi)盡管做了一些這方面的研究工作，但未見真正應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中的報(bào)道。

目前，國(guó)內(nèi)母豬疾病診斷主要依靠人工觀察的方式，主觀性強(qiáng)且精度低，對(duì)傳感器監(jiān)測(cè)、圖像監(jiān)測(cè)及聲音監(jiān)測(cè)等高效、智能、精準(zhǔn)和無刺激的無損監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究開發(fā)較少，且尚未應(yīng)用到養(yǎng)殖生產(chǎn)中。母豬營(yíng)養(yǎng)學(xué)對(duì)生豬生產(chǎn)率影響的研究不多，如母豬的飼喂參數(shù)對(duì)母豬產(chǎn)仔數(shù)、仔豬成活率、仔豬斷奶天數(shù)及仔豬體質(zhì)量等指標(biāo)的影響研究較少。各方面研究較分散，未將精準(zhǔn)飼喂、智能分離、發(fā)情監(jiān)測(cè)、疾病診斷和母豬營(yíng)養(yǎng)學(xué)等技術(shù)集中在一套系統(tǒng)中。

國(guó)內(nèi)應(yīng)加大相關(guān)技術(shù)的研究，開發(fā)高效、智能、精準(zhǔn)和無刺激的疾病診斷技術(shù)，加快豬發(fā)情檢測(cè)設(shè)備在生產(chǎn)中的應(yīng)用，增加母豬營(yíng)養(yǎng)學(xué)方面的研究。加快系統(tǒng)及其配套設(shè)備研發(fā)升級(jí)的投入，盡快將飼喂技術(shù)集成于飼喂系統(tǒng)中，使母豬智能化精準(zhǔn)系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和配套化的方向發(fā)展，盡快豐富國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，提高母豬的飼養(yǎng)質(zhì)量、生豬生產(chǎn)效率，保證生豬養(yǎng)殖行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。