鄒 嵐，高雪爽，魏傳祺，張曉文

(1.北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所有限公司，北京 100096； 2.北京京鵬環(huán)宇畜牧科技股份有限公司，北京 100094)

0 引言

我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品以肉蛋為主，2018年，全國(guó)肉類總產(chǎn)量8 517萬t，禽蛋產(chǎn)量3 128萬t，居世界首位；奶類總產(chǎn)量3 186萬t，居世界第6位；肉類的人均占有量達(dá)到53.65 kg,超出世界平均水平15 kg；蛋類人均占有量20.17 kg，已經(jīng)達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平；唯有奶類與發(fā)達(dá)國(guó)家和周邊國(guó)家還存在相當(dāng)大的差距。2019年，我國(guó)牛肉產(chǎn)量667萬t，同比增長(zhǎng)3.56%；牛肉消費(fèi)量832.93萬t，同比增長(zhǎng)11.36%，人均消費(fèi)量從2016年的4.88 kg上升到2019年的5.95 kg[1-2]。2020年，我國(guó)肉牛存欄4 000余萬頭，肉牛養(yǎng)殖規(guī)模達(dá)到5 000億元，養(yǎng)牛市場(chǎng)規(guī)模突破1萬億元。2020年，我國(guó)乳品消費(fèi)市場(chǎng)首次突破5 000萬t。

科學(xué)研究方面，“十三五”期間啟動(dòng)并實(shí)施的“智能農(nóng)機(jī)裝備”項(xiàng)目被列為國(guó)家“十三五”8個(gè)重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)之一，其中包含“畜禽重大疫病防控與高效安全養(yǎng)殖綜合技術(shù)研發(fā)”專項(xiàng)，該專項(xiàng)重點(diǎn)關(guān)注了在畜禽養(yǎng)殖過程中設(shè)備和工藝的優(yōu)化配置和技術(shù)體系建立?！笆濉逼陂g，行業(yè)發(fā)展的需求促進(jìn)國(guó)內(nèi)飼草收獲機(jī)、飼料攪拌車(TMR)在逐步適應(yīng)客戶需求和要求的基礎(chǔ)上，不斷進(jìn)行提高和改進(jìn)；新型糞污無害化發(fā)酵處理裝備在規(guī)?；?chǎng)的應(yīng)用逐步深化，牛場(chǎng)糞污處理工藝和配套設(shè)備能夠滿足改進(jìn)畜舍環(huán)境、提高能源利用效率的要求；信息化技術(shù)在養(yǎng)牛生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)、畜舍環(huán)境監(jiān)測(cè)和產(chǎn)品溯源等方面應(yīng)用不到10%。國(guó)內(nèi)具有品牌知名度的養(yǎng)牛設(shè)備企業(yè)較少，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。與此同時(shí)應(yīng)該看到,在研發(fā)、應(yīng)用和實(shí)踐過程中，我國(guó)2020年畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；蔬_(dá)到64.5%，規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理設(shè)施裝備配套率達(dá)到93%，奶牛規(guī)模養(yǎng)殖比例達(dá)到64%。養(yǎng)牛設(shè)備中奶牛比肉牛機(jī)械化程度普及率高，與奶牛的養(yǎng)殖效益好、需要的人工多及管理水平要求高有關(guān)。在中國(guó)農(nóng)科院所調(diào)研的53家奶牛牧場(chǎng)中，100%實(shí)現(xiàn)機(jī)械化擠奶和TMR飼喂，其中資金雄厚、集團(tuán)化經(jīng)營(yíng)的1 000頭牧場(chǎng)多應(yīng)用了電子耳標(biāo)、機(jī)械清糞、智能鑒定和自動(dòng)計(jì)量奶量等前沿技術(shù)，1 000頭以下牧場(chǎng)奶牛養(yǎng)殖中多用的設(shè)備為TMR飼喂[3]。

本文就“十三五”期間養(yǎng)牛場(chǎng)使用最普遍常用的設(shè)備做簡(jiǎn)要介紹。

1 牛場(chǎng)設(shè)備基本情況

1.1 飼喂設(shè)備(含犢牛飼喂)

1.1.1 飼料攪拌車

飼料攪拌車(TMR)按行走方式的不同可分為固定式、牽引式和自走式?；A(chǔ)的功能都是類似的，可以實(shí)現(xiàn)將飼料進(jìn)行均勻的混合攪拌后投喂到牛舍。固定式攪拌車在設(shè)備固定的狀態(tài)下完成攪拌作業(yè)，用撒料車將飼料拉運(yùn)到牛舍進(jìn)行投料飼喂，攪拌車的動(dòng)力可用油料和電力，相對(duì)于其他機(jī)型，該機(jī)型運(yùn)行成本較低。牽引式攪拌車靠拖拉機(jī)輸出動(dòng)力通過PTO傳動(dòng)軸帶動(dòng)攪拌車工作，精粗料裝載完后可在運(yùn)往牛舍的途中繼續(xù)攪拌，到達(dá)牛舍攪拌結(jié)束、開始投料，動(dòng)力源油耗成本較高[4-5]。自走式攪拌車集攪拌倉(cāng)、動(dòng)力及行走部分于一體，其自身就能完成上料、切割過程，但價(jià)格較高。

牽引式TMR如圖1所示，其主要特點(diǎn)如下。

圖1 牽引式攪拌車Fig.1 Towed mixer truck

(1)投資性價(jià)比高，單套設(shè)備即可滿足飼喂基本需求。

(2)飼料切割度好，將飼料切割至最佳長(zhǎng)度，攪拌蓬松、均勻，不破壞纖維品質(zhì)，適合成為瘤胃中最佳利用形態(tài)，有益于瘤胃健康，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收。

(3)配方精準(zhǔn)，攪拌車附帶控制器，能夠?yàn)椴煌A段的奶牛提供精準(zhǔn)的日糧配方，保證日糧的一致性。

(4)攪拌車擁有攪拌倉(cāng)和獨(dú)立的卸料倉(cāng)兩個(gè)系統(tǒng)，攪拌均勻，不存剩料。

目前TMR運(yùn)用中存在的問題：地區(qū)牧場(chǎng)發(fā)展的不均衡導(dǎo)致采用TMR的形式不同，老舊養(yǎng)牛牧場(chǎng)由于規(guī)劃限制和資金情況對(duì)于先進(jìn)設(shè)備應(yīng)用的積極性不高。

飼喂設(shè)備未來發(fā)展趨勢(shì)：未來可以針對(duì)不同牧場(chǎng)飼喂的牛品種、要求和對(duì)飼喂精準(zhǔn)度的需求，提供整體可定制化的飼喂系統(tǒng)解決方案，才能真正解決飼喂應(yīng)用的痛點(diǎn)。

1.1.2 犢牛飼喂站

犢牛飼喂站如圖2所示。其主要特點(diǎn)：當(dāng)犢牛進(jìn)入飼喂站時(shí)，飼喂站內(nèi)置的犢牛識(shí)別系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別耳標(biāo)，并將犢牛的成長(zhǎng)信息反饋到飼喂管理信息系統(tǒng)中，主機(jī)自動(dòng)檢索該犢牛適配的飼喂曲線，根據(jù)犢牛日齡沖配獨(dú)立的代乳粉或適量的牛奶進(jìn)行飼喂。

圖2 犢牛飼喂站Fig.2 Calf feeding station

犢牛飼喂站存的在問題：由于資金、牧場(chǎng)規(guī)劃、牧場(chǎng)規(guī)模和管理等原因，目前犢牛飼喂站應(yīng)用的牧場(chǎng)不到3%。預(yù)計(jì)新上的大型規(guī)?；B(yǎng)殖牧場(chǎng)會(huì)越來越多地選用犢牛自動(dòng)化飼喂裝置，從而實(shí)現(xiàn)智能管理、獨(dú)立配方、現(xiàn)沏現(xiàn)喂、智能報(bào)警和自動(dòng)清洗，加強(qiáng)犢牛管理的智能化和信息化[6-8]。

1.2 奶牛擠奶設(shè)備

根據(jù)調(diào)查，我國(guó)的各類奶牛場(chǎng)基本上實(shí)現(xiàn)了集中式機(jī)械化擠奶，但擠奶機(jī)的類型因牧場(chǎng)的規(guī)模和資金實(shí)力而不同；魚骨式和并列式擠奶機(jī)多見于存欄在1 000頭以下的奶牛場(chǎng)，轉(zhuǎn)盤式擠奶機(jī)多用于存欄1 000頭以上的牧場(chǎng)。目前，擠奶機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備主要多為進(jìn)口，常見的品牌有Dairy Master和阿菲金等，國(guó)產(chǎn)品牌目前應(yīng)用的比較少[9-12]。

以一種國(guó)產(chǎn)某品牌的轉(zhuǎn)盤式擠奶機(jī)(圖3)為例，該擠奶機(jī)的主要特點(diǎn)：①性價(jià)比高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；②堅(jiān)固耐用：整體設(shè)計(jì)合理，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；③安全高效：低柜設(shè)計(jì)，方便奶牛進(jìn)出，安全可靠；④外形美觀：隔欄、擋板、臀部圍欄等采用不銹鋼材質(zhì)，防腐蝕、易清洗。

圖3 轉(zhuǎn)盤式擠奶機(jī)Fig.3 Rotary milking machine

擠奶機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：高效、適合動(dòng)物習(xí)性。能夠提高擠奶效率和擠奶性能的擠奶機(jī)將會(huì)在我國(guó)大規(guī)模使用，其主要的特點(diǎn)為堅(jiān)固耐用和自動(dòng)化程度高。

1.3 清糞設(shè)備

牛場(chǎng)清糞工藝主要有兩種:人工清糞和機(jī)械清糞。目前，牛場(chǎng)中人工清糞已經(jīng)不多見，主要存在于老舊牛場(chǎng)。機(jī)械清糞分為鏟車清糞、吸糞車清糞和刮板清糞等方式[13-14]。應(yīng)用吸糞車的牧場(chǎng)大概只有10%，新建的牧場(chǎng)多使用刮板清糞，在規(guī)劃養(yǎng)牛場(chǎng)時(shí)可以結(jié)合糞污處理進(jìn)行建設(shè)。刮板清糞方式可分為鏈條式、鋼絲繩式(圖4)和步行式。

圖4 鋼絲繩式清糞設(shè)備Fig.4 Wire rope type manure removal equipment

機(jī)械刮板式清糞的主要特點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)24 h自動(dòng)清糞；自動(dòng)控制低速運(yùn)行，節(jié)約勞動(dòng)力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；糞尿減量、糞尿自動(dòng)分離；低耗、高效、低噪；及時(shí)清糞，有害氣體減少，環(huán)境改善。

清糞設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)：新建牧場(chǎng)多采用機(jī)械清糞的方式，降低人工成本，提高生產(chǎn)效率[15]。

2 “十四五”期間養(yǎng)牛設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)

“十四五”期間牛場(chǎng)設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)健康繁育、數(shù)字化、智能化發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)成為促進(jìn)養(yǎng)牛業(yè)發(fā)展的重要因素。

在數(shù)據(jù)采集方面，傳輸和存貯的信息應(yīng)包括畜舍數(shù)據(jù)、設(shè)備工況、環(huán)境參數(shù)、飼喂數(shù)據(jù)、飲水?dāng)?shù)據(jù)、投藥數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、清糞數(shù)據(jù)、畜禽生理、典型行為和生長(zhǎng)參數(shù)等，通過信息采集才能建立起適合牧場(chǎng)生產(chǎn)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，融合環(huán)境、生理、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，解析互作關(guān)系、預(yù)警模型、數(shù)據(jù)挖掘和智慧牧場(chǎng)管理系統(tǒng)，才能在我國(guó)真正實(shí)現(xiàn)智慧牧場(chǎng)。

3 “十四五”期間養(yǎng)牛設(shè)備發(fā)展建議

“十四五”期間，我國(guó)將推進(jìn)適度規(guī)模養(yǎng)殖，推動(dòng)種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)發(fā)展，鼓勵(lì)發(fā)展農(nóng)牧結(jié)合型生態(tài)養(yǎng)殖。按照生產(chǎn)高效、環(huán)境友好、產(chǎn)品安全和管理先進(jìn)的要求，引導(dǎo)農(nóng)民利用畜禽糞便等畜禽養(yǎng)殖廢棄物實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用、變廢為寶。積極支持適度規(guī)模牛羊養(yǎng)殖，在新的時(shí)期發(fā)展養(yǎng)牛設(shè)備的建議如下。

(1)提高養(yǎng)殖技術(shù)。通過機(jī)械化生產(chǎn)、TMR飼喂普及等措施，提高飼料轉(zhuǎn)換率，堅(jiān)持“種養(yǎng)結(jié)合”，引導(dǎo)發(fā)展適度規(guī)?；瓦m度精細(xì)化。

(2)推進(jìn)養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖設(shè)施改造、飼草料生產(chǎn)供應(yīng)、廢棄物資源化利用、乳制品生產(chǎn)加工和信息化智能化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)智慧畜牧業(yè)，實(shí)現(xiàn)人工智能及相關(guān)技術(shù)在畜牧業(yè)生產(chǎn)各技術(shù)管理環(huán)節(jié)的有效集成，逐漸落實(shí)動(dòng)物福利，踐行健康養(yǎng)殖。

(3)智慧畜牧業(yè)是高效技術(shù)生產(chǎn)的集合，通過推動(dòng)智慧牧場(chǎng)建設(shè)，帶動(dòng)畜牧業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型發(fā)展。