文|本刊記者 王雯慧

智能化豬舍

五谷豐登、六畜興旺，這曾是我國古代勞動(dòng)人民的美好愿景。

我國畜禽養(yǎng)殖歷史悠久，古代人們把馬、羊、雞、犬、彘（豬）稱為“六畜”，現(xiàn)如今所指的畜禽主要是指人類為滿足肉、蛋、乳、毛皮等需求，經(jīng)過長期勞作馴化的各種動(dòng)物。我國是人口大國，隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，對(duì)于肉蛋禽的需求量不斷增加，使得我國畜禽養(yǎng)殖也不斷地發(fā)展壯大。

近年來，畜牧業(yè)越來越向著規(guī)?；⒅悄芑?、高效化的方向快速發(fā)展。為了提高畜禽養(yǎng)殖的效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效的智能化精細(xì)化飼養(yǎng)管理技術(shù)，在“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“畜禽重大疫病防控與高效安全養(yǎng)殖綜合技術(shù)研發(fā)”重點(diǎn)專項(xiàng)的支持下，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)牽頭承擔(dān)的“畜禽現(xiàn)代化飼養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目，以豬、禽、牛、羊?yàn)檠芯繉?duì)象，研究不同區(qū)域的新型養(yǎng)殖生產(chǎn)工藝，重要經(jīng)濟(jì)性狀活體精準(zhǔn)測定，福利養(yǎng)殖、節(jié)本增效和環(huán)境精準(zhǔn)控制等技術(shù)與系統(tǒng)，研制用于畜禽健康生理、舍內(nèi)環(huán)境監(jiān)測和智能化管理的應(yīng)用程序，構(gòu)建高效、優(yōu)質(zhì)、智能化飼養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)體系。

攻克技術(shù)難點(diǎn) 提高母豬繁殖性能

“母豬在妊娠過程中過肥過瘦都是不利的，因此研發(fā)的這種功能纖維產(chǎn)品加入到母豬的飼料后，會(huì)使母豬產(chǎn)生飽腹感，進(jìn)一步調(diào)節(jié)母豬的產(chǎn)奶量和采食量。 并且在母豬懷孕的整個(gè)過程中，使用該產(chǎn)品可以節(jié)料約40-50 公斤。 ”“畜禽現(xiàn)代化飼養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院教授蔣思文這樣說。

記者對(duì)此產(chǎn)生疑問：“在母豬妊娠過程中節(jié)料會(huì)不會(huì)造成營養(yǎng)不良？”

答案是否定的。“母豬在懷孕過程中對(duì)于營養(yǎng)物質(zhì)的利用率是很高的，尤其是在前90 天。 如果投喂過多，豬仔的胎盤里會(huì)沉積脂肪，會(huì)影響到血管的伸張，進(jìn)而影響豬仔對(duì)于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，導(dǎo)致小豬的營養(yǎng)供應(yīng)不足，其體重反而比較小，因此對(duì)于妊娠階段母豬的飼養(yǎng)要根據(jù)生產(chǎn)發(fā)育規(guī)律來進(jìn)行。 ”蔣思文說。

蔣思文介紹的正是“畜禽現(xiàn)代化飼養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目中的“提高母豬繁殖性能的技術(shù)體系建立和應(yīng)用”成果。

在畜禽養(yǎng)殖中，生豬養(yǎng)殖占有非常重要的地位。我國已成為豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國，年出欄生豬量超過全球總量的50%。然而，我國母豬的繁殖效率即每頭母豬每年提供仔豬數(shù)（Pigs Weaned per Sow per Year, PSY），卻長期落后于全球平均水平。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)彭健教授介紹：“項(xiàng)目立項(xiàng)之初，我國PSY 水平僅有20 頭，而歐盟平均水平已達(dá)到27 頭。 因此提高母豬PSY 是我國生豬產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效和增強(qiáng)國際競爭力的主要技術(shù)途徑。 ”

母豬精準(zhǔn)飼養(yǎng)

在生產(chǎn)中，母豬PSY 低的原因，一方面是因?yàn)槟肛i平均每胎育成的斷奶仔豬數(shù)少；另一方面是因?yàn)槟肛i群的非生產(chǎn)天數(shù) （non production days,NPD）長，從而減少了每年的分娩胎次。每胎育成的斷奶仔豬數(shù)直接受到初生弱仔數(shù)和母豬泌乳量的影響；而影響母豬群的NPD 的因素，除了疾病因素以外，與母豬的飼養(yǎng)管理密切相關(guān)。因此，如果闡明了初生弱仔豬形成最多、母豬泌乳期采食量低及NPD 長的機(jī)制，就可以確定營養(yǎng)調(diào)控的關(guān)鍵靶標(biāo)并建立精準(zhǔn)的飼養(yǎng)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的工程化和廣泛應(yīng)用，對(duì)于突破制約我國養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和豬肉穩(wěn)產(chǎn)保供的重大國家戰(zhàn)略需求，具有重要的作用和意義。

“提高母豬繁殖性能的技術(shù)體系建立和應(yīng)用”成果圍繞母豬繁殖效率低的產(chǎn)業(yè)瓶頸問題，有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

一是系統(tǒng)解析了脂肪酸、膽固醇和氨基酸調(diào)控胚胎附植、胎盤發(fā)育和營養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)，影響產(chǎn)仔數(shù)和仔豬初生重的機(jī)制。揭示了妊娠背膘過厚及菌群紊亂提高圍產(chǎn)期胰島素抗性，降低泌乳母豬采食量和仔豬斷奶重，并延長母豬非生產(chǎn)時(shí)間的機(jī)制；確定了母豬妊娠背膘和腸道菌群是提高母豬PSY的關(guān)鍵調(diào)控靶點(diǎn)，創(chuàng)新了纖維營養(yǎng)理論，建立了母豬功能纖維的評(píng)價(jià)指標(biāo)；闡明了妊娠期母豬日糧中添加功能纖維后，通過調(diào)控母豬飽感和飽腹感，調(diào)節(jié)體脂沉積和腸道菌群，從而提高母豬PSY 的機(jī)制。特別是率先闡明了母豬腸道菌群-乳汁-仔豬腸道菌群的聯(lián)系，揭示了穩(wěn)定的母豬菌群能促進(jìn)仔豬腸道菌群定植，提高仔豬腸道屏障功能和生長性能的機(jī)制，為建立母子一體化的精準(zhǔn)飼養(yǎng)技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。

二是建立了妊娠母豬背膘控制標(biāo)準(zhǔn)、營養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)和飼喂模式；創(chuàng)制了母豬新型功能纖維產(chǎn)品，在妊娠母豬中應(yīng)用后，有效調(diào)控母豬全繁殖周期采食量、背膘和腸道菌群；研發(fā)出一系列母仔一體化的腸道健康調(diào)控新技術(shù)和新產(chǎn)品。

三是率先把養(yǎng)豬大數(shù)據(jù)分析方法用于提升母豬PSY，有效提升了規(guī)模化養(yǎng)豬企業(yè)的生產(chǎn)水平和管理水平；創(chuàng)立了母豬智能高效健康養(yǎng)殖工程化技術(shù)；建立了一整套有效的技術(shù)推廣方案，為大型養(yǎng)豬企業(yè)提供個(gè)性化定制技術(shù)支撐方案。

把養(yǎng)豬大數(shù)據(jù)分析方法用于提升母豬PSY，有效提升了規(guī)?；B(yǎng)豬企業(yè)的生產(chǎn)水平和管理水平；創(chuàng)立了母豬智能高效健康養(yǎng)殖工程化技術(shù)；建立了一整套有效的技術(shù)推廣方案，為大型養(yǎng)豬企業(yè)提供個(gè)性化定制技術(shù)支撐方案。

該成果自應(yīng)用以來取得了廣泛的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。項(xiàng)目應(yīng)用單位的平均PSY 達(dá)到27.6 頭，性能水平超過美國。推動(dòng)廣西揚(yáng)翔股份有限公司在性能水平、造肉成本方面成為我國養(yǎng)豬行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)。成果技術(shù)已在全國規(guī)模化養(yǎng)豬龍頭企業(yè)，包括溫氏食品股份有限公司、大北農(nóng)集團(tuán)、廣西揚(yáng)翔股份有限公司等大型生豬養(yǎng)殖龍頭企業(yè)規(guī)范應(yīng)用。 技術(shù)推廣覆蓋了我國四川、廣東、廣西等10 余個(gè)生豬主產(chǎn)區(qū)的100 余家養(yǎng)殖企業(yè)和飼料企業(yè)。技術(shù)應(yīng)用的企業(yè)占生豬養(yǎng)殖上市企業(yè)總數(shù)的30%，生豬年出欄量全國前20 強(qiáng)企業(yè)8 家，占比40%。2022 年直接應(yīng)用技術(shù)的企業(yè)母豬數(shù)量超過170 萬頭。

該成果2019 年獲得大北農(nóng)科技獎(jiǎng)動(dòng)物營養(yǎng)獎(jiǎng)，2021年獲得神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)科學(xué)研究類成果一等獎(jiǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)模式下的“按豬給料”

“近年來養(yǎng)豬業(yè)面臨生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)用工成本增加、養(yǎng)殖用地緊張等問題，迫切需要轉(zhuǎn)型升級(jí)。與此同時(shí)，近年來，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為代表的新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，為解決這些問題提供了新的途徑。 ”華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、廣東省養(yǎng)豬行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長蔡更元對(duì)記者說。

了解了母豬全繁殖周期營養(yǎng)代謝的特征，創(chuàng)新了纖維營養(yǎng)理論，制定了精準(zhǔn)飼喂方案。但方案如何實(shí)現(xiàn)，怎樣才能又精準(zhǔn)又高效？物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必不可少。

目前對(duì)于妊娠期間的母豬存在多種飼喂模式，就我國來說，規(guī)?；i場的生產(chǎn)中大多應(yīng)用限位欄飼養(yǎng)模式。雖然該模式有很多優(yōu)點(diǎn)，但是采用人工飼喂時(shí)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度很大，并且無法做到對(duì)于不同的個(gè)體按需給料。所有母豬采用同一種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行飼喂，會(huì)導(dǎo)致母豬過肥或者過瘦的現(xiàn)象，不利于母豬的生產(chǎn)及豬仔的生長發(fā)育。

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和國家生豬種業(yè)工程技術(shù)研究中心智能養(yǎng)殖團(tuán)隊(duì)研發(fā)并推廣應(yīng)用生豬“全站式”物聯(lián)網(wǎng)智能化飼養(yǎng)技術(shù)，將環(huán)境控制、數(shù)據(jù)采集、能耗管理、電子飼喂、網(wǎng)絡(luò)與視頻監(jiān)控、電子醫(yī)生、天蓬網(wǎng)等系統(tǒng)整合，由統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)控制器控制，構(gòu)建“全站式”物聯(lián)網(wǎng)智能養(yǎng)殖管理系統(tǒng)和生豬智能化養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集與設(shè)備智能控制、育種與生產(chǎn)數(shù)據(jù)無紙化采集、能耗數(shù)據(jù)采集與分析、智能電子化飼喂、異常狀態(tài)報(bào)警、全場網(wǎng)絡(luò)及視頻監(jiān)控覆蓋、物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)等功能。

在構(gòu)建新型養(yǎng)殖工藝、性狀精準(zhǔn)測定、福利飼養(yǎng)、精細(xì)化飼養(yǎng)等生豬飼養(yǎng)技術(shù)體系基礎(chǔ)上，該成果通過生豬精細(xì)化飼養(yǎng)技術(shù)和智能化飼養(yǎng)技術(shù)的緊密結(jié)合，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等前沿信息技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)理論，構(gòu)建“全站式”物聯(lián)網(wǎng)智能養(yǎng)殖管理系統(tǒng)和生豬智能化養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)新性地集成基于物聯(lián)網(wǎng)的生豬智能化高效飼養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)。

對(duì)豬進(jìn)行個(gè)體識(shí)別并做出決策聽起來似乎是天方夜譚，但是在該成果中使用的種豬個(gè)體智能識(shí)別系統(tǒng)V1.0.0，將算法與收集的數(shù)據(jù)結(jié)合使用，對(duì)每個(gè)個(gè)體進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測它們的生長發(fā)育情況，制訂理想的飼喂計(jì)劃以避免母豬過肥過瘦的情況發(fā)生，為提高PSY 奠定了基礎(chǔ)。

此外，要提高PSY 指數(shù)的一個(gè)關(guān)鍵因素是工人對(duì)于母豬是否發(fā)情的判斷能力。采用智能的養(yǎng)殖模式，飼喂信息及母豬的實(shí)時(shí)狀態(tài)采用圖表或者文字的形式展現(xiàn)在觸控屏上，可以使工人準(zhǔn)確觀察母豬的行為特征，判斷是否發(fā)情。同時(shí)這種智能管理既可以提高生產(chǎn)效率和養(yǎng)殖場的經(jīng)濟(jì)效益，又可以節(jié)約飼料降低成本。 按豬給料、采用精確的飼料配方、精準(zhǔn)的飼料投喂方法，不僅可以嚴(yán)格控制母豬的體重、改善生長和繁殖性能，還能減少疫病損失。

該成果實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)與新興信息技術(shù)深度融合，促使我國養(yǎng)豬業(yè)從機(jī)械化、自動(dòng)化向智能化、信息化方向轉(zhuǎn)變，提高畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)技術(shù)水平，滿足節(jié)本、增效、資源節(jié)約的行業(yè)發(fā)展內(nèi)在要求。適用于全國各地現(xiàn)代化高效模式的生豬規(guī)?；B(yǎng)殖場，目前已經(jīng)建成云南菱角種豬場、廣東東成試驗(yàn)場示范基地。

“隨著信息化、智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)，畜牧業(yè)可以借助物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)彎道超車。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以說給生物安全的防控提供了新的工具，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建高效的生物安全體系顯得非常有必要。”

高效養(yǎng)殖 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)升級(jí)

“提高母豬繁殖性能的技術(shù)體系建立和應(yīng)用”成果和“生豬‘全站式’物聯(lián)網(wǎng)智能化飼養(yǎng)技術(shù)”成果創(chuàng)新構(gòu)建了母豬精準(zhǔn)飼養(yǎng)技術(shù)體系，推動(dòng)了我國母豬飼養(yǎng)模式的革新，帶動(dòng)了生豬養(yǎng)殖龍頭企業(yè)性能水平的提升，為我國種豬生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級(jí)打造了可復(fù)制的技術(shù)模板，實(shí)現(xiàn)了種豬精準(zhǔn)飼養(yǎng)技術(shù)由跟跑向領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展，解決了傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)與新興信息技術(shù)深度融合難題，促使我國養(yǎng)豬業(yè)從機(jī)械化、自動(dòng)化向智能化、信息化方向轉(zhuǎn)變，提高畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)技術(shù)水平，滿足了節(jié)本、增效、資源節(jié)約的行業(yè)發(fā)展內(nèi)在要求，為實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和豬肉穩(wěn)產(chǎn)保供的國家重大戰(zhàn)略需求作出了貢獻(xiàn)。

談及物聯(lián)網(wǎng)智能化飼養(yǎng)技術(shù)前景，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士生導(dǎo)師、國家生豬種業(yè)工程技術(shù)研究中心副主任蔡更元表示：“隨著信息化、智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)，畜牧業(yè)可以借助物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)彎道超車。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以說給生物安全的防控提供了新的工具，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建高效的生物安全體系顯得非常有必要?！彼J(rèn)為，各地養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖農(nóng)戶應(yīng)當(dāng)因地制宜、循序漸進(jìn)，正視其現(xiàn)有條件，有目的地進(jìn)行智慧養(yǎng)豬和推廣，走可持續(xù)發(fā)展的養(yǎng)殖道路。

未來，強(qiáng)化科技的力量，推動(dòng)科技創(chuàng)新，這是實(shí)現(xiàn)畜產(chǎn)品安全、畜禽業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、環(huán)境友好發(fā)展的重要保障。