“无形手”精准饲喂畜禽

本刊记者|杨阳

“无形手”精准饲喂畜禽

本刊记者|杨阳

以信息感知为基础，在构建基于环境、营养、生理与生产调控模型的基础上，将畜牧业领域知识与养殖设备结合起来，形成针对不同畜禽的精准饲喂的理论与管控技术，将大大提高养殖动物的效率，对畜禽养殖业的健康、可持续发展有极大的促进作用。

曾经的畜牧业，人们靠一只牧羊犬可以管理80多只羊。随着科技的发展，拥有一套完备的智能化畜禽精细养殖管控系统的畜禽养殖场养殖上千头畜禽只需要几个人便可以管控。

精准饲喂：不是简单节省人力

以信息感知为基础的畜禽精准养殖，并不是简单的节省人力，而是根据畜禽的种类不同进行有针对性地进行管理，形成针对不同畜禽的精准饲喂理论与管控技术，从而提高动物养殖效率。

世界上畜牧业发达国家的畜禽养殖，己经向以信息感知为基础，在构建基于环境、营养、生理与生产调控模型的基础上，将畜牧业领域知识与养殖设备结合起来，形成针对不同畜禽的精准饲喂的理论与管控技术，大大提高了养殖动物的效率，促进了养殖业的健康、可持续发展。

我国在畜禽的精细饲喂管控方面取得了一定成果，在国际上具有一定地位，但未能形成面向产业应用的商业化产品。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所自主研发了用于畜禽定位的RFID标签，可以实现牛、猪等动物的个体识别和追溯，研究猪及奶牛的发情监测装置、几个母猪个体的智能饲喂系统，均获得了发明及新型专利。中国农业大学等团队研制了基于CCD相机、深度相机和双目视觉的动物行为监测系统，通过多元图像信息解析动物的行为、健康状态等，研制了系列化传感设备并建立了声音信息数据库，在国际上具有一定的特色。北京农业智能装备技术研究中心研制了一种小型化的高精度热成像设备，可以以非接触方式测量群体动物体温，从而实现个体发热的甄别和筛查。在畜禽舍有害气体和粉尘传感方面，北京农业智能装备技术研究中心开展了包括硫化氢、氨气、二氧化碳、粉尘在内的多种污染物的光学监测方法研究，初步实现了污染物的远距离、非接触和精确测量。

我国主要畜禽的精细饲喂管控现状与养殖发达国家比较，所反映出的问题有三个方面：

一是饲养管理粗放、潜在的遗传特性没有表现出来。例如，我国繁殖母猪的生产力(PSY)仅为15-16，落后于养殖发达的国家PSY25-30；二是精细化饲喂管控的理论研究薄弱，实际应用面更少，导致总体上饲料转化效率低下。例如，我国目前泌乳母牛的饲料转化率仅为美国的60-70%，年产奶水平仅为美国的63.7%（2015年），奶牛的可利用胎次少2-3胎。三是因为对畜禽体况的健康识别落后，对养殖舒适环境的控制与健康维护水平低，导致养殖动物的死淘率高，并加剧恶化养殖周边环境，最终影响养殖行业的整体效率与效益，成为限制行业发展的瓶颈。

针对上述突出问题，在国家重点研发计划智能农机装备专项中设立了“信息感知与动物精细养殖管控机理研究”项目。该项目由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牵头组织实施，参加单位包括中国农业大学、浙江大学、北京农学院、北京农业智能装备技术研究中心、中国科学院亚热带农业生态研究所、中国农机院、中粮集团等12家单位。其以感知动物的体况及养殖生态指标体系的数字化表征研究为切入点，创新性研究具有体积小、成本低廉、对环境的适应性强的新一代感知畜禽生理、生长及生态指标的、高可靠性的传感器产品及感知嵌入式系统，并构建畜禽养殖环境的智能控制技术与系统；研究基于信息感知与农艺结合的动物精细养殖的管控理论并建立数字化操作平台，实现动物精准饲喂与精准管理，以期实现规模化养殖场生产管理成本的最小化，养殖效益与环境效益的最大化，为促进养殖业的健康与可持续发展提供基础理论与关键技术的支撑。

创造效益：理论成就与经济效益并存

“信息感知与动物精细养殖管控机理研究”项目实施，将在科学理论、实用技术取得成就，提高养殖动物的效率，提高经济效益的同时促进畜禽养殖业的健康、可持续发展。

项目将是我国在畜禽的动物营养科学上迈出的一大步。通过项目最终形成畜禽精细化饲喂与管控的机理，从生理、生长及生态3个方面，进—步用数字化表征指标表达基础研究的数据元、获得的基本原理与方法，变过去的不少停留在定性描述上的指标为定量描述指标，并通过基于大量文献数据的元数据分析，结合标准化的、目的明确的动物试验研究数据，第一次从应用基础研究方面，系统构建了主要畜禽动物生长调控模型，将系统填补我国动物营养甚至国际动物营养研宂在生产上一些空白，为传统描述性的动物营养学向现代动物计量营养学迈进了一大步。

项目的实施对我国精准饲喂技术有着巨大的促进作用。项目将环境控制技术、设备制造技术与计算机有线及无线远程控制技术融为一体，改变传统人工凭经验的粗放饲喂为基于现场动物信息及环境信息感知为基础的变量精准饲喂，是饲喂技术的集成创新及饲喂方式的现代化。不仅促进传统的纯机械设备的研制向具有感知与接受信息或数据控制的智能机械的转型升级，无疑是对传统畜牧业养殖设备制造理论与技术的突破。

项目将会为养殖业带来可观的经济效益，保证我国养殖业健康、可持续发展。项目基于环境控制与饲喂设备的智能化应用，主要通过节省饲喂投入品（饲料的用量和劳动力）来提高经济效益。经测算，一只蛋鸡一年可产生综合效益在20元左右，一只肉鸡一个饲喂周期可产生综合效益在5元左右，对大型的家禽养殖场的效益明显。

项目将对我国养猪业产生深远影响。我国是生猪养殖和猪肉消费大国，猪肉产量自2014年来达到5600万吨以上，是满足人民水平提高的最主要动物蛋白源。而猪肉的价格一直认为与CPI密切相关，其大起大落多次引起国务院总理的关照与批示。在供给侧结构性改革的大背景下，在世界养猪业一体化进程不可逆转的巨大压力下，如何应用“互联网+”的创新成果与传统养猪业进行深度结合，搭建可供复制的、基于“互联网+”的生猪产业的精细饲喂物联网平台，提升现代化养猪技术进步、提升效率和变革养殖模式，提升生猪生产能力，确保居民消费需求，已迫在眉睫。

项目从种猪及商品猪的营养精细化管控着手，提出妊娠母猪、哺乳，母猪及商品猪的精细化饲喂的管控机理、机械设备理论与制造技术及整体解决方案，主要可提高母猪的生产能力和商品猪的饲料转化率，对促进我国养猪业的发展提供基础性的理论和技术支撑。

项目还将从国家层面缓解对饲料资源的压力，减少对进口饲料原料的依赖。