现代生态猪场规划设计要点

余传刚，肖石军

（江西农业大学省部共建猪遗传改良与养殖技术国家重点实验室，江西南昌 330045）

现代猪场养殖密度大、集约化程度高，生产过程中所产生的废气和粪污给周边环境造成极大影响。由于建设初期对猪场规划设计不合理，造成后期能源消耗大、经济效益低、饲养环境差、污染严重、疾病多且防控难等一系列问题。如何因地制宜科学合理设计现代生态猪场，对保障猪场可持续生产和保持环境生态安全稳定具有重要的理论和现实意义。

1 场址选择

1.1 地形地势

现代生态猪场场址以选择地势较高但坡度小于25度的缓坡为宜，在不影响后期场内运输的条件下充分利用地势排水排污，利于保持地面干燥，减少病原微生物、蚊蝇和寄生虫等滋生。依据当地全年光照、主导风向选择一个背风向阳的位置，降低御寒防暑工作中能源消耗。在条件充裕的情况下尽量选择在无污染、透气性好、吸湿性和导热性小、质地均匀的沙壤土或壤土上建设猪场[1]。

1.2 水电保障

养殖行业中，水电问题一直是重中之重。猪场运行时刻都要消耗大量水电资源，选址时要确保有充足的水电供应，同时还需准备应急发电设备和物资，场内水井要做好水质净化和消毒工作。以万头猪场为例，日用水量需求80～150 t，电力容量需求70～120 kw。

1.3 周围环境

考虑到饲料供应和商品猪销售运输量大以及猪场的生物安全，场址选择时既要保证交通便利又要与各种传染源保持合适距离，一般要求离交通要道1 000 m以上，离居民点1 500 m以上，离其他养殖场3 000 m以上[2]。为方便无害化处理后有机肥、沼液的消纳，采用种养结合模式，周围需配套相应规模的果园、农田、林地等。

2 场区布局

场址选定后，可将猪场划分为生活区、更衣区、生产区、隔离区、粪污处理区五个部分。为保障场内员工生活质量，生活区应建在上风向地势较高处；更衣区设置于生产区入口，污衣和净衣储物柜应分别置于淋浴间两头的污区和净区，员工淋浴后再进入净区穿上工作服通过喷雾消毒通道进入生产区；生产区道路净道和污道单独建设，互不交叉[3]，生产人员和车辆按照管理要求的路线进出，道路两旁和猪舍外做好绿化，用于改善场内环境、吸收有害气体、吸附灰尘和减少噪音；隔离区设置在生产区下风向地势较低处，生产区和隔离区之间设置隔离带，隔离区要用专用道路与生产区相通，设计专用大门与场外相通[3]；粪污处理区设在生产区下风向地势低洼处，远离场区水源，周围需建立围墙和绿化隔离带，减少疫病传播。

3 栏舍设计

3.1 设计原则

不同生长阶段的猪只对温度、湿度、通风、光照等条件需求不同，为保障猪只健康生长，需针对不同猪只为其提供一个稳定适宜的小气候环境，且要有足够的建筑面积和合理的舍内结构。

3.2 猪舍布局

现代生态猪场应根据场址所在地的风向和地势，自上而下依次为公猪舍、配种舍、妊娠舍、分娩舍、保育舍、育肥舍[5]。

3.3 猪舍朝向

一个好的朝向能在御寒防暑工作中节省大量水电资源。南方地区，应根据当地夏季主导风向规划猪舍朝向，促进自然通风，减少太阳辐射；北方地区，应根据当地冬季主导风向设计朝向，减少冷风渗透，增加太阳辐射[6]。猪场建设前，需采集当地标准年气候数据，借助Weather Tool等气候分析软件确定猪舍最佳朝向，以南昌为例，该地区猪舍最佳朝向为南偏东15度，如图1所示。

图1 南昌地区猪舍最佳朝向

3.4 猪舍间距

猪舍间距关系到猪舍通风、光照条件，间距不规范还可能会存在防疫、火灾等安全隐患。间距过大浪费土地资源且给员工增加工作负担，间距过小无法给猪舍提供足够的光照和通风，不利于猪场防疫工作。两相邻舍间距应不小于猪舍的宽度或屋脊高度的3～5倍，至少应为12～15 m[7]。

3.5 猪舍的基本结构

3.5.1 猪舍地面。猪舍地面要求坚实、耐腐蚀、防滑且平整，便于清扫和消毒；有一定坡度，便于保持地面干燥；地面为全漏粪或半漏粪地板，采用尿泡粪工艺收集粪污，利用虹吸管道排污系统排污。

3.5.2 猪舍墙面。猪舍墙壁要求坚固耐用、隔热保温和防火防潮等，内墙一侧装修应平整光滑便于清洗和消毒，外墙一侧铺设石子防鼠带，防止老鼠打洞，减少疫病传播。

3.5.3 猪舍屋顶。猪舍屋顶要求坚固防水且不透风，有一定承重能力，屋顶在夏季时接收过多太阳辐射，冬季又大量散失舍内热量，因此，屋顶应设置隔热保温层。屋顶上可安装太阳能光伏发电系统，减少辐射同时为猪场提供电力保障。河北定州国香养猪场，在猪舍屋顶安装了46 569块太阳能电池组件，安装容量为10MV，猪舍屋顶太阳能年发电量达1 200万度，如图2所示。

图2 猪舍太阳能屋顶

4 设施设备

4.1 围栏设备

围栏设备可分为公猪栏、配种栏、妊娠栏、分娩栏、保育栏、生长育肥栏等，为保障猪场经济效益及猪只健康，应根据猪只需求合理使用围栏设备，各类围栏参数指标见表1。母猪群养系统：将妊娠母猪放入配有电子饲喂站的大栏中饲养，通过重量传感器和射频读卡器采集母猪体重和身份信息，实现对猪群的精确饲喂和数据管理，如图3所示；升降式产床：母猪站起时产床自动升起，躺下时自动降下，能有效降低母猪压到小猪的概率，平均每头母猪可提升0.8头哺乳猪。

图3 母猪群养系统

表1 围栏参数指标

4.2 供料设备

现代生态猪场采用自动化供料系统，该系统可将饲料定时定量精确供应到每一个料槽中，适用于大栏群养、限位栏个体饲养、母猪群养系统、哺乳母猪精确饲喂等饲养模式。通过饲料车将饲料运送到饲料塔中，PLC控制驱动电机启动赛盘料线将饲料输送到各猪舍内，再通过定量下料设备实现精准饲喂。自动化供料系统可实现同舍猪只同时供料，有效避免猪群应激反应，同时提高劳动生产效率并减少饲料损耗和污染，如图4所示。

图4 自动化供料系统

4.3 环控设备

现代猪场养殖密度大，猪舍环境稳定性差，为给猪只提供一个温度、湿度和通风良好的小气候环境，需配置相应的环境控制设备。

4.3.1 通风。猪舍通风模式可分为自然通风、全机械通风和机械与自然综合通风模式[8]。纯自然通风模式因不能精确控制舍内温湿度，已被现代猪场所淘汰。现代猪场多为封闭式猪舍，其可细分为有窗和无窗两种形式，有窗封闭式猪舍采用机械与自然综合通风模式，无窗封闭式猪舍采用全机械通风模式。目前国内集约化猪场多采用机械与自然综合通风模式，全机械通风模式与之相比前期建场投资和后期运营成本增加，但能保障猪只各阶段生长所需的最适小气候环境，所以全机械通风是现代生态猪场比较理想的选择，通风系统需与空气过滤系统配套，减少尘埃颗粒、气溶胶和病原微生物等有害物质进入。封闭式全机械通风猪舍见图5。

图5 封闭式全机械通风猪舍

4.3.2 供暖保温。全局供暖保温：现代猪场常用的全局供暖保温方式有热风供暖系统和热水供暖系统。热风供暖系统由温度感应器、风机、空气加热器和管道等组成，舍内温度低于设定值时，热风供暖系统开始工作，经加热后的空气，通过管道输送到舍内，再从管道上的小孔喷出与舍内空气混合。热水供暖系统由温度感应器、锅炉、循环水泵、管道、散热器等组成，水经过锅炉加热后，循环水泵通过管道将热水输送到舍内散热器，散热后通过管道返回锅炉，热水不断的在管道中循环流动。

局部供暖保温：产房中哺乳母猪和仔猪所需环境温度不同，单靠全局供暖无法满足这一需求，为保障仔猪的健康成长，需对仔猪进行补偿性供暖。在哺乳区专门为仔猪设置一个局部供暖保温区，保温区内设置保温箱、保温灯以及加热地板。

4.3.3 防暑降温。猪舍降温方式有湿帘降温、喷雾降温、空调降温以及湿帘冷风机与管道组合降温等。湿帘降温是猪舍一端安装湿帘及水循环系统，另一端安装风机，风机向外排风促使热空气经过湿帘达到降温效果；喷雾降温为喷雾设备使水雾落于猪只体表，蒸发吸热加快皮肤散热；空调降温效果直接高效，但耗电量大；湿帘冷风机与管道组合降温主要由控制箱、排污阀、水泵电机、风机及管道组成，水泵电机使水不断从湿帘顶部沿着波纹表面流下湿润湿帘，风机作业时，产生负压，迫使干燥热空气流经湿帘实现降温增湿，再通过管道定位送冷风，这种方式在产房防暑工作中，既能兼顾母猪需求又能保障仔猪不着凉，并且降温效果好，耗能少，是现代生态猪场防暑降温工作的理想选择之一。

5 无害化处理

猪场每天都会产生大量废弃物，处理不善极易对周边环境造成污染，影响人与猪的健康，降低生产效益。

5.1 粪污的处理

粪污和雨水采取雨污分流措施，从源头减少粪污处理量，猪舍粪污通过污水管网收集，再经过机械栅格过滤以及固液分离机分离，将粪污分为固体粪渣和污水。固体粪渣通过特定工艺堆肥发酵，制成生物高效有机肥进行销售，可用于花卉种植、果树施肥等。污水经过厌氧消化分解为沼气和沼液，沼气可用于生活区食堂煮饭、生产区猪舍供暖等，也可用于发电，保障猪场正常运营，多余电量并入国家电网增加猪场收入，沼液用于猪场周边配套设施农田、果园、林地的浇灌。

5.2 病死猪的处理

猪场生产过程中产生的病死猪和母猪胎盘等分娩物，可通过焚烧、安全填埋、高温生物降解、化尸池和无害化堆肥等方式处理。现代生态猪场建议采用无害化堆肥技术，堆肥区地面和墙壁要做好防渗漏工作，以防造成地下水资源的污染，上方要有遮雨棚，以免雨水进入[9]。堆肥时需加入猪粪、秸秆、木屑等材料制造一个微生物繁殖的有利环境，微生物分解过程中产生的高温，能够杀死大部分的病毒、细菌，猪只尸体最终被分解成有机肥料，过程中无其它污染物的产生[10]。粪污和病死猪无害化处理流程见图6。

图6 粪污和病死猪无害化处理流程

5.3 废气净化

猪场排放的废气含有大量氨气、硫化氢、灰尘和病菌等有害物质，直接排放会严重危害猪只和员工健康，污染周边环境[10]。为保障猪场可持续生产、保持生态环境安全稳定需对猪场废气进行净化处理，如北欧农场采用的空气净化系统分为缓冲洗涤、微生物过滤和工艺水监测三个过程，猪舍排出的废气经密封管道汇总，通过化学液的缓冲洗涤对废气进行吸收、除尘和加湿，再通过微生物过滤系统进行吸附和降解吸收，同时对净化过程中产生的工艺水进行监测，确保排放的空气达到生态友好型。

6 生态养殖模式

生态养殖是在养殖的基础上最大限度地利用资源，减少污染，取得最佳的生态效益和经济效益，以下几种模式可有效促进现代猪场的生态养殖。

6.1 种养结合

通过将养殖业与种植业有机结合，在猪场旁建立与养殖规模匹配的生态种植基地，实行绿色养殖和绿色种植结合的循环经济发展模式[12]。养殖产生的粪污可直接用于农田、果园和林地施肥，也可进行堆肥发酵制成生物有机肥，不仅能变废为宝更能减少化肥的使用保护环境；种植收获的粮食蔬菜可用于饲料加工，也可直接为猪只提供青饲料。泗洪德康太平种猪场，其农牧循环、种养结合模式，预计年产沼气3 600万m3，有机肥7.2万t，能显著提升农业生态和经济效益。种养结合循环模式见图7。

图7 种养结合循环模式

6.2 观光农场

现代生态猪场在做好规划设计的前提下，可实现以优质农产品与观光体验相结合的“养殖-种植-亲身体验-餐饮-特产”有机经营模式。猪场设计专门的观光通道和观景台，让游客能现场观看饲喂、配种、分娩和哺乳等猪场日常工作。划分出特定区域让游客亲身体验猪只饲喂、蔬菜种植、果实收获等农业文化活动，体验活动与餐饮、特产相配套可拉动游客消费并打响知名度吸引游客[13]。发展观光农场不仅能增加猪场收入分担猪肉价格波动带来的风险，还能起到科普的功能。

6.3 楼房式养猪

随着土地资源日益紧缺、环保要求提高以及非洲猪瘟使猪场防疫更加复杂，楼房式养猪因其用地少、污染少、易管理、效率高等特点备受关注[14]。现代生态猪场采用楼房式猪舍，充分发掘土地潜力，提高单位面积生猪产量；便于防疫制度、消毒流程实施以及粪污的高效收集；利于运用传感器、物联网、移动通信、云计算等现代科技构建猪舍，提高生产效率降低生产成本[15]。广西扬翔股份有限公司提出的铁桶楼房猪场不仅经受住非洲猪瘟的考验，而且在饲养同规模猪只情况下用地仅为传统猪场的1/10。

6.4 “公司+养殖小区”养殖模式

在强调畜禽养殖绿色发展的今天，现代生态猪场最大的问题就是没有足够的土地进行种养结合，为减小粪污集中处理压力，“公司+农户”养殖模式被大力推行，使公司出栏量大幅提升，同时解决了农户资金、技术和销路等问题，实现双赢。但非洲猪瘟在我国爆发之后，该模式暴露出生物防疫差、管理措施不到位和生猪存活率低等问题，为解决这些问题，可将养殖模式调整为“公司+养殖小区”，公司按照统一标准建设养殖小区，实现对散养的统一管理，降低管理成本，提高养殖效益。

（致谢：感谢黄路生院士对本文写作思路、案例选择的指导以及论文的修改建议。）