层叠式蛋鸭智慧笼养的应用研究及发展前景

徐桃珍，刘雪丽，罗细芽

(江西省农业技术推广中心，330000，南昌)

0 引言

中国是世界第一大水禽生产国，水禽饲养量占世界的3/4以上，品种、生产和产品加工都居世界前列，蛋鸭养殖业是我国传统优势产业，是农业产业的重要组成部分，我国鸭蛋的出口量居世界首位。规模化、标准化、自动化、产业化发展为现代化养殖提供了有力保障，同时智能化、信息化和数字化等现代化技术应用也成为养殖业发展的必然趋势。随着蛋鸭养殖从小规模养殖向产业化、集约化、规模化养殖转变和物联网技术的日臻成熟，层叠式蛋鸭智慧笼养模式逐渐得到应用和发展，其应用现代技术为蛋鸭养殖搭建科学合理的笼养环境， 为蛋鸭产业环境污染减少，蛋品质量及经济效益提高开辟了一条新的养殖途径。

1 我国蛋鸭笼养发展现状

我国从20世纪70年代开始引进蛋鸡笼养技术和设备[1]，到20世纪90年代，规模化蛋鸡笼养模式迅速推广，蛋鸡层叠笼养实现了蛋鸡的智慧养殖和信息化管理，提高了养殖效率， 成为我国蛋鸡养殖主要模式[2]。

我国蛋鸭主要以水域放养、半放平养、网床养殖、生物床养殖、网床+生物发酵床养殖等传统养殖模式为主；随着其产业化进程的发展需要，传统养殖模式因诸多局限已不能满足需要，蛋鸭笼养模式逐渐得到发展：由于蛋鸭的水禽生活习性，笼养适应差，上笼前要经过一段时间的适应性训练，所以蛋鸭笼养探索研究时间较长、应用较晚较少，主要集中在浙江、福建、 江苏、江西、湖北、广东以及东北黑龙江等地；3层阶梯式笼养2010 年在浙江田歌实业股份有限公司生产使用；2012年江西省、湖北省等地也进行了生产试验；至2013年、2014年蛋鸭笼养技术趋于成熟[3-4]；2016年湖北神丹健康食品有限公司在湖北安陆市建设使用栋养蛋鸭2 万只的层叠式笼养设备，配备自动饮水、自动喂料、自动集蛋、自动清粪、风机湿帘等[5]。随后华中农业大学在蛋鸡层叠笼养设备基础上，研究创新蛋鸭笼养设备：设计优化了层叠笼具、自动清粪、自动供料、自动集蛋等，搭建了蛋鸭层叠笼养控制系统，并在湖北神丹公司养殖基地实施[6]。随着现代蛋鸭笼养自动化技术及其装备、物联网和传感器等信息技术的应用，实现了蛋鸭笼养的决策支持和管理控制功能[7]。近年江西敬信机械设备有限公司研究开发了层叠式蛋鸭智慧笼养设备，设备用以传感器和高清摄像机为核心的物联网、移动互联网、大数据、云计算等信息技术搭建智慧养殖生产服务平台和建立产品安全溯源系统，适用于性情温顺、抗应激能力强的蛋鸭品种，如山麻鸭、绍鸭、金定鸭等，并在江西天韵种鸭场、江西鸭之星农业开发公司和江西天厚玄鸟农业科技有限公司建设使用[8-9]。

层叠式蛋鸭智慧笼养借鉴了层叠式蛋鸡的自动喂料系统、自动饮水系统、自动集蛋系统、自动清粪系统、湿帘风机自动通风降温系统[10]、智慧养殖系统，并对层叠式蛋鸭笼具从笼具材料[11]、笼网、食槽、鸭专用调节式乳头、升降式水线、挡粪板、笼门、粪带等进行了专业设计[12]。

2 层叠式蛋鸭智慧笼养主要优势

相对于传统地面圈养，层叠式蛋鸭智慧笼养主要优势有[13]：节约土地资源，提高饲养密度；提高饲养效率一倍以上；限制活动量，提高饲料转化率3%～5%；改善舍内环境和蛋鸭的生活条件，能够有效控制疾病；容易淘汰低产鸭，群体产蛋率提高；节省垫料，自动清粪，集中无害化处理，资源化利用，减少污染，保护生态环境；鲜鸭蛋洁净新鲜破损率低，利于食品安全生产；解决寒冷地区冬季蛋鸭产蛋不高的难题； 抓鸭方便，防疫所需时间短，避免惊群，减少免疫应激；智能化自动化水平高，喂料、饮水、集蛋、清粪、给药、喷淋、喷雾、光照、报警、气候环境等实时监测与远程自动化控制，提高劳动生产率和饲养经济效益，适于集约化生产的优势。

3 层叠式蛋鸭智慧笼养关键技术

层叠式蛋鸭智慧笼养主要设施包括：鸭舍、层叠式蛋鸭笼具、智慧养殖系统、风机湿帘自动通风降温系统、风窗系统、消毒系统等。其中笼具包含：自动喂料系统、自动饮水系统、自动集蛋系统、自动清粪系统、光照控制系统等。

层叠式蛋鸭笼具，热镀锌材质，四列五走道排布，鸭笼长×宽×高为46 cm×34 cm×38 cm、底网孔径为2.5 cm×9 cm；外侧栅宽4.6 cm，底网孔径为2.5 cm×2.5 cm，每笼存放2只蛋鸭，每4笼为1组；集蛋槽延伸长度为24 cm、坡度为5°，与自动检蛋传输带无缝联结；料槽呈倒直角梯形状，高度为8 cm、上口宽15 cm，下底宽9 cm、斜面长10 cm；鸭专用调节式饮水器，每个笼位1～2个，升降式水线，根据鸭只生长的速度及时调节水线高度、饮水器水量及角度，满足鸭在不同阶段的饮水需求，水线位置安装在鸭笼后部，这样鸭玩甩水甩不到料槽里；PVC 挡粪板，阻挡鸭粪落入下层底网蛋窝；旋转式笼门往里打开，开闭方便，抓鸭、免疫注射操作便捷；支撑鸭粪传送带扁钢略向下凹陷，防止因鸭粪稀薄流向地面；机尾专用防跑偏器和带角度的粪带托架，大大减轻粪带跑偏。

3.1 层叠式蛋鸭智慧笼养主要设施的总体布局及设计

以江西天韵种鸭场养殖规模2.5万只为例：鸭舍结构为密闭式[14-15]，厂房面积：100×15=1500 m2；饲养密度：17只/m2；延宽度方向间隔摆放4排5层叠式笼具。18台1.1 kW 型号为1250的风机安装在鸭舍一端，70 m2湿帘安装在另一端和两侧，气流从一端进入舍内，在整个舍宽范围内纵向流动，对鸭舍进行通风降温、换气，为鸭舍提供充足的新鲜空气和氧气；风窗则安装在鸭舍两侧边，自然通风。

3.2 层叠式蛋鸭智慧笼养的智慧养殖系统组成及工作原理

3.2.1 智慧养殖系统组成 由环境信息采集系统、远程智能化控制系统、实时远程视频智能化监控诊断系统和智能养殖管理云平台、产品安全溯源系统等组成。

3.2.2 工作原理 智慧养殖系统具备环境控制及设备控制两大功能，管理人员可预先设置各环境因素的阈值范围[16-18]，在养殖舍内外部署舍内温度传感器、舍外温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、氨气传感器、硫化氢传感器、二氧化碳传感器、负压传感器，养殖厂内各个传感器全天候24小时自动采集的实时环境数据由环境信息采集系统上传到智能养殖管理云平台，管理人员可以通过信息终端查看实时数据，云平台记录、储存、管理数据，并进行检索核实、智能分析，自动生成为表格、曲线和图形，若其中某一项环境因素参数数值超限，现场控制柜触摸屏和各信息终端会实时数据自动报警；同时采用先进的工业自动化控制技术、无线ZIGBEE和GPRS相结合的远程智能化控制系统，通过安装物联网远程控制终端及电气控制箱等与养殖舍环境传感器联动，远程智能联动控制风机、风窗、光照、 湿帘、喷淋、喷雾、除粪、报警等相关智能设备，改善养殖环境, 满足严苛的蛋鸭养殖环境条件要求和营养需要；笼养设施各系统远程智能化控制，系统之间运行无必然联系，即可单独运行也可同时运行，自动喂料系统每天定时投料，投料次数以2～3次为宜，自动集蛋系统一般每天上午进行收集一次；实时远程视频智能化监控诊断系统通过安装高清摄像机、全彩防水LED显示屏、拾音器及扩音器等设备，实现与现场的实时远程音视频，管理人员通过云平台、信息终端查看养殖厂内各个传感器采集反馈的实时环境数据和饮食状况、饮水流量、风机状态，导流板及侧风窗的当前位置以及监控摄像头的直观视频监控图像信息，实时监控各个养殖区域的安全情况，利用视频图像识别技术、红外热成像技术及语音识别技术，实现对蛋鸭行为、生理信息的智能化监控，实时远程观察自助诊断或借助网络视频远程专家诊断养殖动物是否出现生病，无需到现场，即可远程监控画面，掌握养殖厂内实际情况。智慧养殖系统提供驱动养殖舍控制系统的管理接口，支持查看、下载具有采集时间的历史数据信息记录和超限告警的信息记录，经验总结，让养殖者轻松成为十分给力的“养殖专家”。

产品安全溯源系统采用互联网+二维码+射频标签等技术，包括从饲养到销售整个环节的信息采集、存储、整合、分析，并将数据推送至上级管理部门，管理部门监管追溯蛋鸭的养殖、产品生产、加工、检测检疫、交易、运输、销售等各个环节，实现来源可监管，去向可追踪的“产地到餐桌”的绿色全过程溯源，为蛋鸭品牌质量提供技术保障[19]。

4 层叠式蛋鸭智慧笼养发展存在的问题及对策

蛋鸭养殖规模化、标准化、机械化、智能化、信息化、数字化水平低、农业人才缺乏、缺少行业统一的服务支撑平台、投入品区域价格不均衡、经济效益低等产业痛点制约了层叠式蛋鸭智慧笼养的发展。

对策：一是制定层叠式蛋鸭笼具的生产规范标准；二是加大蛋鸭智能装备的政策扶持；三是制定层叠式蛋鸭智慧笼养技术标准；四是集成一整套标准化的层叠式蛋鸭智慧笼养设备在蛋鸭主产区进行示范推广。

5 层叠式蛋鸭智慧笼养的发展前景

未来通过构建开放性的蛋鸭大数据管理服务云平台，形成蛋鸭大数据，为各级管理部门、养殖者和消费者提供各类信息支持，可查询蛋鸭产品全生命周期的各节点信息，实现蛋鸭的智慧养殖、买卖、科学信息化管理以及蛋鸭产品的追溯，确保食品质量安全。

6 小结

层叠式蛋鸭智慧笼养研究分析表明，只有提高蛋鸭养殖规模化、标准化、机械化、智能化水平，才能推广普及应用层叠式蛋鸭智慧养殖技术。通过对蛋鸭养殖的不断优化以及层叠式智慧笼养技术的普及应用，提升蛋鸭养殖业生产自动化智能化和信息化应用水平，推动产业化升级，促进产业高效健康可持续发展，具有良好的经济效益、社会效益、生态效益和广阔的发展前景。