畜禽养殖环境调控与智能养殖装备技术研究

2022-11-27杨环

畜禽业 2022年2期

杨环

(喀什职业技术学院，新疆喀什 844000)

0 引言

在新时代背景下，人们的生活品质有着质的改变，对畜禽类产品的需求居高不下，畜禽业劳动力资源日益紧缺，为有效缓解以上问题，畜牧业需要向规模化、信息化以及自动化方向转型和升级。结合实践调研了解到，在系统化、规模化养殖中优化周围环境、减少投入成本、提升生产效率是畜禽养殖业在升级转型过程中亟待解决的问题。因此，有必要探究高效益、高环保养殖管理技术。在信息技术全球化发展的背景下，可以依托先进技术来辅助推进生产管理，比如云平台、物联网、大数据或是人工智能都能够推进畜牧行业的创新发展。

1 环境影响因素概述

畜禽养殖环境影响因素是多元化的，其中包括空气质量、温度、光照、湿度以及噪声等因素。而目前，养殖场环境控制系统含有信息采集、调节装备以及控制处理器，在控制系统正常运转时，传感器可以采集动物身上的体温、脉搏以及采食量等相关信息，此外，还需要采集养殖环境的温度、湿度、空气质量等信息，并将以上数据信息传递到控制处理器中，这一处理系统会依据之前设定好的参数来做出指令，从而对养殖环境进行通风、消毒提高空气质量，或是增加光照或适当降温，从而满足动物生长对环境提出的各种需求，最终实现环境调控，提高生产效率。

2 畜禽养殖环境调控

2.1 空气质量调控

畜禽养殖厂内会存有大量的动物排泄物或是饲料残渣，而这些东西在相对温暖的环境中久积会进行发酵，从而产生刺鼻气体或有害的物质，使得饲养舍内空气质量较差，给养殖的动物带来呼吸道或其他疾病。以养牛为例，在牛舍内氨气浓度处于不正常数值时，会因为数值不同导致牛患上不同的疾病，比如萎缩性鼻炎或是呕吐不止，严重时还会造成死亡。鉴于此，需要提高对空气质量调控的关注度和重视度，秉承“通风第一、保温第二”的管理理念，依托先进技术来控制有害气体、尘埃以及微生物，从而提高畜舍内环境卫生水平与空气质量，避免动物出现消化道疾病，切实提升生产效率，促进养殖业健康发展。

2.2 温度环境调控

结合实践研究可知，适宜的温度在养殖生产中有着至关重要的作用，温度过高会导致动物温度失衡而产生不良反应，比如产量下降或是导致动物死亡。以养牛为例，牛舍内温度应保持在5℃～20℃，若是高于25℃牛的采食量会显著下降，其产奶量也随之减少。而鸡舍内温度高于正常温度，也会使得鸡采食量有所下降，蛋产量降低，从而影响鸡体健康。为有效控制畜禽养殖舍内的温度，避免高温降低效益，可以采用地板局部降温、风机蒸发降温的方式来有效降低环境温度，而具体的降温方式还是要结合当地气候特征进行区别处理。以鸡舍为例，处于南部地区，可以用风机蒸发来将舍内温度控制在32℃以内；而处于北部地区的养殖场可以将鸡舍温度控制在28℃以内。结合不同地方的气候特征，在进行畜禽养殖场内温度调控时，要综合考虑各种因素，选择最佳的降温方式。

3 畜禽养殖环境智能调控系统应用优势

3.1 提升养殖效益

如今，伴随着畜禽养殖业水平的稳步提升，更具规模化和系统化，养殖场内的料肉比、产蛋量以及死淘率等指标与其他发达国家之间的差距正在逐步缩小。与此同时，也因为品种改良、管理升级使得边际效应不断减少，最终对技术设备提出了更高要求。基于此，养殖场需要引进环境智能控制技术与设备来优化养殖环境，提升畜禽产能，使其能够超过成本收益平衡点。结合估算可知，养殖量约为8 000只的养鸡场，在扣除各项成本后，通过采用智能环境控制系统能够增加16万元以上的收益。

3.2 保障产品质量

畜禽养殖环境智能调控系统的大胆引进，能够有效排除畜禽舍内有害气体，减少畜禽出现呼吸疾病、眼鼻黏膜类疾病的概率，从而有效提高动物生长质量。此外，创设温度、湿度适宜的生长环境，能够增加畜禽的采食量，避免被腹水或细菌感染疾病的发生，最终提高生产质量。通过控制周围环境，来提高畜禽抵抗力和生产力，与此同时，产品质量也得到有效保障，最终节省药物费用支出。

3.3 保障动物福利

伴随人们生活质量的不断提高，人与自然的关系也在不断变迁，在人们获取食物时，不仅会关注食物的数量、质量以及口感，还会关注食物的获取方式，从而判断其食物是否满足感官需求、精神需求。有些国家还针对这一问题建立有专门的法律法规，将动物福利视为畜禽生产的基本条件，基于此，将环境智能控制系统引进到生产环节中，能够满足动物福利要求。结合我国国情，即便没有设立动物福利法律法规，但是也可以将其纳入到产品生产中，从而为顾客提供多元化选择。

4 畜禽智能养殖装备技术

畜禽智能养殖装备与技术不仅关乎畜禽的饲养方式、还会改变畜禽养殖环境，与动物健康、产品质量有着直接的关联性，最终会间接影响养殖场的生产成本和收益。结合调研可知，一些欧盟国家已经研发并设计了畜禽智能饲养装备技术，比如将牛改为群体饲养，并结合母牛的身体特征来设计精准饲喂技术、自动分群技术以及发情识别技术，从而能够有效缓解母牛饲养过程中存在的繁殖障碍疾病，提高其产奶量。相关研究人员需要对畜禽智能养殖装备技术进行创新开发，为畜禽养殖业的升级与转型提供技术支撑。现阶段，国内畜禽养殖业正在朝着信息化和自动化的方向发展，并结合其他发达国家的养殖模式和创新方向来进行本土化创新，最终能够在精准化饲喂、自动化清粪、数字化消毒、自动化采收等方面取得一定的装备技术创新，使得畜禽养殖更具系统化和规模化。

4.1 精准化饲喂

针对畜禽处于成长阶段有着不同的生理特征，并对养分有着不同的需求，结合国内产品质量、用途、价格以及销量等因素，可以研发犊牛精准牛奶饲喂站、奶牛分群管理精准饲喂系统、行走式撒料机以及智能化奶羊饲喂机等新颖且有效的技术设备。其中犊牛自动饲喂站，需要对有信号识别的犊牛进行自动化喂养，从而增加牛群生殖量，降低牧场成本支出，最终达到提高经济收益的目标。奶牛分群管理精准饲喂系统，是依据牛的成长情况来进行科学且专业的分群、转群，能够为日常饲喂粮食的比例调整与改进提供有效依据。行走式撒料机，能够实现均匀撒料、随时调整，从而方便日常喂养，减轻工作人员劳动任务，最终节省人力资源。智能化奶羊饲喂机，能够将妊娠母羊从原来的分类栏中解放出来，从而增加母羊的自身体质和免疫能力，最终实现无人化羊圈喂养。以上各种设备与技术的创新，能够有效避免在定时定量饲喂中发生哄抢或浪费的现象，通过智能检测和料位监控，随时进行低料位补充、高料位停料的自动操作，从而节约饲料，增加收益。除此之外，用水搅拌的饲料可以避免母羊出现断奶应激反应，从而提高羊群的成活率和生产率。畜禽智能化精准饲喂装备的广泛应用，能够突破传统饲喂壁垒，实现关键技术的突破。

4.2 自动化清粪

如今，家禽饲养大多会选择多层立体式叠层饲养法，即借助自动化传送带来及时清理便粪，从而有效解决畜禽与粪便的分离问题，还能够实现粪不落地、即产即清，能够有效提高畜禽舍内空气质量。基于各种水禽所产出的粪便含水量较高，需要研发防止漏水的清粪传送带，对清粪系统进行技术升级，通过加入对辊驱动功能，增加敷胶工艺来实现联动、拆卸自动服务功能，从而不仅可以切实提升粪便传送带性能，延长传送带使用寿命，还能够大幅度提升清粪速度，最终解决含有水分的禽粪清理的难度，提高畜禽养殖场清洁度。此外，家禽清粪传送带设计过程中引进清粪末端刮粪调节装置，并保障其刮粪板是拆卸的，从而将不同层次的刮粪板衔接成联动性清粪系统，确保不同层次间的刮粪板能够紧密衔接，便于处理刮板与粪带之间的残存粪便。

4.3 自动喂药和高效消毒

畜禽养殖场一般会选择饮水的方式完成药物投喂，但是这种方式会造成药物饮入不均和药物浪费的问题，若是设置自动加药系统，则能够有效改变这种传统喂药方式。在自动加药装置的支持下，可以实现自动搅拌，将液体药物与水充分融合，将固体兽药与饲料充分混合，最终能够实现均衡喂药。此外，还可以利用电机控制搅拌来实现随时加药，调整药物流量，避免药物浪费。畜禽养殖场还需要依据要求标准来进行消毒防疫，但是很多养殖场存在消毒频繁、药性过强等问题。因此，可以尝试用酸性电解水来代替环境净化、消毒等环节中所需的化学消毒水，可以将酸性电解水应用在畜禽养殖场内部环境清洁、通道梳理、设备清洗以及管线消毒等环节中。一般而言，三星电解水是绿色且高效的杀菌消毒剂，其杀菌效果是远远高于次氯酸钠的，并且微酸性的电解水是以氯化钠和稀盐酸为原材料混合而制的，其购入成本相对较低，能够在一定程度上节约成本支出。

4.4 自动化采收

畜禽产品的自动收集是当下畜牧业步入现代化发展阶段的重要标志之一，其中借助接卸自动设备来采收产品，既可以降低劳动人员的工作强度，节约劳动成本，还能够切实提升生产效率。依托智能控制等系统构建的自动化挤奶机器、自动捡蛋、集蛋设备广泛应用在国外各个养殖场中，能够大幅度提升养殖场的生产效率和产品质量，最终获取更高收益。

5 畜禽智能养殖装备技术应用中存在的问题

5.1 设备技术建设门槛较高

畜禽养殖环境智能控制设备与系统涉及到多种学科内容，比如机电专业、计算机专业以及软件制作等专业，与之前的传统养殖业有所区别。一般来讲，除去大规模化的集团养殖工厂之外，其他小型或是个体养殖户都很难聘请专业技术人员、引进智能养殖设备技术。智能养殖装备技术的引进，需要对成本进行重新核算，并对技术人员、劳动人员进行重新分配，对机械更换维修的问题进行细致深入探究。如今，只有极少数的供应商能够为市场提供成熟产品和优质服务，很多大型企业，虽然组建有属于自己的先进设备研发部门，但是多数养殖企业，会选择初期研发的机械设备，并在其基础上进行有效改造和运行调试，存在一定的风险和门槛，无法广泛推行，也很难保障其成效。

5.2 建设技术标准无法统一

畜禽智能养殖装备技术虽然有着多年的研发历史，但是到如今并未制定统一且规范的技术标准，使得不同研发机构的技术标准存有一定的差异性，导致其系统集成程度和智能化程度参差不齐，从而限制了养殖场经济收益。为此，有必要针对不同类型畜禽，对系统布局设置、传输接口以及容错机制设置提出统一的技术要求标准。

5.3 装备技术研发仍有短板

一方面，畜禽养殖场普遍存在粉尘污染现象，对精密性部件和机械造成影响，影响它们的使用寿命。比如畜禽舍内的各种设备中的传感器，一段时间不进行清理会积满灰尘，从而降低数据检测和动物识别的灵敏度和准确度，若是在传感器外部增加一定的防尘设备，则会阻碍空气流通，最终影响数据检测结果。另一方面，还应针对不同畜禽种类来进一步完善环境因子的耦合关系和变化激励，结合不同环境因子和关键驱动因子来构建动态模型，从而优化智能控制成效。

5.4 装备科技成果转化滞后

目前，国内畜禽智能养殖装备技术的研究多是停留在科研实验层面上，并未引进智能感知技术来提高智能设备的数字化和精准化，从而使得智能养殖设备技术与不同地域环境、不同养殖机制、不同养殖规模以及不同养殖品种不匹配，最终无法充分发挥其先进技术设备的有效性，使得科研成果转化率较低、推广应用不广泛，最终影响先进养殖理念的广泛普及，甚至还会影响养殖收益。

6 畜禽智能养殖装备技术的优化建议

6.1 着力进行设备技术攻关

结合畜牧业发展进程来看，现阶段，畜禽养殖过程中普遍存在生物安全、环保安全、食品安全的问题，而以上问题的存在与畜禽养殖环境调控和智能设备技术有着紧密的联系。在畜禽环境智能调控、饲养养殖环节以及生物健康状态识别方面进行技术研发，从而有效攻克技术难关，自主研发智能化设备与技术，最终实现降低生产成本的目的，尽力追赶国外技术发展水平。

6.2 统一畜禽智能养殖标准

畜禽养殖需要制定科学且统一的标准，从而为畜牧业创新发展提供参考依据和目标方向，也是进一步推动畜牧业生产方式更新的有效动力。需要结合畜禽养殖环境智能调控提出的多重需求，构建转化生产、管理机制，从而能够自动监控畜禽生产过程中的温度湿度、空气质量以及光环境，并对动物生理变化和行为福利进行智能化检测和识别，最终保证动物健康、实现高效生产。

6.3 优化环境智能控制系统

很多企业引进环境智能调控技术，会在一定程度上带来经济收益，但是也会因为系统的不稳定而造成经济损失。因此，需要在原有环境智能控制系统上进行进一步创新优化，比如增设报警系统，用来有效避免畜禽舍内环境指标偏离标准范围；增设环境主要指标监控设备，为环境智能控制提供有效参考依据。

6.4 加快装备技术成果转化

各个养殖类企业都应贯彻落实《国务院关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》中提出的养殖思想，为实现2025年畜牧养殖机械化覆盖率高达50%而奋斗。为顺利完成这一艰难任务，有必要增加对智能养殖设备技术研发投入，还应鼓励当地高校、科研机构以及地方企业联合进行技术攻关和成果转化，为提高实际生产效率奠基。