规模化肉牛养殖场的设计方案

王军波, 杨 云, 陈康林, 何 玲

(思南县农业农村局,贵州 思南 565100)

近年来,随着乡村振兴战略的不断推进,肉牛养殖已经成为农民增收的重要渠道,而且成为很多地方政府乡村振兴战略的重要抓手[1]。为加快推进肉牛产业高质量发展,我省出台扶持肉牛产业发展的优惠政策,促进规模化肉牛养殖。养牛场的设计和建设直接关系到后续经营效益的好坏,科学化、集约化、高效化的养牛场不仅能提高养殖效益,而且对肉牛养殖业现代化发展具有重要助推作用。

1 设计原则

(1)经济实用:实用性是评价牛场设计是否合理的重要标准,科学设计既要体现使用方便,又要考虑到建设成本和后续运营成本,使成本最小化,效益最大化,实现稳定、高效、可持续发展。(2)功能齐全:现代化牛场应当具备完整的功能属性,养殖、防疫、环保、草料加工、饲料储存、综合管理功能必不可少,每项功能的实现需要根据使用需求合理化设计,使用功能与设计规模相配套适应。(3)清洁舒适:牛场设计应做到功能分区明显、布局合理、简洁美观,养殖区与管理区、安静区与噪音区、清洁区与污染区分开,圈舍内部设计便于饲养管理、粪污清理,不影响牛采食、饮水、休息、活动等,有利于保持圈舍卫生清洁、环境舒适。(4)科技增效:畜牧业发展必须向科技化、现代化转型升级,设计牛场时应优先考虑科技装备的配置应用,在铡草、青贮、拌料、投喂、饮水、清粪等环节尽量使用机械设备替代人工劳动,通过科技赋能促进养殖降本增效。(5)利于防疫防灾:牛场设计要考虑到疫病、极端天气的影响,配套消毒、防疫、无害化处理设施、排水系统,建筑物必须具备足够的强度和抗压性,能够抵御雨雪、冰雹等自然灾害。(6)坚固耐用:建筑规格、建筑材料、建设质量、机械设备等应符合国家相关标准,建筑设施、机械设备便于后期维护保养,设计使用寿命至少20年。

2 总体布局

(1)功能分区:1个现代化牛场应当设计6大重要功能区,分别是养殖区、隔离区、饲料储存区、草料加工区、粪污处理区、综合管理区。主要建筑设施包括养殖圈舍、草料加工棚、饲料储存库、青贮池、尿液沉淀池、粪便堆积池、综合管理用房。(2)功能布局:养殖场入场处应设计车辆和人员消毒通道,综合管理区应与其他功能区分开,草料加工区、饲料储存区应当远离养殖区、隔离区和粪污处理区,净道和污道分开、不交叉、不混用,不同功能区之间设置隔离带。(3)因地设计:根据选址的地形地势,贮水、供水设施应当处于地势较高方位,污水、尿液收集设施处于地势较低方位,病畜隔离、无害化处理、粪污堆积设施位于夏季主风向的下风口。见图1。

图1 养殖场总体布局

3 各功能区设计

3.1 养殖圈舍

(1)圈舍规格:根据场地实际情况确定长度,适宜宽度16.4 m,饲养数量为圈舍长度的2倍。圈舍顶部结构为钟楼式,屋脊高6.5 m,檐高3.5 m,通风口高0.8 m。(2)圈舍布局:圈舍采取双列式、无拴系饲养,内部分成若干个小的牛床单元。中间设计饲喂通道,通道两侧为食槽,食槽外侧为牛床,牛床后端设计排尿沟,排尿沟上方安装自由饮水碗。(3)圈舍结构:充分考虑高温散热和通风换气,设计成半开放式棚架结构,内部用活动栅栏分隔。主体设计成钢架棚结构,棚顶以钢管焊接三角架支撑,顶瓦用防腐蚀和保温隔热材料。圈舍两端横墙设计饲喂、清粪进出门,两侧纵墙用水泥标砖砌,纵墙上方设计电动伸缩幕帘。(4)棚架设计:圈舍纵向设计4列承重柱,相邻2根承重柱纵向间隔6 m,两外侧的柱子与外墙一条线,两内侧的柱子与食槽外沿一条线。承重柱采用dn100热镀锌钢管,横梁用dn40热镀锌钢管三角架支撑,檩子用dn40热镀锌钢管焊接,相邻2根檩子间距1.2 m。(5)通道食槽:饲喂通道宽2.8 m,表面与牛床平面大致平齐,采取自动撒料车投料。两侧食槽高于牛床0.45 m,食槽宽0.6 m、深0.25 m,槽沿厚0.1 m,槽底高于牛床0.2 m,内部呈光滑的半圆弧形。(6)牛床单元:牛床单元长6 m、宽6 m,设计饲养6头牛。牛床前高后低,斜度为3～5°,前、后分别为食槽和外墙,左、右分别为活动栅栏。食槽外沿正上方设计牛颈枷,采用dn40热镀锌钢管焊接,颈枷宽度1 m、高度1.2 m,中间加横杆固定,限制牛进入饲喂通道。牛床末端设计排尿沟,沟宽0.2 m,沟底呈一定斜度,清粪出口一端偏低。排尿沟上方安装自由饮水碗,饮水碗距离牛床0.5 m,每个牛床单元安装2个饮水碗。(7)活动栅栏:牛床单元之间以活动栅栏分隔,每个牛床单元宽6 m,正中间固定立柱转轴,转轴材料为dn80热镀锌钢管,下端插入混凝土地面0.2 m,转轴下部做防腐蚀处理。转轴前、后为2个活动栅栏,呈相反旋转,每个栅栏旋转最大角度90°。栅栏长度3 m,其中隐藏长度3 m,最大伸展长度6 m,高度1.5 m,用dn40热镀锌钢管焊接。(8)地面硬化:地面用碎石垫层0.08～0.1 m,c25混凝土硬化0.08～0.1 m,表面用水泥抹面清光。牛床单元表面做防滑处理,设计成条纹或菱形浅痕,起到防滑和引流尿液的作用。(9)外墙设计:圈舍两侧纵墙用水泥标砖砌,墙高1.6 m、厚0.18 m,防止冷风径直吹向牛身。墙上方设计电动伸缩幕帘,幕帘高2.5 m,用篷布或其他防腐耐用材料,夏季高温时拉开幕帘通风散热,温度较低时拉上幕帘防寒保暖。

3.2 草料加工棚

(1)承载功能:放置铡草机、饲料粉碎机、饲料搅拌机、自动撒料车等机械设备,以及加工青饲料、干草料、精饲料和全日粮混合搅拌。根据设计规模确定棚的大小,长、宽协调好用,设计面积为100～<300头牛300 m2,300～500头牛350 m2,500头牛以上400 m2以上。(2)结构布局:草料加工棚正面为敞开式,3面外墙、隔墙用水泥标砖砌,棚内根据使用需求分成多格,每格的宽度宜宽不宜窄,便于机械放置和操作使用。四周用钢管架支撑,棚顶设计成横向圆弧形,中间向左右两侧呈弧度降低,脊高 6.5 m,檐高4.5 m,雨水向两侧屋檐顺流而下。(3)技术要求:地面采取混凝土硬化,硬化标准与圈舍相同,表面平整光滑。外墙、隔墙高3 m、厚0.18 m,墙身内外搓砂清光。棚架、棚顶材质与圈舍保持相同,能够抵御极端雨雪天气的影响,且利于通风和棚内扬尘吹散。顶瓦边缘超出墙身1.5 m以上,防止雨水随风飘入棚内。

3.3 饲料储存库

(1)精料储存室:采取砖混结构,顶部设置遮阳避雨棚,四周墙上方预留通风口,前面设计窗口、大门,精料可堆放高度2～2.5 m,方便平时储存和取用。考虑到持续低温、凝冻天气的影响,储存能力应满足2个月的使用量。采食量最大为出栏前的饲养阶段,假设牛的平均体重达到600 kg,每天饲喂精料量按照体重的1.2%,精料的干物质含量大约88%,则精料喂量折算干物质6.34 kg/d。每头牛饲喂精料7.2 kg/d,2个月共需要储存精料432 kg,精料的密度大约720 kg/m3。则精料所需要储存的容积为0.6 m3/头。(2)干草储存库:干草料单独设计储存库棚,远离烟火、机械用电设备,并有利于保持干燥通风。库棚采取钢架结构,正面为敞开式,其余3面用水泥标砖砌墙,墙高3 m左右,钢架结构与草料加工棚标准相同。干草储存库配套精料储存室设计,例如1头体重600 kg牛,干物质采食量为体重的2.1%,即每天所需干物质量12.6 kg,干草的干物质含量大约85%,减去饲喂精料中的干物质含量,需从干草中获得干物质6.26 kg/d,折算每天的干草喂量为7.36 kg,2个月共需储存干草442 kg,打捆干草重约350 kg/m3,所需干草储存容积为1.26 m3/头。(3)青贮池:青贮池大小根据饲草收贮量确定,可采取地上式或半地下式,正面为敞开式,另外3面用标砖砌“37”墙。青贮池设计成多格,中间以隔墙分开,池的上方安装钢架棚遮雨。青贮池高2.5 m,每格内径宽2.5 m,便于青贮机械压实和机械取料。如果单面墙长度超过10 m,每隔5 m应设置1根抗压柱,抗压柱用钢筋混凝土浇筑。青贮池入口处墙角设计成斜面,池底用混凝土硬化,池内壁做防腐蚀和防渗漏处理。池底前低后高,斜度为3～5°,池外设计排液沟和集液设施。

3.4 环保设施

规模化养殖场粪污收集方式一般有干清粪工艺和水冲粪工艺[2]。考虑到规模化牛场尿液产生量较多,南方地区采用干清粪工艺是比较理想的处理方式。(1)尿液沉淀池:布局在圈舍清粪出口之外的方向,设计成相连相通的3级沉淀池,预留进污口、出污口、清理口。沉淀池设计成完全地下式,形状为长方体或正方体,内空高2～2.5 m,四周、池底、盖板用c30钢筋混凝土浇筑。容积100 m3以下的沉淀池四周墙体厚0.3 m,池底厚0.2 m,盖板厚0.1 m,墙内壁、池底抹面清光,做防雨、防腐蚀、防渗漏处理。按照农业农村部推荐参考值,肉牛液体粪污产生量为0.01 m3/d,以60 d为1个处理周期,1头牛配套设计沉淀池0.6 m3。 (2)粪便堆积池:堆积池邻近尿液沉淀池设计,采取地面堆积沤肥发酵,做成两格式,位置高于沉淀池。池底前高后低,斜度为5～10°,近池底墙壁处预埋排污管通向沉淀池,防止堆粪产生的液体流出池外。池四周用水泥标准砌成“24”墙,正面留2.5 m宽的铲车进出口。堆积池墙高1.5 m,用c25混凝土硬化0.15 m,内外壁、池底抹面清光。池顶安装钢架棚遮阳避雨,棚顶设计成“人”字形,脊高6 m左右,檐高4 m左右,便于铲车顺利进出清粪。肉牛固体粪污产生量按0.015 m3/d,南方以60 d为1个处理周期,北方以90 d为1个处理周期,每头牛设计固体粪污堆积池南方为0.9 m3,北方为1.35 m3。

3.5 管理用房

包括厨房、餐厅、宿舍、卫生间、办公室(监控室)、药品存放室。厨房面积12 m2,餐厅16 m2,每间宿舍10 m2,卫生间3 m2,办公室20 m2,药品存放室10 m2。根据牛场规模、员工人数确定大小,一般3人以下面积90 m2,4人以上每多1人增加10 m2。管理用房采取砖混结构,设置在进场后的最前方位置,建造方式与普通民房基本相同。

4 养殖机械设备

尽量使用机械设备替代人工劳动,种草、收草、运输、铡草、拌料、投料、清粪实行机械操作,要求机械设备质量可靠、性能满足使用需求。配套的主要机械设备有铡草揉丝机、饲料粉碎机、饲料搅拌机、小型装载机、自动撒料车、清粪车、粪污运输车、犁地旋耕机、牧草收割机、草料抓包机、草料运输车、电子磅秤等。

5 其他配套设施

(1)供水系统:为保障干旱或低温凝冻天气养殖用水,牛场应设计紧急情况备用水池,水池位置整体高于牛场平面。按成年牛平均每天用水量50 L左右,水池应至少保证30 d用水量,即每头牛所需蓄水池1.5 m3。水池用c30钢筋混凝土浇筑,容积100 m3以下的水池内空高2.5～3 m,四周墙体厚0.3 m,池底厚0.2 m,盖板厚0.1 m,墙内外壁、池底抹面清光。(2)电路设计:牛场应通三相电,所有电路全部采用铜芯电线,主线能够承载用电设备的功率,高功率机械设备单独走1组线,照明线横截面积2.5 mm2,圈舍内所有电线穿线管,防止漏电和牛啃食电线。(3)消毒设施:消毒池设计在牛场进口处,用c30混凝土硬化,形状呈船形,中间深,两端浅,长8 m、宽3.5 m、平均深度0.2 m,用于进场车辆消毒。消毒室设计在进场大门口,砖混结构,长4 m、宽2.5 m、高3 m,墙内壁、地面做防腐蚀处理,室内安装1台喷雾消毒机。(4)排水系统:建筑物四周顺着屋檐水流下的方向设计排水沟,排水沟建造成明沟,确保地面散水能够引流到排水沟,便于牛场地面的积水顺利排向场外。

6 应用效果

以思南县渔溪沟养殖场为例,设计饲养规模200头,按此方案设计仅需2名工人便可维持养殖场的生产运营,工资、生活等开销共8.4万元/年,机械设备运行及维护费用1.8万元/年,综合核算生产运营成本为10.2万元/年。而同等规模的思南县红胜养殖场在设计之初没有配套机械设备的使用,需要3人才能维持养殖场的生产运营,工资、生活等开销共13.3万元/年,与思南县渔溪沟养殖场相比综合核算生产运营成本要高出30.4%。