飼喂作業(yè)是生豬養(yǎng)殖中的一項(xiàng)繁重作業(yè)，—般占總飼養(yǎng)工作量的30%～40%，因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化飼喂極其重要。現(xiàn)代生豬養(yǎng)殖飼喂的飼料主要有干飼料(含水率14.5%以下)和稀飼料(含水率70%以上)，我國以干飼料飼喂為主，歐盟等國家稀飼料飼喂占有一定的比例。干飼料飼喂機(jī)械系統(tǒng)包括貯料塔、輸料機(jī)、飼喂器(設(shè)備)。

　　3.1  貯料塔和輸料機(jī)

　　貯料塔和輸料機(jī)是現(xiàn)代豬場生豬養(yǎng)殖必要的飼料貯存與供料設(shè)備，主要用于豬舍中飼料的穩(wěn)定、自動供應(yīng)，近些年主要在制造材料、結(jié)構(gòu)技術(shù)方面有所進(jìn)步，原創(chuàng)性研究進(jìn)展很少。

　　貯料塔用來貯存飼料，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化飼喂，它常設(shè)置在豬舍外的側(cè)端部。貯料塔多為鍍鋅鋼板或玻璃鋼材料制造，塔身斷面多呈圓形，貯料塔通常能裝載2～8t飼料，圖10和圖11為貯料塔及其配套的輸料機(jī)。

圖10  貯料塔與索盤式輸料機(jī)

　　輸料機(jī)用來將飼料從貯料塔運(yùn)入豬舍并輸送到飼喂器(或飼槽)。按照輸送飼料的工作部件分，主要有彈簧螺旋式和索盤式輸料機(jī)，其中彈簧螺旋式輸料機(jī)通常沿單線輸送飼料到飼喂器，索盤式輸料機(jī)可沿封閉環(huán)線輸送飼料到飼喂器。彈簧螺旋式的螺旋彈簧(直徑43～78mm，圖12a)或索盤式輸料機(jī)的索盤(直徑35～50mm、間距50～100mm，圖12b)安裝在輸料管內(nèi)，輸料管上有相隔一定間距的開口(對應(yīng)飼喂器)，當(dāng)螺旋轉(zhuǎn)動或索盤運(yùn)動時，將飼料向前推送，通過輸料管上開口經(jīng)落料管落入飼喂器，當(dāng)飼喂器裝滿后飼料被繼續(xù)往前推送并通過第2個開口經(jīng)落料管落入下1個飼喂器，直至裝滿所有飼喂器為止。彈簧螺旋式和索盤式輸料機(jī)在豬場都有應(yīng)用，當(dāng)飼料輸送距離較長時(如在豬場中用于各豬舍貯料塔的輸料) ，通常應(yīng)用索盤式輸料機(jī)。

　　3.2  飼喂器與飲水器

　　飼喂器是生豬養(yǎng)殖喂料作業(yè)的終端設(shè)備，近些年，在飼喂器制造材料、結(jié)構(gòu)技術(shù)及其飼喂性能的研究方面取得了較大進(jìn)展。飲水器是供生豬飲水的終端設(shè)備，近些年主要在制造材料、結(jié)構(gòu)技術(shù)方面取得了一定進(jìn)步。

　　飼喂器是用于采食飼料的設(shè)備，通常由料斗和飼槽組成，要求其形狀合理、結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用，以便于豬只的采食和防止飼料損失。應(yīng)用的飼喂器主要有長方形飼喂器、圓形飼喂器，以及干濕兼用飼喂器，目前干濕兼用飼喂器應(yīng)用增加。

　　長方形飼喂器(圖13a)用于干飼料的飼喂作業(yè)，通常由長方形料斗和飼槽組成，沿飼槽長度方向放置間隔環(huán)(板或桿)以分成若干飼位(間距:仔豬約200mm、育肥豬約270～300mm)，常用鍍鋅鋼板或冷軋鋼板制造，也可以做成雙面兼用，進(jìn)而在兩欄中間放一個雙面飼喂器，可用于保育豬、育肥豬等的養(yǎng)殖。圓形飼喂器(圖13b)也用于干飼料的飼喂作業(yè)，通常由圓形料斗和飼槽組成，料斗常用鍍鋅鋼板、飼槽常用鑄鐵制造，沿飼槽圓周方向放置間隔環(huán)(桿)以分成若干飼位，可用于仔豬(補(bǔ)料)、保育豬、育肥豬等的養(yǎng)殖。長方形飼喂器和圓形飼喂器通常都能進(jìn)行下料量的人工調(diào)整。

圖13  長方形和圓形飼喂器

　　干濕兼用飼喂器(圖14)通常由料斗(通常可承裝50kg以上飼料)、撥料裝置、飼槽、飲水器等組成，生豬采食飼料時拱動撥料裝置，(少量)飼料就會從料斗排放到飼槽中，飼槽兩側(cè)都設(shè)有飲水器，可方便生豬采食濕拌料，從而減少飼料浪費(fèi)、提高飼料利用率、減少呼吸道疾病，常用于保育豬、育肥豬等的養(yǎng)殖。

圖14  干濕兼用飼喂器

　　近些年，為更好地飼喂保育豬，國內(nèi)外研發(fā)了保育豬智能飼喂器(圖15)，它由料斗(通常可承裝40 kg飼料)、供料裝置(電機(jī)驅(qū)動撥料部件供料)、供水裝置(電磁閥控制供水)、飼槽、智能控制器等組成，可按預(yù)先設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)料水按比例添加、定時供料(供水)、自由采食(料水同時)控制，并設(shè)有傳感器檢測飼槽的填充高度，為保育豬自動提供濕拌料，供約40頭保育豬采食。

圖15  保育豬智能飼喂器

　　20世紀(jì)80年代，母豬群養(yǎng)結(jié)合母豬電子飼喂設(shè)備養(yǎng)殖模式首先在國外開始研究。隨著對福利化養(yǎng)殖的關(guān)注以及歐盟有關(guān)規(guī)定(2013年1月開始執(zhí)行妊娠母豬必須群養(yǎng))的實(shí)施，加之母豬群養(yǎng)加精確飼喂理念得到應(yīng)用，2000年以來對群養(yǎng)母豬電子飼喂設(shè)備的研究取得了較大的進(jìn)展，在國內(nèi)外得到逐步推廣使用。母豬電子飼喂站主要由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、發(fā)情鑒定系統(tǒng)、飼喂系統(tǒng)、分欄系統(tǒng)等組成，以計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)作為控制中心，飼喂器作為控制終端，由感應(yīng)傳感器為計(jì)算機(jī)提供數(shù)據(jù)，再由計(jì)算機(jī)根據(jù)母豬飼喂的科學(xué)數(shù)據(jù)確定飼喂器的供料量，從而對母豬進(jìn)行精確飼喂管理。母豬電子飼喂站通常由貯料塔和輸料機(jī)自動供料，供約30頭母豬采食。

　　近些年，國外學(xué)者在母豬電子飼喂站研究的基礎(chǔ)上，又開展了具有呼叫功能的母豬電子飼喂站研究，它在原電子飼喂站上增加了呼叫模塊、揚(yáng)聲器等軟硬件，通過特定的呼叫(三音節(jié)的“名字”)來引導(dǎo)對應(yīng)的母豬到飼喂站采食，這能避免母豬在電子飼喂站前排隊(duì)等待時的打斗和傷害。隨著基于圖像分析的生豬行為與體重監(jiān)測技術(shù)、基于聲音分析的生豬疫病監(jiān)測技術(shù)等精準(zhǔn)畜牧業(yè)的研究進(jìn)展，將進(jìn)一步促進(jìn)母豬電子飼喂系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步。

　　同時，國內(nèi)外研制的哺乳母豬智能飼喂器也得到了較多應(yīng)用，其主要由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、供料裝置、控制器和飼槽等組成，能依據(jù)哺乳母豬的需要及預(yù)設(shè)程序進(jìn)行少吃多餐式的智能化飼喂。此外，育肥豬智能稱量分欄飼喂系統(tǒng)及其智能飼喂器也得到了更多應(yīng)用。

　　目前豬場主要應(yīng)用的飲水器有乳頭式、鴨嘴式、碗式或杯式(圖16)，為節(jié)約用水，碗式或杯式飲水器應(yīng)用增多，乳頭式飲水器由于水的浪費(fèi)較多而逐漸減少。隨著精準(zhǔn)畜牧業(yè)的發(fā)展，對生豬飲水行為的研究也已取得進(jìn)展。

圖16  鴨嘴式和碗式飲水器

　　豬場糞污主要是豬糞和污水，傳統(tǒng)上豬場糞污以還田利用為主，由于豬糞有機(jī)肥需要施用6～8倍才能達(dá)到化肥效果，加之施用有機(jī)肥可能產(chǎn)生的重金屬元素以及抗生素累積等，使其還田利用面臨較多的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)限制，加大了糞污處理的難度。

　　歐美國家(如德國、法國)已制定了單位面積農(nóng)田允許養(yǎng)殖生豬的限額，以及施用豬糞肥料的N/P含量等要求，同時國外學(xué)者也對N/P消解技術(shù)、抗生素等的殘留、氨氣的污染、豬場糞污處理方式、沼氣工程的空間分布等進(jìn)行了研究，促進(jìn)豬場糞污以還田利用為主的資源化利用，并防止產(chǎn)生土壤污染。

　　目前，中國也已制定了豬場糞污處理的相關(guān)政策，增強(qiáng)了糞污資源化利用的支持力度并加強(qiáng)了跟蹤監(jiān)測，國內(nèi)學(xué)者也對糞污資源化利用、抗生素殘留對土壤的作用等進(jìn)行了研究。

　　豬場糞污處理涉及清糞工藝及其處理技術(shù)，包括干清糞、水(尿)泡糞(水泡糞或尿泡糞)工藝，以及糞水固液分離、堆肥發(fā)酵、發(fā)酵床、沼氣發(fā)酵(發(fā)電) 技術(shù)等。清糞工藝與后續(xù)糞污處理工藝需要匹配，糞污處理工藝及技術(shù)選擇不合理，則糞污處理的難度及成本會大大增加。

　　目前，中國豬場的清糞方式以干清糞和水(尿)泡糞為主，歐美國家豬場應(yīng)用水(尿)泡糞較多。

　　4.1.1  干清糞工藝

　　干清糞工藝是通過機(jī)械或人工及時地清除豬舍內(nèi)的糞便，尿液、沖洗水則從排污管道自動排出的清糞方式。其優(yōu)點(diǎn)是能保持豬舍內(nèi)的衛(wèi)生、減少糞污清理用水、糞尿及時分離進(jìn)而降低糞污處理成本、提高有機(jī)肥肥效。人工干清糞工藝在中國的大部分中小型豬場得到較廣泛采用，缺點(diǎn)是勞動量大、生產(chǎn)率低。機(jī)械干清糞采用專用的機(jī)械設(shè)備(圖17)，如往復(fù)式刮板清糞機(jī)等機(jī)械，一般為漏縫地板下設(shè)清糞溝，清糞溝深度約1.2m，以往復(fù)式刮板清理干糞尿液由清糞溝下的集尿溝收集，優(yōu)點(diǎn)是可減輕勞動強(qiáng)度、節(jié)約勞動力、提高工效，缺點(diǎn)是一次性投資較大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高。

圖17  刮板干清糞工藝

　　4.1.2  水(尿)泡糞工藝

　　水(尿)泡糞工藝是在豬舍下部設(shè)糞池，豬舍內(nèi)地面采用漏縫地板，漏縫地板下的糞池中注入一定量的水，糞便、尿液、沖洗水等都排放到糞池中，儲存一定時間或待糞池裝滿后，打開排污閥塞，將糞池中的糞水排出，糞水流入糞便主干溝，通過糞污水泵抽吸到地面貯糞池或進(jìn)入地下貯糞池(通?？少A存半年時間的糞污水)，見圖18。保育舍和分娩舍的淺糞池深度約1.2m，注水深度0.2～0.7 m； 配種與妊娠舍和育肥舍深糞池深度約2.5m，注水深 度約0.2～1.0m，若采用全漏縫地板水(尿)泡糞，可一年清糞一次。優(yōu)點(diǎn)是減少糞污清理過程中的勞動力投入，工藝簡單、效率高。缺點(diǎn)是用水多，豬舍內(nèi)空氣質(zhì)量受影響，排出的糞污水難以處理。

圖18  水(尿)泡糞工藝

　　4.2  糞污處理

　　目前，糞污處理方式主要有：糞污全量還田利用，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合就地利用；固體糞便堆肥與污水沼肥化利用，利用固體糞便經(jīng)堆漚發(fā)酵后還田，污水經(jīng)厭氧處理后還田；異位發(fā)酵床模式，利用微生物菌發(fā)酵床處理糞污，糞污加入輔料經(jīng)發(fā)酵后還田；能源轉(zhuǎn)化利用模式，利用糞污進(jìn)行沼氣生產(chǎn)，用作生物能源或發(fā)電。其中，糞污處理的最佳方式始終是還田利用。

　　4.2.1  糞污全量還田利用

　　糞污全量還田利用是將豬場產(chǎn)生的糞污集中收集，全部進(jìn)入氧化池(塘)貯存與氧化處理，經(jīng)無害化處理后在施肥季節(jié)進(jìn)行還田利用。這種模式有利于種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)有機(jī)結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)豬場糞污“資源化、生態(tài)化”利用的最經(jīng)濟(jì)、最佳的模式。采用水泡糞方式時，糞污全量進(jìn)入氧化池(塘) 處理，通常經(jīng)有氧發(fā)酵(約1.5個月)、厭氧發(fā)酵(約2個月)后還田應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，要求有配套糞污施用的農(nóng)田，見圖19。

圖19  糞污發(fā)酵處理后還田

　　優(yōu)點(diǎn)是糞污收集、貯存、處理設(shè)施建設(shè)成本低，處理費(fèi)用較低，糞污資源化利用率高。缺點(diǎn)是糞污貯存周期較長，占地面積大，需要建設(shè)氧化池(塘)貯存設(shè)施，施肥期較集中，需配套足量的農(nóng)田以及專業(yè)化的施肥機(jī)械、農(nóng)田施肥管網(wǎng)等，糞污只能在一定范圍內(nèi)施用。

　　4.2.2  固體糞便堆肥與污水沼肥化利用

　　采用干清糞方式時，糞便、尿液已及時分離，固體糞便經(jīng)堆肥發(fā)酵方式處理，污水經(jīng)厭氧發(fā)酵或氧化池(塘)等發(fā)酵處理，最后將固體糞肥、液體糞肥進(jìn)行還田利用。采用水泡糞方式時，糞污進(jìn)入貯糞池，經(jīng)固液分離，再進(jìn)行固體糞便堆肥發(fā)酵處理、液體糞水厭氧發(fā)酵或氧化池(塘)發(fā)酵處理，最后將固體糞肥(圖20)、液體糞肥進(jìn)行還田利用。

圖20  固體糞肥發(fā)酵后還田

　　4.2.3  異位發(fā)酵床

　　異位發(fā)酵床通常由發(fā)酵池、噴淋池、防雨棚(發(fā)酵房)等組成，應(yīng)用的主要設(shè)備有糞污攪拌機(jī)、切割泵、自動噴淋機(jī)、翻堆機(jī)等。異位發(fā)酵床工藝為：將豬舍內(nèi)產(chǎn)生的糞污(糞便和尿液)送入集糞池，并由糞污攪拌機(jī)攪拌控制沉淀，然后通過糞污切割泵進(jìn)行打漿并抽送至噴淋池，將谷殼、鋸末、木屑、秸稈粉等作基質(zhì)原料，加入微生物菌劑，充分混合攪拌，鋪在發(fā)酵池內(nèi)，然后將噴淋池內(nèi)的糞污通過自動噴淋機(jī)噴灑到發(fā)酵床上，利用機(jī)械翻堆，使墊料和糞污攪拌混合，多次導(dǎo)入糞污循環(huán)進(jìn)行發(fā)酵，分解糞尿，消除產(chǎn)生的臭味，最終發(fā)酵后轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)糞污的資源化利用。發(fā)酵床通常為長方形，床長50～70m，發(fā)酵床上方安裝防雨頂棚或建在發(fā)酵房內(nèi)。根據(jù)豬場規(guī)模大小決定異位發(fā)酵床建設(shè)面積(每頭豬約需0.2～0.3m2床體面積)。異位發(fā)酵床成功運(yùn)行的關(guān)鍵是源頭節(jié)水。

　　其優(yōu)點(diǎn)是飼養(yǎng)過程不產(chǎn)生污水，處理成本低。其缺點(diǎn)是墊料成本高，糞便和尿液混合含水率高，發(fā)酵分解時間長，寒冷地區(qū)使用受限。

　　4.2.4  糞污專業(yè)化集中處理或能源利用

　　依托專業(yè)糞污處理企業(yè)，收集周邊豬場糞污并集中處理，可以是固體糞便處理、養(yǎng)殖污水集中處理后達(dá)標(biāo)排放或糞便與污水集中處理，適用于生豬養(yǎng)殖密集區(qū)。其中，污水集中處理后達(dá)標(biāo)排放需組合厭氧發(fā)酵與好氧處理等工藝進(jìn)行污水的深度處理，達(dá)到GB 18596—2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》后直接排放，固體糞便進(jìn)行發(fā)酵處理生產(chǎn)有機(jī)肥或直接還田利用。主要缺點(diǎn)是污水處理成本高。也可依托專業(yè)生產(chǎn)可再生能源的企業(yè)，投資建設(shè)大型沼氣工程，糞污輸入專門的沼氣發(fā)酵罐進(jìn)高濃度厭氧發(fā)酵，沼氣發(fā)電上網(wǎng)或提純生物天然氣(具備發(fā)電上網(wǎng)或生物天然氣進(jìn)入管網(wǎng)條件)，沼渣生產(chǎn)有機(jī)肥還田利用，沼液還田利用，這是目前許多大型豬場處理糞污的方法，見圖21。

圖21  糞污能源化利用工藝

　　優(yōu)點(diǎn)是對豬場的糞污集中處理，專業(yè)化運(yùn)行，能源化利用效率高。缺點(diǎn)是一次性投資高，能源利用難度大，沼液處理成本較高，需配套后續(xù)處理利用工藝。

　　總之，豬場糞污處理的原則是：減量化，即控制糞污量，應(yīng)做到雨水和污水分流、糞便與污水分流、源頭節(jié)水；無害化，固體糞肥進(jìn)行堆肥發(fā)酵、污水通過微生物發(fā)酵；資源化，即種養(yǎng)結(jié)合，糞污還田利用；豬場規(guī)模適度化，控制超大型豬場的建設(shè)，大型養(yǎng)殖企業(yè)可實(shí)行多點(diǎn)分布式養(yǎng)殖模式。

　　我國從20世紀(jì)80年代初開始建設(shè)引進(jìn)先進(jìn)生豬養(yǎng)殖成套設(shè)備的規(guī)模化豬場，迄今已形成了較完整的生豬養(yǎng)殖設(shè)施工程配套體系。

　　(1)在豬舍方面，我國豬舍建筑結(jié)構(gòu)已形成磚混結(jié)構(gòu)、輕型復(fù)合鋼結(jié)構(gòu)(彩鋼夾芯板) 、磚加保溫板復(fù)合結(jié)構(gòu)等幾種型式，可以滿足我國豬場豬舍的建設(shè)要求。但在豬舍建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，還存在豬舍建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范不適用)、地下設(shè)施(清糞、通風(fēng)、保暖) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺少規(guī)范，豬舍規(guī)格型式(包括大跨度豬舍)欠優(yōu)化設(shè)計(jì)等問題，需要制定豬舍建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范以及設(shè)施建設(shè)規(guī)范，開展豬舍熱量傳遞的理論研究，建立分別適用我國南方、北方的豬舍優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

　　(2)在豬欄方面，我國已設(shè)計(jì)了適于各類生豬養(yǎng)殖需要的豬欄，主要以鋼結(jié)構(gòu)(鍍鋅鋼管)豬欄為主，但從健康/福利化養(yǎng)殖角度設(shè)計(jì)并應(yīng)用的豬欄還較少。歐盟已禁止母豬配種28d后使用限位豬欄，并已研究了母豬群養(yǎng)豬欄、自由進(jìn)出豬欄、分群組配置的分娩豬欄、可調(diào)整的分娩豬欄、可升降的分娩豬欄以及自由式分娩豬欄等。鑒于國內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展，我國需要多學(xué)科協(xié)作深入研究母豬健康養(yǎng)殖模式，進(jìn)而研發(fā)先進(jìn)、適用的各類豬欄，以促進(jìn)我國生豬養(yǎng)殖水平的提高。

　　(3)在通風(fēng)方面，我國已提出了縱向、橫向、垂直等幾種通風(fēng)模式，并已具有性能優(yōu)良的通風(fēng)設(shè)備制造技術(shù)。但在大跨度豬舍、聯(lián)排豬舍等通風(fēng)方面缺少深入、系統(tǒng)的理論體系研究，尤其是北方冬季需考慮保溫要求時，缺少保溫與通風(fēng)之間相互作用關(guān)系的理論模型支持。同時，缺乏基于生豬體溫度(以及空氣質(zhì)量)的通風(fēng)基礎(chǔ)研究。

　　(4)在飼喂方面，我國已研發(fā)了用于生豬養(yǎng)殖的各類飼喂機(jī)械(飼喂器)和飲水器，從功能角度可以滿足規(guī)模化豬場需求。目前，我國輸料機(jī)械(如索盤式輸料機(jī))的工作可靠性、殘留飼料自清理性能還有待提高，在液態(tài)飼料飼喂設(shè)備、智能飼喂設(shè)備研究方面還處于發(fā)展階段，需要開展飼喂系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究，如針對母豬基于綜合技術(shù)的多功能電子飼喂系統(tǒng)研究、針對哺乳母豬的液態(tài)飼料智能飼喂系統(tǒng)、針對育肥豬智能稱量分欄飼喂系統(tǒng)等，這需要綜合音像(聲音和圖像分析)技術(shù)、養(yǎng)殖技術(shù)、工程技術(shù)、信息技術(shù)等。

　　(5)在糞污處理方面，我國已提出了糞污處理的多種方式，在控制環(huán)境污染方面取得了較大進(jìn)展。但在糞便清除、糞水分離(包括滲漏飲用水分離)、糞污還田利用技術(shù)(涉及重金屬、抗生素等達(dá)標(biāo))與設(shè)施配套、糞污沼氣化高效利用技術(shù)與設(shè)施配套、臭氣處理技術(shù)與設(shè)施等方面，還需要多學(xué)科協(xié)作開展深入、系統(tǒng)研究，在源頭控水的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)糞污資源化利用。
 

　　《完》