牧場智能化管理技術的探討

高 靜，蔡中峰，劉 含，高 盼

（1.山東省菏澤市畜牧工作站，山東 菏澤 274000；2.華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院，湖北 武漢）

我國傳統奶牛養殖存在牛奶產量不高，品質參差不齊；飼養方法粗放隨意，經濟效益不高[1]；奶牛繁育技術落后、良種覆蓋率低；飼養管理不到位，難以實現精準飼養等問題，隨著規模化養殖的提升和先進技術的引進，我國奶牛養殖場標準化、規?；?、組織化水平不斷提高，現代化的產業技術和裝備得到迅速推廣[2]，能夠對奶牛的營養、健康、環境、自動化飼喂、牧場管理等全方位監控的智能化牧場管理技術應運而生。伴隨著5G時代的來臨，云計算、大數據、區塊鏈等新一代智能技術快速發展，智能技術與畜牧業的深度融合，為傳統畜牧業的快速發展提供了條件。

1 牧場智能化管理概述

牧場智能化管理是集新興的互聯網、移動互聯網、云計算和物聯網技術為一體，依托部署在牧場生產現場的各種傳感節點（養殖環境溫濕度、氨氣、二氧化碳濃度、通風量等）和無線通信網絡，通過智能傳感器在線采集養殖場環境信息，實現牧場生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為牧場生產提供精準化養殖、可視化管理、智能化決策[3]。

智能化管理全面集成奶牛場硬件產品，實現數據自動上傳，減少人為誤差，打破信息孤島，達到設備互聯、系統互通，提高數據的及時性準確性，實現牧場管理過程透明化、質量管控數字化、成本控制精細化，提升牧場生產效率、源奶質量，降低運營成本，實現效益最大化。

2 牧場智能化管理技術的實現

通過監控設備或登陸手機APP隨時隨地查看到牧場內環境，實時動態等情況。牧場配有全混合日糧（TMR）全自動飼喂系統，合理制定飼喂計劃；環境自動監控系統，精確獲取奶牛場中各個牛舍的環境參數；糞污自動清理系統，定時清理牛舍；通過計步器獲取發情、疾病監測等繁殖數據；通過牛奶計量器、身份識別計步器、乳成分分析儀等收集奶牛的產奶量、牛奶電導率、牛奶成分等數據；線上+線下銷售平臺同步開拓，構建立體化銷售系統，實現奶牛的飼養精準化和智能化。

2.1 TMR精準飼喂監控系統

根據奶牛的產奶量，科學的調控奶牛營養，通過營養軟件（CPM）精準的算出奶牛的營養需求，再通過TMR攪拌機配制出全價的TMR。傳送帶式自動飼喂系統由配料填料裝置、投料裝置、飼養管理控制系統等組成。飼喂工作可以手動控制或自動控制，控制系統可以按照每頭?；蛎拷M牛所需要的飼料量制定飼喂計劃，飼喂曲線可以幫助管理者按照每頭牛的生長周期自動調整飼喂量，從而進行輸送投料。TMR智能監控系統實現了對飼喂過程中奶牛飼料配方制作、上料和各牛舍投料過程的監控，記錄了飼喂過程中產生的關鍵數據；還可對這些數據進行統計分析和對關鍵環節進行評價和智能提示[4]。

2.2 環境自動監控系統

奶牛場環境自動監控系統，能精確獲取奶牛場中各個牛舍的環境參數，并對每個牛舍的環境實現可視化的遠程調控。該系統包括遠程控制中心、布設在奶牛場的網絡協調控制器和無線通信的網絡。牛舍內安裝有氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、氨氣濃度傳感器和硫化氫濃度傳感器、溫濕度傳感器、攝像頭、與攝像頭連接的視頻服務器、電熱板、空氣凈化器、風機、加濕器。各項數據通過無線通信網絡傳到遠程控制中心，進行環境監控調節。該系統能幫助牧場改善奶牛群養的環境質量，提高養殖效益。

2.3 糞污自動清理系統

由刮糞板和動力裝置組成。經過自動清糞機，再使用干濕分離機，可以有效的將牛糞回收二次利用作為有機肥。清糞時，動力裝置通過鏈條帶動刮糞板沿著牛床地面前行，刮糞板將地面牛糞推至集糞溝中或牛舍一邊。此清糞方式能隨時清糞，機械操作簡便，工作安全可靠，刮板高度及運行速度適中，基本沒有噪音，對牛群的行走、飼喂、休息不造成任何影響。

2.4 繁殖管理系統

計步器依靠準確可靠的腿部傳感器技術和3D加速傳感技術保證了活動量收集的準確性，保證了高發情揭發率，繁殖疾病監測。通過收集每頭牛的躺臥時間和活動量，計算每頭牛的健康指數；收集每小時的活動量，計算每頭發情牛的發情強度，并精準推算最佳配種時間，提高受胎率；還可監控群密度，掌控最佳舍內牛頭數，提高牛群躺臥時間。通過數據分析開展奶牛良種登記，挑選單產 10 t以上，三代系譜完整牛只，傳入登記系統，建立核心繁育群，培育高產奶牛，提高繁育效益。

2.5 奶廳監測系統

通過牛奶計量器、身份識別計步器、乳成分分析儀等收集奶牛的產奶量、牛奶電導率、牛奶成分等數據，準確計量牛奶產量、測出牛奶的電導率，在線測出每頭牛的乳脂率、乳蛋白、乳糖、體細胞、含血量等指標。根據牛只日產奶變化幅度，及時發現問題牛，依據牛奶電導率可以監控奶牛乳房健康狀況，及時采取措施，從而降低乳房炎發病率；利用個體牛只一段時間的日產量數據可以估算出奶牛 305 d產奶量，將 305 d產量數據運用BLUP模型進行評估，精確判斷每頭牛的遺傳素質。

2.6 可追溯系統

依托牧場物聯網產品，集中記錄每頭牛從出生到淘汰的所有信息，主要包括：牛只來源、血統、健康狀況，DHI測定、飼料及飼料原料檢測、飼喂、獸藥、檢免疫、擠奶，牛奶儲存、運輸、牛奶生產過程等數據，客觀上保證送到乳品加工場每滴牛奶的關鍵過程都有數可查，有據可依，為建立完善的原料奶可追溯體系奠定了堅實的數據基礎。

2.7 立體化銷售系統

線上+線下銷售平臺同步開拓，一是建立實體體驗館，牛奶、牛肉等產品供顧客品嘗購買；二是在各大購物平臺建設官方旗艦店，培養自己的鮮蔬品牌；三是隨著手機、微博、微信等新媒體形式的推廣，積極開拓社區團購、直播帶貨等渠道。

3 牧場智能化管理技術應用的注意事項

（1）選擇智能化牧場管理系統的奶牛場土地性質、環保、可持續力等方面較完善，近幾年內未發生重大疫情。

（2）智能化牧場管理系統存在費用高、管理人員的技術水平要求高、使用習慣等問題，各牧場量力而行，適當選擇[5]。

（3）智能化牧場管理技術與農牧循環、有機生態養殖結合起來將是大勢所趨，是農業可持續發展的必然選擇。一方面能夠解決農牧業分離帶來的污染，另一方面能夠實現資源利用的最大化。