黃土高原地區綠色環保型育肥豬場設計思路探討

柴薇薇，王 浩，馮玉蘭

（西北民族大學生命科學與工程學院，甘肅 蘭州730030）

黃土高原作為典型的農牧交錯帶，主要以種植業為主，畜牧業為輔的農業經濟模式發展。西北部半干旱區以牛羊等食草動物放養為主，養豬為輔；中南部較溫暖濕潤區以養豬為主，養牛為輔[1]。目前，該地區已經進入規模化養殖階段，但許多育肥豬場的設計與建設理念還停留在散養階段。豬舍的設計及建設不科學，育肥豬舍弊端逐步凸顯[2]。此外，動物糞肥隨意堆積，對土壤及水質造成污染[3-6]；溫室氣體的大量排放，導致糞肥中的有機質被浪費[7]。因此，環保型豬場的建設是該區未來生豬生產的發展方向。

1 豬場設計思路

1.1 建場所在地概況

甘肅省慶陽市，也稱隴東，屬黃河中下游黃土高原溝壑區，為北方農牧交錯帶[8]。慶陽市西峰區位于隴東黃土高原董志塬腹地，平均海拔1 421 m，溫帶大陸性半干旱氣候，年日照總時2 400～2 600 h，年降水量400～600 mm，年平均氣溫10℃，年無霜期160～180 d。

1.2 豬場的選址及布局

豬場選址應對土地的性質、使用權主體、土壤質量和成本進行綜合評估。豬場盡可能選擇地勢較高、排水良好、空氣流暢、非污染區域，避開城鎮和村民居住區的水源地，地面應相對平坦，背風向陽，不宜建在低凹、風口處，嚴禁大型溝壑穿過場區，避開盆地、雨、污匯集地帶。選址應在各級政府規劃的禁養區以外，禁止在風景旅游區、自然保護區、古建筑保護區、墓地、水源保護區、城鎮建成區及規劃區和工業等公害污染嚴重環境區建場。

場址應符合當地城鎮發展建設規劃、土地利用規劃以及相關法律法規要求；應避開基本農田，盡量選用不宜耕作土地，并為擴大生產預留空間，還應滿足防疫要求。結合未來的運營成本，還需要考慮與屠宰廠和飼料廠的距離。豬場場址應選擇在居民區常年主導風向的下風向或側風向，避免氣味、廢水及糞肥堆置而影響居民區生活環境[8]。

1.3 豬場的建設工藝模式

國內規模化豬場建設主要采用的工藝有4種：美式、歐式、韓式、中式[9-10]，每種工藝對應不同的養殖規模，豬場建設工藝見表1。

表1 豬場建設工藝Tab.1 Construction process of pig farm

1.4 欄位設計

生豬飼養密度應控制在適宜的范圍[11]，欄位設計時可參考我國《標準化規模養豬場建設規范》（NY/T 1568—2007），見表2。

表2 標準化規模養豬場建設規范Tab.2 Specifications for the construction of standardized scale pig farms

1.5 供暖設計

隴東地處北方高寒地區，冬季豬舍的取暖至關重要。目前，豬場設計時應對標準化豬場建設中采用的豬舍供暖能源和供暖方式[12]進行對比分析（見表3、表4），選取適合當地實際情況、養殖規模、經濟適用、操作易行的供暖方式。

表3 豬舍不同供暖能源對比Tab.3 Comparison of different heating energy in pig houses

表4 豬舍不同供暖方式對比Tab.4 Comparison of different heating methods in pig houses

1.6 通風設計

目前，豬場常用通風設計類型為全機械通風、半機械通風和自然通風[13]，見表5。

1.7 飼喂飲水設計

豬場常用的飼喂設備和飲水設備[14]設計標準見表6、表7。

表5 豬場通風類型設計標準Tab.5 Design standards for ventilation types of pig farms

表6 豬場飼喂設備設計標準Tab.6 Design standards of feeding equipment for pig farms

表7 豬場飲水設備設計標準Tab.7 Design standards for drinking water equipment in pig farms

1.8 糞污收集及處理設計

豬場糞污收集及處理的主要設計方法[15]見表8。

2 豬場應用實例

2.1 養殖場所在地概況

豬場選址于慶陽市西峰區董志塬邊的一個獨立塬面，地形平坦、三面環溝，形成天然的防疫屏障，周邊規劃種植用地。整個豬場建設規劃長154 m、寬88 m、占地面積13 552 m2。

2.2 豬場規模和布局

根據土地面積及養殖戶需求，對育肥豬舍進行平面布局見圖1。單棟飼養規模500頭，豬舍尺寸長42 m、寬15 m、占地面積630 m2。整個豬場含4個豬舍、2個料塔，每個料塔分別供給相鄰的2個豬舍；車輛進出豬舍時需先經過清洗消毒房，再進入生產區內凈道進行填充飼料、生豬裝卸等工作。水泵、配電、庫房、蓄水池設置在生活辦公區，供水來自周邊村莊，設置蓄水池，蓄滿水可供豬場正常生產1周。豬場周邊以圍墻與外界隔開，生產區設置圍欄與生活區及其他設施隔開。

養殖場人員進出生產區時，需經人員物品洗消房，再經與生活用房相連接的保溫通道進入場區。污道需設置在圍墻外側通往厭氧發酵池、堆糞場和病死豬填埋井。厭氧發酵池、堆糞場和病死豬填埋井位于整個豬場下風向。

表8 豬場糞污收集處理設計方法Tab.8 Design method of manure collection level treatment in pig farm

圖1 豬場設計平面圖Fig.1 Planar graph of the pig farm

2.3 舍內設計

豬舍內部雙列式排布10個欄位，其中6個大欄，4個小欄。大欄尺寸10 m×6.5 m；小欄尺寸4 m×6.5 m。中央通道寬1 m。大欄計劃存欄量65頭，小欄計劃存欄量27頭。飼喂設備選擇料塔+自動料線+長方形料槽，飲水設備采用高度可調的乳頭式飲水碗。

豬舍采用半機械負壓通風，冬季采用橫向通風，夏季采用縱向通風。電地暖結合保溫蓋板供暖，在豬舍地面鋪設電地暖，上方懸掛保溫蓋板。糞污收集及處理設計采用半漏糞板模式，刮糞板干清糞工藝，糞污通過漏縫地板漏入下方糞溝內，再由刮糞板進行收集清理。

3 討論

3.1 豬場的選址

豬場選址應綜合考慮地理位置、土質、水、電及占地面積等問題，總體布局要遵循利于生產、防疫、運輸、生活管理等原則[16-17]。本案例的選址具有以下優勢：根據對育肥場防疫的要求[18-19]，該選址區域地理位置較為封閉，三面環溝可以形成天然的防疫屏障，近距離無村莊、養殖場、垃圾場，且距省級以上交通較遠，避免外來疫病的傳入；豬場四周開闊，采光良好；與周圍居住區相隔1 000 m以上，產生的噪聲、廢棄物以及氣味對居民影響較小；地勢平坦，適合在廠址周邊規劃種植用地，采取種養結合的養殖方式，種植經濟作物，既可合理利用糞污資源，也可為育肥豬提供一定的飼料資源。

3.2 半漏糞工藝的優勢

采用半漏糞設計，在漏糞區域安裝焊接漏糞地板的支架，鋪設塑鋼漏糞地板建成漏糞區域[20]。該設計具有以下優勢：建設成本較低、可行性較高；干糞直接堆肥發酵后可以還田或加工有機肥，尿液厭氧發酵后可綠化灌溉或還田。結合在豬舍周圍規劃的種植用地，可通過種養結合的模式最大化利用糞污資源；采用半漏糞工藝，易于操作、簡單易行、可提高工作效率。

3.3 料槽、飲水器的選擇

本設計中豬舍采用長方形料槽，可滿足10頭豬同時采食。作為育肥豬場，育肥前期豬自由采食，使其充分生長發育，育肥后期限制飼喂[21]。

設計中采用高低可調的乳頭式飲水碗，相較于鴨嘴式飲水嘴，可減少水資源浪費。利用乳頭式飲水，水質不易污染、減少疾病的傳播[22]。鑒于飲水設備的高度可調性，可適用于不同育肥時期的個體。

3.4 電地暖及保溫蓋板優勢

隴東地區冬季平均氣溫在-5～-12℃，豬舍的保暖尤為重要。在育肥豬舍中采用電熱管進行電熱地暖對西北寒冷地區較為適合[23]，且成本較低、建設簡單。需注意的是采用的電熱管必須絕緣，彎頭處折彎弧度不能過大，防止造成電熱管內部電熱絲折斷[20]。針對電熱地暖升溫較慢的問題，在上端增加保溫蓋板可以減少熱量損失，維持電地暖區域內較穩定的溫度，不僅滿足仔豬生長的舒適溫度，還可減少因大面積供暖帶來的能源消耗，達到節能的目的。

3.5 冬夏兩季采用不同通風模式

夏季采用縱向通風，通風面覆蓋整個豬舍，可達到豬舍內部氣體整體交換的效果。進風時通過水簾進行降溫，有利于降低豬舍內部溫度，減少因為氣溫升高對生豬產生的不良影響，避免生豬產生應激反應，降低生長性能。同時，隴東地區夏季空氣較為干燥，通過水簾既降溫可增加舍內空氣濕度，減少粉塵。豬舍內空氣細菌氣溶膠分布規律的研究，也證實濕簾-風機降溫系統在夏季能夠明顯降低舍內溫度和有害氣體濃度，進而改善舍內環境，是較為理想的通風方式[24]。

隴東地區冬季盛行西北風，冬季通風時采用尺寸較小，數量較小的風機進行橫向通風，可以避免寒風直接進入豬舍，且風速較小，既起到更換舍內氣體的作用，也能保持舍內恒溫。

綜上所述，夏季高溫采用水平縱向通風，其他季節采用橫向通風，或由自動控制系統根據溫度、有害氣體濃度等指標自動開啟相應風機和通風口，可以實現規模化豬場的全自動通風。

3.6 種養結合的模式

隨著畜牧業高度集約化、規模化發展，豬場的環保問題日益突出。畜牧業發達國家已將農田作為畜禽糞便的負載場所[25]。慶陽市素有“隴東糧倉”之稱，作為傳統的農業種植區，采用干清糞工藝-堆肥發酵，形成有機肥-還田的環境友好型處理方式，合理利用糞污，可以降低用水量、減少污水產生量、減少化肥用量、改善土壤品質以及降低種植成本。實踐已證實“種養結合”模式適合在山區、丘陵地區推廣，利用沼液、有機肥可改善土壤結構、緩解土地板結、提高耕地肥力、改善農產品的品質[26-28]。堆肥還田也可發展綠色有機農產品，符合可持續發展循環農業特點[29]。研究表明，黃土高原“豬-沼-蘋果”模式相較于傳統種植模式，反饋輸出比例更高、自給能力強、有效減少廢棄物排放[30]。

4 結論

文章對黃土高原地區綠色環保型育肥豬場的設計思路進行探討，以甘肅隴東的育肥豬場為例，在設計中充分考慮該地的氣候、地理位置、地質地貌特點、養殖規模、資金條件和養殖勞動力的技術水平等，因地制宜地設計符合黃土高原地區的規模化豬場。結合“以地定養、以養肥地、種養對接”的思路，根據養殖規模配套相應糞污消納土地，或根據種植需要發展相應養殖場戶，就近消化畜禽糞污。綠色環保型育肥豬場的建設不僅可以增加黃土高原地區貧困農民的收入，推進該區脫貧攻堅工作，還可向周邊城市提供優質、安全的生豬產品及綠色無公害農產品。