国家统计局数据显示,2024年,全国生猪出栏70 256万头,比上年减少2 406万头,下降3.3%;猪肉产量5 706万t,减少88万t,下降1.5%。2024年末,全国生猪存栏42 743万头,比上年末减少679万头,下降1.6%。其中,能繁母猪存栏4 078万头,减少64万头,下降1.6%。相较于2023年,2024年猪肉价格有所回升,但市场仍面临供大于求的情况,促使企业采用技术手段以降本增效。自2018年以来,非洲猪瘟暴发,大型企业凭借资金优势建立了完善的疫病防控体系,而小型农户因卫生标准不达标而逐渐退出市场。由于供需不平衡及非洲猪瘟的影响,我国生猪生产的集中化与规范化水平将持续提高。在此背景下,母猪批次化生产技术的研究与应用逐渐增加。
批次化生产模式(all-in & all-out and batch production of pigs)是借鉴早期的工业化批次式生产模式,在实际应用中逐渐转变为猪等畜禽批次生产模式
[1]。母猪批次化生产是指根据猪场规模合理分群,并利用生物技术让母猪同期发情、同期配种,以实现全进全出的一种生产方式。批次化生产能够提升猪群的整齐度与营养管理效率,降低疾病风险及运营成本,实现全进全出管理模式,并为员工提供适当的休息时间。而相对来说,猪群结构、管理模式、生殖激素、精液来源和营养因素等会对批次化生产产生不同程度的影响
[2]。本文将围绕母猪批次化生产的多个方面展开详细讨论,包括当前行业内的生产现状、实施过程中所采用的关键技术、实际操作中遇到的主要问题与挑战,以及未来可能的发展方向与趋势。通过对这些内容的深入分析,为生猪产业的从业者、研究人员及相关决策者提供有价值的参考信息,从而推动生猪产业向更高质量、更高效的方向发展。
1 母猪批次化生产的现状
批次化管理模式最早源于欧洲的工业生产,并逐渐被欧美畜牧业发达国家应用于母猪生产,形成了现代工厂化养猪管理模式
[3]。20世纪40年代,随着养猪产业规模不断扩大,养猪业开始着重于提高生产效率。美国的Tanabe等
[4]最早研究了利用绵羊垂体提取物进行排卵同步和母猪人工授精的技术。后续研究发现,通过lactoferrin B抑制卵泡发育,再结合人绒毛膜促性腺激素(hCG)和马属动物绒毛膜促性腺激素(PMSG/eCG)可以刺激排卵
[5],这一方法成为调控母猪发情周期的重要突破。基于这一技术,欧洲和北美的发达国家陆续研发了分娩控制技术,并成功实现母猪的同步分娩,结合定时人工授精为分批生产奠定了基础。到20世纪80年代,分批生产开始在欧洲和北美应用,但长期以来一直存在效率瓶颈
[6]。1990年,在前东德,110万头母猪中有86%通过定时人工授精实现了分批生产,极大挖掘了生产潜力,达到了全年均衡生产
[7]。2015年前后,德国母猪生产性能大幅提高,每年活仔数甚至达到了32头
[8]。
我国生猪产业的批次化生产仍处于起步阶段。在“十二五”期间,关于母猪定时输精和批次化生产的研究已有开展,但技术尚未成熟,并未广泛应用于生产实践中。对母猪采取定时输精技术可以提高母猪繁殖能力
[9],但也有研究结果表明其效果存在一定局限性
[10-11]。自2016年来,中国农业大学、国内相关研究机构及企业开展了母猪批次化生产的产业化研发,并获得“十三五”国家重点研发计划的支持,系统推进了母猪定时输精和批次化生产技术的研究。2018年,我国农业农村部对于烯丙孕素等核心药物的批准,奠定了技术推广的基础。据2021年调研,57%的猪场已实施批次化生产,特别是在TOP20养猪企业中,显著提高了母猪的繁殖效能和PSY水平。该技术的推广不仅提升了生猪产业的生产效率,还成为提升我国生猪产业经济效益的重要手段。到2023年底,我国拥有1万头以上的能繁母猪的企业有118家,能繁母猪共计1 155万头,占全国母猪数量的28%。同时,规模猪场母猪生产水平快速上升,PSY平均超过24头。
2 母猪批次化生产的关键技术
批次化生产是一种在动物自身生理节律的基础上,通过科学的人为干预手段来显著提升生产效率的现代化猪场生产方式。批次化生产的关键技术主要包含两大核心部分:首先是母猪的定时输精技术,这项技术通过精确控制母猪的发情和配种时间,确保繁殖过程的高效性和可控性;其次是母猪的同期分娩技术,该技术能够使母猪在预定的时间内集中分娩,便于管理和后续的仔猪护理工作
[12]。此外,科学选择适合猪场实际需求的生产节律也是提升整体效率和经济效益的重要因素。
2.1 定时输精技术
根据母猪繁殖生理进程和定时输精的目的,可将定时输精技术划分为4个同步化,即同步化性周期、同步化卵泡发育、同步化排卵和同步化配种
[12]。在定时输精过程中,激素组合和剂量的不同会导致经产母猪和后备母猪的生殖激素分泌规律发生变化
[13]。
1)性周期同步化。在批次化生产中,一般包含经产母猪和后备母猪,将后备母猪引入到批次化生产的体系中时,需要将后备母猪性周期同步化,一般的方法是通过抑制卵泡发育和模拟母猪黄体期实现
[14]。对于经产母猪,经常会在生产中采用对仔猪断奶的方法来实现性周期的同步化,而对于后备母猪,养殖猪场可以采用喂服烯丙孕素的方法来实现性周期同步化。
20世纪后期,德国东部的猪场采用Suisynchron
®对于数十万头后备母猪进行性周期同步化。后来Suisynchron
®被禁用,由烯丙孕素替代,烯丙孕素是现在唯一一种被允许使用的具有孕酮类作用的物质
[15],通过口服用药,连续18 d每天每头后备母猪口服20 mg可以有效抑制母猪卵泡发育
[16]。2018年,我国农业农村部批准了国产烯丙孕素内服溶液兽药,这是国内在母猪性周期同步化领域的重要突破。然而,在非洲猪瘟疫情期间,口服枪的重复使用会增加感染风险。为减少疫情期间的感染可能,宁波第二激素厂研发出了烯丙孕素片剂,实现了非接触式饲喂,显著降低了交叉感染的几率。但由于14~18 d的喂服周期仍会增加饲喂人员的工作量并提升感染风险,长效烯丙孕素的研发仍在进行中。
2)同步化卵泡发育。同步化卵泡发育是母猪繁殖管理中的关键技术,通过精确的激素调控,使群体中的母猪卵泡同步发育,提高人工授精的成功率并优化生产周期。常用的激素包括促性腺激素(如PMSG、PG600)和辅助激素(如hCG、烯丙孕素),这些激素联合使用能有效调控母猪的激素水平
[17-18]。
通常在母猪断奶后注射PMSG来刺激卵泡发育,PMSG中的FSH促进卵泡发育,而LH有助于黄体形成和排卵。PG600常与PMSG联用,进一步促进卵泡成熟。烯丙孕素和四烯雌酮用于延缓部分卵泡发育,使群体的发情期尽可能集中。同步化效果通常表现为母猪发情周期一致,发情率显著提高,进而提升人工授精的精确度。王学文等
[19]使用PG600和烯丙孕素对后备母猪进行批次化生产处理,可以实现母猪的集中发情,提高发情率、总产仔数和断奶头数,提高其生产效率,并且对后代仔猪的生长性能无明显影响。
然而,不同批次激素效果可能存在差异,会导致部分母猪发情不稳定。为此,研究者提出通过调整激素注射时机、剂量和类型来提高同步化稳定性。猪源重组长效FSH因其高活性和稳定性,成为替代传统激素的潜力选择。
3)同步化排卵。为了提高母猪的繁殖效率,同步化排卵是提高受胎率的关键。同步化排卵旨在确保母猪在相同时间内排卵,从而提高定时输精的效率。尽管PMSG(孕马血清促性腺激素)或ECG(猪促性腺激素)广泛用于同步化排卵,但由于个体差异和环境因素,这些激素单独使用时难以完全同步排卵
[20]。因此,进一步使用GnRH及其类似物或HCG(人绒毛膜促性腺激素)来诱导排卵,已经成为实现精确控制排卵的有效途径
[21]。
由于GnRH释放激素的稳定性较差,且工业中难以生产,因此,近年来曲普瑞林、布舍瑞林以及戈舍瑞林等GnRH类似物被广泛使用。研究表明,曲普瑞林能诱导母猪排卵,使排卵时间更加集中。2000年,Kraeling发现曲普瑞林可以诱导雌激素处理过的母猪出现LH高峰,这可以使得母猪的排卵时间更加集中,随后Baer进一步研究确认了曲普瑞林可以诱导母猪排卵。例如,在使用烯丙孕素使发情周期同步化处理后的120 h 给予 200 μg 曲普瑞林处理可以使80%母猪在24 h到48 h内排卵,这提升了排卵同步性和定时输精的准确性。同时有研究证明在断奶时注射600 IU 的PMSG,时隔92 h注射布舍瑞林可以使得95%注射母猪在注射布舍瑞林32 h后排卵。尽管这些药物可以有效促进排卵,但由于存在副作用以及成本高等原因不断被其他药物所取代。近期研究显示,曲普瑞林与PMSG的联合使用可减少药物成本,同时保持高效同步化。
HCG在某些情况下仍是排卵诱导的选择,但由于其成本和副作用,其应用较为有限。合理应用GnRH类似物和PMSG/ECG等药物,可以显著提高母猪排卵同步性和受胎率,并通过精确管理和环境控制进一步提升繁殖效能。
4)同步化配种。通过性周期和卵泡同步化处理,可以实现母猪群体的配种同步化。定时输精技术通常在促性腺激素释放激素(GnRH)注射后的24 h和40 h进行,确保母猪处于最佳受精时机
[13]。大部分母猪都可以发情并进行输精,个别母猪不出现静立反射则不输精,待发情鉴定出现静立反射后再补输。同步化人工授精的关键是精确控制母猪生理周期,通常通过使用促性腺激素(如ECG、HCG)和GnRH等药物,使母猪卵泡同步排卵,从而确保配种时间集中,提升配种效率和受胎率。输精结束后,公猪的刺激有助于提高配种成功率。将公猪放置于母猪活动区域,让其走动0.5~1 h,继续刺激配种后的母猪。可以在输精前或输精时加入10 μg催产素以弥补输精刺激不够,促进子宫颈收缩,加快精子移动速度
[22]。
同步化人工授精技术的成功依赖于对母猪生理周期的精准管理。结合激素监测等高科技设备,可以更准确地把握最佳配种时机,提高受胎率和繁殖效率,从而优化仔猪质量和养殖效益,促进规模化养殖的可持续发展。
2.2 分娩同步化
分娩同步化是指在母猪配种同步化后,对同批母猪进行集中管理并实现集中分娩。分娩同步化是母猪批次化实现同进同出的关键步骤,有利于猪场对于疾病进行防控管理和仔猪与母猪的同步管理
[23]。
母猪的分娩受到许多因素的影响,在生产上根据激素分泌变化规律使用外源激素模拟分娩时激素变化使母猪分娩更加集中,从而实现分娩同步化
[24]。现在常使用的外源激素有前列腺素及其类似物和缩宫素等
[25]。前列腺素可溶解妊娠黄体,解除孕酮的抑制作用,刺激子宫肌收缩,常用药物为氯前列醇等。在母猪生产中,一般在预产期前1~2 d早上注射氯前列醇,可使大部分母猪在白天分娩,但注射时间不能过早。缩宫素能增强子宫收缩,与前列腺素联用可使同批母猪分娩更集中。在注射氯前列醇后24 h内注射卡贝缩宫素,可快速启动分娩、减少产仔间隔和降低死胎率,或许可取代缩宫素用于母猪集中分娩调控。
同步化分娩提高了猪场的管理效率、降低了疾病传播风险,并优化了资源配置。它不仅能保证分娩集中,还能降低人工干预和管理压力,在大型养殖场中尤为重要。
2.3 批次化生产节律
在养猪生产中,批次化生产节律的选择是一个关键的管理决策,通常需要综合考虑母猪群的规模、技术人员的配置情况以及设施设备的状况等多方面因素。常见的批次化生产节律包括一周批次、三周批次、四周批次和五周批次等
[26]。每种生产节律都有其独特的优点和局限性,适合不同的生产环境和需求。
一周批次化生产以其高度的灵活性著称,能够根据生产需求快速调整计划,但这种节律对工作人员的整体素质要求较高,且工作强度大,容易造成较大的工作压力。三周批次化生产则具有独特的优势,返情母猪可以自然地进入下一个生产周期,为管理者提供了更多的调整时间,然而这种节律的缺点是产能相对不足,可能无法满足高产需求。四周批次化生产特别适合小规模猪场,能够高效利用资源,但在大规模猪场中,由于返情个体数量较多,难以精准处理每一头返情母猪。五周批次化生产与四周批次类似,但在某些细节上略有差异
[27]。
批次化生产节律的选择还需要结合猪场的长期发展规划和短期生产目标。无论选择哪种节律,都需要确保技术人员的培训和设施设备的配套能够满足生产需求,从而实现批次化生产的最大效益。
3 母猪批次化生产的问题与挑战
批次化生产的实施可能面临一定的挑战,因为任何实用技术的应用都遵循“优胜劣汰”的原则。因此,员工需了解并熟练掌握批次化生产流程及技术,以确保他们能够理解并有效执行新的生产模式。此外,员工需要熟练掌握烯丙孕素、PMSG、GnRH等生殖激素的使用,以促进母猪的同期发情、排卵和配种。除了对于员工的技术要求外,批次化生产还需要充足的设施和设备支持,包括产房、配种区和隔离区。生产者需要根据猪场的规模和设施,制定合理的批次化生产计划,其中涵盖批次间隔和每批次的母猪数量。此外,还需要制定后备母猪的培育计划,确保它们能在合适的时间加入生产批次。批次化生产还要求对猪只相关数据进行精确记录和分析,包括发情、配种、分娩和断奶等信息。同时,保持适宜的环境条件(如温度、湿度和通风)对减少应激、提高生产效率也至关重要。最后,根据不同生产阶段的需求,批次化生产的母猪还需提供相应的饲料和营养支持,以确保良好的繁殖性能。
在批次化生产中,母猪在围产期可能会出现产后炎症、肠道菌群失衡、便秘加重等问题,进而导致饲料的消化吸收能力下降。与此同时,母猪的产后采食量恢复缓慢,这不仅影响了泌乳质量,还可能导致仔猪生长缓慢、消瘦和腹泻等问题,严重时会影响哺乳仔猪的成活率。围产期母猪血液中的氧化应激水平会发生一定变化,而长期的氧化应激会影响淋巴细胞的活性,进而降低免疫能力,使得母猪更易感染疾病。这不仅会减少母乳中的抗体数量,降低仔猪的免疫能力,还可能导致母猪将疾病传染给仔猪。此外,氧化应激对免疫能力的削弱还会降低母猪对疫苗的适应性
[28]。这都对于猪场批次化生产的管理产生了巨大的挑战。
4 结语与展望
实行母猪批次化生产管理,实现全进全出的模式,有效防止了疫病的传播,从而提高了猪群的健康水平和保障了猪场的生物安全。通过注射外源激素使母猪发情和排卵达到同步化,工作人员能够在短时间内进行集中配种,大大节省了工作时间,提高了生产效率。同时也在工作变得有计划的基础上增加了猪场工作人员的休息时间。母猪批次化生产还能够更高效地利用猪场栏舍,降低生产成本,从而提高猪场经济效益。
母猪的批次化生产需要对全周期的数据进行详细统计,而物联网、大数据和人工智能的结合将大大提高生产效率。目前,智能化管理已广泛应用于养殖业,通过其大数据和云平台,可以实现更严密的防疫防控管理,更加精细化管理猪只个体,并精准调节猪群的环境与饲料条件,从而提高猪群的生殖能力。生物技术的持续研究将推动批次化生产的发展,未来会出现更多高效的技术,例如生产所使用激素的更新应用,将进一步提高猪只同步化的精准度和同步率。自2018年非洲猪瘟暴发后,我国的猪产业逐渐向批次化管理发展,随着批次化生产的逐步推广,构建标准化体系已经成为必然。
陕西省农业农村厅省级财政专项“种猪批次化高效生产关键技术研究与推广”