精准饲喂技术在生猪健康养殖中的应用分析

摘要

为提高生猪养殖水平、降低生产成本，本文详细介绍了精准饲喂技术体系的构成，并从经济、社会、生态3个方面对其应用效果进行了分析，同时指出了其存在的问题：精准饲喂的核心设备价格较高、精准饲喂模型存在一些缺陷且尚无标准等。对此，应从强化技术研发、创新金融方式、完善技术标准等方面建立一种经济合理的推广模式，使精准饲喂技术运用于生猪健康养殖过程中，推动生猪养殖走向精细化、智能化、可持续化发展的道路。

关键词

生猪 / 精准饲喂 / 健康养殖 / 智能化

在生猪养殖过程中，饲料成本往往占养殖总成本的60%~70%，而传统饲喂方式普遍存在饲料浪费严重、营养利用不均衡等问题，进而导致养殖成本高、疫病发生率高、污染大及生产效率低下，严重制约着生猪产业的发展^[1]。加之，随着“饲料禁抗”的全面落实和人们对猪肉品质要求的日益提高，促使我国养猪业加速转型。精准饲喂技术是一种节能、绿色、高效、智能化的新型养殖技术。该技术基于个体品种、性别、年龄及生理生长状态等差异，并利用信息技术、传感技术和自动化设备等，对生猪进行精准营养管理，可提升饲料转化率、降低养殖成本和改善猪肉品质。为此，本文对生猪健康养殖中精准饲喂技术进行全面分析，并针对其在实际养殖中存在的问题提出对策，以期推动精准饲喂技术更好地应用于生猪健康养殖，使我国养猪业向精细化、智能化快速发展。

1 精准饲喂技术体系概况

1.1 智能识别系统

智能识别系统是精准饲喂体系的基础，生猪通过使用RFID电子耳标或者采用面部、声纹等非接触式的生物系统实现生猪身份精准识别，从而方便后期精准饲喂的执行。例如，李广博等^[2]利用改进YOLOv5s模型对猪脸进行非接触式识别，准确率达到92.6%，召回率为89.7%，精度为95.5%，而且该技术可满足针对单只或者多只的密集以及遮挡场景的监测需求。

1.2 数据采集系统

数据采集系统通过各类传感器，持续监测并记录猪只体重、体温、采食量、行为、声音等信息，以及采集圈舍内环境温湿度、NH₃浓度等数据，然后构成反映猪只生长健康的数据，再为精准决策提供依据。例如，葛绍娟等通过改进YOLOv5s模型，对生猪站立、躺卧、坐立等行为进行识别，其平均精确度高达94.7%，对每张图片的推理时间为3.6 ms，可实现快速准确识别猪只多种姿态行为^[3]。例如，山西农业大学设计了一款集成生猪个体识别、体温测定、环境监测的生猪巡检机器人，对生猪个体与姿态识别准确度分别为98.6%、92.7%，测试体温误差为0.2 ℃；同时可监测猪场环境温湿度、NH₃、CO₂、H₂S等指标，并根据需求进行调节^[4]。

1.3 决策模块系统

决策模型系统是精准饲喂的重要环节，基于采集到的数据信息进行智能化分析判断后生成决策结果，系统内嵌或外接专业化的畜牧营养模型与人工智能算法，并根据实时采集的个体生长数据、行为数据等与标准营养需求模型对比学习，然后根据不同时间阶段的每头猪自身情况进行计算，给出相应的最适营养供给决策结果。以牧原食品股份有限公司为例，其开发利用物联网平台以及大数据分析模型进行养猪全场景数据管控，现已接入设备数量超过190万台次，平均每天约有9亿多条数据被采集和分析，这为精准饲喂打下良好的数据基础。

1.4 自动化执行系统

自动化执行系统是精准饲喂的执行者，接收到决策模型下达的指令后，其控制精准下料装置、液态饲料调配设备或智能饲喂机器人，按照既定配方和分量，完成饲料的精准配制、输送与投喂。例如，黄月芹等^[5]设计了一款基于PLC控制的智能饲喂系统，利用GX WEROK软件编写用户程序控制饲料车智能加料；同时通过Easy Builder Pro软件设计了人机控制界面，完成智能饲喂系统的监控管理。该系统在广西正珑合农牧有限公司、广西农垦永新畜牧集团那梭牧业有限公司和广西钦州商大农牧有限公司等企业应用，结果显示，饲料浪费率由原来传统的10%~15%下降至3%~5%，同时劳动力也减少了32.5%。

2 精准饲喂技术的应用效果

2.1 经济效益

精准饲喂系统对生猪采食行为、体况及生长阶段进行精细化自动监测，按需进行精准饲喂，定时定量投放，避免因长期自由采食及粗放投喂造成饲料浪费；通过自动化饲喂、环境控制、数据采集，极大减少人力输出。例如，广西扬翔集团与中国农业大学联合研制开发的“精喂坊”全域数智节粮技术，在示范猪场开展已有2年以上应用，覆盖华南、华中、东北区的23个猪场，猪场规模达14 000头母猪，16万头肉猪，此技术运用之后的猪场饲料利用率提升5%，母猪繁殖效率提高6%~8%，一个工作人员可同时负责管理1 000头母猪、3 000余头小猪，极大提高了人工效率；加上开发非粮饲料资源的应用后，实现每头肉猪成本降低了40~60元^[6]。重庆琪金集团引用生猪领域AI大模型“PigGPT”，构建全产业链数据中枢，24 h实时监测生猪动态，全智能化精准调控饲养环境与营养饲喂，生猪存活率提升至90%以上，自动化水平提高40%，每头猪节省养殖成本100~200元^[7]。可见，精准饲喂技术通过精准营养调控，显著提高了生猪养殖生产效率和饲料转化率，降低了综合养殖成本。

2.2 社会效益

精准饲喂技术是保障食品安全的重要手段之一，也对带动乡村产业振兴、实现就业结构转型升级起着十分重要的作用。精准监测猪只健康情况，可及时发现问题、病症、防治疫病、减少抗生素用量，更好保证消费者的食品安全。例如，山西高平凯永养殖有限公司采用“5G+智慧养殖”与“互牧云3.0”系统，覆盖育种、饲料加工、养殖、屠宰全链条智慧化管理；引入大数据育种技术、自动化配料系统及屠宰信息化管理系统，节约饲料成本320万元；屠宰环节实现全程追溯，提升食品安全等级^[8]。部分智慧养殖项目是以“村集体+企业”的方式开展，在引进新的技术的同时引入新的管理模式。例如，广西岑溪市通过“公司＋村集体＋养殖户”的方式，依靠龙头企业带领，形成从养猪到销售品的完整生猪产业链，逐渐形成了一个比较庞大的产业集群，现阶段当地建成生猪规模养殖场99家，年出栏总量将达到52.29万头，不仅解决了村集体资金缺乏问题，又提高了农户养殖水平，真正实现了村民增收。此外，智能技术虽然减少了养殖业人员的需求量，但是创造了一些新型技术岗位，如设备维护员、数据分析师、智能系统管理员等岗位，使得养猪从业者的从业岗位逐步实现由体力劳动向脑力劳动转变、由低端劳务向高技术型转变。

2.3 生态效益

精准饲喂技术具有显著的生态效益。例如，Alessandra等^[9]模拟试验发现，与传统两阶段饲喂相比，采用精准饲喂可使猪只饲料利用率和平均日增重提高4%~5%，而饲料成本降低7%~10%，氮排放量减少约20%；而且对气候变化、能源消耗、富营养化、酸化和土地占用的环境影响分别降低了6.1%、6.9%、10.3%、12.7%和3.5%。Berta等^[10]研究指出，与传统三阶段饲喂相比，育肥猪实施个体精准饲喂方可使全球变暖潜能、酸化潜能、富营养化潜能分别降低7.6%、16.2%和13.0%。综上，说明精准饲喂技术可减少猪只对氮、磷的过量摄入，从而降低氮、磷的排放量。

3 精准饲喂技术应用现状、问题及对策

3.1 应用现状

物联网、自动化设备、云平台与数据分析等技术已逐步应用于生猪精准饲喂实际生产，但应用规模与地域分布不均。目前，大型养殖场和规模化产区较多采用智能化系统，而中小型养殖场因成本与技术门槛所限，应用相对较少。另外，物联网成为核心支撑技术，部分农场已实现基于传感器的猪只健康智能监测，利用高清摄像头、AI平台及大数据平台监测分析提前预警疾病，提升群体健康水平。如牧原食品股份有限公司部署的轨道巡检机器人集成多种传感器，可同时监测10余项指标，并结合声音识别技术对猪群咳嗽进行早期预警，实现了对健康趋势的预知和分析。

3.2 存在问题

虽然精准饲喂技术具有明显的优势，在推广上也取得了一些成效，但仍然遇到不少困难。第一，核心技术不成熟。数据采集端传感器易受猪舍环境影响导致不稳定；决策端饲喂模型大多为国外品种、理想条件下所建立，对于国内品种多而复杂的本地化养猪场来说，并不适合中国生猪养殖现状。第二，需要高投入，尤其是后期运维成本较高。以1 000头猪场为例，从采购到运维维护1年的设备费用大概60万元，后续还需要不断迭代升级，且多是专业技术管理，无法复合化。第三，专业技术人员缺乏。我国智能化技术起步较晚，智能化设备的运用及维修技术要求高，而我国现阶段农业信息化人才占比仅0.57%，导致智能设备常因运维不善而闲置或推广受限。

3.3 优化对策

第一，加强技术研发。设立国家研发计划，汇集产学研的力量，研发低成本高稳定的专用传感器；同时，构建本土猪种大数据精准营养模型、智能算法，AI与物联网融合，让养殖管理中的系统能够自动调整。如，华中农业大学彭健教授团队联合湖北省畜牧技术推广总站、武汉泛博生物科技有限公司，研发建立了“母猪营养需要动态估计模型”与种猪生产大数据分析平台，开发全球首个生成式饲料配方软件和精准饲喂设备，实现“一猪一方案”。目前，该技术已在温氏食品、大北农集团、四川德康、广西扬翔等13家头部猪企应用，结果显示，每头母猪每胎可节约饲料成本175元，每年提供断奶仔猪增加1.65头，PSY达到28.6头。第二，创新推广模式。面向中小养殖户，可推行“设备租赁、数据订阅”的轻资产模式或者“共享服务中心”。例如，畜牧业巨头GEA企业将管理、精准饲喂等功能拆分为不同的软件模块，牧场可以根据自身需求，以按月订阅的方式购买服务，而无需一次性投入大量资金购买整套软件系统，此做法生猪养殖户也可借鉴。第三，金融与政策支撑。政府引导专项信贷、融资租赁产品的开发，给予一定的税收优惠政策；并将智能饲喂设备列入农机补贴范围，降低用户初次投资门槛；同时，制定专项人才引进与补贴政策，并开展常态化在职培训。

4 结 语

精准饲喂技术将智能识别技术、数据采集系统、决策模型以及自动化的执行系统相结合，构建了生猪健康养殖的智能化管理系统。该技术能够提高饲料转化率，节约人力、养殖成本，提升食品安全性，推进产业升级、保护环境，产生多方面的好处；但是在实际生产中存在使用难度大、技术不够成熟、投入过高、行业无标准的问题。为此需要培育产业朝精细化、智能化的方向可持续发展，加强底层技术研发，创新推广和金融支持模式，加快统一技术标准及政策支持力度，进而推进生猪养殖降本增效、绿色高质量发展。

参考文献

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