邹 岚，高雪爽，魏传祺，张晓文

(1.北京市农业机械研究所有限公司，北京 100096； 2.北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司，北京 100094)

0 引言

我国畜牧业生产的产品以肉蛋为主，2018年，全国肉类总产量8 517万t，禽蛋产量3 128万t，居世界首位；奶类总产量3 186万t，居世界第6位；肉类的人均占有量达到53.65 kg,超出世界平均水平15 kg；蛋类人均占有量20.17 kg，已经达到发达国家水平；唯有奶类与发达国家和周边国家还存在相当大的差距。2019年，我国牛肉产量667万t，同比增长3.56%；牛肉消费量832.93万t，同比增长11.36%，人均消费量从2016年的4.88 kg上升到2019年的5.95 kg[1-2]。2020年，我国肉牛存栏4 000余万头，肉牛养殖规模达到5 000亿元，养牛市场规模突破1万亿元。2020年，我国乳品消费市场首次突破5 000万t。

科学研究方面，“十三五”期间启动并实施的“智能农机装备”项目被列为国家“十三五”8个重点研发专项之一，其中包含“畜禽重大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发”专项，该专项重点关注了在畜禽养殖过程中设备和工艺的优化配置和技术体系建立。“十三五”期间，行业发展的需求促进国内饲草收获机、饲料搅拌车(TMR)在逐步适应客户需求和要求的基础上，不断进行提高和改进；新型粪污无害化发酵处理装备在规模化牛场的应用逐步深化，牛场粪污处理工艺和配套设备能够满足改进畜舍环境、提高能源利用效率的要求；信息化技术在养牛生产信息化管理系统、畜舍环境监测和产品溯源等方面应用不到10%。国内具有品牌知名度的养牛设备企业较少，机遇和挑战并存。与此同时应该看到,在研发、应用和实践过程中，我国2020年畜禽养殖规模化率达到64.5%，规模养殖场粪污处理设施装备配套率达到93%，奶牛规模养殖比例达到64%。养牛设备中奶牛比肉牛机械化程度普及率高，与奶牛的养殖效益好、需要的人工多及管理水平要求高有关。在中国农科院所调研的53家奶牛牧场中，100%实现机械化挤奶和TMR饲喂，其中资金雄厚、集团化经营的1 000头牧场多应用了电子耳标、机械清粪、智能鉴定和自动计量奶量等前沿技术，1 000头以下牧场奶牛养殖中多用的设备为TMR饲喂[3]。

本文就“十三五”期间养牛场使用最普遍常用的设备做简要介绍。

1 牛场设备基本情况

1.1 饲喂设备(含犊牛饲喂)

1.1.1 饲料搅拌车

饲料搅拌车(TMR)按行走方式的不同可分为固定式、牵引式和自走式。基础的功能都是类似的，可以实现将饲料进行均匀的混合搅拌后投喂到牛舍。固定式搅拌车在设备固定的状态下完成搅拌作业，用撒料车将饲料拉运到牛舍进行投料饲喂，搅拌车的动力可用油料和电力，相对于其他机型，该机型运行成本较低。牵引式搅拌车靠拖拉机输出动力通过PTO传动轴带动搅拌车工作，精粗料装载完后可在运往牛舍的途中继续搅拌，到达牛舍搅拌结束、开始投料，动力源油耗成本较高[4-5]。自走式搅拌车集搅拌仓、动力及行走部分于一体，其自身就能完成上料、切割过程，但价格较高。

牵引式TMR如图1所示，其主要特点如下。

图1 牵引式搅拌车Fig.1 Towed mixer truck

(1)投资性价比高，单套设备即可满足饲喂基本需求。

(2)饲料切割度好，将饲料切割至最佳长度，搅拌蓬松、均匀，不破坏纤维品质，适合成为瘤胃中最佳利用形态，有益于瘤胃健康，促进营养吸收。

(3)配方精准，搅拌车附带控制器，能够为不同阶段的奶牛提供精准的日粮配方，保证日粮的一致性。

(4)搅拌车拥有搅拌仓和独立的卸料仓两个系统，搅拌均匀，不存剩料。

目前TMR运用中存在的问题：地区牧场发展的不均衡导致采用TMR的形式不同，老旧养牛牧场由于规划限制和资金情况对于先进设备应用的积极性不高。

饲喂设备未来发展趋势：未来可以针对不同牧场饲喂的牛品种、要求和对饲喂精准度的需求，提供整体可定制化的饲喂系统解决方案，才能真正解决饲喂应用的痛点。

1.1.2 犊牛饲喂站

犊牛饲喂站如图2所示。其主要特点：当犊牛进入饲喂站时，饲喂站内置的犊牛识别系统会自动识别耳标，并将犊牛的成长信息反馈到饲喂管理信息系统中，主机自动检索该犊牛适配的饲喂曲线，根据犊牛日龄冲配独立的代乳粉或适量的牛奶进行饲喂。

图2 犊牛饲喂站Fig.2 Calf feeding station

犊牛饲喂站存的在问题：由于资金、牧场规划、牧场规模和管理等原因，目前犊牛饲喂站应用的牧场不到3%。预计新上的大型规模化养殖牧场会越来越多地选用犊牛自动化饲喂装置，从而实现智能管理、独立配方、现沏现喂、智能报警和自动清洗，加强犊牛管理的智能化和信息化[6-8]。

1.2 奶牛挤奶设备

根据调查，我国的各类奶牛场基本上实现了集中式机械化挤奶，但挤奶机的类型因牧场的规模和资金实力而不同；鱼骨式和并列式挤奶机多见于存栏在1 000头以下的奶牛场，转盘式挤奶机多用于存栏1 000头以上的牧场。目前，挤奶机等关键设备主要多为进口，常见的品牌有Dairy Master和阿菲金等，国产品牌目前应用的比较少[9-12]。

以一种国产某品牌的转盘式挤奶机(图3)为例，该挤奶机的主要特点：①性价比高，经济实用；②坚固耐用：整体设计合理，延长设备使用寿命；③安全高效：低柜设计，方便奶牛进出，安全可靠；④外形美观：隔栏、挡板、臀部围栏等采用不锈钢材质，防腐蚀、易清洗。

图3 转盘式挤奶机Fig.3 Rotary milking machine

挤奶机的发展趋势：高效、适合动物习性。能够提高挤奶效率和挤奶性能的挤奶机将会在我国大规模使用，其主要的特点为坚固耐用和自动化程度高。

1.3 清粪设备

牛场清粪工艺主要有两种:人工清粪和机械清粪。目前，牛场中人工清粪已经不多见，主要存在于老旧牛场。机械清粪分为铲车清粪、吸粪车清粪和刮板清粪等方式[13-14]。应用吸粪车的牧场大概只有10%，新建的牧场多使用刮板清粪，在规划养牛场时可以结合粪污处理进行建设。刮板清粪方式可分为链条式、钢丝绳式(图4)和步行式。

图4 钢丝绳式清粪设备Fig.4 Wire rope type manure removal equipment

机械刮板式清粪的主要特点：可以实现24 h自动清粪；自动控制低速运行，节约劳动力，降低劳动强度；粪尿减量、粪尿自动分离；低耗、高效、低噪；及时清粪，有害气体减少，环境改善。

清粪设备发展趋势：新建牧场多采用机械清粪的方式，降低人工成本，提高生产效率[15]。

2 “十四五”期间养牛设备发展趋势

“十四五”期间牛场设备发展趋势是实现健康繁育、数字化、智能化发展，物联网将会成为促进养牛业发展的重要因素。

在数据采集方面，传输和存贮的信息应包括畜舍数据、设备工况、环境参数、饲喂数据、饮水数据、投药数据、产品数据、清粪数据、畜禽生理、典型行为和生长参数等，通过信息采集才能建立起适合牧场生产的大数据系统，融合环境、生理、生产过程数据，解析互作关系、预警模型、数据挖掘和智慧牧场管理系统，才能在我国真正实现智慧牧场。

3 “十四五”期间养牛设备发展建议

“十四五”期间，我国将推进适度规模养殖，推动种养结合循环发展，鼓励发展农牧结合型生态养殖。按照生产高效、环境友好、产品安全和管理先进的要求，引导农民利用畜禽粪便等畜禽养殖废弃物实现循环利用、变废为宝。积极支持适度规模牛羊养殖，在新的时期发展养牛设备的建议如下。

(1)提高养殖技术。通过机械化生产、TMR饲喂普及等措施，提高饲料转换率，坚持“种养结合”，引导发展适度规模化和适度精细化。

(2)推进养殖场养殖设施改造、饲草料生产供应、废弃物资源化利用、乳制品生产加工和信息化智能化建设，实现智慧畜牧业，实现人工智能及相关技术在畜牧业生产各技术管理环节的有效集成，逐渐落实动物福利，践行健康养殖。

(3)智慧畜牧业是高效技术生产的集合，通过推动智慧牧场建设，带动畜牧业现代化转型发展。