规模化奶牛科技示范园区工艺转型探讨

文 / 席 军 闫喜珍

（内蒙古伊利实业集团股份有限公司）

2011年是国家“十二五”的开局之年，在以加快转变经济发展方式为主线的思路下，农业部公布的“十二五”规划明确了我国畜牧业发展新目标。业内人士表示，现在我国奶业正处在从数量扩张向结构优化、全面提高产业素质和竞争力转变的关键时期，深入推进大型企业现代化牧场建设，将有力推动行业发展方式的转变，进一步保障乳制品质量安全。

当前我国奶业发展正处在一个重要的战略机遇期，同时又是困难和矛盾的凸发期，奶业发展面临的最大困难和挑战是乳品质量安全问题，奶业的从业人员必须以全心全意对人民负责的态度，高度重视，勇于面对，加快推进奶业发展方式转变，保障乳品质量安全，促进奶业稳定健康发展。

1 推进规模化奶牛科技示范园区建设的意义

加快推进奶牛养殖规模化，有利于提高生产效率和生产水平，增加农民收入；有利于从源头对产品质量安全进行控制，提升乳制品质量安全水平；有利于有效提升疫病防控能力，降低疫病风险，确保人畜安全；有利于畜禽粪污的集中有效处理和资源化利用，实现畜牧业与环境的协调发展。当前，我国奶业正处于向现代奶业转型的关键时期，推进奶牛养殖的规模化已成为转变增长方式、保障乳制品质量安全及生态安全的必然选择。推进规模化奶牛科技示范园区建设，就是在推进奶牛养殖的规模化。推进大型规模化奶牛科技示范园区建设的社会效益具体如下：

1.1 直接效益

1.1.1 带动饲草料种植业的发展

每头奶牛将带动周边约3～6 亩土地进行全株青贮玉米或优质苜蓿的种植转型，按照亩产600 千克玉米进行估算，种植全株青贮的亩产量将会达到6 000 千克，每亩地可使农民增加收入800 元。

1.1.2 培育优质良种奶牛

通过良种奶牛繁育性控技术的应用，每年可为奶源基地输入优质母犊，改良和提升周边奶牛的品质，使农户获得更大的养殖效益。

1.1.3 培训、示范作用

建成一座集现代化奶牛养殖技术集成、科技研发、旅游观光、良种繁育、科技培训等多种功能于一体的牧业园区，对引导行业发展、推广新技术应用、开展科技研发等都有积极的促进作用。此外，每年可培养奶源基地紧缺的专业技术人才200 余人。

1.2 间接效益

1.2.1 促进农业结构转变

推进示范园区建设，有利于促进种植业与畜牧业的有机结合，实现“二元种植结构”向“三元种植结构”的转变，促进农业与畜牧业相互依存、相互促进的良性循环，实现本地区农业的可持续发展。

1.2.2 带动周边养殖户发展

推进示范园区建设，变粗放式饲养为集约化、现代化饲养，通过项目的示范，使农民转变传统的养牛观念，提高奶牛生产性能，提高农民养牛的经济效益。

1.2.3 保护生态环境

示范园区项目在规划设计时，充分考虑了环境保护的问题，对生产中形成的废弃物进行了专门的工程设施处理，主要是将粪污收集、集中处理后，通过厌氧产沼气发电、制作有机肥和牛卧床垫料等手段实现废物综合利用，有效降低其对环境的影响，从而实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。

2 现代规模化奶牛科技示范园区项目的设计理念

国内外成功的牧场经营实践证明，实现规模化经营是高产、优质、高效发展奶牛养殖业的必由之路。规模化饲养可以集科学技术、信息技术、先进生产工艺、现代管理于一体，能显著提高生产管理水平，利于机械化挤奶设备的使用和原料奶质量的提高。对于规模化牧场的设计，应遵循以下原则：

（1）国际化：与国际最先进的理念和技术接轨。

（2）示范性：牧场规模、饲养工艺、奶牛生产性能达到国内一流标准，突出示范效应。

（3）现代化：挤奶、饲喂、清粪都采用机械化，节省人力物力。

（4）生态化：粪污处理无害化，做到无污染，最终形成绿色循环经济。

（5）效益化：减少建设、运行成本，达到效益最大化。

3 规模化奶牛科技示范园区的先进工艺

在发展规模化牧场的过程中，先进的工艺技术不断出现，包括完备的牛舍，智能饲料搅拌、饲喂系统，机械化、无害化粪污处理技术，严格规范的疫病防御措施，高度自动化的挤奶系统，产品全程可追溯体系等，从而提高了牛奶的安全指标。

3.1 恒温牛舍（LPCV）工艺

未来规模化牧场的牛舍，能适应高温、高湿、严寒低温等多种气候条件。通过强制通风、温控等手段，如采用风机、湿帘系统等措施，人工调节舍内环境至5～25 ℃的状态，这对于提高奶牛舒适度、增加原料奶产量及粪污处理等都具有十分重要的技术和经济意义。LPCV牛舍的优点有低屋面，占地面积小，奶牛往返挤奶厅的行走距离短，可控制光照以及能创造良好的奶牛养殖环境和人员工作环境等。科学设计是满足养牛者追求生产效益和奶牛舒适度所必需的。表1对恒温牛舍与自然通风牛舍之间进行了比较。

表1 LPCV牛舍与自然通风牛舍的对比

图1 机械刮粪+固液分离工艺流程图

3.2 散栏式饲养工艺

在我国奶牛养殖科学的发展道路上，奶牛的饲养模式已经由传统的拴系式模式中解放出来，根据我国大气候环境条件，采用散栏式饲养工艺已经是相当普遍的。对于四列式和六列式的散栏封闭式饲养工艺，行业内一些专业人士有不同的看法。从投资、牛舍有效利用率、经济效益等方面综合分析，笔者认为在北方地区采用六列式工艺，南方地区采用四列式工艺比较可行，同时合理地配置500～750 mm的颈枷、卧床、饮水槽等，可使牧场生产经营效益最大化。

3.3 TMR的应用

TMR为全混合日粮饲喂，是根据不同生产阶段奶牛营养需要，科学设计配方，用特制的饲料制备机械对日粮各组分进行搅拌、切割、混合和饲喂的一种先进的饲养工艺。TMR保证了奶牛所采食的每一口饲料都具有均衡的营养。养牛最大的成本还是饲料，如果能把饲喂的成本控制好，牛场的成本就可以降低很多。不但如此，良好的TMR监控工艺，还能使牛场的人工成本、繁殖成本、设备成本等都降下来。在TMR的选取上，建议规模化牧场根据规模选取合适型号的全自动自走式设备。

3.4 清粪工艺

随着技术的进步，现代化规模牧场的粪污处理方式也有了很大的改进，主要设计原则是要综合考虑环境保护、节能减排与有效利用等理念。目前，已采用的成熟处理工艺为“机械刮板+固液分离”：牛舍内采用智能化刮粪板将牛粪尿刮至牛舍中间的集粪渠，经地下管渠将粪污集中输送到粪污处理区进行固液分离，固体堆肥后做成有机肥（或牛床垫料），液体经厌氧（或曝氧、好氧）后灌溉周边的农田（图1）。

电动机械刮粪板清粪是我国未来发展的方向，其先进性、实用性、可靠性及性价比终将为我国的牧场所接受。使用刮粪板清粪的主要优点有：①可以实现自动化，节省劳动力。②运行时间不受奶牛挤奶时间的限制，真正做到了一天24 h清粪，保证了舍内环境的清洁和卫生。③所需动力很少，小的驱动只有0.55 kw，最大的驱动也只有1.5 kw，运行成本低。④机械操作简便，工作安全可靠，对牛体无损害，运行、维护成本低。⑤可减少奶牛肢蹄病和乳房炎的发病率（控制在2%以内），提高奶牛的舒适度，从而降低了成本，提高了奶牛的产奶性能，增加了牛场的经济效益。

3.5 粪污的预处理（固液分离）

规模化牧场粪污产量大，加之粪污含水率极高，粪污运输、存储、利用都不方便，固液分离作为粪污处理的预处理，起着不可或缺的作用。固液分离系统的主要优势体现在以下几个方面：①大大降低了粪污的含水率，方便粪污运输、存储。②分离后的固体经简单处理后可作为牛床垫料使用，可为牧场省去使用沙子或其它材料做牛床垫料的费用，节省投资，也可加工制作有机肥出售。③分离后的液体固体悬浮物（SS）含量大大降低，可作为牛舍地面或粪沟的冲洗水源循环使用，亦可作为灌溉用水还田，节约水资源。

综上所述，固液分离是粪污处理工艺的重要组成部分，已成为粪污处理工程中优先考虑的系统，同时也得到广大牧场的高度赞同和认可。

3.6 粪污的循环利用

粪污处理当前有减量化处理、资源化处理（牛床垫料）、生态化处理、无害化处理几种方式。目前粪污处理物在牧场内循环利用主要是用于牛床垫料，而生物质燃料将会在未来的几年内被推广应用。生物质燃料的主要工艺是运用牛粪生物质燃料压块设备将固液分离后产生的多余固粪作成燃料加以使用，燃烧后的灰烬含镁、钾、钠等元素，是上好的无机肥料，有很高附加值，且牛粪燃烧后的气体经检测含硫0.16%～0.22%，远低于煤燃烧后1%～3%的含硫量，是一种安全、环保、清洁的能源。该工艺的使用真正实现了“植物→奶牛→牛粪→燃料→肥料”的自然循环，是未来再生能源的一个重要发展方向。

3.7 沼气发电

牛粪做沼气是环境效益和经济效益双赢的工程。牛场沼气工程项目将牛粪便通过沼气工程进行无害化处理，废水经过发酵、气液分离、沉淀后，作为优质液态肥供给自用牧草地及附近农田，既减少了污水的排放，又增加了经济效益和生态效益，有利于保护附近的地表水，维护了大自然的生态平衡。沼气工程产出的沼气可以发电，按每头奶牛每年产出15 m3的粪便计算，每年产生的沼气超过450 m3，能够提供900 度的电力。因此，该工艺对实现高效、生态、循环经济，对环境治理、农业生产、温室气体的减排都有着重要的意义。

3.8 自动化机械挤奶设备

目前世界上应用最广泛的两种挤奶台形式，一是并列式挤奶设备；二是转盘式挤奶设备。每套挤奶设备所承担的挤奶任务（挤奶班次、挤奶时间等）要根据牧场规划合理选配。无论选取哪种挤奶设备，均能在挤奶效率、人员福利、投资回报率方面达到很好的均衡。挤奶厅的粪污处理系统建议使用水冲工艺，将生产工艺环节上的资源全部利用，完全实现节能减排和效益最大化。

3.9 消毒防疫

消毒防疫是规模化养殖场防疫保健工作中环境控制的一项重要措施。通过环境卫生消毒，保持规模化养殖场内外病原菌的隔离，降低场内病原体的密度，净化生产环境，减少疾病发生，对提高规模化养殖场生产效益具有特别重要的作用。为了推动奶牛养殖业的规模化、标准化、规范化生产，应贯彻“防重于治”的方针。根据当前的生产水平，规模型牧场的消毒防疫设施，主要包括以下几个方面：

3.9.1 入场消毒

在牧场的大门处，设置车辆消毒通道，对进出作业的车辆进行消毒处理。其优点是喷射面积大，杀灭率高，消毒彻底无死角，劳动强度低，工作效率高，防治成本低廉，安装便利等。

3.9.2 场内消毒

为防止流行性疾病的滋生和蔓延，保障牧场内日常卫生防疫消毒的彻底性，配置远程消毒机，利用消毒剂对场内、牛舍、运动场、饲槽、饮水池、生产用具、挤奶设备等进行消毒处理。

3.9.3 人员消毒

根据大型规模化科技示范园区的自身特点，配置消毒更衣室和洗浴室，供牧场生产人员和非生产人员消毒、更衣、洗浴用，同时在出入口处设置人员消毒通道，将进出人员进行全面消毒，以隔断病原。

4 结论

随着奶业的健康发展，大型规模化科技示范园区项目工艺也将随之推进，因此集高效、节能、环保、低碳、观光、培训为一体的科技奶牛示范园区将是今后奶业发展的必经之路。今后，必然有更多的先进工艺会应用在科技示范园区项目上。