美国奶牛养殖场的数据管理

徐静+何险峰

沿着65号洲际公路从芝加哥往东南行驶70公里左右，就来到美国中西部的中心地带，这里座落着世界规模最大之一的奶牛养殖场——橡树农场（Fair Oaks）。

橡树农场成立于1999年，由11家家庭农场组成，每家农场约有3000多头奶牛。农场整个占地面积共3万英亩（约18.2万亩），业务包含从牧草种植、饲料配制到奶牛生育、喂养、原奶生产和加工、牛粪利用、产品配送和零售等各个环节，目前每年生产、销售超过60亿磅牛奶。

在橡树农场，笔者发现了美国奶牛养殖场的一些新动向和新技术应用，对我国规模化养殖场建设也许有借鉴意义。

全有机和可追溯

走进农场，首先进入视野的是一望无际的玉米、苜蓿和大豆田野及绿油油的草地，田野中间点缀着星星点点的原奶收集加工单元（Darily unit）。信步走进一片玉米田，每块田都有着美国农业部的有机认证标志。

曾在农场工作过，现为Newtrient公司首席运营官的马克·斯托曼（Mark Stoermann）告诉笔者，每个原奶收集加工单元都要有足够的草地和玉米、大豆田，才能满足奶牛所需的营养。农场严格按照美国的有机标准种植，同时，农场一直在探索运用新技术来种植。

比如首先用GPS定位技术来进行草场和玉米的施肥，以确保每块田地上的草和玉米都有足够营养，都能成为合格的奶牛食物，同时不破坏土地。除GPS技术外，还运用生物技术进行除虫，同时定期收集有关玉米及草地的成长数据和营养分布数据。而对于奶牛常用的豆粕饲料，农场按照不同时期奶牛所需的营养来进行配制。

“我们所有的草、玉米和豆粕的原料，都能够很清楚地通过扫描二维码查到来源，让消费者从最初的源头就开始了解到我们的牛奶来自哪里，从而可以绝对放心地使用我们的产品。”马克·斯托曼如是说。

科学喂养加精细管理

从田野走进一间喂养仓棚，你会发现仓棚中间是一条可通过大卡车的通道，两边栅栏里站满了荷兰黑白大花奶牛，走进棚中间，虽然时值夏天，并不感觉到炎热，也闻不到恶臭味。两边安装的大风扇确保了仓棚内的通风和温度，同时还会间隔一段时间喷水给奶牛降温，确保奶牛舒适。

在橡树农场，每个喂养仓棚均为1312英尺（约400米）长，每个奶牛耳朵上都有一个小芯片，通过监测这些芯片，管理人员能够随时发现每头奶牛的进食状况，进行及时调整，确保每头奶牛能够汲取到足够的营养。同时，通过芯片收集每头奶牛的健康状况数据，比如每天行走的步数、体温变化等，来确保每头产奶的奶牛都是健康的，从而从根本上保证原奶的质量。

严控原奶质量关

与喂养仓棚相邻的是原奶采集车间和冷却车间，这里分布着一个巨大的圆形转盘，每个转盘分成72个小格，每个小格均连着集奶管和传输管，并装有温度计等电子设备。我们进入车间时，72头奶牛正分布在转盘上，乳头上连接着集奶管，新鲜的牛奶通过集奶管直接输送到传输管，源源不断地进入消毒管道和过滤管道，而四个挤奶工在转盘旁边不时走动，检查挤奶的情况，并实时监测有关数据。

马克·斯托曼告诉笔者，美国原奶抗生素检测率为不超过0.0001%，而橡树农场原奶的抗生素含量和体细胞含量标准要远远严于国家标准，是美国抗生素含量最低的一批农场，而橡树农场的薄膜过渡技术和分馏技术等均拥有多项美国专利，在全美处于技术领先地位。他还介绍说：“在这个车间，我们就对原奶进行巴氏低温消毒处理，我们采取的温度一般是60多度，近半小时后迅速冷却到6度左右，这样保持了有益的乳酸菌，也确保了我们原奶的安全。”

生产利用清洁能源

美国奶业界不少人士认为，一个现代化的奶牛养殖场最为重要的一环是如何处理牛粪等排泄物，以在产好奶的同时保护好环境。

漫步农场，笔者发现几个巨大的沼气池零星散布在仓棚周围，真空处理过的牛粪在这里会加入厌氧菌，分解牛粪中的固体和液体，同时帮助产生甲烷。甲烷生产出来后一部分进入发电站，发电供农场用;另一部分进入清洁塔，生成清洁天然气供车辆用，而牛粪残渣经过检验及添加一些生物肥料后分成干湿两部分，回到农田滋养农田。

橡树农场员工感觉最自豪的便是清洁能源生产利用，农场生产的清洁天然气先进入农场的供气站，不仅可以供农场使用清洁能源的车辆使用，还可以用气罐车运出对外销售。农场拥有42辆由天然气驱动的大气罐车，这些气罐车本身就是清洁能源车，同时也是目前全美同行业中最大的清洁能源运输车队。

农场员工傲娇的介绍：“每个天然气供气站如果装满天然气的话可供一辆大卡车在美国高速路上行驶2.4亿英里（约相当于3.8亿公里）。我们农场生产的牛奶也是经天然气驱动的车队运往中西部各地。另外，我们的很多清洁能源处理技术都是农场独有的专利技术，我们因此多次获得全美的年度清洁能源创新奖。”

数据贯穿始终

橡树农场的一个显著特点是大数据始终贯穿从饲料生产、奶牛养殖、原奶生产到牛粪回收处理等各个环节，为农场管理提供了科学依据。

在数据采集中，橡树农场十分注重原始基础数据的收集。

比如在饲料生产过程中通过GPS技术和卫星图像技术等收集作物生长情况，来确保作物的营养成分，并在饲料加工中做到营养的最大化。而在原奶收集和冷却过程中，农场通过在仓棚中牛耳朵上的电子芯片收集乳牛的步数来监测牛的健康状况。

在原奶采集过程中收集分析蛋白质和乳酸菌的含量及巴氏消毒过程中的温度等数据，确保在低温下消毒而又最大限度地保护原奶的营养。

在橡树农场的玉米收割中，基于长期的数据分析，农场发现将玉米切割成1英寸左右时，既能保持玉米料的营养，也能最大限度保存玉米杆纤维的营养。而在奶牛粪便的回收利用过程中，每头奶牛每天产生多少粪便、真空收集分解粪便添加厌氧菌的比例和时间、甲烷的燃烧率等均有着多年的数据积累和分析，这些数据使得农场的清洁能源利用率越来越环保和高效。

大数据的运用在确保农场生产高效的同时也保证了农场生产的原奶的高质量。

马克·斯托曼透露，大数据的运用近些年来帮助农场节约了投入，同时提高了原奶的质量和安全性。“通过大数据的运用，30多年来，我们始终以同样的价格提供牛奶，但我们的牛奶的质量和安全性标准却比30年前大大提高了。”

培育家庭农户合作社

橡树农场由11家家庭农场组成，实际是一种家庭农业合作社，这些家庭农场统一标准，严格牛奶质量管理，实现数据共享，分享最新技术，同时按股分享利润。

美国乳业创新中心可持续研究部主任（Sustainability Research， Innovation Center for U.S. Dairy）王莹博士是一位既熟悉橡树农场，也熟悉我国乳业的华人乳业科学家。她结合橡树农场等美国大型农场的技术特点和发展经验，为我国规模化养殖的发展提出了一些建议。

例如，家庭形式的农户合作社在美国约有40多个，他们是美国乳业的主体，他们会在头一轮进行牛奶质量控制，这种模式值得中国发展规模化养殖场借鉴。

马克·斯托曼也认为，通过频繁与中国来的同行交流，感觉到中国同行既有技术又有想法，中国政府应该把这些人都聚集起来，让他们抱成团，形成合作社，公平利润分配，公开技术应用，中国乳业才能充分发展壮大起来。

培养现代化乳业人才

美国农户中，很多都是具有博士学位的专业人才，比如橡树农场的老板就是兽医学的博士。中国可以一方面加强引导和支持力度，引导具有专业知识技能的高学历人才投身乳业发展;另一方面大力发展农学院和畜牧学院，紧跟欧美发展趋势，培养具有新技术的人才。

橡树农场的发展，背后有着大量的高校支持。印第安纳州立大学，威斯康辛大学等高校的乳业专家和营养学专家会定期前往农场，交流推广这些高校的新技术，同时，农场的农户也会有针对性地提出需求，前往这些高校寻求科研帮助。而美国农业部每年也有大量经费，赞助高校进行相关研究。

王莹说：“牛粪处理在30多年前的美国也是随意的。我们一遍一遍走进每个农场，和他们讲清洁能源、沼气处理，农户开始不同意，因为要增加成本，后来我们示范后，沼气实际上给他们省了肥料和能源的开支，更保护了环境，农户们也就乐于应用新技术了。新技术的推广有个过程，需要一步一步引导。中国各地有些农业大学，应该切实加强农大与乳业产业的结合，鼓励教授专家带着学生定期前往农场，指导农户生产，同时一些中国大的乳业企业建立了博士流动站等，要保证他们在科研上发挥作用，将科研成果有效转化到乳业生产中去。”

橡树农场，每个奶牛耳朵上都有一个小芯片，通过监测这些芯片，管理人员能够随时发现每头奶牛的进食状况。

打开供应链透明度

橡树农场牛奶的可回溯性，也是目前美国食品行业正在发展的趋势。

王莹告诉笔者，追求可回溯性，要求供应链的透明度，在美国领头的是大企业沃尔玛。他们代表消费者最先提出：我喝的牛奶，来自什么样的奶牛？奶牛平时吃的什么？牛奶安全吗？对环境安全吗？

于是开始发展到追溯奶牛吃的是玉米还是豆粕，这些玉米和豆粕来自哪里。我们的理想就是你通过手机扫描，就可以知道牛奶是从哪产的，而这个农场种植玉米时用什么方法杀虫等等。

通过打开供应链的透明度，促使农户自觉提高质量，同时在生产过程中更好地保护好环境。建议中国监管者在运用法律手段和经济手段等同时，最大限度争取打造供应链的透明度。

其实，中国乳业的大数据做得也相当好，但应该更重视一些基础数据的收集，应该从细节着手更好地收集基础数据，运用好大数据。“比如说去农场，应该问牛吃的什么，吃多少，牛粪怎么处理，牛奶里的蛋白质含量等等。只有基础数据收集好了，农场管理的信息化才成为可能。大数据正当其时，各国都在发展，中国也应该好好地抓住这一波发展浪潮。”