张佳康 , 杨卫平 , 王成伟 , 刘仁鑫 , 朱元俊 , 张 凯
(1.江西农业大学工学院,江西 南昌 330045;2.江西增鑫科技股份有限公司,江西 新余 338000)
随着国内生猪养殖模式的飞速发展,现代生猪养殖模式正逐步走向规模化、集约化。近年来,生猪养殖企业为提高国内养猪行业的水平扩大养殖规模,不断地采用先进的养殖技术、不断创新发展。但随着国内土地保护政策的实施,导致紧缺的土地资源成为制约现代生猪养殖向规模化、集约化发展的重要因素之一。加之国内技术的落后和受到传统养猪行业思维的限制,导致国内传统猪舍在面对传播快、危害大的疾病时很难进行抵抗。非洲猪瘟的肆虐使得许多平房式、规模化、集约化的猪舍也未能幸免,风险更大的是将生猪养殖作为兼职的散养户。因此,探索用地面积更少、生物安全性高的现代生猪养殖新模式显得尤为重要,为此,高楼式养猪模式逐渐走向大众视野[1]。相比于传统的养猪模式,高楼式养猪模式有着很大的不同点。本文就高楼式养猪模式在通风、用地、生物安全、除臭设计等方面的优势及问题进行论述,并提出建议。
高楼式养猪是中国特有的产物,欧美养猪发达国家并没有这种模式,而中国需要利用有限的土地产出全球一半的生猪[2]。中国人口众多,人们的物质生活水平不断提高,养猪规模也在不断扩大,高楼式猪舍逐渐进入人们视野,某高楼式猪舍如图1所示。20世纪70年代末,哈尔滨市香坊农场建立了1栋2层的楼房猪舍,在当时由于技术水平以及思想观念等诸多因素最终以失败告终,但这是业内最早出现的楼房养猪的雏形[3]。在此之后,安徽和湖北等地区也不断开始建设高楼式猪舍[4]。2018年,浙江义乌华统集团充分利用高楼式猪舍用地少的特点,投资3.5亿元,建设占地面积851亩、年出栏40万头的华统生猪产业基地。2019年,广西扬翔股份有限公司推出在疫病防控上效果显著的四层结构的“防非”的猪舍。四川天兆猪业股份有限公司也推出了用地少、生物安全性好的余式猪场5.0多层猪舍[5]。2020年,温氏食品集团股份有限公司、北京首农食品集团有限公司也相继建立高楼式猪舍等。由此可见,高楼式猪舍已经越来越受到业内的认可[6],但由于高楼式猪舍与平房式猪舍的建造、生产和技术经验差别较大,高楼式养猪模式的发展和创新还需要面临新的挑战。
图1 某高楼式猪舍
由于中国是一个以农为主、人口众多的国家,但同时也是人均土地资源面积较少的国家。国内的总人口占世界总人口约五分之一,但猪肉的消费量占世界猪肉消量的二分之一左右,所以发展生猪养殖业要有效解决人们与牲畜争取土地的情况[7]。2019年,国家自然资源部和农业农村部联合发布的《农业农村部关于设施农业用地管理有关问题的通知》(自然资规〔2019〕4号),允许养殖设施建设多层建筑,这样使许多原本土地资源较为匮乏、环境资源不太适合养猪的地方也可以发展养猪[8]。如果按照传统的方式建造一个每年生产万头左右仔猪或肉猪的猪场,大约需要的占地面积为70亩,即使是采用规模化养猪所需要的占地面积也约需30亩。如果运用高楼式养猪模式,土地面积仅仅只需要约12亩地,节约了一半以上的土地资源,所以相比之下,高楼式养猪模式可以有效节省土地。因此,采用高楼式养猪可以在一些土地面积不大的山区进行养猪,相比于平房式猪舍,高楼式猪舍通常只需40%面积的养殖用地即可进行养猪。
近年来,生猪养殖业受到非洲猪瘟疫情的影响,生物安全性也成为了生猪养殖模式的首要问题,也是当今生猪养殖企业战略发展的重点之一。因而,无论是传统猪舍,还是规模化、集约化猪舍,其未来发展都需要拥有超高标准的生物安全。由于高楼式养猪是一种高密度、规模化、集约化的猪舍,将每一层楼作为一个相对独立的系统,在设计时可将猪舍分成生产区、生活区、环保区和隔离区,做到各个楼层互不交叉、互不关联,达到快速阻隔病原体传播的目的。高楼式猪舍,由于在上下楼层之间设有运猪电梯和赶猪通道,没有特殊的情况,上下楼层间不进行猪只交换,保持相互独立。除此之外,物料也是病原体传播的重要途径之一,因此,进入猪舍的饲料、人员以及生活用品都应该严格消毒,由于在高楼式猪舍内方便建立车辆、物资和人员的洗消中心,因而可以有效实施防疫制度和消毒制度,实现立体化生物安全防护[9]。
猪舍中有机物的腐败会产生氨气,猪只的有机体中蛋白质和含硫有机物腐败降解会产生硫化氢,饲料中的纤维分解会产生甲烷等。感到恶臭的主要原因有猪只的粪便、猪只的呼吸气体、猪只皮肤的分泌物、污水、食物残渣等[10]。
平房式猪舍由于通风和采光条件的限制,导致猪舍内各种有机物和粪便经微生物分解产生的各种有害气体不能较好散发出去,而且不能及时进行猪舍内粪尿等清洁工作,很难达到标准卫生条件。这样不仅会导致猪只体质水平下降,而且还容易感染各种疾病,使得猪舍的药物成本和猪只死亡率提高[11]。
高楼式猪舍都设有除臭塔进行集中除臭。臭气的主要载体是尘埃,首先利用沉降室进行尘埃的沉降,再使得沉降后的气体经过混有化学药剂循环水的水帘中和未溶于水的H2S、NH3等有害气体,最后通过臭氧发生器和紫外线光束进行脱氧和杀菌,达到除臭的目的。因此,高楼式猪舍的主要除臭方法有水喷淋除臭和生物质过滤除臭。水喷淋除臭主要运用喷嘴喷出吸收液与进入喷淋室的外部废气进行喷淋,与猪舍内产生的废气接触后产生化学反应,中和或吸收后的达标气体通过除雾器除雾后排入到大气中[12]。而生物质过滤方法即运用微生物将臭味气体中含有的有机污染物通过降解作用转化为无害或低害类物质的方法[13]。微生物可在适宜环境条件下将废气中含有的无机物和有机物分别作为碳源和能源,将恶臭物质分解为水、二氧化碳和矿物质等无臭物,达到净化恶臭气体的目的[14],解决猪舍排出废气、废水等污染环境的问题,更加绿色环保,符合可持续发展战略。
相比于平房式猪舍,高楼式猪舍规模更大,集约化程度更高,产能足,有条件安装各种智能现代化设备,实现智能监控、自动饲喂、测膘、粪尿自动分离、自动清粪、自动温控、自动通风等工作,使得养殖模式高度智能化和数字化,进而降低人力成本。据报道,平房式猪舍养殖100头母猪至少需要7位饲养员,自动化养殖5 000头母猪仅需10位饲养员,让一个饲养员养10 000头猪成为可能[9]。
由于高楼式养猪模式具有猪舍内热源产生自然空气对流的垂直置换通风现象,导致猪舍中的空气自热源由下向上自然流动,减少通风所需能量消耗,使得高楼式猪舍每一层的通风量都比平房式猪舍所需通风量小。较小的通风量会导致风速比较平缓,有利于空气过滤系统的使用,使得高楼式猪舍的空气质量比平房式猪舍的空气质量好。高楼式猪舍平缓的风速会导致降温效果不佳,为解决该问题,高楼式猪舍多使用半集中式中央空调,相比于平房式猪舍的控温方式,当夏季猪舍外环境温度达到35℃时,高楼式猪舍内温度也可方便地维持在26℃左右。所以高楼式养猪可以采取适宜当前环境的通风模式,为猪只提供舒适且合理的生长环境,提高猪只的饲养利用率、日增重量、日采食量等相关的饲养效率[15]。
设计高楼式猪舍的成本要比设计平房式猪舍所需资金约高三分之一,即使是地基成本与平房式猪舍相差不多,其还得修建楼梯、各种饲料运输通道,以及常需使用较多先进的智能化设备,故前期投资比平房式猪场多1倍,建设成本相对较高[5]。
国内高楼式猪舍建筑设计没有特定的标准,也没有国家或行业的标准可以遵循,大多数企业都得根据自身情况来自行设计,使得最终建成的高楼式猪舍有很大的不确定性,在未来的养殖过程中很容易出现新的问题,导致最终高楼式猪舍带来的收益与预期不符合,使得高楼式猪舍失去特有的优势[16]。因此,制定和出台国家及行业标准迫在眉睫。
设计高楼式猪舍需要涉及到如房屋建设、土地建设、环境控制、废弃物处理等诸多方面,国内符合要求的专业人员缺乏。与平房式猪舍不同,高楼式猪舍需要许多跨行业、跨学科的专业设计共同实施。而且国内在高楼式猪舍设计上还得根据自身情况不同,自行设计和建设,导致难度提高。因此,人才的匮乏是制衡高楼式猪舍发展的重要因素之一。
近年来,高楼式养猪模式逐渐在生猪养殖业中得到应用,高楼式养猪模式对现代化技术和生物安全管理提出更高的要求,但现代化技术与高楼式养猪模式结合不紧密,生产管理人员操作无规范可循,使得高楼式猪舍养殖效率与安全性参差不齐。除此之外,传统猪舍多为平房式猪舍,当平房式猪舍废弃后,猪舍比较容易被拆除,土地比较容易变更用途,但高楼式猪舍废弃后用途变更较难。
1)高楼式养猪模式主要适用于土地资源较为匮乏、周围环境不太适合养猪和人力成本较高的地方,但高楼式养猪模式可以有效解决这些地方的猪只供给问题,也适用于传统旧猪舍的改造,提高传统旧猪舍产能和效率,同时响应国家的土地政策,解决国内的土地不足问题。
2)高楼式猪舍相比于平房式猪舍,不是简单的每一层楼的叠加,在设计楼层方面需要考虑通风模式、除臭问题、疫病防控等各种因素,需尽快制定和出台国家及行业标准和技术规范,使得生猪养殖产业可持续健康发展。
3)高楼式养猪模式未来发展,还需要加强专业技术人才的培养,将自动控制、生物防疫和畜牧工程等学科穿插融入专业人才的培养中。
4)高楼式养猪模式与5G、大数据、智能化、物联网等新型信息技术的结合,可使得生猪养殖效益更高。在未来养猪业的发展中,高楼式养猪模式需要不断摸索和创新,以促进现代生猪养殖业稳定发展。