mr+精飼料精確飼喂飼喂奶牛技術(shù)研究

0精細(xì)飼料關(guān)鍵技術(shù)研究方向隨著中國(guó)奶牛業(yè)的發(fā)展，養(yǎng)牛業(yè)從傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的管理方式。牛群的管理從傳統(tǒng)的粗放型、放松型轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)型、集約型的管理。細(xì)養(yǎng)是精細(xì)農(nóng)業(yè)的重要組成部分。要實(shí)現(xiàn)牛的精確飼養(yǎng)，必須根據(jù)牛的不同個(gè)體營(yíng)養(yǎng)需求正確飼養(yǎng)奶牛?；趥€(gè)人條件信息的精細(xì)栽培是現(xiàn)代奶?？茖W(xué)飼料的主要研究方向。精細(xì)飼料的主要技術(shù)是精細(xì)飼料設(shè)備和相關(guān)飼料模式。針對(duì)中國(guó)奶牛精細(xì)飼喂現(xiàn)狀,李繼成等、倪志江等和蒙賀偉等以智能化移動(dòng)式個(gè)體奶牛精飼料精確飼喂裝備為基礎(chǔ),以個(gè)體奶牛為飼養(yǎng)管理單位,以個(gè)體奶牛泌乳周期、胎次、日產(chǎn)奶量、最大產(chǎn)奶量、體質(zhì)量等信息為精飼料“定量”依據(jù),完成了奶牛規(guī)模為50和100頭,牛頸枷間距為0.75和1m的牛舍內(nèi)飼喂試驗(yàn),試驗(yàn)表明精飼料精確飼喂裝備對(duì)提高奶牛產(chǎn)量具有一定的影響,與不進(jìn)行補(bǔ)飼的牛群相比可提高單產(chǎn)3~4kg/d,但由于裝備和飼喂模式不盡完善:裝備識(shí)別距離小、牛頸枷間距不合理等,導(dǎo)致飼喂過(guò)程中有漏飼和搶食現(xiàn)象,采食中互相干擾,影響奶牛精飼料采食量和精飼料利用率。根據(jù)裝備和飼喂模式存在的問(wèn)題,該文對(duì)裝備和飼喂工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究:對(duì)自走式智能化移動(dòng)式個(gè)體奶牛精飼料精確飼喂裝備進(jìn)行完善,對(duì)牛頸枷間距為1.2和1.4m的“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式進(jìn)行研究,并對(duì)200和500頭牛群進(jìn)行牛場(chǎng)飼喂試驗(yàn),在合理的飼養(yǎng)模式下使用精飼料精確飼喂裝備實(shí)現(xiàn)奶牛的精細(xì)化飼養(yǎng),實(shí)現(xiàn)最低成本、利潤(rùn)最大化。1自走式精飼料精確飼料tmr配置研發(fā)適當(dāng)飼喂模式可激發(fā)高產(chǎn)奶牛生產(chǎn)潛能,提高奶牛生產(chǎn)性能和牛奶品質(zhì),使成本最低、利潤(rùn)最大。目前中國(guó)規(guī)模牛場(chǎng)和奶牛養(yǎng)殖小區(qū)多采用的飼喂模式為“TMR(totalmixedrations,全混合日糧)”、“TMR+人工補(bǔ)飼精飼料”、“TMR+固定式精飼料補(bǔ)飼裝置”:1)“TMR”飼喂模式:該模式首先對(duì)牛只進(jìn)行分群,按泌乳期分為高產(chǎn)奶牛、中產(chǎn)奶牛和低產(chǎn)奶牛,更精細(xì)的分群方法是按奶牛日單產(chǎn)奶量分段飼喂,例如≤20、20~25、25~30、30~35、>35kg/d等,根據(jù)牛場(chǎng)情況因地制宜合理分群,然后根據(jù)每群部分奶牛的營(yíng)養(yǎng)需求投喂混合料,此飼喂模式對(duì)提高奶牛單產(chǎn)產(chǎn)奶量具有明顯的效果,但造成部分高產(chǎn)奶牛精飼料采食不足,影響牛只生產(chǎn)性能和牛體健康,因?yàn)榫暳显谀壳暗哪膛ｐB(yǎng)殖中擔(dān)當(dāng)著預(yù)防疾病、保證牛體健康、改善牛奶品質(zhì)、提高單產(chǎn)、平衡營(yíng)養(yǎng)和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)等角色;2)“TMR+人工補(bǔ)飼精飼料”飼喂模式:該模式需對(duì)牛只進(jìn)行分群,由于人們認(rèn)識(shí)到精飼料補(bǔ)充對(duì)提高奶牛產(chǎn)量的重要性,在奶牛飼喂中首先由TMR為每個(gè)牛群投喂基礎(chǔ)料,然后由人工為高產(chǎn)奶牛補(bǔ)充所需的精飼料,該飼喂模式提高了奶牛的生產(chǎn)性能,但人工投喂隨意性大,不能滿足個(gè)體奶牛的營(yíng)養(yǎng)需求,影響奶牛的生產(chǎn)性能和牛體健康,不能充分發(fā)揮高產(chǎn)奶牛生產(chǎn)潛能,而且人工投喂勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低,已不適合中國(guó)規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖的發(fā)展要求;3)“TMR+固定式精飼料補(bǔ)飼裝置”飼喂模式:該飼喂模式基本滿足個(gè)體奶牛的營(yíng)養(yǎng)需求,由于固定式補(bǔ)飼裝置是在一個(gè)固定的位置,需要牛只主動(dòng)采食,而且采食中相互干擾,可能造成牛只精飼料采食不足或過(guò)量、牛只漏飼等現(xiàn)象,影響奶牛產(chǎn)奶量,而且每頭奶牛的采食時(shí)間大約為10min,按100頭奶牛使用1臺(tái)固定式精飼料補(bǔ)飼裝置,飼喂完畢至少需要1000min,效率低。針對(duì)以上飼喂模式存在的問(wèn)題,該文對(duì)自走式精飼料精確飼喂裝備進(jìn)行完善,并以該裝備為基礎(chǔ),對(duì)牛頸枷間距為1.2和1.4m的“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式進(jìn)行研究,完成200和500頭牛群的牛場(chǎng)飼喂試驗(yàn),以及由于牛舍內(nèi)改造成本高,而且牛舍內(nèi)空間有限改造后牛位減少,為解決牛舍內(nèi)改造存在的問(wèn)題,該文同時(shí)采用奶廳外分批次飼喂,以解決牛舍內(nèi)飼喂存在的改造成本高和牛位不足的問(wèn)題。該文根據(jù)個(gè)體奶牛的泌乳周期、胎次、日產(chǎn)奶量、最大產(chǎn)奶量等信息“定量”、“主動(dòng)”為奶牛精確投喂所需精飼料。飼喂流程如圖1所示。2中小型牛場(chǎng)的設(shè)施配套與改造“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式適用于200頭左右的中小型牛場(chǎng),根據(jù)不同飼喂規(guī)模需在“TMR(totalmixedrations,全混合日糧)”飼喂模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)施的配備和改造。2.1乳場(chǎng)識(shí)別技術(shù)在“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式中精飼料精確飼喂裝備需根據(jù)個(gè)體奶牛的生理與生產(chǎn)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)精飼料的精確、高效投喂,對(duì)個(gè)體奶?？焖?、準(zhǔn)確識(shí)別,以及方便、良好的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)用戶界面。自走式精飼料精確飼喂裝備主要由機(jī)械裝置、識(shí)別系統(tǒng)和牛場(chǎng)管理系統(tǒng)組成(圖2)。裝備給料系統(tǒng)采用三段螺旋變螺距給料,提高了給料系統(tǒng)的工作效率和投料精度,在螺旋轉(zhuǎn)速為60r/min時(shí),投料量2~4kg/次,投料精度不小于98%。識(shí)別系統(tǒng)由無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)[4,5,20,21,22,23,24,25,26]和紅外牛位對(duì)中檢測(cè)技術(shù)組成。為提高奶牛識(shí)別準(zhǔn)確率和避免牛只漏飼現(xiàn)象,完成了紅外牛位對(duì)中檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),通過(guò)感知牛頸枷上方的標(biāo)識(shí)物進(jìn)行位置對(duì)中,及時(shí)停車,提高了對(duì)牛只識(shí)別的準(zhǔn)確率,有效降低了奶牛采食過(guò)程的搶食現(xiàn)象;當(dāng)紅外檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到標(biāo)識(shí)物后,如果在設(shè)置時(shí)間內(nèi)無(wú)法識(shí)別到牛耳標(biāo)將投喂一定量的精飼料,避免了飼喂過(guò)程中因耳標(biāo)脫落等造成的牛只漏飼現(xiàn)象。裝備識(shí)別距離不小于0.75m,識(shí)別率100%。為了統(tǒng)一管理牛場(chǎng)相關(guān)資料,對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行集成,開(kāi)發(fā)了牛場(chǎng)信息管理系統(tǒng)(圖3)。牛場(chǎng)管理系統(tǒng)采用面向功能、面向過(guò)程的原型法進(jìn)行設(shè)計(jì),采用面向?qū)ο蟮腣B.NET2008語(yǔ)言進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)、Access2007數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、水晶報(bào)表CrystalReport10.0進(jìn)行報(bào)表的設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)了對(duì)牛場(chǎng)信息的存儲(chǔ)和管理,以及牛群預(yù)警、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印;使用奶牛泌乳周期、胎次、日產(chǎn)奶量、最大產(chǎn)奶量、體質(zhì)量等信息通過(guò)奶牛飼喂模型計(jì)算每天奶牛所需的精飼料量,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工,使成為下位機(jī)需要的信息,然后通過(guò)無(wú)線傳輸裝置傳送數(shù)據(jù)到下位機(jī);對(duì)于奶牛的部分信息系統(tǒng)將自動(dòng)更新,奶牛日產(chǎn)奶量是日常中使用和更新最頻繁的數(shù)據(jù),需要牛奶計(jì)量系統(tǒng)將各班次個(gè)體奶牛產(chǎn)奶量匯總至牛場(chǎng)管理系統(tǒng),以便使用。2.2牛場(chǎng)及牛舍內(nèi)1)牛頸枷:牛場(chǎng)需配備牛頸枷,一般牛頸枷間距為0.75和0.8m,由于間距小奶牛識(shí)別準(zhǔn)確率低、搶食現(xiàn)象嚴(yán)重,不符合精確飼喂要求,通過(guò)對(duì)奶牛飼喂試驗(yàn)分析、牛場(chǎng)飼喂測(cè)試和奶?；顒?dòng)觀察對(duì)牛頸枷間距進(jìn)行確定:2011年飼喂試驗(yàn)中牛頸枷間距采用1m,間距小,互相干擾,搶食現(xiàn)象普遍;2012年6月對(duì)牛頸枷間距為1.5m進(jìn)行飼喂測(cè)試,由于間距較大,導(dǎo)致飼喂時(shí)兩牛之間存在采食“盲區(qū)”,即兩頭奶牛都無(wú)法采食“盲區(qū)”內(nèi)的飼料,造成奶牛精飼料采食不足,不符合精確飼喂要求,因此,該文飼喂模式采用牛頸枷間距1.2和1.4m,牛舍內(nèi)采用間距1.2m對(duì)牛場(chǎng)進(jìn)行改造,,因?yàn)?.4m間距將使牛舍牛位減少,不適合舍內(nèi)飼喂;牛頸枷間距1.4m適用于奶廳外飼喂,廳外飼喂時(shí)牛位根據(jù)擠奶廳牛位的多少確定;2)飼喂通道:牛舍內(nèi)飼喂需要一定寬度的通道,適合于TMR飼喂車行走,根據(jù)飼喂車容積和機(jī)型的不同,寬度有所差異,一般通道寬度為2.5m;奶廳外飼喂時(shí)需配備牛只循環(huán)通道,以供牛只交替采食,要求通道平實(shí);3)運(yùn)動(dòng)場(chǎng):配備運(yùn)動(dòng)場(chǎng),以供牛只活動(dòng),成年乳牛運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的建設(shè)面積一般為15~20m2/頭,運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和牛舍內(nèi)配備飲水位,以供牛只自由飲用,水質(zhì)需符合《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)無(wú)公害食品畜禽飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(NY5027-2001)》的規(guī)定;4)擠奶系統(tǒng):擠奶廳需配備高效的擠奶系統(tǒng),并具有牛奶計(jì)量功能;5)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):牛場(chǎng)需配備奶牛管理系統(tǒng),存儲(chǔ)奶牛的泌乳周期、胎次、日產(chǎn)奶量、最大產(chǎn)奶量等相關(guān)信息,制定奶牛生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)牛場(chǎng)進(jìn)行日常管理;并具備無(wú)線傳輸裝置,為奶牛飼喂傳送數(shù)據(jù);6)上料裝置:為提高上料效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省飼喂時(shí)間,牛場(chǎng)需配備提料機(jī)或料塔供料;7)牛只需佩戴電子耳標(biāo),以供飼喂過(guò)程中識(shí)別系統(tǒng)對(duì)牛只的身份進(jìn)行識(shí)別。3“tmr+人工補(bǔ)飼料”飼料生產(chǎn)情況為驗(yàn)證“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響,以及裝備工作的穩(wěn)定性和可靠性,于2011年7月10日至2011年8月25日在新疆農(nóng)八師121團(tuán)對(duì)“TMR+人工補(bǔ)飼精飼料”飼喂模式的奶牛生產(chǎn)情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè),因試驗(yàn)前2011年與2012年同期高產(chǎn)圈奶牛飼喂條件、平均單產(chǎn)水平和該牛群平均年齡基本一致,所以選擇2011年同期為試驗(yàn)對(duì)照;于2012年7月15日至2012年8月24日在新疆農(nóng)八師121團(tuán)進(jìn)行了牛場(chǎng)飼喂試驗(yàn),對(duì)高產(chǎn)圈奶牛每天生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。3.1試驗(yàn)前高產(chǎn)牛舍人工補(bǔ)飼料的飼料效果選擇牛場(chǎng)500頭奶牛為飼喂對(duì)象,高產(chǎn)圈200頭奶牛采取牛舍內(nèi)飼喂,即擠奶完畢后直接進(jìn)入牛舍內(nèi)采食,其他牛舍奶牛采取奶廳外飼喂,即擠奶完畢后進(jìn)入奶廳外飼喂區(qū)采食,并對(duì)高產(chǎn)圈奶牛每天飼料使用量以及生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(圖4);牛頸枷間距牛舍內(nèi)為1.2m,奶廳外為1.4m,以2011年同期“TMR+人工補(bǔ)飼精飼料”飼喂模式飼喂的高產(chǎn)奶牛日平均單產(chǎn)為對(duì)照,試驗(yàn)前高產(chǎn)圈牛舍分早、中、晚3次人工補(bǔ)充精飼料;試驗(yàn)使用自走式精飼料精確飼喂裝備進(jìn)行精飼料的投喂,每天補(bǔ)飼1次,在中午進(jìn)行,試驗(yàn)前后200頭奶牛所需粗、精飼料總量保持不變,粗飼料主要為青貯和苜蓿草,分別為4400和1000kg/d,精飼料為2600kg/d,其中2000kg由TMR混合粗飼料投喂,600kg作為補(bǔ)充料由自走式精飼料精確飼喂裝備投喂,試驗(yàn)用精飼料為農(nóng)標(biāo)普瑞納生產(chǎn)的泌乳期奶牛精料補(bǔ)充料與自備料按質(zhì)量比為2∶1混合,主要成分為玉米、麩皮、豆粕(餅)、魚(yú)粉、棉粕、礦物質(zhì)、多種維生素等。3.2“tmr+人工補(bǔ)飼精飼料”飼料的單產(chǎn)奶量檢測(cè)圖5為以2011年“TMR+人工補(bǔ)飼精飼料”飼喂模式的平均日單產(chǎn)奶量為對(duì)照組,2012年同期“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式的平均日單產(chǎn)奶量為試驗(yàn)組繪制的平均日單產(chǎn)對(duì)照?qǐng)D。由表1可知在“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式下,牛頸枷間距為1.2m和1.4m時(shí),根據(jù)裝備和牛場(chǎng)路面情況,經(jīng)測(cè)定在行駛速度牛舍內(nèi)為0.45m/s和奶廳外為0.7m/s時(shí)裝備工作平穩(wěn),無(wú)遇障礙停車現(xiàn)象,飼喂時(shí)各指標(biāo)均滿足要求;在該飼喂模式下2012年試驗(yàn)期間最低奶單產(chǎn)和最高奶單產(chǎn)均高于2011年同期“TMR+人工補(bǔ)飼精飼料”飼喂模式的日單產(chǎn)奶量,2012年試驗(yàn)期間奶單產(chǎn)波動(dòng)略小于2011年同期;因此,試驗(yàn)表明:奶牛對(duì)此飼喂模式具有很好的適應(yīng)性,而且此飼喂模式對(duì)提高奶牛生產(chǎn)性能有明顯的影響,經(jīng)計(jì)算試驗(yàn)期間比2011年同期“TMR+人工補(bǔ)飼精飼料”飼喂模式平均單產(chǎn)提高0.8kg/d。該飼養(yǎng)模式具有很好的應(yīng)用前景。3.3效率分析3.3.1試驗(yàn)用牛頸思考設(shè)牛頸推動(dòng)試驗(yàn)使用“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式要有相關(guān)的配套設(shè)施,需對(duì)牛場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單改造,配套設(shè)施中TMR飼喂車、高效擠奶系統(tǒng)和牛場(chǎng)管理系統(tǒng)在現(xiàn)代化牛場(chǎng)中都有具備,只需購(gòu)進(jìn)自走式精飼料精確飼喂裝備1臺(tái),對(duì)牛頸枷和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改造;牛頸枷根據(jù)材質(zhì)的不同價(jià)格各異,本試驗(yàn)使用的牛頸枷為0.26萬(wàn)元/架,每架為6m,間距為1.2m時(shí)5個(gè)牛位,1.4m時(shí)4個(gè)牛位:奶廳外飼喂:牛頸枷間距1.4m,根據(jù)奶廳牛位的多少確定廳外牛頸枷牛位,試驗(yàn)用32個(gè)牛位,需牛頸枷8架,2.08萬(wàn)元,安裝費(fèi)為牛頸枷費(fèi)用的10%~15%,安裝費(fèi)0.21~0.31萬(wàn)元,地坪改造材料和施工費(fèi)20元/m2,費(fèi)用0.5萬(wàn)元,料塔1臺(tái),0.4萬(wàn)元,通道修造費(fèi)0.2萬(wàn)元,共3.4~3.5萬(wàn)元。牛舍內(nèi)飼喂:牛頸枷間距1.2m按200頭奶牛計(jì)算共需牛頸枷40架,10.4萬(wàn)元,安裝費(fèi)1~1.5萬(wàn)元,地坪改造費(fèi)0.15萬(wàn)元,提料機(jī)1臺(tái),0.3萬(wàn)元,共11.85~12.35萬(wàn)元。根據(jù)以上計(jì)算奶廳外飼喂大約需要改造費(fèi)用3.5萬(wàn)元,牛舍內(nèi)飼喂大約需要改造費(fèi)用12萬(wàn)元,每臺(tái)精飼料精確飼喂裝備投資10萬(wàn)元。3.3.2牛場(chǎng)發(fā)展投資及收益由圖5可知使用該飼喂模式后平均每頭奶牛提高產(chǎn)奶量0.8kg/d,按新疆鮮牛奶回收價(jià)格3.8元/kg計(jì)算,可提高經(jīng)濟(jì)效益平均每天3.04元/頭,200頭奶牛每年可增加利潤(rùn)21.888萬(wàn)元,并可節(jié)省勞動(dòng)用工1人,按每人2000元/月,1年可節(jié)省2.4萬(wàn)元,兩項(xiàng)合計(jì)增加收入24.288萬(wàn)元/年,前期牛場(chǎng)設(shè)施改造和精飼料精確飼喂裝備費(fèi)用投資大約22萬(wàn)元,第一年將收回所有投資,并實(shí)現(xiàn)營(yíng)利。通過(guò)經(jīng)濟(jì)效益分析可看出“TMR+精飼料精確飼喂”飼喂模式具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,所以本飼喂模式具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和推廣應(yīng)用前景。4裝備進(jìn)出速度為10.1)通過(guò)完善自走式精飼料精確飼喂裝備,在“TMR(totalmixedrations,全混合日糧)+精飼料精確飼喂”飼喂模式下牛頸枷間距1.2和1.4m均符合個(gè)體奶牛的精細(xì)飼喂要求,牛舍內(nèi)飼喂牛頸枷間距1.4m,識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別率100%,識(shí)別準(zhǔn)確率不小于96%,搶食率不大于4%,系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不大于2s,每百頭奶牛飼喂時(shí)間不大于0.4h;奶廳外飼喂牛頸枷間距1.4m,裝備行