摘要：生豬養(yǎng)殖業(yè)是我國畜牧業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著生豬養(yǎng)殖從分散養(yǎng)殖向規(guī)?；B(yǎng)殖的發(fā)展，對生豬養(yǎng)殖設施工程技術的需求日漸增加。為了向生豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展提供參考與支持，對生豬養(yǎng)殖關鍵設施工程技術的研究與發(fā)展狀況進行了總結(jié)和分析。重點對豬舍、育仔、飼喂、糞污處理設施工程環(huán)節(jié)進行研究與發(fā)展分析。目前，我國已初步形成了適合國情的生豬養(yǎng)殖設施工程技術體系，但與國外發(fā)達國家的生豬養(yǎng)殖設施工程技術還存在一定差距，存在養(yǎng)殖設施工程各環(huán)節(jié)發(fā)展不均衡，養(yǎng)殖工程的機械化、自動化、智能化技術水平較低，關鍵養(yǎng)殖設施工程技術的基礎性研究體系不健全，養(yǎng)殖設施配套性差，養(yǎng)殖機械的適用性和可靠性較低等問題。建立健全的生豬養(yǎng)殖設施工程技術的研究體系，加強養(yǎng)殖、飼料、設施工程、資源環(huán)境等方面相互融合與協(xié)作、深入與系統(tǒng)的研究，開展適于我國南北方配套應用的生豬養(yǎng)殖設施與設備研發(fā)，實現(xiàn)生豬養(yǎng)殖過程的健康福利化、生態(tài)化、自動化及至智慧化，將是我國生豬養(yǎng)殖設施工程技術的發(fā)展方向。

　　關鍵詞: 生豬養(yǎng)殖；設施；工程

　　2017年，世界生豬存欄量為76905萬頭，其中，中國生豬存欄量占比超過 50%，由其產(chǎn)生的糞污總量超過10億t。目前，中國生豬養(yǎng)殖業(yè)中小型豬場占比較高，生豬養(yǎng)殖規(guī)?；?、集約化、自動化水平較低，生豬養(yǎng)殖采用的豬舍、設施設備、糞污處理設施等工程技術存在不標準、不配套、不完善等問題，導致母豬生產(chǎn)效率、育肥豬日增重低于歐美水平，加之土地、環(huán)保、原料、防疫、人工成本較高，使得中國生豬養(yǎng)殖業(yè)的競爭力在國際上不具有優(yōu)勢。

　　中國從改革開放到20世紀80年代末，生豬養(yǎng)殖業(yè)地位開始由副業(yè)向產(chǎn)業(yè)型轉(zhuǎn)變。在20世紀70年代中后期建立廣州白云機械化生豬養(yǎng)殖場、沈陽馬三家機械化生豬養(yǎng)殖試驗場，以及1980年深圳光明農(nóng)場引進美國第一條萬頭生豬養(yǎng)殖生產(chǎn)線，從此開始了生豬養(yǎng)殖的規(guī)?；M程。20世紀90年代以后，生豬養(yǎng)殖規(guī)模化迅速發(fā)展，生豬養(yǎng)殖已成為農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一。通過對進口成套生豬養(yǎng)殖設備改進設計，中國生豬養(yǎng)殖設備逐步實現(xiàn)了國產(chǎn)化。盡管中國生豬養(yǎng)殖業(yè)仍然是勞動密集型產(chǎn)業(yè)(小型豬場占比高)，自動化程度和整體水平不高，但隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)模化的發(fā)展，中國生豬養(yǎng)殖設備的自主研發(fā)、科技創(chuàng)新不斷加強，大量現(xiàn)代化的生豬養(yǎng)殖設備得到廣泛應用，生豬養(yǎng)殖的規(guī)?；?、集約化程度得到不斷提高。豬場從使用簡單的自動飲水器、機械輸料裝置、刮板清糞機、各種金屬豬欄，發(fā)展到使用自動飲水及智能飼喂系統(tǒng)等，生豬養(yǎng)殖機械化、自動化、智能化程度不斷提高。同時，豬舍設計和建筑中新材料、新結(jié)構(gòu)、新設備得到廣泛應用，豬舍的改造和設計正朝著標準化、輕簡化、自動化方向發(fā)展，生豬養(yǎng)殖效率和經(jīng)濟效益在不斷提高。

　　歐美國家生豬養(yǎng)殖業(yè)總體水平較高，其生豬養(yǎng)殖的規(guī)模化、集約化、自動化水平高，如歐盟國家實現(xiàn)了生豬福利化養(yǎng)殖、豬舍保溫與通風自動控制、喂料與飲水自動控制、水泡糞與土地承載能力(包括氮、磷含量限定)或沼氣生產(chǎn)配套等，其生豬養(yǎng)殖設施工程技術先進。美國也因此降低了人工成本，加之以玉米與大豆為主的飼料價格較低，增加了生豬養(yǎng)殖的競爭力。

　　由2016年農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《全國生豬生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》，推動了大型養(yǎng)豬企業(yè)在東北、西北等潛力增長區(qū)布局；2017年中央1號文件提出生豬產(chǎn)能向東北轉(zhuǎn)移；加之東北地區(qū)的資源、環(huán)境優(yōu)勢，就此出現(xiàn)“南豬北養(yǎng)”的養(yǎng)殖趨勢。同時隨著我國對豬場糞污處理要求的提高，小型家庭式豬場逐漸退出，傳統(tǒng)的養(yǎng)豬模式向現(xiàn)代化、規(guī)模化逐步轉(zhuǎn)換，生豬養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模化、集約化、自動化程度將進一步提高。

　　生豬養(yǎng)殖場的建設是一個系統(tǒng)工程，從生產(chǎn)工藝到設施工程配套，等等，需要從宏觀規(guī)劃開始，再綜合考慮各養(yǎng)殖過程及其設施工程，否則會導致生產(chǎn)成本高、產(chǎn)出效益差。盡管中國一些大型豬場的設施水平較高、自動化設備比例較高，但由于大型豬場數(shù)量相對較少，目前國內(nèi)的豬場仍以中小型為主，導致豬場設施的技術水平相對較低，生豬養(yǎng)殖過程主要依靠人工完成，人力成本相對較高，生豬養(yǎng)殖的競爭力較弱。因此，開展生豬養(yǎng)殖設施工程技術的系統(tǒng)研究非常必要。為此，本文針對豬舍、育仔、飼喂和糞污處理等關鍵設施工程技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行分析。

　　豬舍是用于生豬養(yǎng)殖的建筑物。根據(jù)養(yǎng)殖目的不同，可分種豬舍、妊娠豬舍、分娩豬舍、保育豬舍、育肥豬舍等。豬舍內(nèi)設有豬欄、飼喂、飲水、通風、保

　　暖與降溫、清糞等設施。

　　豬舍可分敞開式、封閉式和半封閉式豬舍3種。其中，敞開式豬舍(圖1a)通常背風向陽、三面有墻、一側(cè)敞開(冬季背風面)，向風面有墻并有可封閉的通風口以供夏季使用，其圍護結(jié)構(gòu)一般不設保溫層，只在屋頂上設保溫層以減輕夏季太陽輻射的影響和避免冬季的冷凝現(xiàn)象，該舍通常在南方溫暖地區(qū)用來養(yǎng)殖肥豬；封閉式豬舍(圖1b)設有天棚和閉合的四周墻，天棚和墻都有保溫層，稱為保溫舍，該舍由儀器、設備控制舍內(nèi)的溫度、濕度和通風等條件，使舍內(nèi)小氣候處于最佳狀態(tài)，舍內(nèi)保溫好，養(yǎng)殖密度大，生產(chǎn)周期短；半封閉豬舍介于兩者之間，可防止冬季寒風的侵襲，其保溫能力較封閉式差，但優(yōu)于敞開式。

　　豬舍為生豬養(yǎng)殖提供生長和繁殖環(huán)境的基礎條件，豬舍結(jié)構(gòu)通常包括天棚(屋頂) 、墻體、地面與地下設施等，其結(jié)構(gòu)除了滿足功能、強度要求以外，保

　　溫性能極其重要。不同的氣候條件對豬舍結(jié)構(gòu)提出不同的設計要求，《民用建筑熱工設計規(guī)范》中采用累年最冷月(1月)和最熱月(7月)平均溫度作為分區(qū)主要指標，將全國劃分為嚴寒(－10℃)、寒冷(－10～0℃)、夏熱冬冷(0～10℃)、夏熱冬暖(＞10℃)和溫和(0～13℃)5個氣候區(qū)，對應豬舍分別需要滿足冬季保溫要求(可不考慮夏季防熱)、冬季保溫要求(兼顧夏季防熱)、夏季防熱要求(兼顧冬季保溫)、夏季防熱要求(可不考慮冬季保溫)考慮冬季保溫要求(可不考慮夏季防熱)。除南方溫暖地區(qū)以外，豬舍通常采用有窗封閉式，其優(yōu)點是冬季保溫性能良好，受舍外界氣候變化影響小，并且舍內(nèi)環(huán)境可以實現(xiàn)人工控制，創(chuàng)造適合豬生長的環(huán)境，有利于豬的生長。

　　豬舍常見的墻體結(jié)構(gòu)主要24磚墻、37磚墻、50磚墻(圖2a)、彩鋼夾芯板(圖2b)、實體磚墻外貼聚苯板等，其中北方豬舍磚墻結(jié)構(gòu)較多，但實體磚墻外貼聚苯板的墻體隔熱性能最好。豬舍屋頂和天棚(可增加豬舍的保溫性) 通常采用優(yōu)質(zhì)保溫材料。還有用木質(zhì)結(jié)構(gòu)的豬舍(圖2c)，其綜合性能較佳。通常在豬舍保溫材料靠室內(nèi)一面設防潮層，以防止水汽滲入而降低保溫性能。因復合材料保溫性能好，且易于實現(xiàn)豬舍建筑的標準化，輕型復合鋼結(jié)構(gòu)(北方非嚴寒區(qū)采用100～150mm厚的彩鋼夾芯板)的組裝式豬舍越來越受到重視，可實現(xiàn)豬舍內(nèi)溫濕度、空氣質(zhì)量可控的現(xiàn)代化豬舍建設目標。生豬養(yǎng)殖最適溫度為18～23℃，北方冬季豬舍內(nèi)的溫度大都低于此范圍，需對豬舍進行保溫，其中分娩豬舍和保育豬舍通常都須供暖，因此保育豬舍結(jié)構(gòu)應注重保溫設計、分娩豬舍結(jié)構(gòu)應注重保溫并兼顧隔熱。

　　豬舍地面溫度與豬的生長息息相關。目前，大型豬場豬舍地面采用漏縫地板，漏縫地板要求耐腐蝕、表面平整、堅固耐用，常采用鋼筋混凝土、鑄鐵或鋁板制成，縫隙寬度應小于豬蹄接地寬度的一半，豬舍地面下設糞池以及進出風通道。中小型豬場還有一些豬舍內(nèi)采用水泥地面，便于沖洗，但不利于豬床的保暖和干燥，為減少豬只體溫經(jīng)水泥地面?zhèn)鲗?，可在水泥地面下加設爐渣(50mm)、磚砌墊層或保溫板(30～50mm)，或采用架空預制鋼筋混凝土地板，也可采用加溫地面(如水暖)、橡膠地面或塑料地面等。北方豬舍地基可作保溫，在地基外側(cè)地面以下貼1層約50 mm厚的聚苯板或50mm厚的爐灰渣等隔熱且具有防腐性的材料，可更好地提高豬舍地面的溫度。豬舍地面以下通常建有糞池、刮糞通道或通風通道。

　　北方豬舍供暖多采用集中加熱，利用燃氣和煤鍋爐供暖，以暖氣和地熱形式為主。目前，供暖豬舍的能耗高于民用建筑的能耗，而豬舍集約化養(yǎng)殖密度較高，導致舍內(nèi)豬體散熱散濕量很大，豬舍不同于一般的工業(yè)與民用建筑，采用現(xiàn)行的工業(yè)和民用建筑節(jié)能設計標準存在一定的缺陷，需要制定北方豬舍建筑熱工節(jié)能設計標準與規(guī)范；或利用新能源技術(如生物質(zhì)能)實現(xiàn)供暖。由于豬舍集約化養(yǎng)殖密度較高，導致舍內(nèi)豬體散熱散濕量很大，而現(xiàn)行的工業(yè)和民用建筑節(jié)能設計標準與規(guī)范中各項熱工性能參數(shù)限值都不考慮建筑內(nèi)人體的散熱散濕，只有經(jīng)過較為準確的能耗計算和分析后，才能做到既創(chuàng)造生豬生長舒適的人工環(huán)境，又避免不必要的能源浪費，因此，制定豬舍建筑熱工節(jié)能設計標準并對豬舍能耗進行全面系統(tǒng)分析具有重要的意義。

　　豬舍通風(尤其是封閉式豬舍)是控制豬舍環(huán)境、保障豬舍內(nèi)空氣質(zhì)量的主要手段，國家標準GB/T 17824.3—2008《規(guī)模豬場環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理》中對規(guī)模豬場的氣體指標進行了規(guī)定，合理的通風系統(tǒng)不僅能及時補充足夠的新鮮空氣，同時還可以及時排除豬舍內(nèi)污濁的空氣和多余的水汽，為豬只的健康生長提供良好的生活環(huán)境。夏季通風也是豬舍降溫的主要方式，對于溫度較高地區(qū)，常采用負壓機械通風結(jié)合濕簾(濕簾-風機)實現(xiàn)降溫(圖3)；北方地區(qū)冬季通風要處理好保暖與通風之間的關系。

　　豬舍通風多采用機械通風的形式，也可采用自然通風和機械通風相結(jié)合的方式。機械通風是利用風機強制進行舍內(nèi)外空氣的交換，通常包括正壓、負壓和聯(lián)合通風3種方式。目前，我國多采用負壓且縱向通風模式，即將風機安裝在豬舍山墻上或靠近該山墻的兩側(cè)縱墻上，進風口則設在另一端山墻上或遠離風機的縱墻上(可在縱墻屋檐下設長條形縫隙式進風口或在縱墻上設開口式進風口)，當采用漏縫地板和舍下深糞坑時，常另設專用的小風機將舍內(nèi)空氣從糞池抽出作為冬季通風，其進氣分布良好，常應用于年平均氣溫變化較大的地區(qū)。正壓通風在嚴寒、炎熱地區(qū)適用，常沿豬舍長度方向懸裝送風管(沿管長度方向兩側(cè)均布圓孔且管末端封閉)，兩側(cè)縱墻設排風口，風管數(shù)由豬欄數(shù)決定。

　　豬舍通風系統(tǒng)一般都采用多臺風機組合系統(tǒng)(圖3b)，炎熱地區(qū)的大型豬舍常采用低壓大流量的軸流式風機。軸流式風機吸入與送出的空氣的流向和風機葉片軸的方向平行，它由外殼及葉片所組成(圖4)，具有結(jié)構(gòu)簡單、風壓低、通風量大、功耗低等特點，是豬舍通風的主要機型。

　　自然通風和機械通風相結(jié)合的通風系統(tǒng)比較經(jīng)濟實用，在春秋季節(jié)自然通風、夏冬季節(jié)機械通風，中國的南方地區(qū)應用較多。隨著豬舍環(huán)控技術的成熟，部分豬舍實現(xiàn)了對環(huán)境溫度、濕度和氨氣濃度等的自動監(jiān)控。

　　北方冬季封閉式豬舍的通風和保溫相互矛盾，舍外新鮮空氣未經(jīng)熱處理直接進入舍內(nèi)，會使舍內(nèi)溫度降低，造成生豬的冷應激，將新風加熱至生豬適宜的生長溫度，又勢必消耗大量的熱能，增加能源的消耗和生豬的養(yǎng)殖成本，因此需要在技術上實現(xiàn)能夠兼顧通風和保溫的節(jié)能高效通風模式及裝備，排風熱能的余熱回收是通風系統(tǒng)節(jié)能降耗的一種有效途徑。為此，建設豬舍時在水泡糞糞池底下埋設管道或在糞池側(cè)面地下通風道加換熱板，利用糞尿中的熱源與排風加熱新進入的新鮮空氣，或通過換熱器(其管子中間通新鮮空氣，管子外邊是外排熱氣)加熱管內(nèi)的新鮮空氣，然后送到豬舍中，這對寒冷地區(qū)節(jié)能降耗非常有意義。

　　豬舍通風有縱向、橫向、垂直等幾種通風模式。隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)?；陌l(fā)展，出現(xiàn)了大跨度豬舍以及聯(lián)排豬舍，其較佳的通風模式需要深入研究。

　　豬欄是用柵欄圍起、用于生豬養(yǎng)殖的圈欄。豬舍都配有豬欄，豬欄通常分公豬豬欄、母豬限位豬欄、分娩豬欄、高床分娩豬欄、保育豬欄、高床保育豬欄、育肥豬欄等，見圖5。其中，母豬限位豬欄(或半限位欄)主要用于配種、妊娠期母豬養(yǎng)殖，通常長2.1m、寬0.6m、高0.96m；分娩豬欄用于母豬產(chǎn)仔(每欄飼養(yǎng)1頭母豬和1窩仔豬)，通常長2.1m、寬1.5m，中部限位架長2.1m、寬0.6m，是母豬分娩哺乳的地方，兩側(cè)是仔豬活動區(qū)；保育豬欄用于斷奶仔豬養(yǎng)殖，通常養(yǎng)殖1或2窩仔豬；育肥豬欄用于育肥豬養(yǎng)殖，通常養(yǎng)殖約20頭生豬。高床分娩豬欄、保育豬欄可為分娩母豬、保育豬提供一個干燥的環(huán)境，欄床提升一定高度(500～600mm)作為飼養(yǎng)區(qū)，生豬產(chǎn)生的糞便通過全漏縫地板網(wǎng)(常采用網(wǎng)片)落下，利于糞污固液分離收集及其處理，目前已有豬場將豬欄架起一定高度以分離流出的飲用水(出于糞污處理考慮) 。

　　目前，歐盟已禁用母豬限位豬欄(除配種后28d與分娩前7d外)以增加動物福利，即母豬配種28d后不允許將母豬關在限位豬欄，必須實行放養(yǎng)，目前一般有3種養(yǎng)殖方式: 母豬電子飼喂站、小群大欄、自由進出豬欄飼養(yǎng)。這幾種養(yǎng)殖方式均有充分的活動區(qū)域，其中歐盟國家研制的自由進出(可自鎖)豬欄(圖6)，前部配有飼喂器、外部配有較大的空間，允許母豬不受干擾地及時采食飼料以及到欄外活動，并保護母豬免受侵害。