現(xiàn)代奶牛場的機(jī)械裝備概述

  宋寶治  周國財  馮玉林

上海正宏農(nóng)牧機(jī)械設(shè)備有限公司

荷斯坦畜牧科技（上海）有限公司

近些年來，我國各地紛紛建設(shè)大、中型現(xiàn)代化牧場和一定規(guī)模的奶牛聯(lián)社小區(qū)，還通過組建奶牛合作社，擴(kuò)大經(jīng)營規(guī)模。在傳統(tǒng)老牧場，通過對原有的飼養(yǎng)工藝模式進(jìn)行技術(shù)改造等多種方式多種途徑實現(xiàn)規(guī)?；瘷C(jī)械化。在國家和地方政府的扶持下，我國的奶牛業(yè)機(jī)械裝備、機(jī)械化程度正向前邁進(jìn)。

    我國的國情決定，發(fā)展奶牛業(yè)機(jī)械化應(yīng)遵循實用性、創(chuàng)新性、經(jīng)濟(jì)性、*性的原則。既要選擇技術(shù)上的*性，更要牧場經(jīng)濟(jì)實用，要重視回報的投入產(chǎn)出比。

    針對我國奶牛業(yè)的現(xiàn)狀，本文就實用機(jī)械、設(shè)備需求及發(fā)展趨勢，分飼料加工飼喂，糞尿污水處理利用和擠奶，這奶牛養(yǎng)殖業(yè)三大類主要作業(yè)作一概述。與同行們商榷。

 一、飼料加工、調(diào)制和飼養(yǎng)飼喂機(jī)械裝備

（一）青貯作業(yè)

    青貯飼料是奶牛當(dāng)家飼料。青貯制作具有工作量大，勞動強(qiáng)度高，季節(jié)短時間緊，技術(shù)要求高等特點(diǎn)。中國傳統(tǒng)的人工作業(yè)在掌控作物*收割期，切碎度，壓實度，縮短暴露時間，及早封窖等技術(shù)節(jié)點(diǎn)上往往難以把握，使制作的青貯質(zhì)量受到很大影響。因此，過去很長一段時期，中國青貯飼料質(zhì)量在國內(nèi)外一致評判比較差，前幾年幾乎所有國外專家到中國對青貯料考察后都大呼可惜，使本來已經(jīng)很有限的資源造成了很大的直接或間接的浪費(fèi)。

    其實國內(nèi)專家們也都了解這一點(diǎn)。人工作業(yè)難以達(dá)到青貯工藝各技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)要求的，同時也明白實現(xiàn)全程機(jī)械化是解決上述問題的關(guān)鍵。在以前，由于行業(yè)內(nèi)存在觀念問題、資金問題、設(shè)備供應(yīng)問題以及我國牧場規(guī)模普遍過小，過于分散，青貯種植土地農(nóng)田條件差等，使全程機(jī)械化過去相當(dāng)長一段時期難以實現(xiàn)。

    要實現(xiàn)奶牛業(yè)青貯作業(yè)全程機(jī)械化，需裝備哪些合適的機(jī)械設(shè)備？

1、青貯作物聯(lián)合收割機(jī)：在田間快速地一次性完成收割和切碎作業(yè)。（見圖1）

2、具有自卸功能的運(yùn)輸車輛：用于將切碎的青貯作物由田間運(yùn)送到青貯現(xiàn)場。由于切碎后的青貯作物比重相對變低，每立方米不到400kg，為了確保運(yùn)輸效率，車廂的形式要適合于裝載輕比重切碎青貯原料的特點(diǎn)（見圖2），其容量以及裝滿后重量應(yīng)達(dá)到與牽引機(jī)頭動力足夠相匹配，車輛的數(shù)量與聯(lián)合收割機(jī)收割速率相匹配。2005年筆者曾看到某些農(nóng)場借用大型土方車裝運(yùn)切碎的青貯原料，實屬無奈。

 3、推、堆、壓實設(shè)備：一般使用履帶式或加寬的輪式推土機(jī)或裝載車。將運(yùn)輸車輛傾倒在地上的已切碎青貯作物推、堆， 并在推堆行走同時實現(xiàn)來回碾壓，達(dá)到填實緊壓的目的。（見圖3）

4、在*國家，當(dāng)青貯作物（如麥類）水分偏高時，為了保證更優(yōu)的青貯質(zhì)量，采用更完善的工藝流程：新鮮作物割下在田間攤曬----堆壟翻曬----拾起切碎----裝車運(yùn)輸----場地推堆壓實----封窖。在這里，割下與切碎分兩步完成，經(jīng)數(shù)小時晾曬風(fēng)吹，降低含水率。在工藝流程上增加了一道堆壟翻曬，需增加輪狀側(cè)式翻耙機(jī)，這種機(jī)械在干草曬制時也經(jīng)常使用。（見圖4）

5、發(fā)酵成熟青貯飼料取用：可使用鏟車，速度快效率高，不足之處能耗成本高，切面不平齊，易發(fā)生二次發(fā)酵或因露天被雨水浸泡造成較大浪費(fèi)損失。綜合效果較為理想的為青貯（電力）取料機(jī)，功效高，取料同時兼有再次切碎功能（見圖5），切面整齊平滑平齊，不會發(fā)生二次發(fā)酵，不會因露天被雨水浸泡造成損失（見圖6）,又可同時完成裝車。上海正宏公司生產(chǎn)的加強(qiáng)堅固型全液壓型青貯取料機(jī)取料有200、160、120型三種規(guī)格，根據(jù)牧場（或TMR的配送中心）規(guī)模大小、窖內(nèi)青貯飼料堆高程度可合理選用。（見圖7）

（二）玉米蒸汽壓片機(jī)械設(shè)備

     玉米是奶牛精料補(bǔ)充料的主要品種，其用量占精料補(bǔ)充料的50%上下。國內(nèi)對籽粒玉米加工傳統(tǒng)方式為干粉碎成玉米粉飼喂。據(jù)報道，籽粒玉米通過蒸氣壓片后使用更有價值（見圖8）。中國農(nóng)大孟慶翔教授研究顯示，后者比前者提高玉米淀粉消化率15%～20%,全消化道消化率可達(dá)99%，玉米蛋白消化率提高9%以上。從而使玉米生產(chǎn)凈能（NEm、NEg）值提高15%～18%。

筆者在美國看到的各牧場均使用壓片玉米。現(xiàn)在國內(nèi)飼料加工設(shè)備制造廠家也正在研發(fā)生產(chǎn)各種不同規(guī)格、不同型號的玉米蒸汽壓片設(shè)備，并正逐步在我國奶牛飼料加工中推廣使用，逐步替代傳統(tǒng)的干粉碎加工工藝，將對提高玉米利用價值，提高奶牛飼養(yǎng)水準(zhǔn)起重要作用。

（三）全混合日糧（TMR）系列機(jī)械設(shè)備

     TMR是按營養(yǎng)師的日糧配方，將配方中的所有料、草計量放在一起，在攪拌車內(nèi)揉切、攪拌、充分地混合后飼喂奶牛的一種*的飼喂工藝。達(dá)到奶牛采食每一口都能夠得到平衡營養(yǎng)。

實行TMR，對提高飼料的利用率，保障瘤胃和機(jī)體健康，提高牛奶產(chǎn)量和質(zhì)量都有較好的效果。在現(xiàn)代化規(guī)模牧場，飼養(yǎng)勞動生產(chǎn)率比傳統(tǒng)牧場可提高10倍以上。

     推廣應(yīng)用TMR是我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)又一次里程碑意義的工藝技術(shù)進(jìn)步。其意義可與奶牛技術(shù)進(jìn)步*推廣青貯技術(shù)、凍精技術(shù)、機(jī)器擠奶、散欄飼養(yǎng)等相提并論。

     TMR系列設(shè)備中，攪拌車（見圖9）是核心設(shè)備，其他輔助設(shè)備同樣是*的，主要用于投裝料草、飼喂發(fā)料（固定式攪拌車時）、料槽管理以及智能化自動化操作管理系統(tǒng)。另外為了提高攪拌車?yán)寐?、延長使用壽命、加快攪拌速度，降低制作成本，也有用于對質(zhì)量一般的長干草預(yù)切碎輸送的切草機(jī)。

    從TMR攪拌車移動性分為兩大類：移動式（又分牽引式，自走式）和固定式。

1、牽引式，攪拌車具計量、攪拌、分發(fā)功能，其特點(diǎn)飼料原料不動，整套設(shè)備移動到待裝草、料堆放處，借助其他裝料設(shè)備裝料，攪拌好后整套設(shè)備又直接移動到牛舍發(fā)料。其主要不足之處，整套機(jī)械的移動耗能很高、設(shè)備的利用率低，同時牛舍的飼喂通道須具備足夠空間的高度和寬度，牧場內(nèi)道路也需一定堅實度。

牽引式投料稱重計量人為因素影響大，其度難以達(dá)到。牽引式在操作工人素質(zhì)較高、能源豐富、價格相對較便宜的國外較多見。所以，國內(nèi)牧場TMR開始推廣時仿用也較多。  

2、自走式TMR車取裝料、計量、攪拌和分發(fā)為一體，操作方便、速度快，深受喜愛。但由于初次投資大，而且運(yùn)行能耗成本和維修成本高而暫未被我國普遍接受，無論在老牧場還是新建牧場。

3、固定式，其特點(diǎn)是整套設(shè)備固定，飼料原料移動;原料投放及成品出料采用電動快速輸送帶，（見圖10）  制作的TMR由中小功率燃油機(jī)為動力的 TMR發(fā)料車去牛舍飼喂發(fā)料。（見圖11-1,11-2）  其實質(zhì)是，TMR整個流程專業(yè)分工而充分發(fā)揮設(shè)備各自專長、實現(xiàn)各自*功效，實現(xiàn)zui低生產(chǎn)成本的工藝。

固定式優(yōu)勢是初次投資與牽引式方式相差不大、大功率動力使用電，成本低而穩(wěn)定，設(shè)備利用率高，TMR制作成本低，而且在任何條件任何設(shè)施的奶牛養(yǎng)殖單位均可使用。

我國現(xiàn)有牧場中拴系飼養(yǎng)以及奶牛小區(qū)、小牧場面廣量大，廣大奶農(nóng)迫切需要改變現(xiàn)有的飼喂方式而采用*的TMR技術(shù)。同時在新建大中型牧場，由于固定式主要動力能源用電，而比用燃油成本低而穩(wěn)定。也方便與精飼料預(yù)加工連接成一個生產(chǎn)線。全程自動化智能化操作管理系統(tǒng)配置方便，（見圖12）應(yīng)用效果好。所以固定式有著很大的市場需求，這已經(jīng)成為中國現(xiàn)階段并在今后推廣的主流。

     在大中型牧場料槽管理應(yīng)使用調(diào)料推料機(jī)具，用小型拖拉機(jī)或電瓶動力，結(jié)構(gòu)簡單實用效果好。（見圖13）

    實際上，在奶牛場用一臺小型拖拉機(jī)安裝多種作業(yè)機(jī)具，可實現(xiàn)一機(jī)多用。（見圖14）

在TMR工藝技術(shù)應(yīng)用發(fā)展中，全程使用電力能源是節(jié)能減排、提高自動化智能化程度、降低成本的新思路，是奶牛業(yè)TMR工藝及其裝備的發(fā)展前景，是業(yè)內(nèi)的期盼。

二、牛糞尿污水處理和利用設(shè)備

    養(yǎng)殖業(yè)正倡導(dǎo)生態(tài)牧場、綠色環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的良性模式，其中糞尿污水無害化處理和資源化利用是核心。

    在規(guī)?；翀觯刻炷膛＜S尿污水產(chǎn)生量很大，如經(jīng)科學(xué)處理，充分利用是一種良好的有機(jī)資源。反之，非僅資源浪費(fèi)，更會對牧場內(nèi)外環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

處理奶牛糞尿污水工藝流程可分為四步：收集、輸送、處理、利用。涉及的機(jī)械設(shè)備分屬如下

    1、糞尿污水收集：指將散落在牛舍各處的污物收集到一處。的是電動刮糞板。（見圖15） 沒有噪音，對牛群的行走、飼喂、休息不會帶來任何影響。無需人操作,可24小時自動運(yùn)作而使牛舍始終保持清潔。電動機(jī)械刮糞板清糞是我國當(dāng)前推廣和今后發(fā)展的方向，其*性、實用性、可靠性及合理的性價比將為我國的牧場接受和推廣，國家也以清糞機(jī)械類列入農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼目錄。使用電動刮糞板對牛舍地坪的平整度，及縱向坡度有一定要求，方能發(fā)揮良好刮凈的功效。

    也可以因地制宜使用改裝的帶括板機(jī)具的拖拉機(jī)拉刮或推刮，刮板與硬化地面接觸部分應(yīng)使用尼龍或硬質(zhì)橡膠，既能刮清污物又能保護(hù)地坪。在美國看到兼做這類機(jī)具的企業(yè)，實用又價廉，給牧場帶來方便。（見圖16）

在泥土的地面上，例運(yùn)動場，宜采用鐵皮制成的刮板機(jī)具，效果會更好一些。（見圖17）

也有吸糞罐車，集集攏、吸走、運(yùn)輸為一體，工藝上比較簡便，使用也方便，問題是初始投資太大，對牛舍內(nèi)的地坪損壞相對比較大，油耗成本太高，噪音和對牛只騷擾難以避免，普遍推廣目前尚有一定難度。（見圖18）

2、輸送：采用集攪勻、切割撕碎、輸送功能為一體的排污泵（見圖19），地下管路或渠道，輸運(yùn)應(yīng)該是理想和方向。

3、糞尿的處理和利用設(shè)備

   糞尿的處理和利用是一項很大很科學(xué)的工程，不同處理工藝涉及的設(shè)備都不同。國內(nèi)外對糞尿的處理和利用技術(shù)主要有固液分離（篩）技術(shù)、產(chǎn)沼技術(shù)和還田技術(shù)。降低處理成本，生態(tài)環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念被實踐證明是牧場糞尿處理和利用的指導(dǎo)思想。

 筆者看到有一種糞尿的處理和利用的新工藝描述如下：由地下管渠輸送匯集的糞污，首*行固液一次篩分，篩分出的纖維固體發(fā)酵后作牛床墊料或有機(jī)肥，第二次篩分后的固體可制有機(jī)肥。（見圖20-1）  篩分后的污水，可根據(jù)企業(yè)經(jīng)濟(jì)實力和產(chǎn)業(yè)方向?qū)崿F(xiàn)沼氣工程，或是其他無害化處理后還田灌溉。

 當(dāng)然，不管怎么處理，目前糞尿污水zui終的利用途徑實惠的是還田。

 該工藝中涉及的設(shè)備有：

（1）      固液篩分（分離）設(shè)備：國內(nèi)現(xiàn)有的固液篩分（分離）設(shè)備普遍存在單臺處理量小，運(yùn)行成本高的不足。（見圖20-2）

 （2）沼氣發(fā)酵及凈化設(shè)施設(shè)備和發(fā)電機(jī)設(shè)備：這些設(shè)備在國內(nèi)外都有成熟的產(chǎn)品，規(guī)格型號多，可供用戶方便選用。發(fā)酵設(shè)施常見的有地上發(fā)酵罐形式，也有全地下池塘式，投資省，效果不差。（見圖21） 也有半地下式。（見圖22）

 （3）污水灌溉設(shè)備：由于大牧場的污水量很大，又受可灌溉土地、灌溉季節(jié)、時間等多方面因素的限制，污水的還田技術(shù)在國內(nèi)還沒有成熟的方案。國內(nèi)缺乏大功率大容量率的灌溉設(shè)備，急需進(jìn)行研發(fā)推廣。歐洲普遍采用的灌溉罐體車只適用于中小型牧場，如全群三千頭以下，大牧場需配備其他效率更高的灌溉設(shè)備，可參考美國大牧場的污水噴灌方法（見圖23）和其他灌溉方案。

 （4 ）固體（包括含水率較高的固體）的運(yùn)輸和施肥需要運(yùn)輸撤肥車，提高糞肥拋撒效率又防止沿路散落滴漏。上海正宏公司在上海市政府有關(guān)部門的支持下，已經(jīng)研制成功的環(huán)保型畜糞運(yùn)輸撒肥車，使用效果較理想。（見圖24）

三、擠奶機(jī)械設(shè)備

    我國機(jī)器擠奶推廣應(yīng)用相對較早，取得成效。目前已基本普及，設(shè)備種類及機(jī)型也較豐富。有適用于栓系飼養(yǎng)的手提式的單桶型雙桶型、管道式，有適用于散放散欄飼養(yǎng)擠奶廳的魚骨式、并列式、轉(zhuǎn)盤式等等。

    機(jī)器擠奶推廣應(yīng)用到今天，我們要做的是在工藝選定及設(shè)備選用時，除性能質(zhì)量價格外，要研究配置和功能，要講究以下內(nèi)容：

1、供應(yīng)商良好的市場信譽(yù)，完善的售后服務(wù)系統(tǒng)

2、前后乳區(qū)分頻式脈動器

3、自動電子計量（精度±2%）

4、電導(dǎo)率自動檢測

5、自動奶樣采集                             

6、自動脫杯

7、乳頭消毒自動噴霧

8、牛只自動識別系統(tǒng)

9、牛群智能化管理

10、牛奶進(jìn)入奶缸前經(jīng)過過濾

11、真空噪音80分貝以下

12、自動清洗擠奶系統(tǒng)（含管道及貯奶缸）

13、接觸牛奶件無毒無害，符合中國國家食品安全法規(guī)

14、自動分群系統(tǒng)

15、反沖清洗設(shè)備

16、補(bǔ)料裝置（轉(zhuǎn)盤型時）

17凡牛奶接觸的所有部件必須光滑，達(dá)食品級標(biāo)準(zhǔn)。

18、良好的信譽(yù)和售后服務(wù)系統(tǒng)

等等

四、中國奶牛業(yè)的機(jī)械設(shè)備的國產(chǎn)化民族化

   我國是奶牛大國，縱觀我國目前各地應(yīng)用的和國內(nèi)市場上的奶牛業(yè)機(jī)械，大部分為國外品牌或國外進(jìn)口,這在推廣機(jī)械化初期是需要的。但不應(yīng)該、也不可能是永遠(yuǎn)的。

   如何在應(yīng)用國外產(chǎn)品的同時，加強(qiáng)機(jī)械原理、構(gòu)件、材質(zhì)、零件的消化吸收，重視國產(chǎn)化的研發(fā)制造，是擺在國人面前的重要任務(wù)。

   國家及地方各級政府將會進(jìn)一步鼓勵開發(fā)民族畜牧機(jī)械產(chǎn)業(yè)，在政策和經(jīng)費(fèi)上一定會給予適當(dāng)扶持。國內(nèi)機(jī)械科研、教育制造相關(guān)企事業(yè)應(yīng)抓住這個商機(jī)，積極投身到畜牧機(jī)械研發(fā)制造中來。

相信不久的將來，中國自己研發(fā)制造的，適合中國國情的、價廉物美經(jīng)濟(jì)實用的、廣大奶農(nóng)買得起用得好的各類畜牧機(jī)械設(shè)備，不僅國內(nèi)奶牛業(yè)普遍應(yīng)用，而且出口海外。

（2011.8   dairymansbz@）

本文經(jīng)王永康研究員，孫榮鑫研究員兩位老師的修改指正，特此感謝。