畜牧場的生産工藝,是指人們利用動物和飼料生産出畜産品的過程和方法。 畜牧場工藝設計,是動物生産的工藝規程和工藝裝備設計的總稱,包括确定牧場 的性質和規模、主要生産指标、畜群的組成和生産流程、飼養管理的方式和方法、 水電和飼料消耗定額、勞動定額和牧場人員組成、生産設備和裝備的選型配套、 牧場占地面積、房舍和生産設施建築面積、投資概算、成本和效益估算等。工藝 設計是牧場建築設計和技術設計的先行條件,也是牧場投産後指導生産的依據。 因此,工藝設計是保證畜牧場進行合理建設利正常生産運行的重要技術文件。
合理的牧場工藝設計,必須适合當地的自然條件、社會條件、市場需求及經 濟、技術水平,并盡可能采用最先進的科學技術,以保證工藝的實施和牧場生産 的高水平。因此,在設計前應對上述當地條件和有關情況進行調查了解,必要時 還應進行現場踏勘和實地測量,以便為設計提供詳實的資料和依據。調查的内容 包括:當地氣象資料,拟建場場地的地形地勢、水源、土壤及地質水文資料,曆 史上的自然災害和奶牛疫情,當地建材和建築習慣,場地周圍的工廠、居民點和 其他牧場情況,市場對産品的需求(如果産品供應出口,須査明國際市場需求和 出口配額等)、價格,飼料及能源的供應,糞污的就地消納能力,勞力市場情況, 交通運輸條件,建場投資能力及資金來源等。
規範的牧場設計程序,應在調査研究的基礎上提出可行性論證報告或立項報 告,經主管部門審批、下達計劃任務書并落實投資經費後,做出較詳盡的建場方 案(包括工藝設計),經專家和有關人員論證後,按确定方案修改或重寫畜牧場工 藝設計,此後再相繼進行建築設計利施工圖設計。
一、現代化畜牧生産工藝的特點
現代化畜牧生産以動物遺傳育種、動物營養、環境生理、家畜繁殖、畜牧工 程、獸醫防疫衛生、經營管理等相關學科的現代理論為基礎,采用先進的科學技 術和管理方法,以現代工業設備裝備牧場,實行規模化、集約化、産業化生産, 保證奶牛生産力的高水平、産品的高品質、生産的高效率和低成本。在進行牧場 初步設計過程中,必須考慮現代化畜牧生産工藝的如下特點。
(-)選用優良的奶牛品種,采用最優化雜交組合 現代化斎牧生産工藝采用 了工業化生産流水作業。作為勞動生産對象的奶牛,不僅要有髙度的生産力、抗 病力和抗逆性,血旦個體間在生長發育、體形外貌等方面要冇較高的一緻性,否 則不能适合流水作業和規範的飼養管理設備。因此,必須選用以現代遺傳育種理 論為指導而育成的、具有優良而穩定的遺傳素質的奶牛品種。
(二)合理分群,實行流水作業的“全進全出”制生産工藝流程 為便于按 不同性别、生長發育階段特點采取不同的飼養管理、飼料營養、環境調控及其他 畜牧獸醫措施,采用工業化生産設備和進行專業化飼養管理作業,以充分發揮良 種的遺傳潛力,提高畜牧生産水平,提高勞動生産效率,降低飼養成本和畜舍、 設備投資及能耗,必須将奶牛分成若幹不同的類群。隻有确定了合理分群,才能設計适合于不同畜群特點的畜舍和設備,并按各畜群間的功能關系進行流水式周 轉,保證各種畜舍“全進全出”,有利于專業化管理和獸醫衛生防疫。
(三)根據不同畜群的營養需要,飼喂相應的全價配合飼料 飼料是畜牧生産的物質基礎,隻冇采用滿足奶牛營養需要的全價飼糧,才能充分發揮良種的遺傳 潛力,提高飼料的轉化效率,保證高産、優質、低成本。
(四)創造适宜的舍内外環境 現代化畜牧生産必須具有适當的規模,實行高 密度集約化飼養,如果舍内環境調控措施不力,糞污處理不當,必将導緻舍内外 環境惡化,不僅使奶牛生産力降低、發病和死亡率升高,而且會污染場區及其周 圍環境,形成斎産公害。因此,現代化畜牧生産工藝必須從場址選擇、場地規劃、 建築物布局、畜舍建築熱工、通風、供暖、降溫、飼喂飲水和清糞工藝及設備、 糞便污水處理和利用等方面,采取綜合措施,改善舍内外環境,保障畜牧生産和 人畜健康,實現潔淨生産。
(五)制定和執行嚴格的獸醫衛生防疫制度規模化、集約化畜牧生産必須采 用高密度飼養和工業化生産方式,這就為疫病提供了傳播的機會,同時也會産生 較多的應激因素,使動物機體抗病力和免疫力降低。因此,除改善飼養管理和環 境外,還必須制定和執行嚴格的獸醫衛生防疫制度,切實貫徹防重于治的方針, 實施科學的疫病免疫程序,執行嚴格的消毒制度,以保障奶牛健康和産品質量。
(六)改善勞動條件,降低勞動強度,提高勞動效率 為提高生産水平,降低 生産成本,應根據投資能力、能源消耗、成本核算以及生産和技術要求,酌情采 用喂飼、飲水、清糞、産品收集和初加工、寄舍通風、供暖、降溫、糞便污水處 理利用、運輸等生産過程的機械化,以改善勞動條件,降低勞動強度,提高勞動生産效率。
(七)建立高水平的職工隊伍,實行現代化的、科學的企業管理 現代化畜 牧生産是多學科、高技術的集合和體現,釆用工業化生産方式。它比工業生産更 複雜多變,要求管理人員具有較高文化素質,掌握先進的畜牧獸醫科學技術,并 具有較高的管理水平;同時,還需組織一支熱愛專業、了解相關知識、操作技能 熟練的精幹的職工隊伍。此外,必須采用先進的管理手段,明确分工,合理組織 生産,充分發揮職工的積極性和主動性,這是現代化牧場高效率、高效益的重要保證。
二、奶牛場生産工藝設計的内容和方法
畜牧場的工藝設計應由具備一定建築設計常識的畜牧獸醫技術人員承擔。不 同畜牧場的生産工藝雖然不同,但均包括以下基本内容。
(一)前言 主要闡述當地的自然、經濟和社會條件;當地或國内外市場對拟 建牧場産品的需求,建場的目的、意義及經濟效益、社會效益和生态效益。需要 國家投資建設的牧場,應述及立項報批的經過,并附上主管部門的批文或計劃任 務書,說明資金落実情況和來源;當地氣象、地質、水文資料及拟建場場地的地 形圖。
(二)性質與規模選擇
牧場的性質一般按繁育體系分為選育場(育種場、原種場)、曾祖代場、祖 代場、父母代場和商品場。如按所有制不同,可分為國營場、集體場和個體場。 牧場的規模尚無規範的描述方法,有的按存欄頭(隻)數計,奶牛場則按基礎母牛數計,等等。
牧場性質和規模的确定,必須根據市場需求,并要考慮技術水平、投資能力 和各方面條件。種奶牛場應争取納入國家或地區的繁育體系,其性質和規模應與 國家或地區的需求和計劃相适應。盲目追求高層次、大規模往往導緻失敗。例如, 選育場雖經濟效益高,但必須具有高水平的技術、優良的設備和實驗條件以及較 大的資金投入,其效益實質上是高技術、高投入的結果,不具備這些條件就不能 培育出高質量的畜群。大型牧場雖便于集約化、專業化、機械化生産,經受市場 波動沖擊的能力較強,較易取得規模效益;但規模越大不僅投資越多,對管理和 技術水平要求也越高,如不能與市場需求相适應,将使牧場經營愈加困難。
奶牛場-•般都承擔向外供應鮮奶和良種牛雙重任務,但各場的側重點不同, 冇的以供奶為主,冇的則着重于選育良種。牛場規模的主要指标是喂養成乳牛的 頭數。奶牛場的養殖規模大小是場區規劃與牛場設計的重耍依據,規模大小的确 定應考慮以下幾個方面:
1. 自然資源特别是飼草飼料資源,是影響飼養規模的主要制約因素。生态 環境對飼養規模也有很大影響。
2. 資金情況奶牛生産所需資金較多,資金周轉期長,報酬率低。資金雄厚, 規模可大,總之要量力而行,進行必要的資金運行分析。
3. 經營管理水平社會經濟條件的好壞,社會化服務程度的高低,價格體系 的健全與否,以及價格政策的穩定性等,對飼養規模有-定的制約作用。在确定 飼養規模時,應予以考慮。
4. 場地面積奶牛生産,牛場管理,職工生活及其他附屬建築等需耍一定場 地、空間。牛場大小可根據每頭牛所需面積、結合長遠規劃計算岀來。牛舍及其 他房舍的面積為場地總面積的15% — 20%。由于牛體大小、生産目的、飼養方 式等不同,每頭牛占用的牛舍面積也不一樣。
(三)主要生産工藝參數
工藝設計應根據選定的奶牛品種、牧場人員的素質及技術和管理水平、牧場 可能提供的條件和機械化程度,并考慮當地的氣候、社會和經濟條件等因素,提 出恰當的生産指标、耗料标準等工藝參數,作為牧場設計的依據。這些也是畜牧 場投産後的生産指标和定額管理标準。
牛場的主要工藝參數牛群的劃分及飼養日數,配種方式,公母比例,公 母牛利用年限,300d泌乳量、乳脂率,犢牛、育成牛、青年牛的期末體重标準 及該期死淘率,各類牛群的飼料配方及精、青(青貯)、多汁、幹草等各種飼料 的消耗定額等,見表3-1。
表3-1,乳牛工藝主要參數
(四)奶牛生産工藝流程
I、飼養階段劃分 飼養階段的劃分 奶牛根據年齡和生理特點,可以分為犢牛、青 年牛、後備牛、成年牛。犢牛為。〜6月齡的小牛,它們又可細分為0〜1月齡群,2〜4月 齡群,5〜6月齡群:青年牛為7〜15月齡:後備牛為16〜24月齡;2歲以後為成年牛。成 年牛又可根據繁殖階段進一步劃分為懷孕期、泌乳期、幹奶期。
可以根據全場奶牛的牛齡進行飼養階段劃分,6個月以内的小牛稱作犢牛,當犢牛出生 後,可立即離開母牛,放到特制的犢牛欄中飼養。6〜18個月未配母牛稱為青年牛,設專門 牛舍,集中管理;18個月懷頭胎至産前的母牛,稱作育成牛,可以分群在青年牛舍中飼喂, 也可以專設冇成牛舍進行飼喂;成乳牛(又稱泌乳牛)是指28月齡以上、産犢後能産奶的母 牛,專設成乳牛舍集中飼養,成乳牛可根據緊殖階段進一步分為懷孕期、泌乳期和幹奶期。 因為不同年齡的奶牛對環境和營養等因素的要求會有所不同,的這種分群組合既方便管理, 又能保證牛奶的産量和質量。
2、 工藝流程 奶牛生産常采用如下工藝流程:成年母牛配種妊娠,經過1()個月的妊 娠期分娩産下犢牛,哺乳2個月一斷奶,飼養至6月齡一育成牛群,飼養至18月齡,體 重達350-400kg時第一次配種,确認受孕一青年牛群,妊娠1()個月(臨産前丨周進入産 房)一第一次分娩、泌乳。産後恢G7-I0天-成年牛群,泌乳期10個月(泌乳2個月 後,第二次配種),妊娠至8個月一幹奶牛群,幹奶期2個月一第二次分娩、泌乳…… 直至淘汰。通常,成年牛的使用年限一般為6—8年。
3、 牛群組成和周轉 無論何種牧場,在确定了牧場性質、規模、飼養管理方式和主 要工藝參數之後,即可确定畜群類别的劃分及其飼養冃數,并計算出各類畜群的存欄頭(隻) 數(見各場設計);根據各畜群之間的功能關系,可制定出畜群的周轉流程(生産丄藝流程) 計劃。為清楚、直觀地表達畜群組成和周轉流程,可根據備群類别、場地情況、管理定額等 确定本場畜舍的種類和憧數後,繪出工藝流程圖。牛群的周轉,按犢牛、青年牛、育成牛和 成乳牛依次進行。通常,具一定規模的奶牛場,各類牛群占牛群總數的比例大約為:成乳牛 60%,青年牛13%,有成牛13%,犢牛14%o
4、 奶牛飼養管理方式 飼養管理方式是指為便于飼養管理而釆用的不同設備、設施(牛 欄),或每棟牛舍容納的多少,按飼養管理設備和設施的不同,可分拴系(或限位欄)飼養、散 放飼養等。飼養方式的确定,需考慮牛群種類、投資能力和技術水平、勞動生産率、防疫衛 生、當地氣候和環境條件、飼養習慣等,要多方權衡、認真研究,必要時應進行論證。
1)飼養方式 奶牛的飼養方式吋分為放牧飼養和舍飼飼養。
(1)放牧飼養 放牧飼養是指将奶牛的整個飼養過程全部在草場上,機械 化條件、飼養設施要求相對簡單。由于各地的自然環境條件不同,乳牛的放牧飼 養方式各有差異。例如,有的終年露天放牧,有的半放牧半舍飼,有的根據季節進行放牧和舍飼等。舍飼與放牧綜合飼養是在牧草生長期和氣候較有利的情況 下,将牛放在草場,夜間或氣候惡劣時在牛舍内飼養。我國由于受到牧場條件和 氣候的影響,大城市郊區的現有奶牛場均為全舍飼。
(2)舍飼奶牛有下列兩種飼養方式:
①拴系飼養也稱頸枷式舍飼。頸枷有杆式或鍊條式,後者可分上下固定鍊或橫向固定鍊等。栓系飼養:主要已牛舍為中心,栓系的乳牛固定于某一床位,集奶牛飼喂、休息、擠奶于同一牛床上進行。這種飼養方式便于集中管理牛群, 節省場地,可針對各頭乳牛區别飼喂,乳牛活動較少,但花費的人工較多。拴系式飼養時,需要修建比較完善的奶牛舍,每頭牛都有固定的奶牛床位,牛床前設 食槽,用頸枷拴住奶牛。一般都在舍内的牛床上擠奶,并在舍外設置運動場。拴 系飼養一般都采用分食制,即将青•貯、幹草、塊根、糟渣類飼料和精飼料分别喂 給奶牛。它的優點是管理細緻,奶牛有較好的休息環境和采食位置,相互幹擾小, 能獲得較高的單産。但拴系飼養也同樣有着比較明顯的勞動生産率低、環境條件 差、采食條件不理想、占地面積較大等缺點,并在一定程度上限制了奶牛機體性 能的發揮、影響奶牛的健康和使用壽命。拴系式飼芥已經很難适應大規模集約化 生産的要求。
②散欄飼養(隔欄式飼養)又稱白由式牛床,它吸取了拴養和散放兩種方式各自的優 點形成的。将牛群用圍欄圈于較寬敞的牛舍區域内,在牛舍内沒置隔欄,其中分别設有采食 區、休息(自由牛床)區和擠乳區等,并專設散放道,奶牛可以在散放道上自由活動、采食, 在牛床上自由休息。也町将擠乳區設在附近的另一間擠乳廳内,2〜4幢牛舍合用一間擠乳 廳。擠乳廳與牛舍之間用欄杆引導待擠乳牛或擠完乳的牛進或出。在奶牛去擠奶廳擠奶時, 散:放道可用機械清糞。
這種飼養方式的牛舍面積要比拴養式大(10。頭奶牛舍拴養式寬X長為12m X71m,而隔欄式要15mX71ni),可使牛較少受到束縛。可減少人員工作量,每 個飼養員養牛數可提高到30〜40頭,可大幅度提高勞動生産率,擠乳庁内擠乳 便于提高牛乳質量。散柱式舍飼的管理較拴系式複雜些,較難做到區别飼喂。散 欄式飼養是按照奶牛生态學和奶牛生物學特性,進一步完善了奶牛場的建築和生 産工藝,使奶牛場生産由傳統的手工生産方式轉變為機械化工廠生産方式,是實 現工廠化生産的重要途徑。散欄飼養時,根據氣候條件可以将牛舍設計成帶有運動場體系和無運動場體系。帶有運動場體系的,除了牛舍有較大的活動餘地外, 同時在舍外仍設有運動場,活動量大,可増加牛奶的産量。
2)飼喂方式 是指不同的投料方式或飼喂設備,例如,采用冇槽喂飼,機 械化飼喂等。釆用何種喂飼方式應根據牛群種類、投資能力、機械化程度等因素 确定。
3) 飲水方式水槽(長流水、定時給水、貯水)飲水不衛生、管理麻煩,各 種飲水器(杯式、乳頭式、鴨嘴式、浮子連通式飲水器及鐘式、塔式飲水器等) 可用丁各種奶牛。奶牛多釆用杯式、閥門式自動飲水器。
4) 擠乳方式 擠乳111動化系統人們運用現代科學技術,己建成自動化飼喂 及機器人擠乳系統。該系統能自動識别母牛,并掌握母牛的各種資料;自動飼喂 機器能根據個别母牛的營養需要分批分發草料;機器人擠乳系統能自動為母牛清 洗乳房、套乳杯、擠乳,白動計量泌乳量、脫乳杯,并報告牛乳的溫度、導電率 以及安裝在身上的傳感器測知的其他參數,讓養牛者掌握某牛的産乳量、乳的品 質和乳牛的健康及發情等狀況。
5.衛生防疫制度疫病是畜牧生産的最大威脅,積極冇效的對策是貫徹“預 防為主,防重于治”的方針,嚴格執行國務院發布的《家畜家禽防疫條例》和農 業部制定的《家畜家禽防疫條例實施細則財工藝設計應據此制定出嚴格的衛生 防疫制度。此外,牧場初步設計還須從場址選擇、場地規劃、建築物布局、綠化、 生産工藝、環境管理、糞污處理利用等方面全面加強衛生防疫,并在工藝設計中 逐項加以說明,在建築設計圖中詳盡繪出與衛生防疫冇關的設施和設備,如消毒 更衣淋浴室、隔離舍、裝車卸車台等。
6.清糞方式牛舍傳統的清糞方式一般為帶坡度的畜床和與之配套的糞尿 溝,尿和水由糞尿溝、地漏和地蔔•排出管系統排至污水池,糞便則每天一次或幾 次以人工或刮糞闆清除。釆用何種清糞工藝,須綜合考慮奶牛種類、投資和能耗、 舍内環境衛生狀況、糞汚的處理和利用等。糞污處理利用工藝及設備選型配套 根據當地自然、社會和經濟條件及無害化處理和資源化利用的原則,與環保工程 技術人員共同研究确定糞污利用的方式和選擇相應的排放标準,并據此提出糞污 處理利用工藝,繼而進行處理單元的設計和設備的選型配套
(五) 畜舍樣式、構造的選擇和設備選型
畜舍樣式、構造的選擇,主要考慮當地氣候和場地地方性小氣候、牧場性質 和規模、飼養奶牛的種類和畜群類别對環境的不同要求、當地的建築習慣和常用 建材、投資能力等。畜舍設備包括飼養設備、飼喂及飲水設備、清糞設備、通風 設備、供暖和降溫設備、照明設備等。設備的選型須根據工藝設計确定的飼養管 理方式(飼養、飼喂、飲水、清糞等方式)、奶牛對環境的要求、舍内環境調控方 式(通風、供暖、降溫、照明等方式)、設備廠家提供的有關參數和價格等進行選 擇。各種設備選型配套确定之後,還應分别算出全場的設備投資及電力和燃煤等 的消耗量。
(六) 畜舍種類、幢數和尺寸的确定
在完成了上述工藝設計步驟後,可根據畜群組成、占欄天數和勞動定額,計 算出各畜群所需欄圈數、各類畜舍的憧數;然後可按确定的飼養管理方式、設備 選型、牧場建設标準和拟建場的場地尺寸,徒手繪出各種畜舍的平面簡圖,從而 初步确定每嶂畜舍的内部布置和尺寸;最後可按畜舍間的功能關系、氣象條件和 場地情況,作出全場總體布局方案畜舍和總圖設計,旨在估算牧場占地面積和建 設投資等。在建築設計和施工圖設計過程中,還要對畜舍的各種尺寸和總體布局 進行修改和調整。
(七)牧場環境參數和建設标準 「•藝設計中應提供舍内環境參數和标準、牧 場建設和斎舍建築标準、牧場用水量和生活飲用水衛生标準,以及國家或地方的 冇關廢棄物排放标準和糞污處理利用标準等。
舍内環境參數和标準,包括溫度、濕度、通風量和氣流速度、光照強度和時 間、有害氣體濃度、空氣含塵量和微生物含量等,為建築熱工、供暧降溫、通風 排污和排濕、光照等設計提供依據。牧場建設和畜舍建築标準包括牧場占地而積、 場址選擇、建築物布局、圈舍面積、采食寬度、通道寬度、門窗尺寸、畜舍高度 等,這些數據不僅是牧場建築設計和技術設計的依據,也決定着牧場占地面積、 畜舍建築面積和土建投資多少。
牧場用水量和水質衛生标準。我國尚無牧場排污标準,可根據牧場糞污拟排 放的受納體(農IL魚塘、一般自然水體、城鎮下水道等)的不同和利用方式(污 水灌溉、肥塘養魚等;糞便作肥料、培養料、飼料等)的不同,參考我國有關的 排污标準和廢棄物處理利用衛生标準或國外冇關标準,作為糞污處理利用工藝和 設備設計的依據。家畜的體重、體尺,也是必要的設計參數。
(八) 管理定額及牧場人員組成管理定額的确定主要取決于牧場性質和規 模、不同畜群的要求、飼養管理方式、生産過程的集約化及機械化程度、生産人 員的技術水平和工作熟練程度等。管理定額應明确規定工作内容和職責,以及工 作的數量(如飼養奶牛的頭數、應達到的生産力水平、死淘率、飼料消耗量等) 和質量(如畜舍環境管理和衛生情況等)。管理定額是牧場實施崗位責任制和定額 管理的依據,也是牧場設計的參數。一幢畜舍容納奶牛的頭數,宜恰為一人或數 人的定額數,以便于分工和管理。由于影響管理定額的因素較多,而旦其本身也 并非嚴格固定的數值,故實踐中需酌情确定并在執行中進行調整。
(九)投資估算 在牧場占地而積、畜舍及附屬建築種類和面積、畚舍飼養管 理和環境調控設備以及飼料、運輸、供水、供暖、糞污處理利用等設備的選型配 套确定之後,可根據當地的土地、土建和設備價格,粗略估算固定資産投資額。
此外,根據牧場規模、種牛購置、人員組成及工資定額、飼料和能源消耗定額及
價格,可粗略估算流動資金額。牧場總投資應包括固定資産投資和産出第一批産 品前所需流動資金,并須計劃出一定比例的不可預見費用。
(十)效益分析 按調查和估算的土建、設備投資及引種費、飼料費、醫藥
費、工資、管理費、其他生産開支、稅金和固定資産折舊費等,可估算生産成本, 并按本場産品量和售價,估算本場經濟效益和投資回收年限。社會效益可根據社 會需求、本場産品銷傳、示範和技術推廣等方面發揮的作用進行分析。環境和生 态效益則可着重分析糞污處理利用、消除環境污染、促進農牧結合和農業良性循 環等方面的意義。
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