农业大数据在河南省生猪生产中的应用分析

冯丽丽，段俊枝，杨翠苹，刘毓侠，孙 岩，张会芳，燕照玲，陈海燕，齐红志，卓文飞

(河南省农业科学院 农业经济与信息研究所,河南 郑州 450002)

河南是农业生产大省，也是畜牧业生产大省，具有发展现代畜牧业的有利自然条件和资源优势。随着社会经济的发展，畜牧业生产也取得了长足发展，已进入由传统产业向现代产业化转型的新阶段，成为农村经济的产业支柱，起着促民富、保供给的重要作用[1]。生猪产业是现代农业的重要组成部分，猪肉及其制品是人民群众不可替代的重要食物来源[2]。

在河南省畜牧业生产中，养猪业的优势产业地位明显，其产业化水平不断提高，猪肉及其制品的生产加工企业发展迅速[3-5]。河南省培育出了雏鹰集团、牧原公司、新大牧业公司、龙凤山牧业公司等大型标准化龙头养猪企业，这些龙头养猪企业推动行业进步、引领现代生猪养殖业发展。在猪肉及其制品方面，河南省以集中屠宰、品牌经营、冷链流通、冷鲜上市为主攻方向,推动屠宰行业转型升级，培育出了双汇、众品、汇通等猪肉制品加工龙头企业。双汇集团收购了全球规模最大的生猪生产商和猪肉供应商美国史密斯菲尔德集团，成为全国最大的肉食品加工企业、世界领先的肉类供应商。生猪产业规模庞大，2018年，河南省生猪产业产值约占全省畜牧业产值的48%，生猪存栏4 337.15万头，猪肉产量669.4万t，均居全国前列[6]。生猪产业影响面广，其发展带动饲料、兽药、养殖器械、猪肉制品业等上下游产业的发展。随着生猪养殖规模化及标准化，生猪产业结构进一步优化，优势产业地位基本形成，整体呈现出规模化、集约化、产业化发展的良好态势[7]。近年来，受环保、非洲猪瘟疫情、市场周期性波动等多方面因素影响，河南省生猪产业的发展受到一定阻碍[8]。

集中化、规模化是畜牧业现代化的主要特点，信息技术、智能技术为畜牧业产业的健康发展提供了新的解决方案[9]。近年来，大数据在农业领域成为研究热点，大数据技术对农业生产中不同环节的数据进行整合、处理，从而分析挖掘出结论，是现代农业生产中的重要技术。畜牧业现代化是农业现代化的风向标，在现代畜牧业生产过程中，畜牧业信息化发挥着重要作用，以实现管理科学、资源节约、环境友好、效益显著[10-12]。生猪产业规模大、对上下游产业影响面广、受重大疫情及市场波动等诸多因素影响，为生猪产业信息化发展及开展大数据建设提供了坚实的行业基础[13-14]。阐述了河南省生猪产业信息化发展现状，分析了大数据在互联网+生猪产业链中的应用，针对生猪产业信息化发展中存在的关键问题提出建议，旨在为河南省生猪产业化及智慧畜牧业发展提供参考。

1 河南省生猪产业信息化发展现状

1.1 物联网技术实时监测养殖环境

环境因素是畜禽养殖环节中的重要影响因素，涉及温度、湿度、光照、有害气体如氨气及硫化氢等。有效监管畜禽养殖环境，对养殖环境进行实时改善，可大大提高养殖效率。刘持标等[15]研究结果表明，环境因素对生猪生产的影响较大，约占总影响因素的20%～30%。

物联网由大量传感器节点构成，通过传感器获得环境参数数据，将数据传输到云端，在手机、计算机等信息端显示[16-18]。河南南商农牧科技股份有限公司开发了畜禽养殖环境监控物联网系统，利用环境传感器，对环境参数进行远程监测，并将数据传输到服务器中。

物联网技术利用无线传感网络、局域网等实现数据实时传送，提供了丰富的基础数据。对大量的监测数据进行整合利用，进而指导生产成为关键问题[19]。

1.2 射频识别(RFID)技术标识生猪身份

在生猪生产中，标识生猪个体身份，可实现科学养猪、提高养猪效率以及追溯猪肉生产过程、保障猪肉安全[20]。RFID技术是利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递的一种自动识别技术，与条形码、二维码、光学识别技术、生物识别技术等识别技术相比，具有对工作环境条件要求低、抗干扰能力强、存储信息量大、准确率高等优势[21-23]。

饲养管理环节是整个生猪生产的数据源头，应用RFID技术实现生猪个体身份识别，记录生猪养殖过程中的出生日期、饲喂饲料、用药情况(临床检查、实验室检验结果)、免疫接种、检疫及出栏等信息[24]。

1.3 精准饲喂提高养殖效率

精准饲喂是精准化养殖，可大大减少饲料浪费，合理规范喂食。精准饲喂装备主要包括自动饲喂站、自动称质量装备、自动分群装备以及饲料余量监测等。精准饲喂技术将动物营养知识与养殖技术相结合，根据动物个体不同生长阶段的生理信息，通过科学运算方法准确计算出精准的饲料需求量，应用自动饲喂器进行饲料投喂，根据动物个体的体况进行个性化定时定量饲喂，实时满足动物个体不同阶段营养需求[25]。

随着精准饲喂理论、养殖设施化、智能化的发展，动物个体精准饲喂的要求得以满足。熊本海等[26]构建了临床生产母猪的日采食量模型，Y=1.062lnx+1.910，R2=0.913，Y为日采食量(kg)，x为哺乳日龄(d)。河南南商农牧科技股份有限公司与中国农业科学院北京畜牧兽医研究所联合研制了多种智能饲喂设备，如临床妊娠母猪的饲喂站、产床母猪的饲喂系统、哺乳仔猪补奶机以及保育猪干湿饲喂器等，在生猪生产中降低了养殖成本、提高养殖效率[27-28]。

精准饲喂技术是基于动物的个体识别、精准饲喂数据分析、智能化设备控制的集成应用，建设成本相对较高，但经济效益显著，应用前景广阔。

1.4 行为自动监测技术检测生猪健康及福利

动物福利不仅影响动物的健康养殖和畜牧业安全生产，进而影响畜产品的品质，最终影响人类的食品安全。生猪健康及福利对猪肉品质和质量安全的影响日益明显。在养猪生产中，早期发现猪群在健康和福利上出现的问题，并在发病前做出相应处理，可大大降低经济损失。在养猪生产过程中，饲养管理水平、养殖环境、卫生状况、交通运输因素及屠宰方式等都会影响生猪健康及福利[29]。

利用RFID技术监测猪的行为，通过检测猪群耗水量的变化，可以提前1 d预测出猪群将发生腹泻。采用加速度传感器、地毯式的压力传感器监测母猪的走动行为，安装光电传感器监测母猪的站立或躺卧姿势，据此可综合判断出母猪分娩时间。应用猪咳嗽监测器监测猪咳嗽的系统以及收集处理其他声音信息，再将检测结果与血清学检测结果结合分析。在生猪应激或患病时，红外热成像技术能够迅速呈现出不同温度间可视化的差别，从而更早更准确地进行疾病监测，且可适时调整温控系统的供热或者散热，从而改善生长环境质量，提高福利水平[30]。

行为自动检测设备成本较高，且检测到的行为信息处理复杂，准确度较低，在生猪生产中推广度不高。另外，生猪生产目前主要以提高产量为主要目标，对生猪福利、高品质安全生产不够重视，行为自动监测技术在生猪健康及福利方面的应用大多处于起步阶段[27]。

2 大数据在互联网+生猪产业链中的应用

将整个养殖、交易、金融生猪产业链纳入互联网框架内，以管控生猪产业整体化流程，由此构建互联网+生猪产业链[31-32]。互联网+生猪产业链依托互联网平台，在产业链的各个环节采集、整合数据，提供相应服务，从而将生猪养殖、电商交易、金融支持打造为一体化的互联网生态圈。

以互联网养殖、交易、金融等3大平台，连接生猪产业链中各个环节的参与方。农资企业通过农信商城出售饲料、兽药等，金融平台根据农资企业的销售情况、资金周转要求等，向农资企业提供经销贷款。养殖企业通过互联网交易平台购买生猪生产过程中所需生产资料，金融平台根据其购买需求情况提供养猪贷款。在生猪养殖过程中，养殖平台为养殖户提供有效的猪场管理方式和科学的养殖技术，以便养殖户能够科学养猪，从而提高养殖效率。生猪出栏后，生猪市场为养殖户提供买方资源。可以看出，通过互联网平台可完成生猪生产的各个环节[32]。其中，大数据在互联网+生猪产业链的运行过程中起着至关重要的作用[10-12]。

2.1 养殖环节

互联网+养殖平台基于生猪养殖大数据为养殖户提供猪场管理服务，通过猪场管理系统，规范养殖户的养殖流程，从而实现科学养殖。在生猪养殖周期中，猪场管理系统详细采集每头猪从出生、饲养、免疫，到转舍(出栏)、配种、分娩、销售等过程中的各种生产数据，并对生产过程的关键节点进行提示和预警。

养殖平台结合猪场的生产资料应用情况、财务收支状况等生产数据，对猪场的生产指标进行实时分析，并生成可视化的生产报表，以便养殖户实时、直观地了解本猪场的生产情况。同时，养殖平台进一步综合分析平台上其他猪场的生产数据，对其他猪场的种猪(公、母猪)、育肥猪等存栏结构情况及出栏量进行统计分析，评价单个猪场的生产业绩，并对生猪品质、区域、环境等因素进行关联分析。养殖户可参考其他猪场的分析结果，结合自己猪场的实际生产经营情况，优化生产经营决策。此外，养殖平台通过科技期刊、专业数据库、音频、视频等形式推广猪场经营管理、养殖技术等专业养殖知识，为养殖户提供便捷的学习平台，帮助养殖户提高猪场营管理水平和养殖技能[33]。

在养殖环节，疾病的防治对养殖场至关重要。养殖平台为养殖户提供远程猪病防治服务，如猪病预警、猪病远程自动诊断、检测平台等。猪病预警系统在综合分析平台上所有猪场养殖过程中的饲喂、用药、免疫程序、环境变化等生产数据的基础上，结合疫病流行病学特征，建立生猪疫情预警系统，预测不同季节猪病的流行趋势及流行规律等，为养殖户提出针对性的防控措施。养殖平台通过整合分析猪病大数据，利用建模技术，建立猪病临床症状和病理变化图谱库，以便养殖户诊断。检测平台整合了权威的畜禽疫病检测实验室资源，猪场一旦暴发疾病，能够及时进行检测，最大程度减少疾病带来的损失。

2.2 交易环节

在互联网+生猪产业链中，交易环节对整个生猪产业具有重要意义。在农资交易环节，养殖户可通过商城，合理采购猪场所需生产资料，避免过度购买，造成浪费，从而降低生产成本。商城上供应饲料、兽药、疫苗及养殖设备等猪场所需生产资料，利于平台收集大数据，选择的产品不仅质量有保障，而且价格相对低廉。在生猪交易环节，养殖户根据生猪市场发布的行情数据，合理安排养殖数量和出栏计划，最大程度减小因信息不公开导致的养殖计划不合理，从而造成养殖户的经济损失。生猪市场通过互联网平台整合生猪交易数据，全面公开货源信息及价格信息，实现供求双方直接对接，从而提高交易效率[34]。

3 存在问题

3.1 生猪产业整体数字化设备普及率低

采集数据是互联网+生猪产业链运行的基础，而采集数据的关键是数字化设备。目前，数字化设备的成本较高，中小规模的养殖户没有经济能力投入设备，导致数字化设备普及率较低。河南省畜牧业物联网应用及相关信息化调研结果显示，开展物联网应用的企业占46.7%[35]。

3.2 生猪生产的标准化程度较低

在生猪生产中，生猪品质的标准化程度较低，且生猪品质相差较大，导致生猪的价格差异较大，出现较大波动。因此，大数据无法精准有效地进行价格指导[7]。缺乏生猪行业标准，规范生猪产业健康发展。

3.3 生猪产业大数据平台不完善

目前，随着信息化的快速发展，各种生猪养殖物联网及数据中心不断建立，但整体上各类系统之间无法实现数据共享。行业大数据平台需要运行企业将生产中不断产生的数据，通过不同的数据采集模式与数据共享机制，实时在线进入到行业数据库中，从而实现行业大数据平台的运行[26]。

3.4 生猪产业互联网技术推广难度大

河南省中小规模的养殖户较多，其生产者多数年龄偏大，且文化程度不高，受知识结构限制，互联网应用能力较差，对互联网技术的接受程度较低。另外，生猪产业链中各主体的规模较小，且比较分散，导致互联网产品推广成本高[35]。

4 意见与建议

4.1 政府加大资金投入，加快农村信息基础设施建设

畜牧业基础信息网络建设是农业信息网络建设的重要部分，政府应加大资金投入，有序推进农村的信息基础设施建设。对生猪生产进行物联网改造，加强智能装备的推广应用。设立养殖业信息化及智能装备专项政策补贴，全面提高生猪养殖企业的信息化及智能装备水平。

4.2 大力发展标准化规模养殖

按照畜禽良种化、养殖设施化、生产规范化、防疫制度化、粪污无害化的要求，大力发展标准化规模养殖，培育大型标准化生猪养殖企业。这些大型标准化的生猪养殖企业应主动承担与其发展能力相适应的社会责任，通过行业协会等途径推进生猪产品标准化进程，提高生猪生产行业智能化、信息化水平，在提高产量的同时，更要注重品质，提高生猪健康及福利水平[36]，引领现代生猪产业发展。

4.3 建立生猪产业大数据平台

全面梳理生猪产业链，从每头猪的生、养、病、死、销、检等整个生命周期着手，在生猪生产、管理、产品流通等方面产生的大量信息和数据进行有效地、系统地、比较完整地采集，对生产数据进行有效地挖掘和分析。集中优势资源，突破大数据核心技术，构建自主可控的大数据产业链、价值链。大型标准化生猪养殖企业，应积极参与到行业大数据平台的构建与运行中，实现不同系统之间的数据共享，建立生猪产业大数据平台。

4.4 加强生猪产业信息化人才培训

生猪产业从业人员既要掌握生猪生产知识，又要具备信息技术应用能力，应主动学习互联网知识。相关部门要加强生猪产业的信息化人才培训，推进生猪产业的信息化人才队伍建设。

5 小结

生猪产业不是一个独立的产业，其发展与上游的种植业、饲料加工业及下游的肉制品加工业紧密相连。发展生猪产业，不仅能促进农作物加工业的发展，而且能通过植物生产、动物转化、微生物还原，构建农牧业良性循环体系。目前，河南省生猪产业信息化水平和实际应用比例均不高，不论是为了应对当前的非洲猪瘟疫情，还是为了使生猪产业转型升级，智能养殖势必成为发展趋势[37]。

大数据促进生猪产业转型升级，建立生猪产业大数据平台，对整个生猪产业发展进行科学准确预测，从而推动生猪产业化发展。