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每到夏季,連續(xù)超過30℃的高溫會使牧場的奶牛面臨著發(fā)生“熱應(yīng)激”的風(fēng)險。在江蘇省,南京衛(wèi)崗乳業(yè)有限公司(以下簡稱“衛(wèi)崗乳業(yè)”)下屬的泗洪牧場,奶牛卻在牛舍里吹起了風(fēng)機風(fēng)扇——2019年,江蘇省氣象服務(wù)中心與衛(wèi)崗乳業(yè)組建氣象服務(wù)團隊,成功打造生態(tài)科技牧場,實現(xiàn)了從“經(jīng)驗養(yǎng)牛”到“智慧養(yǎng)?!钡娘w躍。“氣象助力生態(tài)科技牧場發(fā)展”項目成功入選獲得國家重點研發(fā)計劃“科技助力經(jīng)濟2020”重點專項氣象行業(yè)項目,并于今年3月順利通過綜合績效評價,產(chǎn)出豐碩成果。
據(jù)泗洪牧場場長唐義國介紹,泗洪牧場占地520畝,目前有2864頭奶牛。江蘇省氣象服務(wù)中心前往多家牧場調(diào)研,并以泗洪牧場為試點,逐步建立起生態(tài)科技牧場氣象服務(wù)平臺和綜合測評體系,為牧場提供奶牛養(yǎng)殖、產(chǎn)奶管控、污染管控、糞污消納等全方位、精細化的氣象服務(wù)。
奶牛熱應(yīng)激會造成產(chǎn)奶量下降、生病,調(diào)節(jié)溫度和濕度對減輕奶牛熱應(yīng)激至關(guān)重要。省氣象服務(wù)中心技術(shù)團隊結(jié)合調(diào)研結(jié)果研發(fā)了奶牛熱應(yīng)激濕熱指數(shù),系統(tǒng)地揭示了夏季不同類型牛舍環(huán)境對奶牛熱應(yīng)激和產(chǎn)奶性能影響,并根據(jù)精細化的氣象預(yù)報結(jié)合奶牛產(chǎn)奶量、奶牛乳房炎發(fā)病率等關(guān)鍵生產(chǎn)指標,構(gòu)建熱應(yīng)激等級指標體系,為牛舍環(huán)境管控提供理論依據(jù)。
“和傳統(tǒng)的開放式牧場環(huán)境不同,江蘇的牧場牛舍普遍采用規(guī)?;叙B(yǎng)殖方式,半封閉的環(huán)境對氣象觀測是一個較大的挑戰(zhàn)?!笔庀蠓?wù)中心行業(yè)服務(wù)科副科長張顧說,“另外,牛會在里面吃苜蓿草,草料的揚塵很大,也會一定程度影響監(jiān)測精度?!睂Υ?,氣象部門研發(fā)了適合牧場監(jiān)測需求的牧場氣象環(huán)境自動巡測地軌和吊軌機器人等氣象及生態(tài)新型集成設(shè)備,針對牛舍溫濕度、風(fēng)速、光照、甲烷、氨氣、硫化氫等指標,實現(xiàn)了對牧場及牛舍的全方位信息化監(jiān)測?!巴ㄟ^傳感器監(jiān)測,我們可以了解牧場的氣象環(huán)境的動態(tài)變化?!?/p>
在這基礎(chǔ)上,技術(shù)團隊加強攻關(guān),研發(fā)了牛舍內(nèi)部小氣候環(huán)境預(yù)報方法,研制了基于隨機森林的牧舍溫濕智能管控算法及管控設(shè)備,有效提高牧場智能化管理水平。在數(shù)值達到設(shè)定好的閾值時,牛舍風(fēng)機風(fēng)扇、噴淋噴霧等設(shè)備將實現(xiàn)自動開啟和關(guān)閉,確保牛舍溫濕度始終保持在舒適的環(huán)境,順利實現(xiàn)自動化、分鐘級智能管控,有效降低環(huán)境影響和人工成本。
不僅如此,團隊還深入開展牧場環(huán)境生態(tài)研究,揭示了牧場區(qū)域惡臭污染物濃度及組成,構(gòu)建了牧場污染氣體影響預(yù)報模型,可預(yù)測牧場污染物影響范圍;并應(yīng)用消納平衡技術(shù),制定了糞污消納方案,有效提升了牧場的環(huán)境友好度,進一步“擦亮”牧場的生態(tài)科技底色。
同時,團隊將目光投向了乳業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈,瞄準奶量預(yù)測產(chǎn)品、冷鏈運輸溫度監(jiān)測及運輸高影響天氣服務(wù)產(chǎn)品、乳品門店銷售預(yù)測等關(guān)鍵環(huán)節(jié),成功打造“養(yǎng)、管、運、銷”全鏈條乳業(yè)氣象服務(wù)和“事前、事中、事后”全流程服務(wù)體系,充分發(fā)揮氣象服務(wù)效益。張顧表示:“我們創(chuàng)建了基于機器學(xué)習(xí)的氣象因素影響下的產(chǎn)奶量預(yù)測模型,目前預(yù)測準確率高于85%,預(yù)警提前量達7天。還構(gòu)建了天氣影響下奶品零售需求模型,能夠為乳業(yè)管理、生產(chǎn)、運輸、銷售等環(huán)節(jié)的調(diào)度安排提供可靠依據(jù)。”
2021年至2022年,相關(guān)科技成果“生態(tài)科技牧場”項目榮獲2021年“科創(chuàng)江蘇”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域一等獎;“乳業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈氣象服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)用”項目榮獲中國氣象服務(wù)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎氣象科技創(chuàng)新一等獎。
目前,生態(tài)牧場關(guān)鍵技術(shù)已應(yīng)用推廣至江蘇、安徽、山東10家牧場共1.3萬余頭奶牛、100多家咖啡門店、衛(wèi)崗乳業(yè)1000多名送奶工。經(jīng)測算,單產(chǎn)奶量平均提高超過2%/年,單頭奶牛增產(chǎn)1619元/年,牧場周邊居民投訴率降低50%,三年直接經(jīng)濟效益8000多萬元。接下來,氣象部門將繼續(xù)推動成果進一步轉(zhuǎn)化應(yīng)用和示范推廣,帶動企業(yè)科技創(chuàng)新能力提升,為乳業(yè)的綠色生態(tài)持續(xù)發(fā)展激活更大潛力。
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