在当今养猪规模越来越大的情况下，有必要精确了解水的用量，以便确定供水所需要的水井或水罐的规格。耗水量会影响粪便排量，从而影响粪便存储系统的设计，以及堆放粪便所需的的土地面积。关于不同生产阶段、不同类型猪只的耗水量，目前已有许多标准。但这些标准多是很久以前制定的，很多标准二十年甚至更长时间以来一直都没有修订过，可能已无法在耗水量方面为现代的猪场提供精确的指导。
另外，以往的耗水量标准中没有提供不同用途的用水比例。多数资料中只提供了猪的饮水需要，而没有提供冲洗猪舍、防暑降温以及其它功能的耗水量，而这些用途在现代猪场的运营过程中都会发生。这种情况下，只知道饮水的需要量是没有用的，猪场设计过程中仍然不得不猜测总耗水量，尤其是经常受到环保方面指责的大型猪场。由于缺乏这方面信息，猪场无法精确预算用水量，不利于水资源的保护。
粪便排量方面的数据同样需要更新。粪便排量有增加的趋势，尽管业内人士能够在实践当中把握这种变化，不断扩大粪便存储设施的容量，但现有的指南或标准都是根据过时的数据制定的，无法反映出形势的变化。此外，为什么现在粪便排量会增加？这种增加有没有必要？有什么办法可以减少粪便排量？这方面的研究很少。
本研究的目标是：
1. 对不同规模现代猪场的耗水量与粪便排量进行定量研究，并将结果与现有标准中的数据进行对比。
2. 确定现代猪场生产中不同用途、不同阶段的用水比例。
3. 确定现代猪场生产中不同阶段的粪便排放比例。
4. 确定水资源浪费的主要方面，对用水以及粪便排放方面可能实现的节约进行定量研究。
步骤与项目活动
共有九家猪场接受了我们的调查，其中三家代表小型猪场（<500头基础母猪），三家代表中型猪场（501－1000头基础母猪），三家代表大型猪场（> 1000头基础母猪）。最初我们希望调查对象一律选择自繁自养的单场式猪场。但后来找不到足够数量的自繁自养单场式大型猪场。于是后来又选了一家外购仔猪的大型单场式猪场，和一家自繁自养的大型三场式猪场。
这些猪场当中，除了那个三场式猪场在萨斯喀彻温以外，其它都在曼尼托巴。在每个猪场中，我们对所有生产阶段（妊娠、分娩、断奶和生长肥育）用于动物饮水、降温、冲洗等不同用途的耗水量进行了监测。另外，我们还额外对人员用水进行了独立监测。我们在每个生产阶段的猪舍当中选了两条饮水线，两条降温水线，装上水表（Kent牌，型号：C700P），进行监测。条件允许的情况下，我们也对整栋猪舍的高压主水线以及办公室的水线进行了监测。我们要求合作人员定时查看水表，记下读数，填写在标准表格当中，发送到DGH工程公司。
在监测水量的猪舍里，我们还要求合作人员测量粪沟中的液面高度并做记录。除记录粪沟液面高度外，我们要求对存栏头数或其它方面的任何变动都要记录，如粪沟排空等。这个记录表也要发到DGH工程公司去，以备计算粪便排量之用。
结果与讨论
我们给九家猪场都装了水表，但只有八家猪场返回了数据。剩下的一家猪场保证把数据发来，但截至本报告写作为止一直没有发来。九家猪场中只有两家按要求进行了记录，因此项目研究不得不延期。九家中有五家猪场记录了所有生产阶段当中所有用途（生活用水、冲洗、降温和饮水）的耗水量，而其它四家猪场只对部分生产阶段或用途进行了记录。表 1列出了各猪场的情况及记录持续的天数。
表 1: 猪场情况
|
类型 |
规模 |
位置 |
历史 |
监测天数 |
监测生产阶段 |
监测用途 |
|
|
A |
自繁自养 |
275头母猪 |
曼尼托巴中南部 |
>15年 |
534天 |
G, FA, N |
DR |
|
B |
自繁自养 |
250头母猪 |
曼尼托巴东南部 |
>15年 |
615天 |
G, FA, N, GF |
D, W, C, DR |
|
C |
自繁自养 |
350头母猪 |
曼尼托巴湖区 |
10-15年 |
528天 |
G, FA, N, GF |
W, DR |
|
D |
自繁自养 |
550头母猪 |
曼尼托巴湖区 |
10-15年 |
365天 |
G, FA, N, GF |
D, W, C, DR |
|
E |
自繁自养 |
650头母猪 |
曼尼托巴湖区 |
5-10年 |
349天 |
G, FA, N, GF |
D, W, DR |
|
F |
自繁自养 |
1000头母猪 |
曼尼托巴东南部 |
5-10年 |
573天 |
G, FA, N, GF |
D, C, DR |
|
G |
自繁自养 (部分) |
1300头母猪 |
曼尼托巴中南部 |
< 5年 |
491天 |
G, FA, N |
W, C, DR |
|
I |
自繁自养 (3-site) |
2400头母猪 |
萨斯喀彻温 |
< 5年 |
未发来结果 |
G, FA, N, GF |
W, C, DR |
|
H |
生长猪肥育 |
6000个猪位 |
曼尼托巴湖区 |
< 5年 |
574天 |
GF |
D, W, C, DR |
用水总量
表 2列出了每天用于各种用途的平均用水量。这里仅统计了那五家记录完整的猪场。有几家较老的猪场没有喷水降温设施，因此未做这个用途的统计。即使在这么小的样本空间当中，耗水量的变动范围也很大。表中数据为五个场的统计值。在总耗水量当中，饮水占了主要部分。对生长/肥育猪，降温用水量排在第二。在各种猪群当中，其它用途的耗水量所占比例都相对较小。大型猪场（>1000头母猪）的总耗水量最大，而中型猪场（500－1000头母猪）的总耗水量最小。导致耗水量差异最重要的因素是生长/肥育猪舍的降温喷头。耗水量最低的两个猪场都没有安装降温喷头，而其它三个猪场都安装了降温喷头。
表 2: 自繁自养猪场每日用于各种用途的耗水量
| 用途 |
猪场数量 |
观察总数 |
平均值 (每头母猪，升) |
范围 (每头母猪，升) |
| 饮水 |
5 |
5 |
72.3 |
62.5 - 82.4 |
| 冲洗 |
5 |
5 |
3.1 |
1.5 - 4.3 |
| 降温 (生长/肥育) (1) |
4 |
7 |
22.4 |
8.1 - 37.1 |
| 降温 (产房) (1) |
2 |
3 |
0.3 |
0.3 - 0.3 |
| 生活用水 (2) |
4 |
4 |
1.0 |
0.4 - 1.5 |
| 所有用途 |
89.5 |
71.1 - 110.0 |
(1) 根据采样数据和猪群母猪头数推算得出。
(2) 包括人员用水和分娩前冲洗母猪的用水。
现存标准中很少提供总耗水量数据，因此不便与本试验结果进行比较。多数标准只提供了饮水需要量以及浪费比例，而未提及其它用途的需水量。艾尔博特省农业、食品与乡村事务部（2000）发表了不同生产阶段的总耗水量，表 3中将这些数据与本研究中得出的数据进行了对比。总体上二者之间是很相符的，但断奶猪和生长/肥育猪除外，在这两个阶段上，本研究得到的数值明显比农业、食品与乡村事务部的数值要高。
表 3: 各生产阶段每天的需水总量 (1)及其与现存标准的对比
| 生产阶段 |
本研究结果 |
艾尔博特农业、食品与乡村事务部数据 |
| 分娩－育成
(升/母猪/天) |
89.5 |
91.0 |
| (2) 分娩－23公斤
(升/母猪/天) |
31.6 |
30.0 |
| (2) 分娩－断奶
(升/母猪/天) |
21.1 |
25.0 |
| (2) 断奶
(升/头/天) |
3.8 |
2.0 |
| (2) 生长/肥育
(升/头/天) |
11.7 (7.9)(3) |
7.0 |
(1) 饮水、降温、冲洗和生活用水总量。
(2) 根据自繁自养猪场各阶段的数据计算得出。
(3) 无降温喷头情况下的耗水量。
饮水量
表 4列出了各生产阶段的饮水消耗量。统计过程中既包括了记录完整的猪场，也包括了记录不完整的猪场。数据变动的幅度也是非常大，尤其是生长/肥育阶段，最低值和最高值之间几乎相差三倍。饮水总量最高的是中等规模的猪场（500－1000头母猪），最低的是小规模猪场（<500头母猪）。而生长/肥育猪饮水消耗量最大的是那个外购仔猪的大型肥育猪场，每天每头猪饮水量比饮水量第二大的猪场高5升。 尽管所有猪场都配置了干/湿自助料槽（译注：料槽里盛放干料，料槽里面安置乳头式饮水器，猪采食的时候可自己触动饮水器将料拌湿），但这个猪场还额外在每个栏位里提供了乳头饮水器。Froese和Yacentiuk（1990）曾报道这样安排会使耗水量增加40％，却并不会提高猪的生长性能。这大概可以解释这家猪场饮水消耗量高的原因。
表 4: 自繁自养猪场每日的平均饮水消耗量
| 生产阶段 |
猪场数
|
观察总数 |
平均 (升/天) |
范围 (升/天) |
||
|
每头母猪 |
每头猪 |
每头母猪 |
每头猪 |
|||
| 配种/妊娠 |
7 |
10 |
15.7 |
- |
11.2 - 21.2 |
- |
| 分娩 |
7 |
13 |
37.4 |
- |
27.3 - 49.5 |
- |
| 断奶 |
7 |
12 |
- |
3.4 |
- |
1.4 - 4.9 |
| 生长/肥育 |
6 |
12 |
- |
7.7 |
- |
4.7 - 13.9 |
表 5列出了本研究结果与加拿大西部、美国和荷兰的其它标准当中数据的对比。除分娩阶段以外，研究结果与大草原养猪中心（2000）的数据较为一致。荷兰在过去十年当中采用了比较激进的节水技术，因此对比荷兰的数据可以了解节水可以节到什么程度。
表 5: 本研究结果数据与其它标准数据的对比
| 生产阶段 |
来源 |
|||
|
本研究结果 |
大草原养猪中心(1) |
北卡罗莱纳(2) |
荷兰(3) |
|
| 配种/妊娠
(升/母猪/天) |
15.7 |
15.0 |
26.0 |
10.0 |
| 妊娠
(升/母猪/天) |
37.4 |
20.0 |
32.0 |
- |
| 断奶
(升/头/天) |
3.4 |
3.0 |
3.0 |
1.4 |
| 生长/肥育
(升/头/天) |
7.7 |
7.0 |
17.0 |
4.6 |
(1) 猪肉生产参考指南，2000.
(2) 猪的饮水需要，养猪新闻，1999年2月
(3) 荷兰的水消费，养猪研究院，1999
Gonyou（1996）报道，饮水当中很大一部分都通过乳头饮水器浪费掉了，据估算，生长/肥育猪浪费60％，泌乳母猪浪费33％至48％，妊娠母猪浪费23％至80％。本研究中的大部分猪场的生长/肥育舍都未单独采用乳头饮水器，而是将乳头饮水器安置在料槽上方成为干/湿料槽。这种方式可显著降低饮水浪费（Gonyou，1996）。妊娠期的母猪也是在料槽里饮水，而不是采用单独的乳头饮水器。但泌乳母猪和断奶仔猪用的是独立的乳头饮水器。
断奶仔猪和生长/肥育猪的饮水需要量与其饲料采食量成正相关（NRC，1998）。对于断奶仔猪，可按下列公式计算：
每日饮水量 (L) = 0.149 + (3.053 x 每日干饲料采食量 kg)
对于自由采食的生长/肥育猪，自发饮水量大约为干饲料采食量的2.5倍（NRC，1998）。通过这些公式，再结合饲养标准当中采食量的数据，可以大致计算出本研究涉及的猪场当中饮水浪费的比例是多少。加拿大西部断奶仔猪的干饲料（含干物质10％）日采食量平均为740克/天，生长/肥育猪的日采食量为NRC标准数值的90％，约为2.3kg/天（猪营养指南，1995）。根据这些数据可算出，断奶仔猪每天的饮水量应为2.2升/头/天，生长肥育猪应为5.8 升/头/天。这些数字分别比本研究中的平均结果低35％和25％（表 4）。
尽管泌乳母猪的饮水量与采食量之间没有数量关系可循，但有推荐标准称大部分泌乳母猪每天大约需要15升的饮水（猪营养指南，1995）。这个数据是将饮水浪费比例控制在最小的情况下得到的。将这个数据与表 4的数据进行对比，可得出本研究中泌乳母猪的饮水浪费比例（大约60％）。这个浪费比例比Gonyou（1996）报道的33％至48％要高。
妊娠母猪的饮水需要量随干物质采食量的增加而升高（NRC 1998）。空怀青年母猪每天需要11.5升饮水，随着妊娠的发展，饮水量会在此基础上增加20％（NRC 1998）。尽管妊娠母猪的这个饮水标准看起来有些偏高，但这有可能是由于妊娠母猪通常为限制采食，因此母猪会摄入更多的饮水来充满肠道，增加饱感（NRC，1998）。Ven der Peet等人（1997）认为妊娠母猪的水：料比值达到2.8：1就足够了。这样，妊娠母猪的日需水量仅为7升/头/天。实践当中普遍让妊娠母猪自由饮水，料槽里总保证有水，这种情况下母猪会摄入多余的饮水。如此看来，现代妊娠母猪饲养当中很可能存在饮水浪费，将饮水量降低33％至10升/头母猪/天（这正是荷兰所实施的标准）应该是切合实际的。
降温用水
炎热的天气里常在猪舍中喷水，以便蒸发散热降低温度，并且维持猪只正常的排粪行为，尤其是对于养在漏缝地板上的泌乳母猪和生长/肥育猪。泌乳母猪舍中常安装喷嘴往下滴水，当母猪站立的时候水可滴到母猪的肩部。喷嘴的水流量控制在2.3升/小时。生长/肥育猪舍中常在每排栏位当中的漏缝地板区安装喷嘴（每个栏位安装一个）进行喷雾，喷嘴流量为0.90升/分钟/喷嘴。这两种喷水降温系统都是温控自动调节的，激活点可以人工设置，一般泌乳母猪的激活点设在25℃，生长/肥育猪设为20℃。母猪的滴水降温系统只能开、关两种状态，而生长肥育猪的喷雾降温系统可通过程序设置喷雾的持续时间，以及喷雾的频率。曼尼托巴省商品猪场中常用的程序设置方案如下：
舍温 喷雾持续时间和频率
15 - 25℃ 每30分钟启动1分钟
25 - 30℃ 每30分钟启动2分钟
> 30℃ 每10分钟启动2分钟
这种降温程序和传统的推荐标准有很大的差异。传统的标准只建议在第3阶段的通风激活点（通常为20℃左右）启动喷雾降温，每20分钟启动30秒。现代猪场之所以延长降温喷头的开启时间，可能是作为一种管理措施，用来强化生长猪的正常排便习惯，而不止是作为防暑降温的手段。因此，实际上不管舍温如何，全年都要用到降温喷头。下列比较说明了采取这种管理措施后所引起的用水量变化：
|
阶段性应用 |
连续应用 |
|
| 激活温度 |
21℃ |
15℃ |
| 启动持续时间和频率 |
每20分钟启动半分钟 |
每30分钟启动1分钟，温度高于25℃后还要启动更长时间 |
| (1)每天启动总时间 |
4 |
72 |
| 水流量 (升/分) |
0.9 |
0.9 |
| 总耗水量/栏/天 (l) |
3.6 |
65 |
(1) 根据加拿大西部每小时温度记录计算得出
喷雾降温系统的连续应用会使降温用水量提高到原来的18倍。假设每栏养猪20头，那么阶段性应用的耗水量为0.2升/头/天，而连续应用的耗水量则为3.3升/头/天。后者与本研究中的到的结果非常一致，见表 6。由于连续使用降温喷雾会引起耗水量的激增，因此对这种方式的成本效益需要进行更仔细的论证。
表 6: 自繁自养猪场不同生产阶段降温用水的耗水量
只有两家猪场的产房采用了滴水降温系统。实际用水量与这种系统按25℃激活温度设置的计算值相符。
冲洗用水和降温用水量一样，冲洗用水需求量方面的信息同样很少。不幸的是，本项研究中得到的这方面的数据也不是很多。表 7列出了冲洗用水数据的大概情况。
表 7: 自繁自养猪场不同生产阶段冲洗用水的耗水量
兽医传染病机构（VIDO）养猪技术小组（1998）对加拿大西部猪场进行了调查，对冲洗用水情况进行报告：
上述平均值换算成全场、全年的数据后，在产房相当于1.0升/母猪/天，对断奶舍相当于0.2 升/头/天，对生长/肥育舍相当于0.66 升/头/天。在VIDO的这些研究结果当中，除生长/肥育猪舍外，其它两个数据与本研究中取得的结果（表 7）相一致。需要指出的是，VIDO的研究当中用到的样本量更大，在冲洗用水方面应该比本研究的结果更具代表性。VIDO关于冲洗用水的结果变动范围非常大，这说明冲洗用水量很大程度上是由猪场的具体管理方式决定的。具体的清洗步骤，包括预浸泡、洗涤剂的应用、清洗设备的选择等等对清洗用水量都有显著的影响，结果可相差两倍甚至三倍。
生活用水
在本研究当中，生活用水定义为人员的用水，包括洗衣、淋浴、洗手以及其它用于办公室区域清洗活动的用水。在其中一个猪场当中，生活用水还包括了产前对母猪进行清洗的用水。如表 2所示，生活用水量占总耗水量的1％左右。两个大型猪场按每头猪计算的生活用水量最低，而小型猪场按每头猪计算的生活用水量最高。这说明大型猪场的人员：猪只比值比小型猪场更低。
粪便排放率
只有不到一半的猪场提供了可靠的粪便排放率数据。粪便数据采集方面出现的主要问题包括：合作人员无法做到持续监测，以及粪沟排水塞子故障等等。只有一家小型猪场、一家中型猪场和两家大型猪场提供了可靠的数据，表 8列出了这些数据的摘要。尽管样本量很小，数据结果的变动范围仍然很大。在妊娠母猪舍、产房和断奶仔猪舍当中，两家大型猪场每头猪每天的粪便排放率最低。不幸的是，关于生长/肥育猪舍只有两家猪场提供了可靠的数据（一家小型猪场，一家中型猪场）。
表 8: 自繁自养猪场不同生产阶段每头猪每天的粪便排放率
表 9将本项研究中得出的粪便排放率数据与其它资料提供的数据进行了比较。粪便排放率数据的一致性通常比较差。不过本研究的结果与大草原养猪中心（2000）的数据比较接近。荷兰的数据是根据该国养猪业最近的调查（1999）结果得出的。他们声称自己养猪业当中的粪便排放率大约仅相当于北美养猪业的一半，看来是名副其实的。
表 9: 每日粪便排量数据的比较
(1) 大草原养猪中心，养猪生产指南，2000。
(2) 中西部规划服务，粪便特性，2000。
(3) 养猪研究院，Rosmalen，1999。
由于本研究中收集到的数据不够充足，难于针对全场粪便排放率得出结论。只有一家猪场提供了全部四个生产阶段粪便排量的可靠数据。根据这家猪场的数据计算，全场粪便排放率为82升/母猪/天。
各省的猪场生产指南以及养猪生产相关法规通常都给出了粪便产生比例。这样，养猪生产者以及行政部门就可以在猪场规划过程中利用这些数据来进行相关计算。表 10列出了加拿大某些省制定的标准，还列出了本研究中得到的结果，以及DGH工程公司使用的数据。不幸的是，有些省提供的是不同生产模式的粪便排放率，而不是各生产阶段的数据，可比性较差。总体看来，本研究得出每天粪便总产生量的结果比曼尼托巴指南当中列出的指标要高。而其它省的数据与本研究结果则比较接近，经管分娩和断奶阶段的数据仍比本研究结果低许多。表 10还列出了DGH工程公司用来计算粪便存储设施尺寸的数据，这些数据是根据用户反馈信息以及典型猪场监测得来的，比多数省级指南的数据都高，但与本次研究所得的结果却很接近。
表 10: 不同生产阶段每日粪便排量以及不同来源数据的比较
(1) 曼尼托巴养猪生产者农场实践指南，1998。
(2) 粪便与死亡动物管理计划开发手册，萨斯喀彻温农业、食品与乡村复兴，1997。
(3) 爱德华王子岛粪便管理指南，1999。
(4) DGH工程有限公司，私人交流，2001。
耗水量和粪便排量的降低
本研究过程中发现了一些存在用水浪费的环节，总结如下：
(1) 这个数据是根据自繁自养猪场各生产阶段的典型存栏量，折算成按基础母猪的总存栏头数来表示的。
在自繁自养的猪场中，如果能将上表中列出用途的耗水量现状降低到用水量需要量，那么就可以节省大约50％的总用水量。其中有些节水措施是很容易实现的，例如改变生长/肥育猪喷雾降温的策略，以及改变妊娠母猪的供水模式等。还有其它措施，要求改变设备或更换配水设备，以便尽量减少猪只饮水时洒落引起的浪费。比如，Pederson（1999）就报道，用水碗给猪喂水比乳头式饮水器要节水30％。荷兰养猪业就实现了上述的节水措施，对于他们的经验，应该做进一步的研究与评估，看看这些经验是否可以在加拿大西部养猪业当中加以应用。
耗水量过大会造成很大的经济损失，还会显著增加粪便的产生量。例如，对于1000头基础母猪的商品猪场，当前普遍采用的生长/肥育猪喷雾降温程序会额外增加7,738,000升的粪便排量。处置这部分粪便的直接开销大约需要17,000加元。这还不包括处置这些粪便所需的额外土地。而且今后粪便处置的成本还可能进一步上升。
结论
曼尼托巴省五个自繁自养猪场的总耗水量平均为89.5升/母猪/天，变动范围为71.1升至110.0升之间，变动幅度大约为平均值的44％。总水量当中动物饮水所占的比例最高，平均为80％，其次是生长/肥育猪的降温用水。冲洗用水占总耗水量5％到10％。生活用水和分娩母猪降温用水所占比例最低。
单算每头家畜的耗水量，用水最多的是泌乳阶段，之后依次为妊娠、生长/肥育和断奶阶段。如果折算成单位基础母猪的耗水量，则生长/肥育阶段用水占总耗水量的比例最高（64％），之后依次为妊娠阶段（16％）和泌乳阶段（9％）。本研究中得出的母猪群耗水量与其它来源的数据基本相符。但断奶猪和生长/肥育猪群的耗水量却明显高于其它公布标准。
有四个猪场对粪便排量进行了记录。与总用水量一样，每头猪粪便排量最高的也是分娩阶段，之后依次为妊娠、生长/肥育和断奶阶段。如果折算成单位基础母猪的粪便排量，则最高的是生长/肥育阶段，占总量的66％，之后依次为妊娠（15％）、断奶（11％）和泌乳（8％）。研究中所得平均每日粪便排量的结果比通常各省养猪指南中推荐的标准高，但与行业规划中实际应用的标准相近。
将本研究中得出的耗水量与粪便排量进行对比，可发现粪便总量与饮水量之间存在密切的相关。养猪业普遍认为粪便总排量等于总耗水量，而本研究结果显示总耗水量大于粪便总排量，而饮水量则接近粪便总排量。
本研究发现有若干方面存在明显的用水浪费，从而使粪便总排量也随之增加。浪费主要存在于生长/肥育猪的降温用水，以及妊娠母猪的饮水。这些方面都改善以后，预计总耗水量将有可能在目前的基础上节省50％。建议加拿大西部的科研机构就这些方面进行更细致的研究，以便开发出一套实际的方案来实现上述节水目标。还应对生长/肥育猪生长过程中的耗水量与粪便排量进行进一步监测研究，以便获得更多的统计样本，得出更可靠的结论。看来不论是节水还是降低粪便排量，生长/肥育阶段是最有可能获得成效的阶段。
