生猪养殖行业深度专题122：从美国生猪养殖技术变迁看行业规模经济之路

目录美国生猪养殖行业复盘：技术变革不断拓宽行业规模经济边界 7规模萌期ss：工术用打开殖模限 8规模加期ss：殖术细行业规不济回模经济 10规模成期s养殖术迭，业模经效更著 17美国养殖行业如何在规模化加速期快速实现技术渗透？ 19资本体技主分，推养技迅完渗透 19公司+户式以密菲尔为例 20猪场管式以pipestone23如何看待中国与美国养殖行业技术水平差距？ 26中国殖业术赶猛，细技指仍差距 26为何国分殖术标较实追？ 28牧原份精求，求卓越 29风险提示 33图表目录图1：规模经济存在边界，技术变革支撑行业规模经济边界不断外延 7图2：早期技术变革解放种养规模化上限 8图3：1980s，美国育肥环节的规模经济效应开始减弱 9图4：1959~1992年美国五大养殖州场均存栏（头，CAGR区间即为横轴年份区间） 9图5：美国屠宰企业先于养殖端加速整合 10图6：1992-1997年，美国五大养殖州场均存栏量CAGR达16.5% 10图7：相较1981-1983年，1989-1991年美国自繁自养出现规模不经济现象 10图8：生猪养殖行业的规模不经济性来源以及对应技术 图9：美国人工授精覆盖猪群由1990年不足10%提升至2006年83% 12图10：美国行业配种分娩率由69%提升至80%以上 12图仔猪早期断奶技术（SEW）于1990s广泛应用于商业养殖 12图12：仔猪断奶天数由1990年的28.8天降低至2000年的19.3天 12图13：美国行业窝均健子数在1990s前后快速提升（头） 12图14：美国生猪饲料营养研究历史 13图15：分阶段饲喂采用率从1995年的35%提升至2009年的73% 14图16：分性别饲喂采用率从1995年的14%提升至2004年的34% 14图17：美国行业料肉比在1990s快速下降 14图18：在饲喂技术渗透下，美国实际饲料支出显著下降的趋势 14图19：猪场布局由一步式转向三点式 15图20：1995~2006年，美国三点式猪场布局由24%提升至52% 16图21：美国各生长阶段的全进全出批次性生产比例显著提高 16图22：三点式布局下，猪场的断奶死亡率更低 16图23：三点式布局下，猪场的育肥死亡率更低 16图24：在各类猪舍的猪群流动上，全进全出的管理方式快速普及 16图25：行业对兽医服务的需求提高，且愈发精细化 16图26：2000s，美国养殖行业重回规模经济状态 17图27：2010s，美国养殖行业猪场布局三点式向两点式转变 17图28：原先的三点式养殖断奶-保育死亡率其实更高 18图29：2012~2017年，两点式全程死亡率相比三点式平均降低约2pct 18图30：空气过滤系统大幅降低了高密度养殖的蓝耳病风险 18图31：2010s，美国养殖行业规模经济效应增强 18图32：美国的养殖规模化过程中，资本主体与技术主体分工合作，行业最终呈现规模经济（2023年） 19图33：屠宰企业在产业链产值中的占比从32%提升至1990年的56% 21图34：1992年，专业化生产占美国出栏的35% 21图35：专业化养殖场在各项技术的采用率上明显高于自繁自养场 21图36：1995-1999年间，专业育肥户的完全成本下降更加显著 21图37：史密斯菲尔德采用“收购优质母猪产能+专业育肥户育肥”的模式，对养殖环节进行拆分与分工 22图38：墨菲农场的发展历程（1969-2000） 22图39：美国认证兽医制度发展历程 23图40：猪场全职兽医占比从2000年的10%提升至2012年的28% 23图41：pipestone专注于母猪场的阶段性养殖在运营过程中没有大量的资本投入而是作为技术主体参与到养殖链条中 24图42：pipestone发展至今，第一家管理的猪场依旧正常运营中 24图43：2022年pipestone养殖母猪规模31.5万头 24图44：pipestone所管理的80多个母猪场集中于传统养猪州 25图45：公司实验用猪舍环境 25图46：pipestone（中国）管理猪场PSY远高于行业水平（头） 25图47：pipestone（美国）管理猪场窝均断奶数远高于行业水平（头） 25图48：中国在遭受非瘟重创后，技术指标追赶迅速（PSY） 26图49：中国在遭受非瘟重创后，技术指标追赶迅速（MSY） 26图50：中国与美国行业整体养殖技术指标对比 27图51：养殖技术的差异最终形成了完全成本的差异 27图52：早期断奶技术面临更高的死亡风险（横轴：天，纵轴：%） 28图53：非洲猪瘟传播路径 28图54：相比于美国，中国养殖企业单体规模更大（2022年） 29图55：牧原股份育肥存活率显著高于同行业与美国平均水平（2023年阶段性情况） 30图56：生物安全把控反哺猪群健康采食与饲喂效率 30图57：牧原股份二元回交体系示意图 31图58：牧原PSY水平高于同行业公司（2023年阶段性情况） 31图59：牧原股份在一众猪企中研发投入领先（2022年年报） 31图牧原股份在PSY存活率方面赶超美国显著高于行业水（行业数据为2022年牧原股份数据为2023年一季度） 32表1：1990s，针对各种猪只类型的营养模型研究快速迭代（以赖氨酸在日粮中的占比研究为例） 13表2：不同分娩舍、产房数量下，批次性生产间隔的计算方式（假设能繁母猪数量均为1000头） 15表3：美国的养殖行业中，大规模企业代表着行业的技术领先梯队 20表4：美国养殖行业最终呈现规模经济 20表5：pipestone的三种托管模式 24表6：美国动物防疫体制注重：扑杀为主，预防为辅，疾病根除为最终目的 28美国生猪养殖行业复盘：技术变革不断拓宽行业规模经济边界美国生猪养殖行业于1990s状态，且规模经济的边界点不断拓宽延伸。1959671982年的266650（大约对应30头左右的存栏规模1990s2000s1990s1300规模越大，单位成本越高，出现规模不经济现象。随着精细化养殖技术的渗透，2000s5000头时，单位成本不再上升。2010s2010s头时，单位成本的下降趋势依旧明显，规模经济效应更加显著。图1：规模经济存在边界，技术变革支撑行业规模经济边界不断外延资料来源：（s-20动力不足的限制，直到1955年，爱荷华州也只有29%的农民采用圈养生猪的方式。养BeltsvilleAmes世纪50图2：早期术变解放养规化上限 资料来源：《美国生猪养殖粪污治理研究（1910-2010）》1，1资料来源于南京农业大学的《美国生猪养殖粪污治理研究（1910-210灵，2019年1980s随着兽用抗生素、自动清粪地板的普及，美国五大养殖州场均存栏量从1959年的67头快速提升至1982266达6.2%1981-1983650头时（大约对应300头左右的存栏规模，仔猪育肥模式下的单位成本便不再显著下降，反而出现小幅抬升。规模经济的边界也反向影响了产业规模化的推进速度，1987年~1992年，美国357415降至3.1%。图3：1980s，美国育肥环节的规模经济效应开始减弱资料来源：USDA-ERS-《EconomicindicatorsoftheFarmSector：costofproduction(1983)》，图4：1959~1992年美国五大养殖州场均存栏（头，CAGR区间即为横轴年份区间）资料来源：USDA-NASS-Census1959-2017-Inventory-hogsandpigs，（s-1990s，美国养殖行业进入规模化加速期，行业开始出现规模不经济的现象。美国生猪养殖行业整合加速的势能源于下游屠宰加工端。二十世纪60年代，技术发展及竞争环1975年的502个下降至2000186162.9%养殖端规模化加速推进，1992-1997415头增长至819头，CAGR达16.5%。但随着规模化爆发式推进而来的，是行业的规模不经济现象。1981-1983年，美国自繁自养成本直到单场11989-19913000头至1万至1.5万头时则进一步抬升约8%。图5：美国宰企先于殖端速整合 图6：1992-1997年美国大殖州场存量CAGR达16.5% 资料来源：USDA-NASS-QuickStata， 资料来源：USDA-NASS-Census，图7：相较1981-1983年，1989-1991年美国自繁自养出现规模不经济现象资料来源：USDA-ERS-《EconomicindicatorsoftheFarmSector：costofproduction(1983)》，USDA-ERS-《CostsandStructureofU.S.HogProduction,1988-91》，（料肉比等指标）明显恶化，最终大幅拉高单位成本。美国养殖行业在1990s-2000s完成了大量精细化养殖技术的渗透，扭转了1990s初的-育肥阶段的饲喂技术以及贯穿养殖全程的防疫1995200683%；199535%提升至20091990年的30%提升至2006年的74%，且伴随着猪场设计布局与硬件设备的迭代。图8：生猪养殖行业的规模不经济性来源以及对应技术资料来源：产房养殖技术主要体现为高效繁殖美国在1990s的产房技术革新主要包括人工授精技术与仔猪早期断奶技术。由此带来母猪繁殖效率提高，仔猪断奶年龄缩短，行业PSY显著抬升。（1时且更加稳定地进行大规模配种，使批次化繁育成为可能。19902000年则增加到63%，201296%当人工授精技术在美国大范围采用后，美国行业分娩配种率由200169%提升至2007年以后的80%以上。1980s术于1990s被广泛应用。当仔猪达到10~21随着这项技术的快速渗透，美国仔猪断奶的时间由1990年的28.8天缩短至2000-2012年间的20数在1990s前后快速提升。图9：美国人工授精覆盖猪群由1990年不足10%提升至2006年83%图10：美国行业配种分娩率由69%提升至80%以上资料来源：USDA-APHIS， 资料来源：PigCHAMPBenchmarking2016，图猪早断奶术（SEW）于1990s广应用商业殖 图12：猪断天由1990的28.8天降至2000的19.3天资料来源：AASV， 资料来源：USDA-APHIS，图13：国行窝均子在1990s前快速升（） 资料来源：USDA-NASS-finalestimation，USDA-NASS-quickstata，饲喂技术以精准营养与减少浪费为主线在饲料原材料上涨、行业利润收缩的背景下，1979年、1988年与1998年美国密集地进行了生猪饲喂营养的相关研究，饲喂计算模型不断迭代，行业饲喂技术快速普及。1942（NRC）成立动物营养委员会，为农场和实验动物准备营养需求表。1970s自动化技术支撑特定品类的饲料生产后，1979料加工方法和猪生长周期进行能量、蛋白、赖氨酸和维生素等需求量的测算。1990多余饲料消耗。图14：国生饲料养研史 资料来源：NRC《NutrientRequirementsofSwine8st/10stRevisedEdition1979/1998》，1990Raoetal.体重(kg)44阶段后备母猪1.121990Raoetal.体重(kg)44阶段后备母猪1.12增重模型1.26112.51992Stahlyetal.0-20仔猪0.900.92102.21993Kingyetal.0-20仔猪1.081.0810044.5后备母猪1.281.2496.963.8后备母猪1.031.06102.931.3保育公猪0.970.8183.598.3保育公猪0.610.4878.7Touchetteetal.0-20仔猪1.280.8969.51996Knabeetal.0-20仔猪0.750.80106.7Sauber0-20仔猪1.151.15100年份年份作者猪只类型实际测量值（%）预测值（%）误差（%）1994 Friesenetal.1995 Comaetal.资料来源：NRC《NutrientRequirementsofSwine10stRevisedEdition1998》，1995年的35%2009年的从1995年的14%快速提升至2004年的34%。-保育阶段更换四次及以是后期随着品种端对于瘦肉率的改良，分性别饲喂技术逐渐淡出。1980-2000在保育-育肥阶段单位增重所对应的饲料支出除以当地玉米价格后发现，行业剔除原材料价格波动后的饲料支出指数在2000年以前位于8-98-9的水平降低至6阶段和分性别的饲喂技术提高了美国生猪养殖企业的饲料投入效率。图15：阶段喂采率从1995年的35%提至2009的73% 图16：性别喂采率从1995年的14%提至2004的34% 资料来源：USDA-APHIS，USDA-ERS， 资料来源：USDA-APHIS，USDA-ERS，USDA-CENSUS，图17：国行料肉在1990s快速下降 图18：饲喂术渗下，实际饲支出著下的趋势资料来源：USDA， 资料来源：IOWAStateUniversity，USDA-NASS-QuickStata，防疫管理快速升级，猪场布局由一步式转向三点式1990s后，下一批次才进入猪场。1995~200655%26%，三点式猪场布局由24%提升至52%，各个生长阶段的全进全出批次性生产比例显著提高。比于原先的一步式生产，三点式生产的断奶前死亡率、育肥死亡率更低。年的2%提升至201224小时以上的比例从1995年的17%上升至2012年的35%1990年的45%提升至2006年的64%，营养咨询和猪场的建筑与环境咨询都出现了倍增。图19：猪场布局由一步式转向三点式资料来源：表2：不同分娩舍、产房数量下，批次性生产间隔的计算方式（假设能繁母猪数量均为1000头）批次化计算1周批3周批4周批批次间隔天数（天）7天21天28天年批次（批）52（一年365天/批次间隔）1713批次群数（群）20(年批次/年产窝数）75批次配种母猪数（头）50（1000头母猪/批次群数）143200批次断奶小猪头数（头）44112541764分娩舍占用天数（天）28天42天28天相匹配分娩舍组数（组）4~5(28/7)1~2(42/21)1(28/28)相匹配的产房数（个）225260190资料来源：信得科技，图20：1995~2006，美三式猪场局由24%升至52% 图21：国各长阶的全出批次生产例显提高资料来源：USDA-APHIS， 资料来源：USDA-APHIS，图22：点式局下猪场奶死亡更低 图23：点式局下猪场肥死亡更低 资料来源：IowaStateUniversity《ISUSwineEnterpriseRecordsProgram1996-1999》，

资料来源：IowaStateUniversity《ISUSwineEnterpriseRecordsProgram1996-1999》，图24：各类舍的群流，全进出的理方快速及 图25：业对医服的需高，且发精化资料来源：USDA-APHIS， 资料来源：USDA-APHIS，5000头-1.251.25万头时，单位成本也不再上升。图26：2000s，美养殖业重规模经济状态 资料来源：USDA-ERS-《U.S.HogProductionFrom1992to2009:Technology,Restructuring,andProductivityGrowth》，（s2010Dee,2010s2000s前后的成本1.25图27：2010s，美养殖业猪布局三式向点式变 资料来源：图28：先的点式殖断奶育死亡其实高 图29：2012~2017两式程死亡相比点式均降约2pct 资料来源：ISUSwineEnterpriseRecordsProgram1996-1999， 资料来源：ISU-NationalPorkBoardResearchGrantReport，图30：气过系统幅降高密度殖的耳病险 资料来源：pipestone官网，图31：2010s，美养殖业规经济效增强 资料来源：USDA-ERS-《U.S.HogProductionFrom1992to2009:Technology,Restructuring,andProductivityGrowth》，美国养殖行业如何在规模化加速期快速实现技术渗透？（资本主体（技术主体+两种模式进行规模扩张。在公司+农户模式下，屠宰加工企业主要负责产能扩张与育种经济与技术采纳率上升。图32：美国的养殖规模化过程中，资本主体与技术主体分工合作，行业最终呈现规模经济（2023年）资料来源：genesus，USDA-NASS-Finalestimation，资本主体与技术主体分工，推动养殖技术迅速完成渗透在资本主体与技术主体分工合作的扩张模式下，美国头部企业中的技术主体负责管理难度更高的母猪养殖环节，让专业的人做专业的事，行业最终呈现的规模效应显著。更高，超大企业对于各技术的采用率均超过70%，中型企业大多在50%业则更低。在20095001250-500012500头以上的这三类102.73元/64.37元/36.59元/元/公斤、44.52元/公斤、32.79元/公斤。表3：美国的养殖行业中，大规模企业代表着行业的技术领先梯队小中大超大17%8%41%74%42%53%61%84%亚临床抗生素，育肥猪46%55%75%82%全进/全出育肥14%20%54%83%资料来源：USDA-ERS-《CharacteristicsandProductionCostsofU.S.HogFarms,2004》，表4：美国养殖行业最终呈现规模经济1992 1998 2004 20091992 1998 2004 2009自繁自养出栏量＜1000头105.45109.18110.71102.731000头≤出栏量＜2500头92.2783.1576.8974.242500头≤出栏量＜10000头80.0472.2562.8164.3710000头≤出栏量＜25000头78.9664.0960.547.1225000头≤出栏量-61.8754.4136.59专业育肥出栏量＜1000头90.3280.662.4764.811000头≤出栏量＜2500头67.2572.1650.8846.342500头≤出栏量＜10000头63.8155.547.2744.5210000头≤出栏量＜25000头-46.2437.235.8825000头≤出栏量-47.2237.7932.79资料来源：USA-ERS-《U.S.HogProductionFrom1992to2009:Technology,Restructuring,andProductivityGrowth》，公司+农户模式：以史密斯菲尔德为例在公司+业化生产的育肥户签订生产合同，不断扩大自己的规模。美国的屠宰行业于1980s1990s屠宰与加工在产业链产值中的占比仅为32%，至1990+农户开始加作为技术主体，美国的专业化养殖场在公司+农户加速推广前就形成了分段式的养殖体公司+351992年24%20%明显领先与自繁自养场，可见实现专业化生产的养殖主体实际代表了美国的先进技术主体，也是相对于自繁自养场更加值得并购的优质产能。图33：宰企在产链产的占从32%提至1990的56% 图34：1992年，专化生占国出的35%资料来源：USDA-ERS-meatpricespread， 资料来源：USDA-ERS，图35：业化殖场各项的采用上明高于繁自场 图36：1995-1999年，专肥户的全成下降加显著资料来源：USDA-ERS， 资料来源：ISU《ISUSwineEnterpriseRecordsProgram》，采用“收购优质母猪产能+专业育肥户育肥”的模式，对养殖环节进行拆分与分工，依靠资本收购技术主体与优质种猪资源进行养殖作业。二十世纪80年代初期，史密斯菲尔德先后兼并多家屠宰加工企业，积累了一定的产业链资本后，进一步通过收购的方式迈进养殖端。仔猪的生产方面，史密斯菲尔德33.7相当于全美母猪产能的5%-10%；育种方面，史密斯菲尔德在1990年与英国国家养猪发展公司(NPD)签订特许经营协议，获得在美国和墨西哥NPD种猪专有权，并进一步在2000年将NPD(USA)并入内部，以史密斯菲尔德优质遗传学(SPG)的名义，专注于NPD种猪的开发，还收购了拥有凯旋基因的Farmland图37：密斯尔德用“优质母产能+业育户育的模式对养环节行拆与工 资料来源：USDA，JamesPress《InternationalDirectoryofCompanyHistories》1998，1994（Carroll、Prestage）共同成立大型养猪场CircleFour，并于20001969年建立，在2000PSY达到2215头巨大的生产成本优势使墨菲农场规模不断扩大，1997年，墨菲农场控制了125个母猪场，总共饲养了27.5万头母猪，是其最接近的竞争对手的两倍。2000年前后，墨菲农场的养殖规模达到33.7图38：墨菲农场的发展历程（1969-2000）资料来源：JamesPress《InternationalDirectoryofCompanyHistories》1998，猪场托管模式：以pipestone为例除去公司+作为资本主体，美国养殖户在9090（扩繁+父母代1921A（A80%美国猪场中全职兽医的占比从10%增长至28%。图39：国认兽医度发程 图40：场全兽医比从2000年的10%提至2012的28%资料来源：周宏鹏等《美国国家兽医认证计划及其主要制度》， 资料来源：USDA-APHIS，pipestone管理，在运营过程中保持轻资产，作为技术主体参与到养殖链条中。从母猪量衡量，pipestone5.1%AMVC占比2.4%。1942年，pipestone1988年，随着行业托管需求的增长，pipestone1990年，700Hiawatha被pipestone管理，pipestone1998-2000年的超低猪价时期后，Hiawatha2500pipestone在美国总计养殖的母猪已经从201721.4万头增长至31.5万头。图41：pipestone专注于母猪场的阶段性养殖，在运营过程中没有大量的资本投入，而是作为技术主体参与到养殖链条中资料来源：pipestone官网，图42：pipestone发展今，家管理猪场旧正运营中 图43：2022年pipestone殖猪规模31.52资料来源：pipestone官网， 资料来源：《猪业科学》，pipestone可持续报告，pipestoe的托管业务分为三种（12（3年，代养母猪的收费水平为约为每头产出仔猪收取2.5美元，若以爱荷华大学估算的2014年行业仔猪生产成本计算，pipestone的代养费费用约为行业仔猪生产成本的6%3。表5：pipestone的三种托管模式托管模式 业务描述托管模式 业务描述顾问式托管

对客户定期或不定期地进行访问，对种猪选育工作、猪场布局设计、养殖过程中的产房管理、饲喂管理和生物安全管理提出意见，但不对结果负责不完全管 对客户某些面进全面接，如猪建设母猪娩到奶段的养过程22015-2016年养殖量依据2014、2017年插值所得，与实际情况或有细微差异3pipestone代养费参考《猪业科学》对其美国总部CEODr.LukeMinion等的采访，行业仔猪成本参考爱荷华大学对本州繁殖-断奶阶段的成本估算完全托管 客户只责出，建猪场购生产资、养至断仔猪过全权交公司行执行资料来源：黄若涵《外资托管服务商在中国的试水》2014，深入的科学研究基础搭建了细致分工的兽医服务团队，构建了pipestone专业化水平。Pipestone拥有6个研究用猪场，加上自身所管理的位于10不同养殖环境与饲养条件的80pipestone/据等其中某个领域，针对服务内容进行了细致的分工。的养殖母猪生产成绩大幅领先行业，这支撑了其极具竞争力的代养收费水平。2013-2019pipstne在中国的养殖母猪Y27.4-28.714.3-19.7头的水平。在美国，pipestone养殖母猪的窝均健子数（等于PSY/育肥成活率/生产窝数）11.0-12.0头，也明显领先于行业10.1-10.7的水平。图44：pipestone所管的80个母猪集中传统猪州 图45：司实用猪环境 资料来源：pipestone官网， 资料来源：pipestone官网，图46：pipestone（中国管理场PSY远于行水平头） 图47：pipestone（美国管理场窝均奶数高于业水（） 资料来源：派斯通公众号，PIC， 资料来源：派斯通公众号，USDA-NASS-QuickStata，如何看待中国与美国养殖行业技术水平差距？2022年中国前10%10%猪场窝均活仔数为90.25%202210%猪场仔猪的出生-断奶存活率为81.3%10%猪场为89.6%，且中国仔猪断奶天数相比美国长大约30%PSY年中国行业整体为88.8%，美国为95.0%中国养殖行业技术追赶迅猛，但细分技术指标仍有差距202017.52022年的由201916.0提升至2022年的18.22022年，中国行业能繁母猪窝均产子数较美国低1.8头/窝，育肥存活率低6.3个pct，育肥日增重低大约100g。如果对比两国行业内最优秀10%猪场的表现来看，中国不同技术指标的行业边界表现存在差异。2022年，中国前10%猪场窝均活仔数为15.41，分娩率为91.17%，而美国前10%猪场窝均活仔数为14.89，分娩率为90.15%，说明中国优秀猪场的母猪繁殖性能已小幅反超美国，育肥日增重的差距也在缩小。但是即使是中国最优秀的10%猪场，其仔猪断奶时间长较美国仍长超过30%，断奶存活率低超过8个pct，说明目前中国养殖行业的存活率和断奶效率较难实现赶超。技术指标的差异最终构成了中美两国养殖成本的差异。2021图48：国在受非重创技术指追赶速（PSY） 图49：国在受非重创技术指追赶速（MSY） 资料来源：微猪科技数据年报2022，USDA，PigCHAMP-Benchmarking2022，

资料来源：微猪科技数据年报2022，涌益咨询，USDA，图50：国与国行整体技术指对比 资料来源：微猪科技数据年报2022，PigCHAMP-Benchmarking2022，AHDB-2021，图51：养殖技术的差异最终形成了完全成本的差异资料来源：《农产品成本收益汇编》2022，IOWAStateUniversity-EstimatedLivestockReturns，微猪科技数据年报2022，PigCHAMP-Benchmarking2022，AHDB