規(guī)模奶牛場(chǎng)糞污資源化利用淺析

朱俊峰 于書(shū)云 林雨鑫 阮麗莎 朱杰 楊建生*

（1，江蘇省昆山市第一動(dòng)物防疫站 215300；2，江蘇省昆山市畜牧獸醫(yī)站 215300）

1 奶牛場(chǎng)糞便污染現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平有了顯著提高，對(duì)牛奶等動(dòng)物性食品的需求不斷增加，全國(guó)各地奶牛業(yè)持續(xù)規(guī)模化發(fā)展，導(dǎo)致奶牛養(yǎng)殖污染問(wèn)題相應(yīng)突出。奶牛養(yǎng)殖向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化及專業(yè)化發(fā)展的同時(shí)，帶來(lái)奶牛糞污的相對(duì)集中，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，是阻礙奶牛養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模化發(fā)展的一大瓶頸。我國(guó)奶牛規(guī)模養(yǎng)殖發(fā)展到現(xiàn)階段，主要有4大特點(diǎn)：第一，規(guī)模化、集約化全覆蓋。第二，信息化生產(chǎn)管理應(yīng)用程度較高，大多數(shù)奶牛場(chǎng)使用電腦系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登記，但機(jī)械化程度參差不齊，部分奶牛場(chǎng)缺乏科學(xué)化處理糞污的能力。第三，受奶牛企業(yè)經(jīng)濟(jì)與效益因素影響，部分規(guī)模奶牛場(chǎng)糞污處理配套工程設(shè)施不完善。第四，牧業(yè)養(yǎng)殖沒(méi)有和農(nóng)業(yè)種植形成互補(bǔ)呼應(yīng)，規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化的養(yǎng)殖企業(yè)不開(kāi)展農(nóng)田種植或無(wú)田可種，造成區(qū)域性糞肥的集中過(guò)剩，糞污處理成本高，難度大[1]。

奶牛場(chǎng)的高度集約化和規(guī)模化發(fā)展導(dǎo)致奶牛養(yǎng)殖產(chǎn)生大量的糞污，若不及時(shí)處理會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染[2]。牛作為反芻動(dòng)物，糞便具有獨(dú)特性，飼料經(jīng)反復(fù)消化后糞便含水量高，糞質(zhì)細(xì)密，通氣性差，且養(yǎng)分含量低，故牛糞的腐解速度比較慢。奶牛糞污可造成惡臭氣體污染、氮磷污染、藥物、添加劑污染、有害病原微生物污染、重金屬元素污染等[3]。如果奶牛場(chǎng)的糞污未經(jīng)處理就直接排放，不僅嚴(yán)重破壞養(yǎng)殖場(chǎng)及其周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，還通過(guò)空氣、水體和土壤等中間媒介進(jìn)入并破壞周?chē)用竦纳鷳B(tài)環(huán)境，危害人體健康。一般來(lái)說(shuō)，未經(jīng)處理的糞便中會(huì)有多種細(xì)菌、病毒和寄生蟲(chóng)卵，如沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌、蛔蟲(chóng)卵、球蟲(chóng)卵等，這些病原微生物會(huì)造成人、畜傳染病的蔓延，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致人畜共患病。奶牛場(chǎng)糞污也是造成農(nóng)業(yè)污染的最主要原因之一，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

目前部分牛糞被用于發(fā)酵制造有機(jī)肥或直接施用還田，但利用率不高。另外，將未經(jīng)處理的牛糞直接施用在農(nóng)地中，發(fā)酵產(chǎn)生熱量，消耗土壤氧氣，導(dǎo)致燒根燒苗，而且會(huì)引起寄生蟲(chóng)卵和病原微生物的傳播。因此，若將牛糞作為一種重要的有機(jī)肥資源，必須對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理[4]。

2 奶牛場(chǎng)糞污資源化利用的辦法

目前，奶牛場(chǎng)糞污資源化利用的方法主要有奶牛場(chǎng)糞尿厭氧處理還田、糞便異位發(fā)酵肥料化、糞便固液分離處理綜合利用、糞便養(yǎng)殖蚯蚓、糞便制作基質(zhì)栽培食用菌等利用方法，本著遵循生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化的原則，努力實(shí)現(xiàn)奶牛場(chǎng)糞污資源化利用。

2.1 奶牛場(chǎng)糞尿厭氧處理還田

對(duì)于集約化奶牛養(yǎng)殖企業(yè)，大量糞便采用傳統(tǒng)的堆置處理，存在糞便處理不徹底、轉(zhuǎn)化效率低及二次污染等問(wèn)題[5]。厭氧生物處理是指在無(wú)氧條件下，依靠兼性細(xì)菌和厭氧細(xì)菌對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物降解。厭氧處理技術(shù)是奶牛糞便沼氣化的最有效方式之一。該技術(shù)能解決大型奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便廢水污染問(wèn)題[6]。將奶牛場(chǎng)糞尿輸送到糞尿貯存池中處理，通過(guò)集糞進(jìn)料口進(jìn)入酸化調(diào)節(jié)池預(yù)處理，預(yù)處理池內(nèi)安裝攪拌器，混合部分經(jīng)過(guò)預(yù)粉碎處理的稻草秸稈，通過(guò)攪拌使之混合均勻，然后泵入?yún)捬醢l(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理。產(chǎn)生的沼氣儲(chǔ)存在貯氣罐內(nèi)，沼氣通過(guò)發(fā)電機(jī)組可用于發(fā)電，供應(yīng)奶牛場(chǎng)內(nèi)的設(shè)備用電。產(chǎn)生的沼液用沼液塘貯存，等農(nóng)業(yè)用肥季節(jié)用沼液車(chē)輸送到農(nóng)田使用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧業(yè)循環(huán)發(fā)展。還田沼液其施用量應(yīng)依據(jù)其養(yǎng)分濃度、作物種類及土壤類別確定，不可超量施用。沼液施用量原則上以氮素為基準(zhǔn)，以替代化學(xué)肥料中的氮素30%～50%為宜。

2.2 奶牛場(chǎng)糞便異位發(fā)酵肥料化

異位發(fā)酵床肥料化是奶牛場(chǎng)糞便肥料化的最有效方式之一。在奶牛場(chǎng)建設(shè)異位發(fā)酵床體大棚，定時(shí)將牛糞便均勻噴灑在發(fā)酵床上，使用翻耙機(jī)定期進(jìn)行翻耙，利用微生物發(fā)酵降解糞污物質(zhì)，糞污堆肥經(jīng)熟化，可制作生物有機(jī)肥供農(nóng)業(yè)利用。其發(fā)酵降解的原理是依靠細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物的協(xié)同相互作用，通過(guò)發(fā)酵使有機(jī)物腐殖化變成腐熟肥料，在有機(jī)物的腐熟發(fā)酵分解過(guò)程中，大量病原微生物被滅活，可作為解決奶牛場(chǎng)糞便污染問(wèn)題的重要手段。堆肥不僅能生成大量可被植物利用的有效態(tài)氮、磷、鉀化合物，還可以合成腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)作為新的高分子有機(jī)物，可以有效提高土壤肥力[7]。

2.3 奶牛場(chǎng)糞便固液分離處理綜合利用

牛糞固液分離處理綜合利用是大型規(guī)模化奶牛場(chǎng)處理牛糞的最主要方法，目前被國(guó)內(nèi)外大型規(guī)模奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)普遍采用。由于大型規(guī)模奶牛場(chǎng)牛糞產(chǎn)出量大，農(nóng)業(yè)使用基肥季節(jié)性強(qiáng)等原因，在非農(nóng)業(yè)用肥季節(jié)，規(guī)模化奶牛場(chǎng)產(chǎn)生大量牛糞，給有限的牛糞堆放場(chǎng)所造成很大壓力。采用牛糞固液分離工藝組合處理后，牛糞分離成水分較少的干牛糞和水分較多的牛糞液。干牛糞可供有機(jī)肥料廠，經(jīng)過(guò)腐熟發(fā)酵分解制作肥料。牛糞肥用編織袋裝，每袋40kg，無(wú)論上山下田，搬運(yùn)非常方便，適宜果樹(shù)、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物的基肥。

牛糞液肥效質(zhì)量較高，糞液經(jīng)氧化塘處理全量還田。對(duì)奶牛場(chǎng)糞尿進(jìn)行回收，經(jīng)過(guò)覆膜式氧化塘處理，進(jìn)一步經(jīng)過(guò)露天式二級(jí)氧化塘處理，利用氧化塘復(fù)雜的微生物形成食物鏈消減高濃度有機(jī)碳及氮磷等污染物，降解抗生素、鈍化沉淀重金屬及進(jìn)一步滅活病原生物的作用。牛糞液經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)酵熟化后，用槽罐車(chē)裝運(yùn)至果園、蔬菜園等地作液態(tài)有機(jī)肥料使用。通過(guò)固液分離處理的綜合利用，既降低了牛糞堆放場(chǎng)所的壓力，又提高了對(duì)奶牛糞污處理的綜合利用率。牛糞固液分離處理方式的運(yùn)用，對(duì)于節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境將起到非常重要的作用[8]。

2.4 奶牛場(chǎng)糞便養(yǎng)殖蚯蚓

奶牛場(chǎng)糞便也可以用作養(yǎng)殖蚯蚓的原料。牛糞中含有豐富的蛋白質(zhì)、微量元素等營(yíng)養(yǎng)成分，可提供蚯蚓生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)，通過(guò)養(yǎng)殖蚯蚓等低等動(dòng)物來(lái)分解糞便。奶牛場(chǎng)糞便養(yǎng)殖蚯蚓是通過(guò)在牛糞中加入飼料殘?jiān)旌隙褲a腐熟，達(dá)到蚯蚓產(chǎn)卵子、孵化、生長(zhǎng)所需理化標(biāo)準(zhǔn)，然后按適當(dāng)厚度將腐熟料平鋪于地放入蚯蚓讓其繁殖，腐熟料溫度要求保持15～30℃，水分要求保持60%～65%。如在室外養(yǎng)殖，要注意遮陽(yáng)、加蓋防止蚯蚓逃跑。蚯蚓粉具有較高蛋白質(zhì)含量，可以作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料用于飼喂畜禽和水產(chǎn)。以蚯蚓糞為主要原料生產(chǎn)的各種專業(yè)用肥，不僅提高地肥，而且能抑制農(nóng)作物病蟲(chóng)害的傳播。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中形成了農(nóng)作物養(yǎng)牛--牛糞養(yǎng)蚯蚓--生產(chǎn)蚯蚓糞肥料--促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)的良好生態(tài)鏈[9]。

2.5 奶牛場(chǎng)糞便制作基質(zhì)栽培食用菌

奶牛場(chǎng)糞便通過(guò)處理，可以制作食用菌基質(zhì)用來(lái)栽培食用菌。向糞污中加入稻草或秸稈等植物廢棄物，再加入適當(dāng)調(diào)節(jié)劑，堆制后可制作成食用菌基質(zhì)，用來(lái)栽培食用菌。用牛糞做原料進(jìn)行食用菌栽培，堆料基質(zhì)在發(fā)酵過(guò)程中的高溫能殺滅牛糞中的草子、寄生蟲(chóng)卵，栽培后的食用菌基質(zhì)、廢棄菌棒還田，特別是還水稻田，是不可多得的有機(jī)肥料。糞污制作基質(zhì)栽培食用菌不僅實(shí)現(xiàn)糞污資源化利用，還可生產(chǎn)出具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的食用菌，是一舉多得的好方法。

綜上所述，在遵循糞污減量化、無(wú)害化和資源化的原則下，開(kāi)展規(guī)模奶牛場(chǎng)糞污資源化利用是解決奶牛場(chǎng)污染根本途徑和基本出路。奶牛場(chǎng)糞污資源化利用的方法較多，規(guī)模奶牛場(chǎng)要結(jié)合自身實(shí)際、因地制宜，選擇合理利用方法，建設(shè)相應(yīng)糞污治理設(shè)施設(shè)備，科學(xué)處理和利用糞污，推廣生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖模式，進(jìn)一步推進(jìn)奶牛場(chǎng)糞污資源化利用。