規(guī)模化奶牛場牛糞資源化利用的效益分析

楊永軍，劉 霞，張佐忠，張心壯，張 玉

（1.巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000；2.巴彥淖爾市臨河區(qū)農(nóng)業(yè)種子管理站，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010018）

就目前我國畜牧業(yè)發(fā)展的狀況來看，奶牛養(yǎng)殖在我國畜牧業(yè)發(fā)展中占據(jù)主導(dǎo)地位。奶牛養(yǎng)殖給人們帶來豐厚收益的同時也產(chǎn)生了一系列問題。其中，由牛糞的堆積而產(chǎn)生的環(huán)境污染問題已經(jīng)成為困擾人們生活的主要問題。如何在奶牛養(yǎng)殖業(yè)實現(xiàn)規(guī)模化、集約化發(fā)展的同時開發(fā)牛糞的生物化資源，并將其有效利用是人們需要研究和探索的。

1 牛糞生物資源的利用現(xiàn)狀

牛糞同其他生物糞便一樣，本身富含礦物質(zhì)和營養(yǎng)元素。它本身的屬性是質(zhì)地細(xì)密，發(fā)熱量低，在同類生物糞便中較為特別，屬于遲效性肥料[1-3]。所以，牛糞的綜合利用效率在同類生物糞便中較高。對它的利用方式多種多樣，但是每種方式利用效率不盡相同。有的利用率高，有的也相對較低。下面對當(dāng)前主要的奶牛糞便資源化利用方式及其利用效率加以分析和比較，以設(shè)計出最優(yōu)的糞便資源化利用方式。

1.1 轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥料

這種轉(zhuǎn)化方式將生物質(zhì)能最大限度地保存，方法實用，利用效率高。1000頭規(guī)模的牛場，年產(chǎn)總糞量7300 t，牛糞含水量按70%計，生產(chǎn)的有機(jī)肥水分含量按14%計算，理論上可生產(chǎn)有機(jī)肥2546 t，目前有機(jī)肥料每噸售價800元，每生產(chǎn)1 t有機(jī)肥料產(chǎn)品，扣除設(shè)備投入折舊、生產(chǎn)管理和銷售成本（350元/t），每噸可獲利450元。1000頭規(guī)模牛場牛糞生產(chǎn)有機(jī)肥效益可達(dá)114.57萬元。從經(jīng)濟(jì)效益的角度來看，將牛糞轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥這種方式是非常可取的。對于畜牧業(yè)養(yǎng)殖人員來說，這無疑是一筆豐厚的收入，在處理糞便污染的同時，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。近幾年，這種方式來以其能夠帶動經(jīng)濟(jì)效益的特點一直被大型畜牧業(yè)養(yǎng)殖場所使用。但是無論什么方式都存在弊端。這種方式不適用于中小型畜牧業(yè)養(yǎng)殖場，對于奶牛的集約型、規(guī)模性養(yǎng)殖的要求較高，對于糞便轉(zhuǎn)化的技術(shù)要求同樣苛刻。專業(yè)設(shè)備造價和技術(shù)，人工等成本是中小型養(yǎng)殖場難以承受的。對于這種現(xiàn)狀，只有在集約化、聯(lián)合化生產(chǎn)的程度進(jìn)一步提高的情況下才能夠得到改善。

1.2 生物轉(zhuǎn)化利用

利用奶牛糞便作為原材料，生產(chǎn)生物資源這一方式在當(dāng)前市場上具有廣闊的前景。目前，市場上蚯蚓的價格是36元/kg，蚯蚓每年可收集3～5次，每垅年可收獲蚯蚓500 kg，1000頭規(guī)模的牛場，年蚯蚓總產(chǎn)量15 t；蚯蚓轉(zhuǎn)化牛糞的轉(zhuǎn)化率按45%計算，蚯蚓糞以含水量20%計，年收獲蚯蚓糞657 t，市場價格是400元/t，去除2名飼養(yǎng)人員年工資，綜合蚯蚓和蚓糞收入兩項收益剩余可達(dá)50.4萬元。從經(jīng)濟(jì)效益的角度考量，將牛糞的內(nèi)在價值轉(zhuǎn)化成另一種生物質(zhì)能，從而創(chuàng)造市場價值，將奶牛糞便的邊緣價值充分發(fā)揮出來。蚯蚓是蛋白質(zhì)產(chǎn)物的優(yōu)質(zhì)源泉，蚯蚓糞也是一種高效的有機(jī)肥料，可以用于種植果樹、蔬菜等，而且不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染[4-5]。雖然這種方法在理論上相比于其他生物轉(zhuǎn)化方式效益顯著，但是也存在一定的弊端。前期滅菌、脫水、收蠅蛆具有一定的技術(shù)難度，而且操作起來需要一定的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)知識，使得這種方法難以得到大范圍的推廣和應(yīng)用。其常見于技術(shù)相對成熟的大型養(yǎng)殖場，中小型養(yǎng)殖場并不適用。

1.3 牛糞做牛床墊料

牛糞做牛床墊料有利于降低糞污自然發(fā)酵過程中釋放的CH4，間接減少碳排放量。同時，營養(yǎng)調(diào)控的手段減少奶牛養(yǎng)殖過程中氮磷排放，這兩項技術(shù)顯著提高規(guī)模化奶牛場的經(jīng)濟(jì)效益[6]。據(jù)測算，每減少1 t CH4的排放，相當(dāng)于減少25 t CO2的排放，而相應(yīng)的碳素利用率也得到提高。按1000頭泌乳牛規(guī)模計算，一天共產(chǎn)糞量25 t，1 t牛糞排放的CH4約24 t，則1000頭泌乳牛每天排放的CH4約600 t；而采用發(fā)酵牛糞做牛床墊料，每天可減少一半的CH4排放量，即減少350 t的CH4排放量，相當(dāng)于7500 t CO2的排放。這種方式不僅有助于節(jié)能減排，而且從未來碳交易角度來看也具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。未來碳交易形式將會越來越嚴(yán)峻。這種方式可以從根本上提高碳素的利用效率。

1.4 物理干燥轉(zhuǎn)化技術(shù)

干燥法分為自然干燥法和機(jī)械干燥法，自然風(fēng)干法在飼養(yǎng)場中很常見。一般的操作方式是將牛糞原料混合麥麩，攪拌均勻，攤平在地面上，每隔一定時間翻動，讓它在自然環(huán)境下風(fēng)干，此法成本較低，操作便捷，受到天氣、濕度的影響較大，而且很容易造成環(huán)境污染。這種方式是在純自然環(huán)境下進(jìn)行的，操作稍有不慎就會導(dǎo)致原料泄露，造成二次環(huán)境污染。干燥法的第二種方式就是機(jī)械干燥法，采用設(shè)備進(jìn)行干燥處理，可以達(dá)到滅菌，除臭的作用，由于其操作簡便，成本較低，該方法被廣泛運用到牛糞處理中。

2 生物資源利用的效益分析

生物資源利用的效益分析對于生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化和牛糞生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用的發(fā)展有著重要的意義。就內(nèi)蒙古地區(qū)的實際畜牧業(yè)養(yǎng)殖情況來看，一般采用干燥法的處理方法。這種方式適用于規(guī)模不大的畜牧業(yè)養(yǎng)殖場，方式比較原始，容易操作，成本低廉，滿足內(nèi)蒙古地區(qū)的實際經(jīng)濟(jì)狀況。但是，這種方式對規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場污染物減排的作用不大，難以實現(xiàn)固體廢物無害化、資源化利用，無異是一種浪費。產(chǎn)生這種問題的根本原因是生產(chǎn)力水平與市場需求之間的不平衡關(guān)系。當(dāng)?shù)貙δ膛＜S便的處理方式不能夠滿足規(guī)模化、集約化的市場需求。為了解決這一問題，首先應(yīng)該明確市場的導(dǎo)向，由市場導(dǎo)向引發(fā)民間的技術(shù)改革，形成奶牛糞便處理流程的產(chǎn)業(yè)化效應(yīng)，將單一的奶牛糞便處理整合成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。從處理源頭生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化，再反饋到市場，形成經(jīng)濟(jì)效益。不管是上游糞便原材料供應(yīng)者還是生產(chǎn)者乃至中間商和消費者都會在每一個環(huán)節(jié)受益。這就使得原本是被動的處理奶牛糞便，變成了主動的變廢為寶。所以，在生物資源再利用的過程中引入市場經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向，對于激發(fā)養(yǎng)殖者的積極性和主觀能動性有著重要的意義。

當(dāng)前，主要的處理技術(shù)有畜禽養(yǎng)殖場“生態(tài)營養(yǎng)飼料”研發(fā)技術(shù)、養(yǎng)殖場污水“物化—生化聯(lián)動處理技術(shù)”、厭氧—好氧兩用技術(shù)、養(yǎng)殖場糞污“固態(tài)糞污高溫發(fā)酵技術(shù)”、糞污發(fā)酵因子控制技術(shù)、再生資源循環(huán)利用技術(shù)、蚯蚓有機(jī)養(yǎng)殖技術(shù)和新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)等，不一而足[7-9]。但是，部分養(yǎng)殖者的知識水平有限，接受高科技事物的適應(yīng)性較低，導(dǎo)致一些先進(jìn)的牛糞處理技術(shù)沒有很好地植根于基層，造成人力和物力的浪費，不利于解決規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場污染物減排、養(yǎng)殖廢水低能耗運行的問題。

3 結(jié)語

本文以1000頭規(guī)模的養(yǎng)牛場為例，分析了牛糞的資源化利用效率，計算其投入和產(chǎn)出，研究了規(guī)模化生物質(zhì)能處理技術(shù)對牛場牛糞資源化利用的經(jīng)濟(jì)效益。研究發(fā)現(xiàn)，生物資源綜合利用技術(shù)確實能夠提高再生資源的利用效率，進(jìn)而實現(xiàn)養(yǎng)殖場廢棄物的無害化、資源化綜合利用。內(nèi)蒙古應(yīng)明確地區(qū)特色發(fā)展思路，因地制宜進(jìn)行廢棄物綜合利用，發(fā)展環(huán)境友好型畜牧業(yè)，實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖與資源環(huán)境的和諧共生。