奶牛場生物降解養(yǎng)殖技術(shù)應(yīng)用探討

傅春泉，郭棟，陳龍

（1.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，金華 321000；2.浙江荷斯坦牧業(yè)有限公司，金華 321076；3.杭江奶牛場，杭州 310019）

隨著我國畜牧業(yè)的發(fā)展，規(guī)模化、集約化程度不斷提高，養(yǎng)殖污染更趨集中，如飼養(yǎng)量為1 000頭的奶牛場，年排泄糞尿約1.1萬t，給就地、就近消納帶來更大的壓力[1]，畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境污染問題日益突出。為此，黨的“十九大”提出了實現(xiàn)“農(nóng)業(yè)強、農(nóng)民富、農(nóng)村美”的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略目標(biāo)，對畜牧養(yǎng)殖污染治理提出了更高要求；農(nóng)業(yè)部也將“畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用”作為2018年重點抓好的七個方面工作之首。如何做到奶業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)成了政府部門的當(dāng)務(wù)之急，也是奶業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

為了治理奶牛養(yǎng)殖污染，近幾年浙江省在采取雨污分流、減少牧場非必需用水（如沖洗用水）和污水處理后回用減少凈水用量；對奶牛糞尿采取干濕分離，干糞生產(chǎn)有機肥或用作農(nóng)業(yè)肥料；生產(chǎn)、生活污水通過厭氧/好氧處理后用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)資源循環(huán)利用基礎(chǔ)上，重點推廣了生物降解治理養(yǎng)殖污染的技術(shù)。但在推廣中也出現(xiàn)了一些問題，如管理措施不到位、養(yǎng)殖密度過高，易致生物降解床發(fā)生“死床”現(xiàn)象，從而影響了生物降解養(yǎng)殖技術(shù)的推廣。為此，本文對浙江省奶牛場推廣生物降解養(yǎng)殖中存在的問題和經(jīng)驗介紹如下，以供同行參考。

1 生物降解養(yǎng)殖的意義

生物降解養(yǎng)殖是指在墊料中添加特定微生物或利用墊料中的土著微生物將動物糞尿中的可利用氮元素轉(zhuǎn)化成有機肥固化在墊料中；糞尿中的氫氧元素被分解成能量和水蒸氣，通過機械翻拋揮發(fā)排出，最終將動物糞尿降解在墊料中[2]。

生物降解處理養(yǎng)殖排泄物、污水，與其他污染處理方法相比，可以節(jié)省建造臥床、清糞設(shè)施投資，減少建造污水降解處理設(shè)施所需的巨大費用及運營成本；還由于減少了清糞環(huán)節(jié)，可有效降低勞動強度；而且動物排泄物經(jīng)生物降解后能提高肥效，還田后能增加土壤的有機質(zhì)，減少化肥的使用[3,4]；在寒冷的冬季用于犢牛養(yǎng)殖，還可避免因地面寒冷而引起的犢牛肺炎、腹瀉等疾病[5]。該技術(shù)的缺點是容易受氣候、養(yǎng)殖密度、管理措施影響而發(fā)生“死床”現(xiàn)象。

2 生物降解養(yǎng)殖在奶牛場的應(yīng)用模式

2.1 全牛床生物降解養(yǎng)殖

全牛床生物降解養(yǎng)殖即整個牛床，包括休息、運動、采食區(qū)域都鋪上50～60cm厚的墊料進(jìn)行生物降解養(yǎng)殖（如圖1）。奶牛場飼養(yǎng)的奶牛主要可分為產(chǎn)奶牛與非產(chǎn)奶牛，其中非產(chǎn)奶牛包括犢牛、后備牛、干奶牛等。由于非產(chǎn)奶牛的糞尿排泄量相對較少，生物降解養(yǎng)殖效果較好，因而可以實施全牛床生物降解養(yǎng)殖。但要注意養(yǎng)殖密度，特別是育成牛階段，隨著月齡增大，相對養(yǎng)殖密度會提高，要及時調(diào)整養(yǎng)殖密度。

圖1 全牛床生物降解養(yǎng)殖

2.2 半牛床生物降解養(yǎng)殖

因產(chǎn)奶牛采食量、排泄量大，采用全牛床生物降解養(yǎng)殖單位牛只所需養(yǎng)殖面積大，且當(dāng)管理不當(dāng)造成墊料含水量過高時，容易影響到乳中體細(xì)胞數(shù)，甚至引發(fā)乳房炎。另外，產(chǎn)奶牛多在采食道運動、排泄，其排泄量占全部排泄量的25%～40%[6]，如全牛床采用生物降解養(yǎng)殖，采食道易發(fā)生因含水量過高而“死床”的現(xiàn)象。故對產(chǎn)奶牛舍，最好在食槽前建2.8m左右的水泥地面采食道，用刮糞板清糞，牛只休息的運動區(qū)域鋪上50～60cm厚墊料進(jìn)行半牛床生物降解養(yǎng)殖（見圖2）。

圖2 半牛床生物降解養(yǎng)殖

2.3 舍外異位生物降解養(yǎng)殖

由于舍內(nèi)生物降解養(yǎng)殖存在一些不足，近年浙江省又推廣了異位生物降解技術(shù)，即在牛舍外或牛場外建設(shè)生物降解床（見圖3）。其存在以下優(yōu)點：一是可使墊料厚度達(dá)到120cm左右，提高單位面積生物降解效率；二是方便管理，翻拋時不必顧忌奶牛運動；三是即使發(fā)生“死床”也不致影響奶牛生長或生產(chǎn)。

舍外生物降解養(yǎng)殖床每條寬3.5 ～4.5 m，高1.4～1.5m，長度與條數(shù)根據(jù)場地條件及需降解污水總量計算，一般按40～60m3墊料每天降解1t污水確定建造規(guī)模，在降解床中間平行建造污水暫存池，配套墊料翻拋機、污水噴淋機等。

圖3 異位生物降解床

3 生物降解養(yǎng)殖在奶牛場應(yīng)用中要注意的問題

3.1 嚴(yán)控養(yǎng)殖密度

舍內(nèi)生物降解養(yǎng)殖一定要嚴(yán)格控制養(yǎng)殖密度，根據(jù)筆者經(jīng)驗，以育成牛10～15m2/頭、產(chǎn)奶牛20～25m2/頭為宜。同時還應(yīng)根據(jù)牛場規(guī)模，規(guī)劃不同階段牛的最大存欄頭數(shù)，預(yù)留相應(yīng)的生物降解床面積。特別是育成牛，要考慮到需隨著牛的生長及時調(diào)整養(yǎng)殖面積，如犢牛階段3～5m2/頭、參配前8～10m2/頭、妊娠育成牛10～15m2/頭。如果密度太高，墊料不能充分降解奶牛排泄的糞尿，會導(dǎo)致“死床”。

3.2 嚴(yán)格管理措施

生物降解養(yǎng)殖是利用墊料中的有益微生物來降解奶牛糞尿中的有機物，并通過翻拋墊料蒸發(fā)其中的水分。如果墊料翻拋不及時致含水量增高，導(dǎo)致墊料通透性不足，需氧微生物增殖受到抑制，就會影響生物降解效果。特別是產(chǎn)奶牛發(fā)生“死床”時，輕者體細(xì)胞數(shù)升高影響牛奶質(zhì)量，嚴(yán)重的可導(dǎo)致發(fā)生乳房炎。在管理中要重點關(guān)注墊料中的含水量與翻拋間隔時間。

3.2.1 控制墊料含水量

控制每次噴淋污水量是控制墊料含水量的關(guān)鍵。墊料中的含水量過高，會降低墊料溫度和微生物的發(fā)酵效率。本課題組前期進(jìn)行的一組試驗，測定了四種不同含水量墊料的平均溫度（表1），發(fā)現(xiàn)墊料中含水量越高，墊料中溫度越低，越不利于有益微生物增殖。

表1 墊料中含水量與墊料溫度的關(guān)系

表1顯示，1組墊料溫度顯著高于2組，極顯著高于3組與4組。因此，每次噴淋污水量以糞污與發(fā)酵基質(zhì)混合后的含水量在70%以下為宜。

3.2.2 墊料翻拋間隔時間

經(jīng)測定，不同翻拋間隔時間對墊料發(fā)酵溫度的影響如表2所示。可以看出，每天翻拋的溫度極顯著低于隔天和隔2d的翻拋溫度，隔1d翻拋溫度顯著低于隔2d翻拋的溫度，此與卓坤水2016報告的結(jié)果相近[7]。因此，冬季可間隔1～2d翻拋一次，夏季最好每天翻拋，以提高水分蒸發(fā)效果。

表2 翻拋間隔時間與墊料溫度的關(guān)系

3.3 舍外異位降解床污水干物質(zhì)濃度

污水干物質(zhì)濃度太稀，會導(dǎo)致墊料滯留不好，噴淋后污水下滲太快；每次噴淋量少，也不利于微生物增殖，會影響發(fā)酵床溫度和降解速度。本研究課題組比較了兩個奶牛場不同污水濃度的異位生物降解效果，測定了異位降解床40cm處溫度，結(jié)果見表3。表中濃污水為散欄式牛場刮糞板刮出糞污加回用沖洗水；稀污水為散欄式牛場刮糞板刮出糞污干濕分離后污水加回用沖洗水。

表3 污水干物質(zhì)濃度與墊料溫度的關(guān)系

由表3可見，稀污水組墊料厚度極顯著高于濃污水組，墊料發(fā)酵溫度應(yīng)該更高，但應(yīng)注意，由于噴淋的污水濃度太低，墊料溫度反而極顯著低于濃污水組。但應(yīng)注意，污水濃度過高不利于噴淋，一般以污水干物質(zhì)濃度5%左右為宜。

3.4 墊料組成因污水濃度而異

常規(guī)生物降解墊料為鋸末與稻殼，比例為1∶1。但課題組在研究中發(fā)現(xiàn)，墊料中鋸末與稻殼比例應(yīng)隨污水濃度不同而異。如噴淋污水干物質(zhì)濃度高，特別是奶牛場糞污粗纖維比例高，可適當(dāng)增加稻殼比例到70%左右，以增加透氣性；如噴淋污水干物質(zhì)濃度稀，則增加鋸末比例，以提高吸水性。

3.5 重視墊料來源多樣化

墊料成本約占生物降解養(yǎng)殖成本的50%。近年來鋸末資源被充分開發(fā)，是生物降解養(yǎng)殖的主要成本，但存在來源少、價格高的缺點，而牛糞中粗纖維含量高，干濕分離后含水量在72%～74%之間，與剛噴淋污水后的墊料相當(dāng)，用干濕分離后的干牛糞補充墊料，不失為資源化利用的有效途徑。

3.6 最好采用舍內(nèi)舍外結(jié)合的生物降解養(yǎng)殖方式

對于育成牛和干奶牛，由于日排泄量相對較少，可用全牛床生物降解技術(shù)降解排泄物；而對于產(chǎn)奶牛，因采食量、排泄量大，最好舍內(nèi)采用半牛床生物降解技術(shù)養(yǎng)殖，采食道刮出的糞污則采用舍外生物降解床處理。舍外生物降解床建造規(guī)模按40～60m3墊料每天能降解1t污水計算，這樣既能解決產(chǎn)奶牛排泄量大、采食區(qū)含水量太高的問題，又可縮小異位生物降解床的建設(shè)規(guī)模，從而真正做到“零污染”生態(tài)養(yǎng)殖。

總之，奶牛場生物降解養(yǎng)殖有全牛床、半牛床生物降解床與異位生物降解床幾種模式，在推廣應(yīng)用時，要結(jié)合各奶牛場的實際條件，采用合適的生物降解養(yǎng)殖模式，以真正實現(xiàn)“零污染”養(yǎng)殖，推進(jìn)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。