牛糞墊料的生產與應用

陜西省畜牧技術推廣總站，西安710016

奶牛糞污經過固液分離、有氧或厭氧發酵再晾曬或烘干處理后在水分為40%～50%時糞污中病原菌、寄生蟲卵等一般有害物都被殺死。這時作為牛床墊料具有干燥、無味、無害、松散柔軟、濕度適宜、類似于天然草地最理想的臥床特點，奶牛在牛糞墊料臥床上趴臥時間比在沙土、秸稈和橡膠墊料增加10%～15%、站立時間減少5%～10%、軀體衛生狀況良好、趾蹄病發病率下降[1]，趴臥時間可達到11 h以上[2]。牛在臥床休息和反芻期間，流經乳腺的血流量增加20%～25%，從而增加奶牛營養效率和產奶量。而不良的臥床易使奶牛趾蹄病和乳房炎發病率提高[3]，影響其健康、生產性能、使用壽命和乳品質。

1 牛糞墊料的優勢

目前，用作墊料的主要有沙子、沙土、稻殼、鋸末、秸稈、橡膠墊、牛糞等。沙子是牧場最常用的墊料，其滲水性好、干燥、不板結，但較大的沙粒易于被牛帶到臥床外造成趾蹄損傷。牛在沙床上常把沙床刨成一個大坑，造成起臥困難，沙子也易與糞污粘連，常沉積于集糞池底，不利于后續糞污處理，處理時易堵塞輸送管道，磨損甚至損壞處理設備、且用作墊料成本高（50～70元/m3）；沙土也干燥衛生，但易板結，也易損傷趾蹄，每頭奶牛每天約用沙土20 kg，也不便后續處理糞污，若使用時間較長、消毒不嚴格，容易產生細菌和真菌等微生物，成本略低于沙子；稻殼鋸末秸稈都為有機物，利于微生物繁殖、對奶牛健康不利，稻殼還具有區域性特征、且和鋸末用于豬等發酵床，存在和?；庂Y源的特點，價格400～600元/t，用作牛床墊料成本較高[4]，價格受到市場影響波動較大；橡膠墊使用方便、維護簡單、抗菌、易于清洗，但也會磨損趾蹄、且造價昂貴[5]。牛糞作為墊料，雖為有機物質，但牧場可就地取材、自我生產、不用購買墊料，能減輕牧場源源不斷產生的糞污處理壓力、防止沙子給糞污處理設備帶來的危害、不會造成奶牛趾蹄傷害，利于奶牛健康。從成本看，牛糞作為墊料成本僅為沙子的33%、橡膠墊的15%[3]；從生物安全角度講，BAUER公司和美國康奈爾大學研究認為牛床再生墊料安全性有保障，王盼柳等[6]對BRU公司的牛床再生墊料研究認為其有害菌含量在可控范圍內、安全性是可保證的。因此，牛糞作為墊料既安全方便、成本低廉，又有利于環保，符合糞污資源化、無害化、循環利用的方向，可推動奶業持續發展，生態、經濟和社會效益明顯。

2 牛糞墊料的應用

基于上述特點，牛糞墊料在國外很早就得到應用，在歐洲，其作為墊料已成為共識，新建牛場幾乎全部采用這種方式。以色列用發酵牛糞做“大通鋪”，奶牛平均單產達到11.7 t，居世界第1位[7]。在我國，許多牧場近年來從奧地利、美國、意大利進口成套的牛床再生墊料設備，應用效果良好，但每套設備需250萬～300萬元，價格昂貴[6]，但若用于存欄2 000頭的牛場每年可節省墊料購買費用100萬元，2～3年就可收回成本。這套設備可使用至少10年，因此近年來我國有近百家牛場使用這類成套進口設備，但一般沒有實力的牛場還難以承受。為了降低成本，具有軍工背景的哈爾濱華美億豐復合材料有限公司使用玻璃鋼材料制造了黑龍江首套奶牛糞便發酵設備，進行產業化推廣，有效解決了奶牛臥床墊料的生產[8]，每套設備100萬～150萬元，價格明顯降低，存欄千頭牛場一般都可接受，促進了牛糞墊料在我國的應用。目前，牛糞或沼渣做墊料的牧場越來越多[9]，在我國已有許多成功的案例。

3 牛糞墊料的生產

3.1 工藝流程

將吸糞車、刮板清糞或水沖糞收集的糞污在集污池勻質后，通過暗管輸送至固液分離設備，分離后液體部分回沖牛場糞溝或糞污輸送暗管循環利用或厭氧發酵生產沼氣或進入氧化塘貯存一定時間后灌溉農田或再回牛場循環利用，這時固體部分一般含水率在65%～70%，需要好氧發酵或厭氧發酵后再晾曬或烘干即生產出含水量50%以下的牛床墊料。

3.2 設備設施

糞便集中池、攪拌泵、糞便濃漿齒輪泵、固液分離機、固體糞便暫存處、固體糞便發酵裝置、液體部分儲存池、液體部分環保處理裝置、可利用水儲存池。

3.3 固液分離技術工藝

目前，固液分離機主要有斜板篩擠壓分離機、螺旋擠壓固液分離機2種，其中后者經過不斷改進已成為各國牧場使用的主要設備，其工作過程為將勻質的糞污泵送至固液分離機，通過設置運轉速度和排出水量，液體部分從耐壓的篩網中排出，固體部分隨螺旋蛟龍向前推動即可實現固液分離。

3.4 墊料生產模式

1）直接利用模式。固液分離后固體物料水分含量不超過65%，然后將物料通過傳送帶送至高處降落，利用空氣中的氣流風干水分，但易對周邊環境造成粉塵污染，或者固液分離后晾曬降低水分，但這種產品中含有大量的病原菌和寄生蟲卵，優點是設備簡單、主要為固液分離機，缺點是含水率高、有安全隱患。適用于100～500頭的小型牧場。

2）厭氧發酵模式。收集的糞污進行沼氣發酵。在厭氧菌作用下，有機物分解發酵的若用高溫發酵最高溫度可達65℃左右，發酵完成后固液分離出沼渣，若水分含量超過50%需要晾曬或烘干后使用。設備有沼氣發酵設備（沼氣罐、攪拌泵、發電機等），優點是可產生清潔能源，糞污可實現資源化利用。缺點是工藝復雜、操作技術要求高、投資大，一般需要國家投資補貼，單獨建設一般企業積極性不高，許多建設后因易出故障、社會化服務差成為擺設，所產沼渣由于有機物降解后粒度過細，易粘接在乳房上影響乳房健康。適合于500頭以上的大中型牧場。

3）好氧發酵模式。固液分離后的固體部分經過好氧菌自然發酵或通過充氧的方式加速發酵，促進物料熟化、水分降低，產生的熱量可使內部溫度保持在55～60℃[6]，使有害物質殺除成為墊料。

①自然堆積發酵。在自然狀態下將固體牛糞堆積，利用好氧菌作用進行自然發酵，一般需6 周左右，然后再經晾曬后使含水率降到50%以下即可，主要用于小型牛場。

②條垛式好氧發酵。將固體牛糞堆成4～6 m寬、1.5 m 高條垛，通過人工或機械2～3 d對牛糞翻堆1次供氧，溫度超過70℃增加翻堆次數，也可在垛底設置穿孔通風管不定期鼓風強制通氧，通風中不用翻堆，促進物料升溫腐熟、水分蒸發，強制好氧發酵10～12 d后攤開晾曬2 d，使水分降至50%以下，較翻堆時間要短，適合于大中型牛場。

③槽式好氧發酵。將固體牛糞堆放于寬5～6 m、深1.6～1.8 m、長度根據需要量而定的發酵槽內，槽頂兩邊安裝軌道用于翻拋機定期運行增氧或在槽兩側及底部安裝有空通風管通風增氧，加快發酵，可平行建立多條發酵槽，一般需20～30 d，適用于大中型牛場。

④滾筒式好氧發酵。使用水平滾筒來混合、通風的發酵系統。通過滾筒不斷地旋轉加速物料與氧氣的接觸混合，促進腐熟。內部溫度可達65～70℃，經過5～6 d后牛糞腐熟，再攤開晾曬一定時間，使含水率降至50%以下，適用于中小型牛場。

⑤塔式分層式發酵法。發酵體為立體圓柱形、內部分層并逐層通風，物料從上部輸入，在每層停留并被通風，分層定期翻板翻動，物料自上而下完成發酵，從底部輸出。體積和層數可根據物料多少需要而定，也可多個發酵塔組合一體進行，時間一般為5～7 d，可回收臭氣，適用于大中型牛場。

好氧發酵也可按牛糞和益生菌、秸稈10∶1，調節碳氮比（25～35）∶1 有利于物料腐熟、水分可降低35%～40%，省去后面的晾曬環節、使用后牛床更干燥，延長墊料使用期[1]，而且加益生菌牛床周圍硫化氫和氨氣分別降低3倍和近1倍，益生菌進入機體后可提高消化和免疫力[10]。好氧發酵設備有固液分離機、翻拋機、滾筒、發酵槽、發酵塔。優點是生物安全性好、操作簡單、機械化程度高、生產效率高，缺點是設備成本高、發酵過程不穩定、能耗大。好氧發酵最好在陽光房內進行，有利于升溫、生物回收臭氣，資金短缺時至少得搭建頂棚，環境溫度需在15℃以上。

4）墊料生產的關鍵環節。利用好氧發酵生產墊料時，一是初始固體牛糞的水分控制在65%～70%，否則不利于后面水分降低；二是一般的病原菌18 h內60～65℃即可殺滅，但如果有布氏桿菌、口蹄疫病毒，則分別需要55℃、60 d，60℃、30 d 才可以將其殺滅。如果養殖場內有此病的話就需要考慮墊料是否可用，因為一般此溫度持續不了很長時間。如果用厭氧發酵的沼渣作為墊料，因厭氧發酵主要以產生清潔能源為主，一般采用20～45℃的中溫發酵，其中最適溫度是35℃，超過65℃或低于10℃則發酵微生物顯著受到抑制，因此，利用沼氣生產牛床再生墊料殺菌并不能達到理想效果[6]，加之沼渣顆粒較細，易于粘連在乳房上，易引發乳房炎。因此，墊料應以好氧發酵模式為主。

4 牛糞墊料的管理

首先，合理設計臥床。既對牛能進行限制，防止將糞尿排在臥床上，又要利于奶牛起臥，不會碰傷奶牛。因此，臥床的長度、寬度、頸軌高低、離臥床后緣距離、離臥床后緣斜長、胸擋距墊料高度、臥床后緣高度都要考慮奶牛體重。如成母牛650 kg 臥床寬度為122 cm，而干奶時體重達700～800 kg，則臥床寬度需要127 cm、甚至134 cm，其他指標也相應增加[9]，臥床間隔欄高約1.2 m，后端為懸空圓弧形，長度不宜過長，不需和臥床長度一致，臥床前0.5 m處設一活動頸桿，迫使奶牛站立時后臀部能位于臥床的后沿部。臥床設計為凹槽型、深15～20 cm、后沿應比走道和糞道高15～20 cm、且前高后低呈4%坡度，鋪上墊料應保持3%～5%的坡度，臥床后沿應設排水口，利于臥床積存液體排出。二是做好牛床墊料管理。每天利用奶牛擠奶不在牛舍及運動場的時間維護牛床，清理床上的新鮮糞便和濕的墊料，避免糞尿過多、濕滑牛摔倒，損傷趾蹄，保持牛床平整、干燥度和20 cm 墊料厚度。牛糞作為牛床墊料一般為9 kg/（d·頭），牛糞墊料的更換頻率控制在每周1次。消毒采用噴淋方式，結合環境溫度決定頻次，-15～10℃，每6 d 消毒1次，10～22℃，每6 d消毒1次，22～35℃，每3 d 消毒1次，消毒劑選用84、戊二醛、聚維酮碘等。三是防止墊料有害變質。有條件的牛場適當增加糞便好氧發酵的時間，充分殺死其中有害物[5]?？刂坪脡|料的水分為40%～50%。牛糞作為有機墊料易于滋生細菌，在其中添加8%的熟石灰，可減少乳房炎的發生[11]。生產出墊料應在12 h 內使用。四是做好大通鋪牛床管理。對于牛糞大通鋪臥床，在臥床與采食通道間設立單面飲水槽，減少水槽周圍臥床的濕度，采食圍欄不設頸夾，實行自由采食。每天只需收集采食通道的糞尿，臥床上的新鮮糞尿每天用旋耕機旋耕1次埋在下面，臥床上安裝風扇定期通風降溫蒸發水分，屋面為活動屋面，天晴時打開照曬臥床，下雨或惡劣天氣合上遮雨保溫。

5 牛糞墊料的前景

隨著國家對畜禽場環保要求的嚴格，糞污處理是養殖場持續發展必須面對的問題。奶牛是養殖畜禽中排泄量最大的家畜，糞污處理的壓力巨大。牛糞作為墊料，可就地加工，牛場可根據實力選擇方法制作，不用購買墊料，不受市場墊料價格波動影響，減輕后續糞污處理壓力，實現糞污資源化循環利用。特別是大通鋪臥床，既可以躺臥，又是運動場，每天只需收集處理采食通道的糞污，若采用漏縫地板干清糞，提前實現糞尿分離，則污水產生量更小、其中固形物含量更低。牛排在臥床上的糞尿不用清理、旋耕埋下發酵，采食通道上的糞便收集后加工成墊料又可回填牛床，3～4年甚至更長時間才需徹底清理1次牛床，平時只需對牛場產生的污水進行處理，處理壓力大大減輕，大部分牛糞都作為墊料使用，但這種牛場需要一次性先期投資覆蓋臥床的活動屋面、風扇等，投資較大，建議國家給予補貼，則對糞污處理效果和奶量、乳品質提高大有益處，大通鋪特別適用于少雨地區。牛糞墊料類似于牛躺臥最理想的草地，柔軟松散舒適，只要控制好水分，做好臥床墊料管理，則能發揮牛糞墊料優勢，延長奶牛使用壽命，有利于提高營養效率和牧場效益。對于布氏桿菌和口蹄疫病原微生物給墊料帶來的不安全因素，需要牧場做好防疫檢疫，盡快凈化，消除隱患。牛糞墊料前景廣闊，在為牧場創造更好的經濟效益的同時，也會產生良好的生態社會效益，希望在我國更多的奶牛場應用。