發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)牛技術研究進展

符世雄，孫新明

(安順職業(yè)技術學院，貴州 安順 561000)

近年來，我國養(yǎng)牛業(yè)不斷向集約化、規(guī)?；较虬l(fā)展，牛代謝所排放的惡臭氣體、氮磷、有害病原微生物和重金屬元素等嚴重威脅畜禽和人的健康，制約著我國養(yǎng)牛業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。因此，養(yǎng)牛業(yè)迫切需要一種新型養(yǎng)殖模式。發(fā)酵床養(yǎng)牛技術是集微生物、環(huán)境衛(wèi)生營養(yǎng)、土壤肥料等于一體的一種新型、安全、環(huán)保、健康的生態(tài)養(yǎng)殖模式。與傳統(tǒng)拴系飼養(yǎng)相比，發(fā)酵床養(yǎng)牛是實現(xiàn)生態(tài)、高效、綠色、經(jīng)濟的有效途徑，應用前景廣闊。

1 發(fā)酵床養(yǎng)牛的意義

據(jù)統(tǒng)計每頭成年牛的排糞量為30～40 kg/d，約等于20頭豬的糞便量。雖然牛排糞量大，但微生物對牛糞的降解速度快。牛的疾病與養(yǎng)殖環(huán)境密切相關，特別是水泥地板或栓系式飼養(yǎng)對牛的生長發(fā)育影響較大。乳房炎、不孕癥、肢蹄病和營養(yǎng)代謝性疾病是影響我國乃至全球奶業(yè)發(fā)展的4種重要疾病，發(fā)酵床養(yǎng)牛能降低前3種疾病的發(fā)病率。發(fā)酵床是利用自然界中的多種有益微生物，將秸稈、秕殼、鋸末及農(nóng)林副產(chǎn)品等按照一定比例混合所制成的墊床，通過定期翻拋或家畜自由活動，使糞尿與墊料混合發(fā)酵，其排泄物被微生物迅速降解。與傳統(tǒng)拴系養(yǎng)殖相比，發(fā)酵床養(yǎng)牛不用建造沼氣池，不需要進行清掃，能節(jié)省50%以上勞動力，降低舍內(nèi)NH3濃度，降低呼吸道疾病，牛肉和牛奶品質(zhì)得到提升。該技術的示范推廣，為破解畜禽糞污資源化利用，發(fā)展生態(tài)循環(huán)種養(yǎng)探索出了一條低投入、高產(chǎn)出、零污染的資源化利用途徑。目前，發(fā)酵床技術在養(yǎng)雞、鴨(鵝)、兔等上面得到推廣應用，在養(yǎng)豬業(yè)應用較為廣泛。

2 發(fā)酵床養(yǎng)牛原理

發(fā)酵床養(yǎng)殖又稱之為畜禽糞便原位降解健康養(yǎng)殖，是一種實現(xiàn)畜禽糞便原位降解的生態(tài)環(huán)保養(yǎng)殖模式。發(fā)酵床養(yǎng)牛是在經(jīng)過特殊設計的牛舍里填入有機墊料，利用微生物有氧呼吸的原理，通過墊料和畜禽糞便協(xié)同發(fā)酵作用，發(fā)酵床中的有益菌群以有氧呼吸為基礎對牛的排泄物和有害氣體迅速氧化分解為CO2和H2O，并產(chǎn)生大量的熱量，消除惡臭，抑制害蟲及病菌，實現(xiàn)牛舍(欄、圈)無異味、免沖洗，達到無污染、零排放的目的。微生物發(fā)酵產(chǎn)生的熱量能促進墊料中水分蒸發(fā)，使發(fā)酵床維持正常運行狀態(tài)。通過發(fā)酵床的分解以后，畜禽糞尿中的有機物質(zhì)得到充分降解，完全實現(xiàn)雨污分流，是一種無污染、無排放、無臭氣的新型環(huán)保生態(tài)養(yǎng)殖技術，采用該技術養(yǎng)殖牛，牛只能夠自由活動，較同飼養(yǎng)周期、同飼養(yǎng)水平可增重5%，且成本低，耗料少，無污染。

3 技術要點

3.1 牛舍的建造

養(yǎng)牛場的科學設計與布局是實現(xiàn)養(yǎng)殖現(xiàn)代化的一個重要環(huán)節(jié)。牛場建設應選擇地勢高、排水通暢、背風向陽、環(huán)境安靜，具有一定坡度的區(qū)域，一般要求牛舍東西走向坐北朝南。牛欄基底部要有實質(zhì)性墻體阻隔，以防墊料拋灑到外面。夏季準備遮陽網(wǎng)，冬季用卷簾布。夏季放下遮陽膜，卷起四周卷簾，形成掃地風，可以通風降溫。為防止夏季圈舍高溫，設計時應配備降溫設備。料槽與水槽要設計合理，在飲水器下面要設一排水溝，以防飲水器中的水流入到發(fā)酵床導致墊料濕度過大。在牛床后應設置發(fā)酵床并預留3.5 m寬通道，方便后期翻刨機械進出發(fā)酵床定期翻刨。

3.2 發(fā)酵床的制作

3.2.1 發(fā)酵菌種的選擇 要選擇專用有益菌或商品菌種接種于墊料。發(fā)酵床一般由復合菌劑和墊料構(gòu)成。復合菌劑包括酵母菌、乳酸菌、光合細菌、絲狀菌、放線菌和黏菌等，菌種接種密度取決于墊料的厚度及飼養(yǎng)密度。

3.2.2 發(fā)酵床類型選擇 按照微生物的來源可將發(fā)酵床分為土著菌發(fā)酵床、自然發(fā)酵床、菌種接種發(fā)酵床及林蔭落葉墊料發(fā)酵床等。菌種接種法和土著菌法需要經(jīng)過菌種采集、分離、制備與接種。菌種的采集和擴繁，可使用麥麩作為擴繁原料。菌種接種法需要對優(yōu)勢菌種進行選擇，另外還需噴灑營養(yǎng)液。而林蔭落葉墊料法因落葉資源受季節(jié)影響，推廣存在一定的局限性。自然發(fā)酵床是利用木屑、泥土、糞便、青草及所含微生物制成，不需添加菌種和噴灑營養(yǎng)液。土著菌發(fā)酵床是利用土壌中有益微生物與墊料等按比例混合而形成發(fā)酵床，在有氧條件下將糞尿快速分解。

按照墊料所處地理位置可將發(fā)酵床分為地上、地下和混合式。地上式墊料池，適合地下水位和氣溫高，雨水容易滲透的地方；地下式墊料池，適合地下水位低、排水通暢、雨水不易滲透的北方地區(qū)；混合式發(fā)酵床，綜合了地上式和地下式的優(yōu)點，應用效果和建筑成本介于二者之間。墊料池的形式可根據(jù)地理狀況因地制宜進行選擇。

按照養(yǎng)牛時墊料的含水量差異及墊料是否需要提前發(fā)酵，可分為干撒式和濕式(提前發(fā)酵模式) 2 種，濕式發(fā)酵床應用上缺陷較多且工序復雜，生產(chǎn)中一般選用干撒式發(fā)酵床。墊料應選擇吸水性較強、透氣性較高、耐腐蝕、適合菌種生長的材料。墊料主要成分多是稻殼、鋸末、米糠、粉碎桔桿、樹皮木屑碎片等。含有防腐劑、發(fā)霉變質(zhì)和腐敗的材料不能作為墊料使用。生產(chǎn)中要根據(jù)不同情形科學合理確定稻草、秸稈及益生菌的使用量。

3.2.3 墊料的制作 選擇合適的墊料是發(fā)酵床技術的核心。墊料厚度夏天為60 cm，冬季為80～100 cm。墊料底層可先鋪30～40 cm的碎玉米秸稈、碎木花，中間一層鋪上稻草、鋸末和稻殼等，然后按0.5～1.0 L/m2噴灑發(fā)酵菌(液體)，充分混合攪拌均勻，使墊料水份保持在40%～50%，便于微生物發(fā)酵，保證有益菌大量繁殖。較上面用干的碎秸稈覆蓋5 cm，發(fā)酵好的墊料攤開整平，3 d即可使用。進牛之前要預先發(fā)酵，使材料的溫度達50℃，以殺死病原菌和寄生蟲卵，而50℃高溫有利于乳酸菌、酵母菌、光合細菌等益生菌的繁殖。后期每次鋪墊墊料約10 cm，隔15 d添加一次，注意保持墊料干燥。墊料的填裝或鋪設形式應根據(jù)使用材料來確定。

3.3 日常維護管理

發(fā)酵床一般可以使用2～3年，做好發(fā)酵床的維護管理可有效地延長發(fā)酵床的使用壽命。一是根據(jù)使用情況及時補充墊料。牛會采食發(fā)酵床表層較細碎的秸稈，當看到墊料明顯減少時應及時補充。牛的體型大，發(fā)酵床厚度應該保持在25 cm以上，避免因發(fā)酵床過薄而不能正常發(fā)酵，發(fā)酵床容易塌陷，當墊料下沉超過10 cm或墊料減少量達到10%后就要及時補充。微生物菌群在降解糞尿時會造成墊料損耗，此時應補充和清理無法使用的墊料，將新舊墊料混合均勻，保證菌群對糞尿分解的活躍度。二是要定期翻拋，保證發(fā)酵床的透氣性。在使用過程中要特別注意發(fā)酵床墊料的溫度、濕度和板結(jié)程度的控制。為防止墊料板結(jié)形成“死床”，可采用稻殼作為墊料，一般7～10 d對墊料翻拋1次，60 d左右進行一次深翻，增加墊料中的含氧量，保證有益微生物的繁殖促進糞便快速消化。發(fā)酵床表面溫度控制在25 ℃左右，冬季可以起到保暖作用。三是要控制好飼養(yǎng)密度。常規(guī)的發(fā)酵床墊料不能承受牛強大的重力。發(fā)酵床的飼養(yǎng)密度要根據(jù)牛的體重來確定，一般體重100 kg左右的2 m2/頭，400 kg的4～5 m2/頭，500 kg以上6～7 m2/頭。四是要控制好墊料的水份。在使用過程中應注意水分調(diào)節(jié)，可將墊料用手捏緊后松開，感覺蓬松且迎風有水氣時較為適宜。五是定期補充菌液。一般7 d補充1次，翻拋墊料和噴灑菌液應同時進行。

4 技術優(yōu)勢

4.1 減少糞污排放量

微生物菌群可快速分解牛的糞尿，不用對牛舍進行沖洗，避免沖洗過程中污水的排放，實現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)牛無臭味、零排放。另外，發(fā)酵腐熟后的糞污用作有機肥，構(gòu)建資源化循環(huán)利用的種養(yǎng)結(jié)合模式，減少糞污的排放量。微生物菌群能將糞尿降解為氮、鉀、無機鹽，減少NH3、H2S等氣體產(chǎn)生，空氣質(zhì)量得到改善。安志民等研究表明，發(fā)酵床牛舍H2S和NH3濃度顯著低于傳統(tǒng)牛舍，對改善牛舍空氣質(zhì)量具有重要作用。

4.2 提高牛的動物福利

發(fā)酵床養(yǎng)牛通過微生物發(fā)酵對牛的排泄物進行降解，改善牛場的環(huán)境衛(wèi)生。微生物發(fā)酵產(chǎn)生熱量促進舍內(nèi)的水分蒸發(fā)，冷暖空氣形成對流，使牛舍保持最佳狀態(tài)。李曉鋒等研究表明，發(fā)酵床養(yǎng)殖過程中動物糞尿被微生物吸收分解，顯著減少惡臭，明顯改善了畜禽的生活環(huán)境。長期的栓系飼養(yǎng)會讓牛的行為受到限制，發(fā)酵床墊料松軟，?？梢宰杂苫顒雍筒墒常欣谔岣邉游锔＠?，減少應激反應。使用發(fā)酵床以后乳房炎、不孕癥、蹄病和營養(yǎng)代謝性病的發(fā)病率顯著降低。發(fā)酵床在預防牛的瘸腿和關節(jié)損傷方面比栓系飼養(yǎng)更有優(yōu)勢。

4.3 提高養(yǎng)殖效益

一是節(jié)約牛場建設成本，不再修建排污管道，無須購買糞污處理設施設備，治污成本投入降低。二是牛糞尿被微生物分解轉(zhuǎn)化為可被牛食用的菌蛋白質(zhì)，且牛胃腸道內(nèi)的有益菌能夠分解秸稈中纖維素和半纖維素等，可以增加粗飼料的比例，減少精料用量，提高了飼料轉(zhuǎn)化率。三是節(jié)約勞動力和水電等，減少牛舍管理成本。微生物對牛排泄物的降解，不需要人工對排泄物地清掃和沖洗，可節(jié)約用水90%以上。四是減少疾病發(fā)生，降低治療及用藥成本。發(fā)酵床養(yǎng)牛不需要用水沖洗欄舍，每頭牛節(jié)約水費約12元。同時，治療藥費、消毒費等節(jié)約10元。

4.4 提高免疫功能

益生菌進入牛胃腸道后，可刺激淋巴器官發(fā)育，分泌抗體，提高牛免疫力，降低疾病發(fā)生率。發(fā)酵床中含有大量有益微生物，能抑制有害微生物的繁殖，牛采食含有益菌的秸稈后，發(fā)病率降低，用藥量減少。發(fā)酵床墊料中有益菌群利用牛糞尿進行大量繁殖，形成菌體蛋白，改善胃腸道菌群結(jié)構(gòu)，促進牛的生長發(fā)育。研究表明，發(fā)酵床牛舍較傳統(tǒng)牛舍腹瀉發(fā)病率降低6.8%，肺炎發(fā)病率降低24.1%。

4.5 提高生產(chǎn)性能及牛肉品質(zhì)

發(fā)酵床養(yǎng)牛可使牛舍保持相對穩(wěn)定的溫度和濕度，牛舍無臭少蠅，生長環(huán)境舒適，使用玉米秸稈作為墊料，可提高牛的生長速度。發(fā)酵床為牛群創(chuàng)造了舒適的環(huán)境，牛群可以在干凈清潔、溫暖松軟、無異味的牛床上生長，牛的生產(chǎn)性能得到最大限度發(fā)揮。同時，發(fā)酵床養(yǎng)牛用藥少，降低了牛肉及奶制品中的藥物殘留，提高了牛肉和牛奶品質(zhì)。

5 存在的問題及建議

5.1 存在問題

5.1.1 受季節(jié)影響大 夏天溫度過高不利于牛的健康生長，發(fā)酵床主要靠墊料里的微生物進行發(fā)酵，而溫度高的時微生物相對活躍，所以夏季發(fā)酵速度比較快，墊料更換頻繁，牛舍內(nèi)環(huán)境溫度上升，會導致牛的生產(chǎn)性能下降。溫度低則會慢一些，所以冬季有時會出現(xiàn)牛糞的分解速度比不上產(chǎn)生的速度，最后造成糞便堆積的情況。因此，該技術更適用于北方寒冷地區(qū)，而對于高溫高濕的南方地區(qū)，需要加以改進才能取得良好的效果。

5.1.2 消毒與疾病防控存在矛盾 在牛舍內(nèi)使用抗生素類藥物和化學消毒藥品，會使發(fā)酵床微生物活性降低，甚至殺滅微生物。當牛場發(fā)生疾病時，若不用藥牛的成活率和飼料轉(zhuǎn)化率均降低，發(fā)酵床中微生物不能抑制病毒，僅靠隔離治療不能有效控制疫病。用藥會將墊料中有益菌群殺滅，對發(fā)酵床造成毀壞，細菌或病毒可能長期存在發(fā)酵床上，若牛再次發(fā)病將對牛場造成更大損失。

5.1.3 有害物質(zhì)及毒素殘留 牛床墊料長期使用后，大量重金屬、抗生素、亞硝酸鹽、霉菌毒素等會在墊料中聚集。牛采食含毒素的墊料后會引起抵抗力下降，免疫功能降低，生產(chǎn)性能下降。李倩倩等研究發(fā)現(xiàn)，霉菌毒素殘留會影響牛的生產(chǎn)性能，導致免疫機能下降，誘發(fā)其他疾病。張曼等研究表明，過量的重金屬可損壞有益菌群，影響微生物對糞尿的降解作用。

5.1.4 制作成本偏高 發(fā)酵床建設需要大量生物菌劑及墊料投入，菌液用量增加，菌種的投資成本就會增大。另外，在生產(chǎn)中還會用到農(nóng)用機械。目前，菌種的價格較高，1次性菌群投放費用為100～150元/m2，而大量鋸末的獲取也存在一定困難。在日常維護中需定期噴灑菌液，墊料中的有益菌群會因牛發(fā)病用藥而大量損失，此時補充菌液成本增加，存在投入與收益不成正比的風險。

5.1.5 推廣應用效果存在差異 發(fā)酵床養(yǎng)牛技術在干乳期奶牛和肉牛上應用較多，但處于泌乳期的奶牛使用效果不佳。因泌乳牛糞便較稀且含水量大，容易導致微生物發(fā)酵分解受阻。發(fā)酵床養(yǎng)牛技術在國內(nèi)剛起步，要求較高，墊料的選擇、疾病防控、管理維護等方面應根據(jù)不同地區(qū)制定不同的方案。

5.2 建 議

在實際應用中，要控制好牛的飼養(yǎng)密度，密度較高會導致糞尿累積超出負荷而停止發(fā)酵。牛的體型及重量大，踩在墊料上容易造成板結(jié)，故牛群須以散養(yǎng)為主。另外，可在飼料中添加一些微生態(tài)制劑，利用糞便對床體進行補菌，提高牛的免疫力和飼料轉(zhuǎn)化率。牛舍選擇、菌種使用、墊料厚度、養(yǎng)牛模式均要適宜。要注意發(fā)酵床運行中的疫病防控、日糧搭配及動態(tài)調(diào)整。發(fā)酵床養(yǎng)牛技術在生產(chǎn)上有很多優(yōu)點，但各地自然環(huán)境不同，推廣應用效果差別大，推廣該技術前要做好環(huán)境考察及成本核算，可結(jié)合生態(tài)休閑觀光農(nóng)業(yè)進行農(nóng)旅一體化打造。

6 展 望

發(fā)酵床養(yǎng)牛是一項生態(tài)化、環(huán)?；男滦蜕鷳B(tài)養(yǎng)殖技術，是對雜草及秸稈的進一步開發(fā)利用，生態(tài)環(huán)境效益好。發(fā)酵床技術具有耗料少、發(fā)酵過程動態(tài)持續(xù)等優(yōu)點，實現(xiàn)了資源的綜合循環(huán)利用。目前該技術尚未制定國家和地方標準，在國內(nèi)處于發(fā)展初期，相關的報道較少，發(fā)酵床養(yǎng)牛面臨的熱應激和疫病防控等難題還有待進一步研究，推廣應用中還存在一些不足，需要廣大科技工作者不斷探索實踐，加快科研攻關，開發(fā)具有地方特色的發(fā)酵床養(yǎng)牛技術，為我國養(yǎng)牛業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供新的戰(zhàn)略和模式。