肉牛養殖場有機肥加工生產建議*

譚 杰 ，趙幫泰 ，宋樂見 ，王義鵬 ，程方平 ，張 巍 ，郭 曦

（四川農業機械研究設計院，四川 成都 610066）

0 引言

隨著我國肉牛養殖業迅速發展，肉牛養殖業規模化、集約化程度不斷提高。肉牛養殖所產生的大量糞便也逐漸增多，解決大城市周邊的畜禽糞尿污染帶來的城市周邊環境惡化、地表水和地下水嚴重污染的問題，以及變廢為寶，使肉牛的糞便成為有機肥加工的重要來源，促進糞便進行再利用成為當務之急。目前，畜禽糞便的處理主要包括干燥處理、除臭處理及綜合處理等方面[1]。為了針對性地高效處理肉牛糞便，進而探究不同肉牛規模在科學養殖方面的相關研究，馬曉萍等[2]研究我國不同規模養殖成本效率變動趨勢，認為不同規模肉牛養殖的投入要素成本和價格存在一定差異性；肉牛養殖整體上表現出成本效率下降，規模差異明顯，大規模、小規模、中規模下降程度依次遞減，投入物質要素價格負效應明顯。王巍等[3]對四川省規模化肉牛場養殖規模進行調查分析，認為應該科學確定肉牛養殖的理想規模，對于更好地把握肉牛規模化養殖程度，指導肉牛產業科學可持續發展具有重要意義。尹春洋等[4]探究肉牛養殖規模經營效率及其影響因素，認為50~89頭、131~180頭、251~290頭等規模區間的肉牛養殖規模效率較低，生產投入要素的配置效率發揮受到限制，肉牛養殖規模并不是越大越好。

同時，關于肉牛的有機肥加工方面的研究，劉瓊峰等[5]構建了“種植-肉牛-有機肥-種植”農牧復合循環農業模式，提出循環農業系統以實現氮磷資源的高效循環利用。朱寧等[6]對蛋雞糞有機肥生產效益進行了分析，提出了促進我國畜禽糞便有機肥加工企業發展的對策建議。寶力德[7]研究肅北縣牛羊糞污有機肥加工生產現狀，認為2020年肅北縣牛羊糞污總產生量為86 531 t，資源化利用量為70 090 t，資源化利用率達80%以上，且主要用于生產有機肥，有機肥的利用率在逐漸上升。然而，上述學者缺乏關于肉牛糞便處理的相關研究，課題組將開展針對不同肉牛養殖規模的有機肥加工生產研究，并提出相應的生產建議。因為隨著養殖技術和飼養水平的不斷提高，肉牛養殖從傳統的室內圈養逐漸變成規模化養殖，產生的糞便也在逐漸增加，如何科學合理地處理糞污，變廢為寶，使得有機肥加工生產朝著綠色高效、安全無害的方向發展，從而減少對農村環境的污染已迫在眉睫。

1 有機肥

有機肥料是農作物生產的主要原料，對于促進農業生產具有重要意義。有機肥俗稱“農家肥”，有機肥是動物糞便、植物殘渣等進行發酵加工而成的肥料，包括人糞尿、堆肥、沼氣肥等有機肥料。有機肥對于農作物的成長具有不可忽視的作用，一方面，能夠改良土壤，有機肥最直接的作用就是提高土壤的通氣性能，如果土壤通氣不良就會影響微生物活動，降低有機質分解速度和養分供給，甚至導致有害物質的積聚，有機肥能提高土壤通透性，促進植物進行呼吸作用。另一方面，促進農作物生長發育，有機肥中常含有有機質、氮、磷、鉀、蛋白質、有機酸、無機鹽等豐富的營養物質，肥料的持續作用時間長，能夠較長時間為農作物提供養分，促進農作物的生長。有機肥逐漸替代化肥，可實現農業生產的長期增產增收。

2 有機肥加工技術

隨著社會的發展進步，人民健康意識提升，生活品質上升，逐漸追求純天然無公害的綠色食品，逐漸倡導無公害的有機肥料。相關單位應當按照2019年9月1日開始實施的《畜禽糞便堆肥技術規范》（NY/T 3442—2019）所要求的技術標準，生產合格的有機肥產品[8]。改進有機肥的加工技術，有利于提高有機肥的利用率，傳統有機肥加工方法是將畜禽糞便收集，人工進行堆漚，隨著多年的發展，目前處理糞便的方法更豐富，包括烘干法、生物發酵、塔式發酵、移動翻拋發酵等[9]。此外，現代有機肥加工技術主要包括前期發酵堆肥和后期造粒兩個部分，具體有機肥的生產流程，如圖1所示。

圖1 有機肥生產流程圖

2.1 人工堆漚還田

利用空閑土地進行人工堆肥還田，不需要專門的發酵工具，將肉牛糞便粉碎后加入菌種，進行集中自然堆漚，能夠就近堆肥，處理方便。但是非規模化養殖的養牛場使用該方法，存在勞動成本大、生產效率低下、發酵時間長的缺點，以及未經高溫殺菌和有害物降解處理，導致存在一些危害性，多用于農戶小范圍的堆漚還田處理。一般規模化養牛場才能夠在有氧條件下集中高效處理牛糞，并且具備完整工藝，保證無害化，形成一種科學無害和規模高效的堆漚發酵方式。

2.2 液體牛糞處理

液體牛糞存在有害菌多、臭味嚴重等問題，需要進行發酵腐熱，不能直接施放到土壤中，同時會夾雜蟲卵和病菌，容易導致燒根燒苗和病害發生，需要達到國家發布的技術規范的要求，才能還田使用。養牛場可采用固液分離器或者離心機將牛糞進行固液分離，將液體牛糞進行沉淀發酵處理，常見的液體糞污處理為厭氧處理，即在缺氧條件下以厭氧微生物為主體對有機物進行生化降解的處理方法，該方法可降解有機物并產生氣體燃料[10]。一般的制肥處理可以通過沼氣池進行發酵，讓糞水變成糞肥，農民便可就近取沼液施肥農作物。

2.3 固體牛糞加工

關于固體糞污的有機肥加工方法有塔式發酵、平地堆積發酵、好氧堆肥發酵、罐式密閉堆肥等[7]。其中，通常采用好氧堆肥發酵處理，指在氧氣充足的條件下，對肉牛糞便氧化吸收和分解的過程。好氧堆肥的溫度在55 ℃~60 ℃之間為宜，能夠較大限度地殺死雜蟲卵和病菌，其對有機質降解速度快，發酵時間短，臭氣量少，是堆肥的優選。肉牛糞便在發酵后的粉碎調配過程中，多為直接粉碎或者加工成顆粒狀，然后用于生態園林或者大棚蔬菜等的施肥種植。

3 生產建議

1）小規模肉牛場。對于500頭以下肉牛的小規模養牛場，考慮人工堆漚和修建罐式發酵。人工堆漚所需設備設施簡單，較于容易實現，適合小規模肉牛場。罐式發酵優點是可以嚴格控制整個發酵過程，生產過程高效便捷、成品穩定，過程采用封閉發酵，安全無害，對于環境的污染小，能夠有效殺滅病蟲卵和病菌，并且占用空間小，能夠移動和循環利用，可處理秸稈、中藥渣等物質。但是，罐式發酵的生產成本高，材料需抗腐蝕性，產出有機肥的量少，無法滿足大規模肉牛糞便的處理，實物圖如圖2至圖7所示。

圖2 人工堆漚

圖3 液體糞污處理

圖5 槽式發酵

圖6 立式罐發酵

圖7 臥式罐發酵

2）中規模肉牛場。500~1 000頭肉牛的中規模養殖場，考慮條垛式發酵和塔式發酵，條垛式發酵的工藝是目前較為成熟的堆肥方法，由機器集中將物料堆成三菱形條垛，物料在有氧條件下將有機物分解，投入小，操作簡單，容易實現。但是，其要求工廠寬闊，適當地配合人工堆漚和翻拋，產品質量不易控制，對于場地周邊存在污染，需要人為進行相應的治理。塔式發酵的發酵塔采用分層構架，可以根據需要設定層數和體積，發酵塔上下通風透氣且能夠連通多個塔組合使用，內部設置翻版，物料由上層倒入，智能設定翻版打開的時間，使得發酵的物料逐漸下落至底層，整體智能化程度高。但是發酵塔的材料和罐式發酵的要求相似，都需抗腐蝕性強，導致生產的工藝較復雜、構建成本較高，并且存在電量和材料腐蝕損耗。

3）大規模肉牛場。1 000頭以上肉牛的大型規模肉牛場，考慮槽式發酵集中處理大量肉牛糞便，能夠高效處理收集的肉牛糞便，其由單個或多個發酵槽組合構建，前期構建時需要配合翻拋機、收料機等機器設計發酵槽的輪廓，發酵的過程涉及物料的預混、布料、翻拋、收料、曝氣、除臭等一系列流程。生產過程容易控制，對于周邊環境的污染和影響小，機械化程度高，需要配合相關機器使用，產出的有機肥產量大，存在一定的搭建成本，較為適合大規模肉牛場糞便的處理。

4 結論

綜上所述，我國肉牛養殖業發展環境穩定，規模化養殖的勢頭逐漸增強，糞便的分類資源化和無害化處理，是今后有機肥加工利用的方向，可做好以下工作內容。一方面，促進肉牛場的規模化養殖。科學規劃有機肥的生產利用，針對不同肉牛規模，分為小型、中型、大型規模，分別推薦采用相應的發酵方法，提高生產效率。另一方面，政策扶持，建設肉牛優勢區域。完善肉牛養殖場有機肥生產體系，政策鼓勵建設標準化的優勢養殖區域，帶動今后肉牛養殖業的發展，從而促進農業的可持續發展和資源再利用，加大環境保護力度，為環境治理帶來良好效果。