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畜禽養殖糞便資源化技術

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摘要:土地面積少,運輸成本高,政策補貼少等問題使畜禽糞便資源化利用存在難題,根據當地經濟與資源環境選擇合適的糞便資源化利用途徑便變得尤為重要;本文通過簡要介紹畜禽糞便資源化利用的技術方法及手段,為畜禽糞便資源化利用模式的選擇提供一定參考。

關鍵詞:畜禽;糞便;資源化;技術

規模化、集約化養殖業的迅速發展導致畜禽糞便數量大量增加,使各地區出現不同程度的環境問題。據估算,中國每年有超過30億t的畜禽糞便產生,這些大量排放的畜禽糞便,若處理不當,不但會釋放惡臭液體、固體和氣體,同時還攜帶病原微生物,抗生素和重金屬等物質,使大量有害物質被排入環境,加劇環境污染,對社會發展和人類健康帶來巨大影響[1]。資源化利用是解決畜禽糞便污染的首要方法,只有使糞便“變廢為寶”,方能真正解決畜禽糞便對環境的污染問題[2]。本文通過簡要介紹畜禽糞便資源化利用的技術方法及手段,為畜禽糞便的資源化利用提供一定參考。目前有很多對糞便進行資源化利用的技術和手段(圖1),一般的糞便處理模式都由這些技術組成,具體糞便處理工藝流程的選擇需根據具體需求而定。

1用作肥料

用作肥料是畜禽糞便處理的最傳統方法,以往是直接還田,然而,隨著現在集約化養殖業的發展,局部地區產生大量畜禽糞便,超出周圍耕地負荷。只有將糞便進行無害化處理,并進行包裝加工后,才能方便運輸至耕地較多地區,實現畜禽糞便的肥堆肥是應用最廣泛的畜禽糞便資源化利用方法,通過人為控制水分、碳氮比和通風等條件,使微生物發揮發酵作用,從而將不穩定的廢棄有機物轉變為穩定的腐殖質物質,同時作用過程中會產生一定熱量,使堆體保持長時間高溫狀態,以殺死堆肥物料中的病原菌、寄生蟲,實現無害化處理[4]。堆肥的過程異常復雜,受含水量、溫度、碳氮比(C/N)、微生物等多種因素的影響。堆肥期間,會有大量水分蒸發,需適當添加水分濕潤堆肥糞便,使水分處于微生物活動所需的最佳含量;研究表明,堆肥的適宜水分在50%~60%;水分過高時,堆肥溫度會因蒸發而下降過快,微生物活性降低,堆肥效果不佳。C/N是影響堆肥質量的重要因素之一,合適的C/N大約在25~30之間,糞便C/N較低而不利于微生物活動,如豬糞的C/N只有11左右,需額外添加鋸末、木屑等以調節C/N。溫度是影響堆肥效果另一個重要因素,堆肥過程中,溫度會持續性變化,先由常溫逐漸升至最高溫度,再下降至常溫。溫度可顯著影響微生物的代謝活動。過低的溫度抑制微生物活動,延長腐熟時間,過高的堆溫(>70℃)則會對堆肥微生物產生有害影響[5]。目前,畜禽糞便的堆肥多采用好氧堆肥技術,好氧堆肥技術相比厭氧堆肥技術,具有發酵周期短、無害化徹底等優勢。好氧堆肥技術根據堆肥方式不同又分為條垛式堆肥、靜垛式堆肥、槽式堆肥及反應器堆肥技術。不同堆肥技術各有不同的優缺點,選用的時候需根據不同技術的特點進行選擇,如條垛式堆肥技術具有設備少、運行簡單、投資少的優勢,但同時具有堆體溫度和氧含量不易控制,易受氣候和周邊環境影響;臭氣不易控制,發酵周期長、占地面積大等缺點[6]。生物有機復合肥是堆肥過后進行加工包裝作為產品的一種肥料。主要是將一定量的高效生物發酵菌種(真菌、酵母菌、放線菌等)與家畜糞便混合攪拌在密閉的容器中進行發酵,經過一定溫度和時間,使糞便快速腐熟,然后根據農作物生長需要添加營養素,制成農業上等肥料。

2用作燃料

用作燃料是指將畜禽糞便通過一定的技術方法轉化為可燃燒的能源。主要包括燃燒產熱和沼氣生產。禽糞便具有很高的熱值,特別是牛糞中含有較多的粗纖維,可以制作成蜂窩煤等用以燃燒產熱。沼氣生產是畜禽糞污資源化利用的常用手段之一,也是規模化畜禽場處理畜禽糞污的主要方法之一,其可以使糞污變為可再生能源,并用于燃燒,提供能量。沼氣生產是利用厭氧細菌在適宜的環境條件下(適宜的溫度、酸堿度、空氣含氧量等),對糞便中的有機物質進行分解,同時產生甲烷等氣體的過程。經沼氣工程處理后的沼渣可以用作墊料或肥料,沼液可回沖糞溝,同時產生的沼氣可以用作清潔能源,供畜禽場進行發電或作為熱源使用,以解決畜禽場自身的能源需求(圖2)[7]。

3養殖生物

3.1栽培基質

由于畜禽干糞中含有大量營養物質和豐富礦物質元素,故可使用畜禽干糞作為食用菌的栽培基。將畜禽干糞與傳統食用菌栽培基如玉米芯、棉籽殼、作物秸稈等進行混合,調節合適C/N,制成新的栽培基來培養食用菌,不僅可解決糞便處理的難題,減少對環境的污染,同時可降低栽培基的成本,提高養殖場整體經濟效益。

3.2養殖蚯蚓

蚯蚓是一種雜食性的環節動物,其吞食畜禽干糞后,可將其轉化為能被植物吸收利用的有機質,且其自身具有較高的經濟價值,抗病力和繁殖力強,生長快、對餌料利用率高、適應性強、容易飼養,故在畜禽場糞便處理中,可以將畜禽干糞作為培養基飼養蚯蚓,再將蚯蚓加工成動物蛋白飼料,從而實現畜禽場糞便的有效利用[8]。

3.3養殖蠅蛆

家蠅的繁殖能力強,產卵量高,食性雜,適應能力強,且蛆體肥大,富含動物蛋白,可作為畜禽的優質蛋白飼料;另外,蠅蛆也可以將畜禽糞便中的有機物進行分解,產生的蠅糞亦可作為土壤的有機肥直接施用于農業種植中,因此,養殖蠅蛆亦是對糞便進行資源化利用的一種有效手段[9]。

3.4養殖水虻

黑水虻是一種資源性食腐昆蟲,幼蟲具有食性雜、食量大、抗逆性強、不傳播疾病等優點,與蠅蛆、黃粉蟲等齊名,被譽為“鳳凰蟲”,預蛹營養價值高,可作為動物源蛋白利用。不僅如此.黑水虻還能夠通過生存競爭起到抑制家蠅的作用。黑水虻對糞污轉化率高,經黑水虻處理后的畜禽糞便可作為有機肥施用。利用畜禽糞便養殖黑水虻可以同時達到畜禽糞便資源化、減量化、無害化的目的[10]。

4用作飼料

家畜糞便作為飼料的研究在國內外有許多報道,但由于畜糞用作飼料的安全性問題,目前存在很多分歧。其飼料資源化利用的方式有很多,如直接飼喂、干燥處理、發酵處理、青貯及膨化制粒等。但隨著近年來對優質農產品生產需求的增加,畜糞作為飼料的空間已越來越小。

5用作墊料

利用畜禽糞便經微生物處理后變得較為松軟的特性,可將糞便作為發酵床飼養系統中的原料或墊料。如,可采用特定菌種,按一定配方將其與稻草、鋸末等木質纖維素含量較高的原料混合,形成有機墊料,鋪在按一定要求設計的畜禽舍地面上,將畜禽放入舍內,畜禽的排泄物會被有機墊料里的微生物迅速降解、消化,并重新變為原料或墊料。在整個飼養過程中,糞便和墊料不用清理和更換,即節省了勞動力,又使畜禽的糞便實現了資源化利用[11]。

6小結

規模化、集約化養殖方式的發展在帶動畜牧業發展的同時,使較少時間和空間資源下產生大量畜禽糞便,無法及時提供足夠土地面積用以處理,促使了種植業與養殖業的分離;因此,若使畜禽糞便能夠真正做到資源化處理,土地面積少,運輸成本高,政策補貼少等問題無法避免。合理選擇畜禽糞便資源化處理方式便變得尤為重要;通過簡要介紹畜禽糞便資源化利用的技術方法及手段,為畜禽糞便的資源化利用提供一定參考。

參考文獻:

[1]鐘佳云.畜禽糞便資源化技術研究[D].西南交通大學,碩士學位論文,2016.

[2]張全勝.畜禽糞便資源化處理的幾種常用方式[J].新農村(黑龍江),2017(2):95.

[3]鐘建中.堆肥積制與施用技術[J].湖南農業,2017(6):14.

[4]王曉慧.禽畜糞便堆肥過程中耐藥基因變化的研究[D].華東師范大學,碩士學位論文,2017.

[5]朱麗梅.畜禽糞便堆肥技術研究[J].河南農業,2017(14):33.

[6]全國畜牧總站,組編.畜禽糞便資源化利用技術模式-清潔回用模式[M].中國農業科學技術出版社,北京,2016.

[7]王延吉,趙靜,王穎,等.延邊地區畜禽糞便污染現狀及產沼氣潛力分析[J].中國畜牧雜志,2017(9):144-148.

[8]張泳楨,吳華東,吳武平,等.蚯蚓粉替代日糧中部分豆粕對生長豬生產性能和免疫指標的影響[J].飼料工業,2016(3):22-25.

[9]曾東柱,田徑軍,彭朝陽,等.蠅蛆養殖在農業中的應用初探[J].湖北畜牧獸醫,2015(2):15-17.

[10]劉宏宇,喻國輝,夏嬙.黑水虻研究進展[J].養殖與飼料,2015(12):4-7.

[11]張家才,胡榮桂,雷明剛,等.畜禽糞便無害化處理技術研究進展[J].家畜生態學報,2017,35(1):85-90.

作者:臧一天 邴珊 盛孝維 唐夏軍 吳紅翔 舒鄧群 單位:江西農業大學動物科學技術學院

畜禽養殖糞便資源化技術責任編輯:張雨    閱讀:人次
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