發(fā)酵床技術(shù)在奶牛養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究進(jìn)展

李忠玲，岳淑寧，付 博，韓姍姍，張紅艷

（1.陜西省生物農(nóng)業(yè)研究所，陜西 西安 710043；2.陜西省酶工程技術(shù)研究中心，陜西 西安 710043；3.陜西省植物線蟲(chóng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710043）

畜禽養(yǎng)殖污染具有量大面廣、 構(gòu)成復(fù)雜等特點(diǎn)，因監(jiān)管難度大，其防治與管控已成為我國(guó)環(huán)境領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)［1］。 隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，奶牛養(yǎng)殖正向著集約化和規(guī)?；较蜣D(zhuǎn)變， 但污染治理在措施與設(shè)施方面有待完善， 畜禽規(guī)模養(yǎng)殖已成為我國(guó)農(nóng)村地區(qū)環(huán)境污染的重要來(lái)源之一［2］。 據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計(jì)，2016 年全國(guó)奶牛場(chǎng)糞污產(chǎn)量約4億t。 糞污中含有大量有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等養(yǎng)分、病原微生物以及Cu、Fe、Zn、Mn 等微量元素和獸藥殘留，因此，糞污在資源化利用過(guò)程中存在污染空氣、水體、土壤及傳播疾病等風(fēng)險(xiǎn)［3］。 可見(jiàn)，規(guī)模化養(yǎng)牛產(chǎn)生的糞污未能妥善處理，必對(duì)環(huán)境造成很大的威脅。隨著《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》的實(shí)施，奶牛養(yǎng)殖企業(yè)面臨前所未有的壓力與挑戰(zhàn)，部分企業(yè)因環(huán)評(píng)不達(dá)標(biāo)面臨嚴(yán)重后果［4］。 新型微生物發(fā)酵床技術(shù)的誕生與推廣， 從根本上解決了奶牛養(yǎng)殖企業(yè)對(duì)環(huán)境污染的后顧之憂，基本實(shí)現(xiàn)了“零排放”和內(nèi)部衛(wèi)生環(huán)境的無(wú)污染。

1 發(fā)酵床技術(shù)原理和發(fā)酵床中的微生物

1.1 發(fā)酵床技術(shù)原理

發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)的核心在于利用功能強(qiáng)大的有益微生物菌群，長(zhǎng)期、穩(wěn)定、持續(xù)地將動(dòng)物糞尿轉(zhuǎn)化利用，基本實(shí)現(xiàn)“無(wú)污染、零排放”目標(biāo)，是公認(rèn)的生態(tài)環(huán)保型養(yǎng)殖模式［5］。 動(dòng)物的排泄物中有較多的水分，部分纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)物和少量的灰分［6］。 有機(jī)物降解整個(gè)生物化學(xué)過(guò)程都是在微生物分泌酶的作用下進(jìn)行的酶促反應(yīng)［7］。 發(fā)酵床中的微生物菌群，以有氧呼吸為基礎(chǔ)，通過(guò)微生物產(chǎn)生大量的酶，降解、轉(zhuǎn)化糞尿中的有機(jī)物，將糞尿氧化分解為CO2和H2O， 并產(chǎn)生大量的熱量。 有機(jī)物中的纖維素、脂肪、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)通過(guò)纖維素酶、脂肪酶、蛋白酶等的協(xié)同作用，降解為多糖、脂肪酸、多肽等小分子化合物，并繼續(xù)降解為單糖、乙酰CoA、氨基酸等單體。 部分單體被微生物利用， 大部分進(jìn)一步分解散發(fā)到空氣中。 灰分的主要成分是磷酸鹽、氯化物及鈣、鎂、鉀、鈉等鹽類(lèi)，因其不易降解而長(zhǎng)期留存于發(fā)酵床內(nèi)。發(fā)酵床養(yǎng)殖不但可以基本實(shí)現(xiàn)牛舍（欄、圈）無(wú)異味、免沖洗，而且，發(fā)酵床中的有益菌群以牛的糞尿?yàn)榛A(chǔ)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行快速繁殖，搶占生態(tài)位，抑制、殺滅病原微生物，實(shí)現(xiàn)健康養(yǎng)殖［8-9］。

1.2 發(fā)酵床中的微生物

發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)中糞尿的分解是通過(guò)墊料中微生物群落的繁殖代謝活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，因此，墊料中牛糞的腐熟、發(fā)酵溫度、除臭效果以及對(duì)病原菌的抑制效果都受微生物生長(zhǎng)與活動(dòng)情況的影響。 發(fā)酵床微生物優(yōu)勢(shì)菌及微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性變化規(guī)律的研究尤為重要。

唐艷華等［10］對(duì)發(fā)酵床表層、中層、深層細(xì)菌的16S rDNA 和真菌的ITS 進(jìn)行序列測(cè)定， 結(jié)果表明在不同深度的發(fā)酵床墊料中微生物的豐度、 多樣性、相似性、優(yōu)勢(shì)菌群不同。 發(fā)酵床中層微生物的多樣性遠(yuǎn)高于表層和深層， 細(xì)菌的多樣性和豐度遠(yuǎn)高于真菌， 而且， 真菌中有大量未被分類(lèi)的真菌。藍(lán)江林等［11］研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵床中微生物群落結(jié)構(gòu)中細(xì)菌的豐度最高，其次是放線菌，真菌最少。同樣，李志宇［12］研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵床的微生物中無(wú)論在什么時(shí)期細(xì)菌的數(shù)量都高于真菌。 盧舒嫻［13］指出微生物發(fā)酵床中細(xì)菌是優(yōu)勢(shì)菌，分布數(shù)量達(dá)到了108數(shù)量級(jí)，而放線菌和真菌的分布數(shù)量相對(duì)于細(xì)菌低3～4 個(gè)數(shù)量級(jí)。管業(yè)坤等［14］研究表明，發(fā)酵床墊料菌群主要由4 個(gè)門(mén)組成：擬桿菌門(mén)（27.66%～60.93%）、厚壁菌門(mén)（13.41%～34.21%）、變形菌門(mén)（10.28%～14.71%）和放線菌門(mén)（4.63%～26.24%）。朱雙紅［15］研究表明，厚壁菌門(mén)細(xì)菌對(duì)墊料中有機(jī)質(zhì)的降解具有重要作用，尤其是芽孢桿菌屬細(xì)菌和梭菌屬細(xì)菌，在一年期墊料樣品和二年期墊料樣品中都是優(yōu)勢(shì)菌；在三年期墊料樣品中變形菌門(mén)細(xì)菌出現(xiàn)較多，主要參與氮、硫等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；擬桿菌門(mén)細(xì)菌主要參與碳循環(huán)。 邱凌［16］研究表明，發(fā)酵床在運(yùn)行過(guò)程中，墊料中不同類(lèi)型微生物的動(dòng)態(tài)有所不同，雖然大多數(shù)微生物數(shù)量呈下降趨勢(shì)，但下降的特點(diǎn)有所不同。 隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，墊料中菌群的多樣性降低，穩(wěn)定性提高。 王遠(yuǎn)孝等［17］研究表明，糞便中的微生物對(duì)于發(fā)酵的形成和維持具有重要作用。

2 發(fā)酵床的管理

要確保微生物菌群對(duì)牛糞尿的消化分解能力維持在較高的水平， 必須保持發(fā)酵床中有益微生物菌群處于優(yōu)勢(shì)地位，因此，發(fā)酵床的日常管理尤為重要。管理發(fā)酵床，實(shí)質(zhì)上就是管理發(fā)酵床中的微生物。發(fā)酵床主要利用兼性好氧菌的好氧發(fā)酵，因此，維持墊料中的含水量、含氧量、溫度、C/N 值等參數(shù)在一定水平， 是發(fā)酵床保持較高糞尿分解能力的關(guān)鍵因素， 為發(fā)酵床中有益微生物的繁殖創(chuàng)造有利條件。同時(shí)也是抑制病原微生物繁殖、減少疾病發(fā)生的重要措施［18］。 以上發(fā)酵床參數(shù)可以通過(guò)控制養(yǎng)殖密度、定期翻拋墊料、補(bǔ)充墊料和微生物等管理手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.1 控制養(yǎng)殖密度

合理的飼養(yǎng)密度是發(fā)酵床養(yǎng)奶牛成功因素之一。因?yàn)榘l(fā)酵床的體積固定，有益微生物的數(shù)量有固定的波動(dòng)范圍［19］。 墊料中微生物的養(yǎng)料是畜禽糞便，當(dāng)糞便量過(guò)多時(shí)會(huì)因營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，導(dǎo)致微生物不能將其充分利用，造成分解不完全，增加墊料負(fù)擔(dān)。李彬輝等［20］研究表明，氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化趨勢(shì)在不同糞污負(fù)荷條件下有所不同， 高負(fù)荷條件下更容易造成氮素的損失。 而且在分解有機(jī)物的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生水，增加發(fā)酵床的含水量。飼養(yǎng)密度過(guò)小則會(huì)增大養(yǎng)殖成本。 發(fā)酵床要始終保持含有適宜的水分和通透性， 這是保持墊料中菌種擴(kuò)繁的重要條件之一， 能確保墊料中有益微生物始終維持理想的菌群數(shù)量、 較高的繁殖速率和對(duì)糞尿的快速分解能力，延長(zhǎng)發(fā)酵床的使用壽命［4］。 有研究表明，菌群活動(dòng)在墊料含水量為50%～60%時(shí)最為活躍，高于65%時(shí)， 會(huì)因水分充滿墊料顆粒間的空隙而影響通風(fēng)， 使墊料中氧氣含量下降， 造成厭氧發(fā)酵；含水量低于40%，不利于微生物生長(zhǎng)，菌種的活性降低，發(fā)酵過(guò)程則會(huì)被抑制［19-21］。 墊料過(guò)干也易揚(yáng)塵，引發(fā)畜禽的呼吸道疾病［22］。

李倩倩等［18］研究發(fā)現(xiàn)，泌乳牛由于排泄量大，糞便較稀，水分較大，發(fā)酵床養(yǎng)殖密度以10 m2/頭左右為宜。 然而張曉慧等［23］試驗(yàn)結(jié)果表明發(fā)酵床使用9.6 m2/頭的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)奶牛并不能控制發(fā)酵床的水分。 任潔等［6］提出發(fā)酵床養(yǎng)殖密度的理想狀態(tài)是12～15 m2/頭。 發(fā)酵床技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中因地域、季節(jié)、墊料原料及厚度的不同具有不同的承載量， 實(shí)際飼養(yǎng)密度應(yīng)根據(jù)牛的排泄量等條件變化適當(dāng)調(diào)整。

2.2 定期翻拋發(fā)酵床墊料

定期翻拋的作用，一是保持發(fā)酵床的通透性，主要通過(guò)調(diào)節(jié)翻拋頻率和翻拋深度進(jìn)行墊料通透性管理，防止墊料板結(jié)，確保墊料中的含氧量維持在適宜的水平， 使發(fā)酵床在保持較高糞尿分解能力的同時(shí)， 抑制病原微生物繁殖， 減少疾病的發(fā)生。 氧含量一般保持在5%～18%比較適宜，氧含量低于5%會(huì)導(dǎo)致厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生惡臭；高于18%則會(huì)導(dǎo)致墊料溫度過(guò)低、病原菌大量存活［21-22］。 另一方面，定期翻拋可將糞便與墊料充分混合均勻，易于消化分解。 而且，定期翻拋有利于水分、CO2等氣體的揮發(fā)，降低墊料濕度，改善牛舍環(huán)境。 奶牛排泄量大、含水量高，每天可進(jìn)行2 次25 cm 的翻拋，促使糞便均勻分布并及時(shí)分解，減少生蠅蛆［24］。每隔7～10 d 進(jìn)行1 次25～35 cm 的翻拋，每隔50～60 d 進(jìn)行1 次深翻到底［4，25-27］。

2.3 及時(shí)補(bǔ)充墊料和微生物

隨著發(fā)酵床的持續(xù)運(yùn)行， 其墊料也會(huì)損耗，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充和更新墊料以保持發(fā)酵床性能的穩(wěn)定。當(dāng)墊料減少10%后應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充新墊料， 并將其與發(fā)酵床上的墊料混合均勻［24］。發(fā)酵床正常運(yùn)行時(shí)其下層物料無(wú)臭味，有時(shí)能見(jiàn)到白色菌絲［27］。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)酵床最上層溫度為25～35 ℃，20 cm 以下的發(fā)酵層溫度可達(dá)50 ℃，在規(guī)范管理的前提下，當(dāng)高溫段由下層向表層位移，應(yīng)該及時(shí)更新墊料［6］。 在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)酵床的表層濕度過(guò)高（高于30%），易使墊料板結(jié)產(chǎn)生異味，墊料會(huì)黏在奶牛身上，影響牛身清潔度，這時(shí)也要及時(shí)更換墊料。 李倩倩等［18］研究表明， 每隔3～4 個(gè)月需補(bǔ)充占初始投入總量5%左右的有益菌，以保持發(fā)酵床的有效分解能力。

3 發(fā)酵床的應(yīng)用效果

為奶牛提供舒適的采食環(huán)境、躺臥環(huán)境以及活動(dòng)環(huán)境，能更好發(fā)揮生產(chǎn)性能，提高生產(chǎn)效益［28］。發(fā)酵床技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)， 沒(méi)有該技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)流程和應(yīng)用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)， 對(duì)其使用效果及評(píng)價(jià)褒貶不一。

3.1 對(duì)奶牛健康的影響

發(fā)酵床對(duì)奶牛健康的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，減少乳房炎的發(fā)生。 孫仁利等［27］使用生物發(fā)酵床技術(shù)降低了奶牛乳房炎發(fā)生率，同時(shí)降低了牛奶中體細(xì)胞數(shù)， 降低了奶牛乳腺被感染的可能。 陳永生等［4］研究結(jié)果顯示，使用300 d微生物發(fā)酵床后，奶牛乳房炎發(fā)病率降低47.0%；第二， 防治肢蹄病。 不舒適的地面會(huì)造成奶牛跛行，肢蹄病會(huì)影響奶牛的站立時(shí)間并影響舒適性。松軟的發(fā)酵床表面更利于其躺臥。因此，發(fā)酵床有利于防控奶牛肢蹄病。張曉慧等［23］研究表明，肢蹄不健康的奶牛通過(guò)在發(fā)酵床上飼養(yǎng)大部分肢蹄病康復(fù)， 說(shuō)明發(fā)酵床的使用對(duì)奶牛肢蹄病恢復(fù)有積極的作用。 陳永生等［4］研究結(jié)果顯示，使用300 d微生物發(fā)酵床后， 肢蹄病發(fā)生率降低82.0%。 第三，影響血液免疫指標(biāo)。 張振斌等［29］研究表明，與拴系飼養(yǎng)奶牛相比， 發(fā)酵床飼養(yǎng)奶牛的總膽固醇含量、膽堿酯酶活性都極顯著降低，而其他免疫指標(biāo)無(wú)顯著差異。其中，總膽固醇含量降低了41.3%，說(shuō)明發(fā)酵床飼養(yǎng)模式提高了奶牛脂類(lèi)的代謝效率，防止膽固醇在體內(nèi)蓄積。 陳長(zhǎng)樂(lè)［30］研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵床飼養(yǎng)模式促進(jìn)了生長(zhǎng)育肥豬的脂類(lèi)代謝，降低了血清中總膽固醇含量。 同時(shí)，與拴系飼養(yǎng)奶牛相比，發(fā)酵床飼養(yǎng)奶牛肝功能較強(qiáng)，其膽堿酯酶含量439.33 U/L，極顯著低于拴系飼養(yǎng)奶牛的809.63 U/L?？赡苁前l(fā)酵床養(yǎng)殖改善了環(huán)境，提高了機(jī)體免疫力、減輕了肝臟負(fù)擔(dān)。 第四，促進(jìn)腸道健康。 李東平等［19］報(bào)道，發(fā)酵床中的微生物可以在一定程度上改善動(dòng)物腸道菌群，維持代謝平衡，提高機(jī)體免疫力，減少疾病。 丘陵［16］研究表明通過(guò)發(fā)酵床技術(shù)飼養(yǎng)奶牛， 并在飼料中添加微生物菌劑進(jìn)行飼喂后，顯著增加了奶牛腸道菌群的多樣性，使奶牛個(gè)體差異降低，同時(shí)，促進(jìn)了腸道內(nèi)微生物的定植，菌群穩(wěn)定性提高。

3.2 對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響

孫仁利等［27］研究表明，使用發(fā)酵床能提高奶牛產(chǎn)奶性能，日均產(chǎn)奶量提高了5.31%～7.85%。 同時(shí)，發(fā)酵床養(yǎng)殖提升了牛奶品質(zhì)，牛奶中體細(xì)胞數(shù)降低了3.90%～12.53%。陳永生等［4］報(bào)道結(jié)果顯示，使用微生物發(fā)酵床300 d 的試驗(yàn)組奶牛單產(chǎn)提高18.2%；奶牛產(chǎn)奶高峰期延長(zhǎng)22 d。 鄭蒙蒙等［31］指出，發(fā)酵床中有益菌群大量繁殖，產(chǎn)生的熱量，可抑制并殺死部分有害病原微生物，減少疾病，減少用藥，降低了牛肉和奶制品中的藥物殘留，改善了肉、奶品質(zhì)［32-33］。

發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)在奶牛養(yǎng)殖中的應(yīng)用時(shí)間短，部分技術(shù)還在探索階段，由于在發(fā)酵床制作、管理以及奶牛不同產(chǎn)奶階段和品種的差別， 發(fā)酵床的應(yīng)用效果有所差別。 張振斌等［29］研究表明發(fā)酵床與拴系式飼養(yǎng)奶牛日產(chǎn)奶量在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無(wú)顯著差異。

3.3 對(duì)奶牛舒適度影響

我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展迅速，規(guī)模化、集約化是當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)，隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，如何提高畜產(chǎn)品質(zhì)量、保障動(dòng)物福利、保證環(huán)境可持續(xù)發(fā)展是養(yǎng)殖業(yè)面臨的新問(wèn)題。影響奶牛的健康狀況、生產(chǎn)力等因素中，遺傳約占20%，營(yíng)養(yǎng)占40%～50%，環(huán)境占30%～40%，舒適的飼養(yǎng)環(huán)境對(duì)奶牛發(fā)揮遺傳潛力具有重要作用［34］。

第一，對(duì)奶牛躺臥和行走舒適度的影響。躺臥時(shí)間是衡量奶牛是否舒適的重要指標(biāo)，一天中躺臥約占50%的時(shí)間。 奶牛躺臥可增加乳腺的血流量從而增加產(chǎn)奶；當(dāng)躺臥減少時(shí)，血漿中生長(zhǎng)激素濃度降低，影響奶牛健康和生產(chǎn)。張振斌等［29］研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵床飼養(yǎng)奶牛臥床躺臥率（75.05%）顯著高于拴系式飼養(yǎng)奶牛（64.74%），說(shuō)明發(fā)酵床飼養(yǎng)奶牛能在一定程度上提高躺臥舒適度。 據(jù)李斌等［28］報(bào)道，松軟及高摩擦力的地面可提高步速及步長(zhǎng)，更有利于奶牛行走，改善奶牛肢蹄的健康，提高舒適度。 據(jù)Fregonesi 等［35］報(bào)道，奶牛躺臥時(shí)間隨飼養(yǎng)密度的增加顯著減少。Tucker 等［36］研究表明，相對(duì)于牛床墊，奶牛在厚墊料臥床躺臥時(shí)間更長(zhǎng)。 發(fā)酵床上奶牛沒(méi)有被束縛，自由活動(dòng)，場(chǎng)地面積大，舒適度更高。第二，對(duì)奶牛身體潔凈度的影響。通常牛身體污染的主要來(lái)源是排泄物的飛濺和牛舍清糞不及時(shí)。 董剛輝等［37］研究結(jié)果表明，乳房和下腿潔凈度評(píng)分對(duì)體細(xì)胞數(shù)有顯著影響（P＜0.05），且隨著乳房、下腿潔凈度評(píng)分的增加有上升的趨勢(shì)。 Erbez等［38］研究表明，諸多因素影響奶牛的清潔，例如臥床設(shè)計(jì)與臥床墊料使用的不合理等，進(jìn)而造成奶牛乳房感染。 張瑞華［39］報(bào)道，發(fā)酵床對(duì)奶牛乳房和牛體清潔度具有積極的影響，牛的清潔度明顯好于其他牛舍。第三，對(duì)奶牛居住環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。發(fā)酵床墊料中的微生物能夠?qū)⒓S尿中的氮素利用，減少含氮化合物的分解，減少氨氣、硫化氫等臭味物質(zhì)的產(chǎn)生和揮發(fā)，減少污染，保障牛舍的空氣質(zhì)量［24］。 林啟才等［2］報(bào)道，生物發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)與傳統(tǒng)養(yǎng)殖技術(shù)的對(duì)比分析結(jié)果，氨氮削減47%～68%，硫化氫和二氧化硫削減20%～38%，說(shuō)明添加生物發(fā)酵床墊料對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)污染物去除效果明顯。同時(shí)，李斌等［28］報(bào)道指出，發(fā)酵床對(duì)奶牛糞尿的及時(shí)分解改善了養(yǎng)殖環(huán)境， 提高了奶牛身體的潔凈度，減少了奶牛由于蚊蠅干擾產(chǎn)生的護(hù)體行為， 提高了奶牛的舒適度。 甄永康等［40］研究表明，發(fā)酵床牛舍的細(xì)菌密度為0.10×104個(gè)/m3，極顯著（P＜0.01）低于拴系式牛舍的2.33×104個(gè)/m3；發(fā)酵床牛舍的噪聲強(qiáng)度為57.6 dB，極顯著（P＜0.01）低于拴系式牛舍的65.3 dB；綜上，發(fā)酵床牛舍的環(huán)境細(xì)菌濃度、噪聲強(qiáng)度與氨氣濃度等均較低， 能夠在一定程度上改善奶牛的舒適度。第四，在寒冷的季節(jié)保證溫度，提高奶牛福利。 據(jù)報(bào)道，奶牛適宜的環(huán)境是溫度0.5～20 ℃、濕度55%～80%，據(jù)陳永生等［4］報(bào)道，在牛舍外溫度為-30～-20 ℃的冬季， 使用發(fā)酵床可使牛舍內(nèi)溫度達(dá)到6 ℃以上， 為牛提供了一個(gè)舒適的暖床， 延長(zhǎng)躺臥時(shí)間。 與傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式相比，發(fā)酵床養(yǎng)牛能明顯改善牛舍空氣質(zhì)量、改善奶牛躺臥和運(yùn)動(dòng)環(huán)境、提高身體潔凈度、保障了牛的福利。

4 發(fā)酵床技術(shù)在糞污處理和資源化利用中存在的問(wèn)題

4.1 發(fā)酵床糞污處理不完全

發(fā)酵床在宣傳推廣時(shí)最有吸引力的口號(hào)是“無(wú)污染、零排放”，但張曉慧等［23］報(bào)道指出，發(fā)酵床在后備牛、 肉?；蚋赡唐谂Ｈ菏褂脮r(shí)通過(guò)降低飼養(yǎng)密度可能確實(shí)能夠做到“零排放”，但在泌乳牛群不管規(guī)模如何縮減， 總有25%左右的糞尿量（擠奶區(qū)域）是發(fā)酵床不能處理的。 牛舍采食通道中的糞尿量占總排泄量的60%～70%，也是整個(gè)牧場(chǎng)糞尿處理的重點(diǎn)［18］。 當(dāng)發(fā)酵床墊料濕度低于40%時(shí)， 該部分糞尿可直接放置于墊料上混合處理；如果墊料濕度高于40%，建議將該部分糞尿收集分離干濕，干糞經(jīng)過(guò)發(fā)酵、消毒、晾曬，再將其作為墊料回置于發(fā)酵床上。

4.2 重金屬和獸藥殘留影響糞污的資源化利用

在資源化利用方面， 獸藥殘留和重金屬問(wèn)題也是亟待解決的技術(shù)難點(diǎn)。李林海［41］報(bào)道，牛糞中重 金 屬Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、Ni、As 含 量 分 別 達(dá) 到151.9、46.5、15.2、15.7、3.4、14.1、2.01 mg/kg。 養(yǎng) 殖戶在養(yǎng)殖過(guò)程中為追求經(jīng)濟(jì)利益最大化， 在動(dòng)物飼喂時(shí)添加大量鋅、銅、鎘、砷等微量元素［42-43］，而這些微量元素的利用率很低， 絕大部分隨糞便排出［44-46］。 這些糞便施入農(nóng)田，造成農(nóng)田土壤重金屬累積和污染，影響農(nóng)作物種植安全，進(jìn)一步通過(guò)食物鏈影響人類(lèi)的健康［47-49］。 在獸藥殘留方面，以抗生素為例，用于促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、疾病預(yù)防和治療的抗生素用量超過(guò)8 000 t/年，30%～90%的抗生素會(huì)殘留在動(dòng)物的糞污中［50］，影響了生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也影響了糞污資源化利用的推進(jìn)。

解決上述問(wèn)題的對(duì)策：①源頭減量。在養(yǎng)殖中推廣使用酶制劑、微生物制劑等飼料添加劑，提高飼料利用率；減量或停止使用獸藥和鋅、銅飼料添加劑，減少養(yǎng)殖污染的排放。②加快高效處理技術(shù)的研究，將重金屬鈍化或抽離，將獸藥降解。 鮑艷宇等［51］報(bào)道，好氧堆肥可使奶牛糞便中重金屬有效態(tài)的相對(duì)含量降低，減少資源化利用的風(fēng)險(xiǎn)。邵淼［52］報(bào)道，奶牛場(chǎng)糞污堆肥時(shí)添加一定比例玉米秸稈， 可明顯降低重金屬Cu、Zn、Pb 的生物有效性， 提高堆肥產(chǎn)物中氮磷鉀及速效磷與速效鉀含量。郭彤等［53］研究結(jié)果表明，只要飼料中重金屬含量控制在國(guó)家規(guī)定的范圍內(nèi)，而且發(fā)酵床管理好，定期深翻墊料或更換新的墊料和發(fā)酵菌種 （尤其是糞尿區(qū)），重金屬就不會(huì)超標(biāo)。 豬場(chǎng)使用1～3 年的發(fā)酵床墊料重金屬均未超標(biāo)， 能直接用作有機(jī)肥還田。發(fā)酵床對(duì)糞污的處理效果類(lèi)似堆肥，而宋婷婷等［54］研究表明，堆肥對(duì)大部分抗生素具有好的降解效果， 其中， 四環(huán)素類(lèi)抗生素降解率為62.7%～99%，磺胺類(lèi)為0～99.99%，對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)幾乎完全可以降解，但是，堆肥無(wú)法降解喹諾酮類(lèi)抗生素。 林啟才等［2］研究表明，牛場(chǎng)以菌糠為發(fā)酵床墊料，對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)污染物去除效果明顯，經(jīng)過(guò)發(fā)酵床發(fā)酵的墊料生產(chǎn)的肥料達(dá)到 “有機(jī)肥料”（NY 525—2012）各項(xiàng)指標(biāo)要求。

5 小結(jié)

近年來(lái)生態(tài)發(fā)酵床技術(shù)的研究、推廣、應(yīng)用、使用效果和環(huán)境效益日益凸顯。 發(fā)酵床養(yǎng)殖奶牛能夠改善牛舍環(huán)境、 減少疾病、 促進(jìn)奶牛健康生長(zhǎng)， 但發(fā)酵床養(yǎng)殖奶牛仍存在一些技術(shù)問(wèn)題亟待解決。發(fā)酵床各參數(shù)既相互作用又相互矛盾，要求發(fā)酵床、微生物、畜禽、飼養(yǎng)管理合理地配合才能發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)［22］，所以，對(duì)發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)這一系統(tǒng)工程仍需進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究。相信隨著研究的深入和推廣應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)會(huì)成為奶牛養(yǎng)殖的重要飼養(yǎng)方法之一。