牛糞的資源化利用方式

朱曉瑞，王 宇，焦志歡

（1.滑縣動物疫病預(yù)防控制中心，河南 滑縣 456400；2.滑縣動物衛(wèi)生監(jiān)督所）

近年來，隨著我國畜牧業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，養(yǎng)牛業(yè)得到快速發(fā)展。然而，養(yǎng)牛所產(chǎn)生的糞污已構(gòu)成對生態(tài)環(huán)境的破壞。加快對牛糞的資源化利用，將有效緩解農(nóng)業(yè)面源污染，實(shí)現(xiàn)對生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)環(huán)境和水質(zhì)安全的保護(hù)，從而推進(jìn)養(yǎng)牛業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，對牛糞的處理和資源化利用迫在眉睫。

1 牛糞的特點(diǎn)

牛糞的糞質(zhì)細(xì)，含水量高，通氣性差，分解緩慢，發(fā)酵時溫度低，故稱其冷性肥。牛糞中含有粗蛋白質(zhì)10%～20%，粗脂肪1%～3%，無氮浸出物30%～40%，粗纖維25%～35%。牛糞中養(yǎng)分含量低，特別是氮素含量低，碳氮比大。所以，牛糞一般作底肥施用，對改良質(zhì)地粗、有機(jī)質(zhì)少的砂土，具有良好效果。另外，牛糞稍風(fēng)干后加入3%～5%的鈣鎂磷或磷礦粉混合堆漚，可加速分解。

2 牛糞的飼料化利用

研究表明，牛糞中含有較多的營養(yǎng)素和大量的有機(jī)質(zhì)、維生素K和維生素B2，因此，牛糞的營養(yǎng)價(jià)值相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)干草，可以做畜禽日糧的組成部分加以利用，所以，飼料化利用是牛糞綜合利用的重要途徑之一。但因牛糞中有未徹底降解的纖維素及混入的墊料雜草等雜質(zhì)，所以牛糞需要經(jīng)過適當(dāng)處理后方可利用。處理不僅能殺死其中的病原菌、改善適口性，還能有效提高其中的蛋白質(zhì)消化率和代謝能。目前常用的將牛糞飼料化的處理方法有發(fā)酵法、分解法和干燥法。

2.1 發(fā)酵法

發(fā)酵法是指在牛糞中加入某些微生物菌劑或酶制劑以及其他輔料，然后在適宜的溫度下持續(xù)發(fā)酵，將發(fā)酵完畢的產(chǎn)物飼喂豬、雞、魚等。

常見的方法是將牛糞進(jìn)行青貯發(fā)酵。鮮牛糞不僅含有大量的粗蛋白、粗脂肪，并且有相當(dāng)數(shù)量的容易發(fā)酵的碳水化合物，可以和其他作物秸稈、飼草等粗飼料按照1:1比例一起青貯。這種方式不僅無異味、簡便易行，還可以提高適口性和吸收率，而且通過發(fā)酵將部分非蛋白氮轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)，防止蛋白質(zhì)的過多損失，并滅殺絕大部分的病原微生物。

2.2 分解法

分解法又叫昆蟲法，是指利用蠅、蚯蚓等低等動物來分解糞便，達(dá)到既增加動物蛋白質(zhì)，又能分解糞便的目的。例如將牛糞進(jìn)行簡單處理后來培育蛆蟲，然后再用蛆蟲飼喂禽類，既可以快速提高生長期禽類的體質(zhì)量，也可滿足產(chǎn)蛋期禽類所需的動物飼料蛋白，極大地節(jié)約飼料成本。再如，用牛糞飼養(yǎng)蚯蚓。據(jù)測算，每平方米的牛糞培養(yǎng)基可以收獲新鮮蚯蚓1.5 萬～2 萬條，達(dá)30～40 kg。這種方式生產(chǎn)的蚯蚓既是優(yōu)質(zhì)的動物飼料蛋白來源，也可用于生產(chǎn)魚餌料，還可用于醫(yī)藥等行業(yè)。培育蛆蟲、蚯蚓后的牛糞仍可做肥料施用，且肥效不減。分解法處理牛糞比較經(jīng)濟(jì)，生態(tài)效益顯著，但前期糞便需要滅菌、脫水處理，后期收取蛆蟲、飼喂蚯蚓技術(shù)要求較高，且對溫度要求比較嚴(yán)格，難以全年生產(chǎn)。

2.3 干燥法

干燥法又分為自然干燥法和機(jī)械干燥法。自然干燥法是將新鮮牛糞單獨(dú)或摻入一定比例的米糠或麥麩拌勻后，攤在水泥地面或者塑料布上，及時翻動，讓其自然風(fēng)干，曬干粉碎后，配合其他飼料進(jìn)行飼喂。自然干燥法操作簡單，成本較低，但受季節(jié)天氣影響較大，而且容易造成環(huán)境污染。機(jī)械干燥法是指采用專門的機(jī)器設(shè)備對糞便進(jìn)行干燥，達(dá)到干燥、滅菌、去異味的目的。機(jī)械干燥法雖然購置機(jī)械成本較高，但操作簡單，不受季節(jié)天氣影響，且比較環(huán)保，是目前推廣應(yīng)用較廣泛的干燥方法。

3 牛糞的肥料化利用

牛糞中含有豐富的有機(jī)質(zhì)及多種微量元素，是很好的有機(jī)肥原料來源。牛糞經(jīng)過發(fā)酵制成有機(jī)肥還田，有利于提高土壤的有機(jī)質(zhì)和肥力，還能改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤理化環(huán)境和微生物環(huán)境，起到化肥無法起到的作用。

3.1 堆肥發(fā)酵

牛糞質(zhì)地細(xì)密，含水量較高，分解緩慢，發(fā)熱量低，屬于遲效性肥料，所以要特別注意以下幾點(diǎn)：一是先行脫水。牛是草食性動物，糞便中含有大量的纖維素類物質(zhì)，不利于升溫發(fā)酵，所以對堆積發(fā)酵的牛糞要先進(jìn)行脫水處理；二是添加輔料。堆肥發(fā)酵過程中添加秸稈、谷殼、麥麩、鋸末等輔料，一方面來調(diào)節(jié)物料的水分含量，另一方面調(diào)節(jié)碳氮比，還可以讓物料更加疏松，有利于空氣流通，輸入氧氣，加快發(fā)酵過程；三是發(fā)酵方法。最常用的是有氧發(fā)酵，除非極端風(fēng)雨天氣，一般不用塑料布覆蓋，但可以覆蓋些稻草，既有利于空氣流通，也可以起到一定的遮擋作用。另外，堆肥要達(dá)到一定的高度，如果堆積高度不足，堆積效應(yīng)（棉被效應(yīng)）不足，升溫就會困難，發(fā)酵就難以成功。再次升溫后，要及時翻堆處理，可有效加快發(fā)酵速度；四是添加菌種。選擇合適的發(fā)酵菌種，不僅能提高發(fā)酵成功率，加快發(fā)酵速度，增加有機(jī)肥營養(yǎng)，還能滅殺病原微生物，消除異味。

3.2 厭氧發(fā)酵

牛糞在厭氧環(huán)境中經(jīng)過產(chǎn)酸菌或產(chǎn)甲烷菌厭氧發(fā)酵后可以產(chǎn)生沼氣。研究表明，每千克干牛糞可以產(chǎn)生大約0.3 m3沼氣，沼液、沼渣還可以用作肥料。生產(chǎn)沼氣需要嚴(yán)格的厭氧環(huán)境，建造一個不漏氣、不漏水、封閉的沼氣池是牛糞生產(chǎn)沼氣的關(guān)鍵；其次，要有足夠且質(zhì)地優(yōu)良的接種物，池中要有不低于牛糞發(fā)酵液30%的接種物，一般常用老沼氣池的沼渣（沼液）、糞坑沉渣、陰溝污泥等。再次，要達(dá)到必要的發(fā)酵溫度和酸堿度。沼氣發(fā)酵菌種雖然產(chǎn)氣溫度范圍較大，但溫度越高，產(chǎn)氣量越多，35 ℃時最佳，因此在冬季保持池內(nèi)溫度在8 ℃以上是非常必要的。因?yàn)檎託獍l(fā)酵菌種最喜歡中性或微堿性的環(huán)境，所以沼氣發(fā)酵過程中，發(fā)酵液的配合值控制在6.8～7.5之間，最適宜發(fā)酵菌的繁殖。最后，要注意發(fā)酵的濃度和碳氮比。牛糞的碳氮比較高，20∶1～30∶1適宜沼氣生產(chǎn)，可以通過與人糞尿進(jìn)行配比的方法調(diào)節(jié)，配比一般為4∶1，另外，發(fā)酵濃度要滿足6%～10%。發(fā)酵比和發(fā)酵濃度要隨著季節(jié)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，夏季溫度高，可以適當(dāng)調(diào)低，冬季調(diào)高。

4 牛糞的能源化利用

4.1 熱解化利用

西藏以及草原地區(qū)的人們直接收集牛糞，晾干后作燃料直接燃燒，用來做飯取暖使用。這雖然是牛糞能源化利用的最簡單直接的方式，但這種方式對牛糞利用不夠充分，并且容易造成空氣污染。現(xiàn)代集約化規(guī)模養(yǎng)殖場產(chǎn)生的大量糞污，因含水量高，干燥比較困難，必須對其進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化，才能用作燃料。

把牛糞和燃煤按照小于4∶6的比例進(jìn)行混合壓制蜂窩煤，其燃燒后大氣污染物產(chǎn)生量明顯低于燃煤。還可以利用牛糞添加適量木屑燒制成為活性炭，可以作為工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料，既充分利用了牛糞，也節(jié)約了大量的其他能源，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

4.2 生產(chǎn)沼氣

厭氧發(fā)酵獲得沼氣是目前研究最多、最具發(fā)展前途的牛糞處理方式之一。例如在1989 年，美國加利福尼亞州建立了一個燃燒牛糞的發(fā)電廠，利用電廠附近的一個巨型養(yǎng)牛場每天產(chǎn)生的牛糞燃燒發(fā)電。這家牛糞發(fā)電廠每小時燃燒40 t 牛糞，可發(fā)出1.6 萬kW 的電力，每年可獲得800 萬美元，5 年多就能回收4 600 萬美元的投資。除生產(chǎn)電力外，每天產(chǎn)生約160 t灰渣，賣給公路建設(shè)部門用于鋪設(shè)路基，有的用作農(nóng)田的肥料，有的還可作為污水吸附劑。

4.3 其他燃料化方式

牛糞作為一種纖維素含量比較豐富的原料，其應(yīng)用價(jià)值應(yīng)得到更為充分的體現(xiàn)。經(jīng)科學(xué)家的不懈努力，將牛糞中的木質(zhì)纖維素進(jìn)行預(yù)處理轉(zhuǎn)化為糖，進(jìn)一步發(fā)酵成酒精，可作為乙醇化的原料。

5 牛糞的其他利用方式

5.1 栽培食用菌

雙孢菇是一種非常具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的菌類，但是因?qū)ιL環(huán)境的苛刻要求，致使其產(chǎn)量非常低，而牛糞卻是一種非常適宜生產(chǎn)雙孢菇的原料。牛糞含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等元素，在其中加入含碳量較高的秸稈，再適當(dāng)添加輔料進(jìn)行堆料，堆制過程中產(chǎn)生的高溫可以殺滅牛糞中的大量微生物。牛糞還可以用來栽培平菇、草菇等其他的食用菌，也都可以獲得不錯的經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 用作墊料

牛床舒適性直接影響奶牛的上床率，從而影響奶牛的趴臥休息時間、身體健康狀況，進(jìn)而影響其產(chǎn)奶量。常用的幾種牛床墊料中，沙子怕?lián)p壞設(shè)備，沙土易板結(jié)導(dǎo)致奶牛肢蹄受傷，稻殼不好買，橡膠墊太貴。而牛糞作為臥床墊料，既開拓了牛糞的利用渠道，解決了污染問題，又提供了廉價(jià)、安全的墊料，解決了牛床墊料的來源問題。牛糞干濕分離后經(jīng)堆積發(fā)酵或條垛發(fā)酵無害化處理后，既衛(wèi)生又安全，具有保障奶牛健康，提高奶牛臥床舒適度，減少肢蹄疾病，易于糞污處理，經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會效益顯著，在美國、以色列和加拿大等國應(yīng)用都很普遍。

5.3 生產(chǎn)育苗土

牛糞經(jīng)過無害化處理后可以用作有機(jī)土壤使用，例如配制蔬菜育苗營養(yǎng)土。我國寧夏地區(qū)采用牛糞和農(nóng)作物秸稈發(fā)酵生產(chǎn)的育苗土，用于設(shè)施蔬菜育苗需要，銷售良好，遍布西北地區(qū)，年銷量20 萬包以上，銀川市場占有率達(dá)50%。□