肉牛養(yǎng)殖場有機肥加工生產(chǎn)建議*

譚 杰 ，趙幫泰 ，宋樂見 ，王義鵬 ，程方平 ，張 巍 ，郭 曦

（四川農(nóng)業(yè)機械研究設(shè)計院，四川 成都 610066）

0 引言

隨著我國肉牛養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，肉牛養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；?、集約化程度不斷提高。肉牛養(yǎng)殖所產(chǎn)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(huán)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(wù)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(guī)模在科學(xué)養(yǎng)殖方面的相關(guān)研究，馬曉萍等[2]研究我國不同規(guī)模養(yǎng)殖成本效率變動趨勢，認為不同規(guī)模肉牛養(yǎng)殖的投入要素成本和價格存在一定差異性；肉牛養(yǎng)殖整體上表現(xiàn)出成本效率下降，規(guī)模差異明顯，大規(guī)模、小規(guī)模、中規(guī)模下降程度依次遞減，投入物質(zhì)要素價格負效應(yīng)明顯。王巍等[3]對四川省規(guī)?；馀鲳B(yǎng)殖規(guī)模進行調(diào)查分析，認為應(yīng)該科學(xué)確定肉牛養(yǎng)殖的理想規(guī)模，對于更好地把握肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖程度，指導(dǎo)肉牛產(chǎn)業(yè)科學(xué)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。尹春洋等[4]探究肉牛養(yǎng)殖規(guī)模經(jīng)營效率及其影響因素，認為50~89頭、131~180頭、251~290頭等規(guī)模區(qū)間的肉牛養(yǎng)殖規(guī)模效率較低，生產(chǎn)投入要素的配置效率發(fā)揮受到限制，肉牛養(yǎng)殖規(guī)模并不是越大越好。

同時，關(guān)于肉牛的有機肥加工方面的研究，劉瓊峰等[5]構(gòu)建了“種植-肉牛-有機肥-種植”農(nóng)牧復(fù)合循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，提出循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)以實現(xiàn)氮磷資源的高效循環(huán)利用。朱寧等[6]對蛋雞糞有機肥生產(chǎn)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(yè)發(fā)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(chǎn)現(xiàn)狀，認為2020年肅北縣牛羊糞污總產(chǎn)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(chǎn)有機肥，有機肥的利用率在逐漸上升。然而，上述學(xué)者缺乏關(guān)于肉牛糞便處理的相關(guān)研究，課題組將開展針對不同肉牛養(yǎng)殖規(guī)模的有機肥加工生產(chǎn)研究，并提出相應(yīng)的生產(chǎn)建議。因為隨著養(yǎng)殖技術(shù)和飼養(yǎng)水平的不斷提高，肉牛養(yǎng)殖從傳統(tǒng)的室內(nèi)圈養(yǎng)逐漸變成規(guī)模化養(yǎng)殖，產(chǎn)生的糞便也在逐漸增加，如何科學(xué)合理地處理糞污，變廢為寶，使得有機肥加工生產(chǎn)朝著綠色高效、安全無害的方向發(fā)展，從而減少對農(nóng)村環(huán)境的污染已迫在眉睫。

1 有機肥

有機肥料是農(nóng)作物生產(chǎn)的主要原料，對于促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。有機肥俗稱“農(nóng)家肥”，有機肥是動物糞便、植物殘渣等進行發(fā)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(nóng)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(zhì)分解速度和養(yǎng)分供給，甚至導(dǎo)致有害物質(zhì)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(nóng)作物生長發(fā)育，有機肥中常含有有機質(zhì)、氮、磷、鉀、蛋白質(zhì)、有機酸、無機鹽等豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，肥料的持續(xù)作用時間長，能夠較長時間為農(nóng)作物提供養(yǎng)分，促進農(nóng)作物的生長。有機肥逐漸替代化肥，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長期增產(chǎn)增收。

2 有機肥加工技術(shù)

隨著社會的發(fā)展進步，人民健康意識提升，生活品質(zhì)上升，逐漸追求純天然無公害的綠色食品，逐漸倡導(dǎo)無公害的有機肥料。相關(guān)單位應(yīng)當按照2019年9月1日開始實施的《畜禽糞便堆肥技術(shù)規(guī)范》（NY/T 3442—2019）所要求的技術(shù)標準，生產(chǎn)合格的有機肥產(chǎn)品[8]。改進有機肥的加工技術(shù)，有利于提高有機肥的利用率，傳統(tǒng)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(fā)展，目前處理糞便的方法更豐富，包括烘干法、生物發(fā)酵、塔式發(fā)酵、移動翻拋發(fā)酵等[9]。此外，現(xiàn)代有機肥加工技術(shù)主要包括前期發(fā)酵堆肥和后期造粒兩個部分，具體有機肥的生產(chǎn)流程，如圖1所示。

圖1 有機肥生產(chǎn)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(fā)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(guī)?；B(yǎng)殖的養(yǎng)牛場使用該方法，存在勞動成本大、生產(chǎn)效率低下、發(fā)酵時間長的缺點，以及未經(jīng)高溫殺菌和有害物降解處理，導(dǎo)致存在一些危害性，多用于農(nóng)戶小范圍的堆漚還田處理。一般規(guī)?；B(yǎng)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(xué)無害和規(guī)模高效的堆漚發(fā)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(fā)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(dǎo)致燒根燒苗和病害發(fā)生，需要達到國家發(fā)布的技術(shù)規(guī)范的要求，才能還田使用。養(yǎng)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(fā)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(chǎn)生氣體燃料[10]。一般的制肥處理可以通過沼氣池進行發(fā)酵，讓糞水變成糞肥，農(nóng)民便可就近取沼液施肥農(nóng)作物。

2.3 固體牛糞加工

關(guān)于固體糞污的有機肥加工方法有塔式發(fā)酵、平地堆積發(fā)酵、好氧堆肥發(fā)酵、罐式密閉堆肥等[7]。其中，通常采用好氧堆肥發(fā)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(zhì)降解速度快，發(fā)酵時間短，臭氣量少，是堆肥的優(yōu)選。肉牛糞便在發(fā)酵后的粉碎調(diào)配過程中，多為直接粉碎或者加工成顆粒狀，然后用于生態(tài)園林或者大棚蔬菜等的施肥種植。

3 生產(chǎn)建議

1）小規(guī)模肉牛場。對于500頭以下肉牛的小規(guī)模養(yǎng)牛場，考慮人工堆漚和修建罐式發(fā)酵。人工堆漚所需設(shè)備設(shè)施簡單，較于容易實現(xiàn)，適合小規(guī)模肉牛場。罐式發(fā)酵優(yōu)點是可以嚴格控制整個發(fā)酵過程，生產(chǎn)過程高效便捷、成品穩(wěn)定，過程采用封閉發(fā)酵，安全無害，對于環(huán)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(huán)利用，可處理秸稈、中藥渣等物質(zhì)。但是，罐式發(fā)酵的生產(chǎn)成本高，材料需抗腐蝕性，產(chǎn)出有機肥的量少，無法滿足大規(guī)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(fā)酵

圖6 立式罐發(fā)酵

圖7 臥式罐發(fā)酵

2）中規(guī)模肉牛場。500~1 000頭肉牛的中規(guī)模養(yǎng)殖場，考慮條垛式發(fā)酵和塔式發(fā)酵，條垛式發(fā)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(xiàn)。但是，其要求工廠寬闊，適當?shù)嘏浜先斯ざ褲a和翻拋，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，對于場地周邊存在污染，需要人為進行相應(yīng)的治理。塔式發(fā)酵的發(fā)酵塔采用分層構(gòu)架，可以根據(jù)需要設(shè)定層數(shù)和體積，發(fā)酵塔上下通風透氣且能夠連通多個塔組合使用，內(nèi)部設(shè)置翻版，物料由上層倒入，智能設(shè)定翻版打開的時間，使得發(fā)酵的物料逐漸下落至底層，整體智能化程度高。但是發(fā)酵塔的材料和罐式發(fā)酵的要求相似，都需抗腐蝕性強，導(dǎo)致生產(chǎn)的工藝較復(fù)雜、構(gòu)建成本較高，并且存在電量和材料腐蝕損耗。

3）大規(guī)模肉牛場。1 000頭以上肉牛的大型規(guī)模肉牛場，考慮槽式發(fā)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(fā)酵槽組合構(gòu)建，前期構(gòu)建時需要配合翻拋機、收料機等機器設(shè)計發(fā)酵槽的輪廓，發(fā)酵的過程涉及物料的預(yù)混、布料、翻拋、收料、曝氣、除臭等一系列流程。生產(chǎn)過程容易控制，對于周邊環(huán)境的污染和影響小，機械化程度高，需要配合相關(guān)機器使用，產(chǎn)出的有機肥產(chǎn)量大，存在一定的搭建成本，較為適合大規(guī)模肉牛場糞便的處理。

4 結(jié)論

綜上所述，我國肉牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展環(huán)境穩(wěn)定，規(guī)模化養(yǎng)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(nèi)容。一方面，促進肉牛場的規(guī)模化養(yǎng)殖?？茖W(xué)規(guī)劃有機肥的生產(chǎn)利用，針對不同肉牛規(guī)模，分為小型、中型、大型規(guī)模，分別推薦采用相應(yīng)的發(fā)酵方法，提高生產(chǎn)效率。另一方面，政策扶持，建設(shè)肉牛優(yōu)勢區(qū)域。完善肉牛養(yǎng)殖場有機肥生產(chǎn)體系，政策鼓勵建設(shè)標準化的優(yōu)勢養(yǎng)殖區(qū)域，帶動今后肉牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，從而促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和資源再利用，加大環(huán)境保護力度，為環(huán)境治理帶來良好效果。