非接觸式發酵床養豬技術應用研究范文

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摘要:概述浙江省非接觸式發酵床養殖技術的應用現狀,分析了該技術目前在應用中存在的主要不足,并對其未來的發展潛力進行了展望,同時提出了相應的提升對策和建議。

關鍵詞:非接觸式;發酵床;浙江

隨著我國生豬養殖業的快速發展,養殖所帶來的環境污染問題越來越受到重視。浙江省是目前全國唯一的畜牧業綠色發展示范省,畜禽污染防控已處于全國領先水平。截至2017年,全省保留的6056家豬場全部建立糞污處理設施、納入環保平臺監管,畜禽糞便綜合利用率達到95%以上。其中,非接觸式發酵床技術作為重要的糞污綜合利用手段,在衢州、麗水和溫州等地廣泛應用,有效推進了畜禽養殖污染的綜合防控和資源化利用。

1應用現狀

1.1技術概況

浙江省早在2006年便已引入接觸式(傳統)發酵床技術,在控制和降低畜禽養殖業環境污染方面取得了一定的成效。但經過幾年的實踐后發現,其在實際養殖生產中仍存在一些問題,主要包括由于床體發酵溫度高,豬只與床體直接接觸,在夏季容易導致熱應激,發酵床難以消毒,不利于畜禽正常生長等[1]。經過不斷地改進,目前我省主要采用了發酵床墊料與畜禽身體不直接接觸的非接觸式發酵床養殖技術。該技術將畜禽養殖與排泄物污染治理分開,可有效解決欄舍內因發酵造成的高溫高濕所導致的畜禽生產性能降低等問題,切斷通過發酵床傳染寄生蟲病等畜禽疾病的途徑,改善畜禽的健康。通過加強墊料的翻動,提高發酵床墊料的使用效率,最大限度地提高糞污處理能力和資源利用率[2]。截至2017年底,全省應用非接觸式發酵床技術的養殖場已超過300家。按照具體類別可主要分為高位非接觸式發酵床(離地式發酵床)和異位非接觸式發酵床2種。

1.2代表性實例

1.2.1高位非接觸式發酵床

將傳統的單層豬舍,改造為生豬養殖在上層,發酵床在下層的雙層豬舍,目前主要在麗水和溫州等地開展應用,代表性豬場為麗水意鑫牧業有限公司。麗水意鑫牧業有限公司年出欄生豬6200頭,采用高位非接觸式發酵床,豬場污染物基本實現“零排放”。發酵床上方豬舍中間為過道,兩邊為排泄區,排泄區建八字形漏縫地板(育肥豬舍建3cm寬漏縫,小豬舍建1cm寬漏縫),便于糞便掉落。將新鮮發酵墊料(鋸末∶礱糠4∶6),按照1.3m高度進行墊料鋪設,發酵菌劑采用進口洛東菌劑。后期每2個月加1次木屑維持床體高度,每天用翻堆機翻堆1次,直至發酵完全。

1.2.2異位非接觸式發酵床

在養殖場建立獨立的糞污發酵車間,通過管道輸送糞便及尿液并與發酵墊料混合后,添加菌種進行發酵的一種方式[3],目前主要集中于衢州地區,代表性豬場為衢州石明牧場。衢州江山石明牧場年存欄豬5000頭,采用的是異位非接觸式發酵床模式,發酵床占地1700m2,污染物基本實現“零排放”,實現了生態養殖[4]。將鋸末、礱糠按照1∶1比例,堆高1.5m進行發酵。采用菌劑為洛東菌劑,用量為300~500g•m-3,通過布水機進糞污,然后人工撒上發酵菌種,用翻堆機翻堆混勻后即開始發酵。后續床體高度每下降30cm,補充發酵墊料,床體每天用翻堆機翻堆1次,直至發酵完全。

2存在問題

浙江省應用非接觸式發酵床技術進行養殖糞污的資源化處理雖取得了明顯成效,但仍存在技術自主知識產權力度不夠、相關技術短板研究薄弱等問題。

2.1缺乏具有自主知識產權的發酵床菌株

發酵床處理是一個復雜的微生物混合種群生態系統的變化過程。只有掌握了微生物的基本生理特性,通過分離篩選,培育出高效優勢菌種,才能獲得較好的處理效果[5]。可以說,豬糞污有效分解菌是“畜禽養殖糞污無害化處理、資源化利用技術”中的核心部分。目前,我省發酵床菌株多為國外進口的洛東菌群,應用成本較高。同時,發酵床的運行過程中,微生物的種類和數量的變化影響著其運行狀況[6]。目前對于微生物如何在發酵過程中發揮作用的機制尚未明確,這也導致菌株的添加和應用缺乏科學性,影響了微生物作用的發揮。

2.2現有墊料成本過高,加大了推廣難度

墊料在發酵床技術中具有關鍵作用。鋸末和谷殼因富含木質素、纖維素、半纖維素,疏松多孔,保水性和透氣性好,是極佳的發酵床墊料[2]。近年來,墊料原材料價格不斷上漲,導致發酵床使用技術成本增加。因而需要因地制宜地選擇墊料,合理利用各種資源。李娟等[7]通過對比不同墊料對發酵床運行特征的影響后發現,常規墊料組分和玉米秸稈可按30%混合用,以降低墊料成本。浙江省具有較為豐富的秸稈、茶葉渣、竹子加工副產物等農業廢棄物資源,這些農業廢棄物可作為發酵床墊料原料使用,但此方面的研究應用較少。

2.3機械裝備研發滯后,影響發酵床日常管理效果

隨著社會經濟發展,土地流轉速度加快,農村勞動力結構發生改變,從事農業生產者多為婦女和老人。目前,發酵床設備仍相對落后,僅在發酵初始和翻堆環節等有設備介入,在廢棄墊料運輸、更換等多個主要環節仍靠人工完成,機械化水平低,限制了非接觸式發酵床技術的進一步發展。目前市場亟需研發翻堆效率高、使用靈活方便、適用性寬、運行成本低、安全性好、自動化智能化的翻堆、出料機械,這也是加快推進發酵床處理技術的關鍵環節。2.4缺乏廢棄墊料資源化利用的系統評價及配套措施對于非接觸式發酵床廢棄墊料的處理,目前最簡單直接的方法就是作為有機肥使用[8]。生豬飼養過程中重金屬和抗生素添加,有可能會導致廢棄墊料中這些物質含量的超標積累,對作物生長產生不利影響。由于我國發酵床處理畜禽排泄物技術的研究主要集中在最近10a,對廢棄墊料資源化利用的安全性方面的系統性評價仍較少,也缺少相關的配套處置措施。

3發展潛力與優化策略

3.1發展潛力

在技術需求層面,非接觸式發酵床應用于生豬糞污處置,可大大降低后續糞污處理的難度,是一種真正意義上“零排放”的糞污處置手段。隨著政府對養殖場糞污資源化利用要求的逐步提高,特別是從浙江省向周邊其他規模化養殖發展較好的省份拓展的過程中,非接觸式發酵床模式將會有更大的發展空間。在技術延伸層面,隨著養殖糞污問題的合理解決,未來養殖場的污染問題將由固液污染向惡臭氣體污染控制轉移。發酵床技術由于具有較好的養殖場臭氣控制效果而極具發展潛力。后期借鑒固態發酵裝置等先進的機械化生產設備,將更有利于其高自動化、低維護的運行。并與養殖場包括臭氣減排等眾多研究方向相結合,大大提高非接觸式發酵床技術的應用前景。在技術副產物層面,考慮到國家對化肥、農藥“兩減”要求的日益提高,生物肥料必將展現更優的發展前景,目前發酵床廢棄墊料完全符合生物有機肥的要求,可經過適當配制和后處理,作為一種生物肥料資源進行還田使用,進而提升非接觸式發酵床技術的應用空間。

3.2技術優化策略

根據現有技術存在的不足,可考慮從幾個方面進行優化提升:1)對糞污綜合利用技術中起關鍵性作用的豬糞污分解菌群進行篩選,解決我省菌株來源單一、應用成本較高的問題;2)開展基于農作物秸稈為基礎的基質配方及配伍技術研究,獲得低成本的發酵基質配方;3)對發酵床設備進行改良,加強機械化示范引導,加速機械化推廣進程,提高發酵運行效率;4)開展發酵床墊料安全性評價,研究合適的還田利用模式,同時杜絕二次污染風險。

4展望

非接觸式生物發酵床技術是一種環保養殖的先進技術,是微生物工程技術在生態農業領域特別是養殖業中的典型應用。隨著該技術的不斷完善,同時結合標準化、規范化、專業化發展,必將成為今后畜牧業污染物綜合利用的重要技術之一,為畜禽養殖糞污治理和資源化利用提供了新的技術模式,為我省養豬業污染的處理起到革命性的作用,具有重要的經濟、社會及環保效益。

參考文獻:

[1]董立婷,朱昌雄,馬金奉,等.微生物異位發酵床養豬廢棄填料的安全性評價[J].中國農業科技導報,2017,19(1):118-124.

[2]葉鼎承,胡玲英,戴文霄,等.微生物異位發酵床在養殖糞污中的應用[J].中國養豬工業,2017(7):30-32.

[3]劉波,戴文霄,余文權,等.養豬污染治理異位微生物發酵床的設計與應用[J].福建農業學報,2017,32(7):697-702.

[4]毛石明,周遠新.異位生物發酵床技術在豬場糞污水處理上的應用[J].浙江畜牧獸醫,2018,2(1):30-32.

[7]李娟,李吉進,鄒國元,等.發酵床不同墊料配比前期發酵特征的研究[J].中國農學通報,2012,28(5):247-251.

[8]顧洪如,楊杰,潘孝青,等.異位發酵床豬糞尿處理技術綜述[J].江蘇農業科學,2017,45(21):6-9.

作者:孫宏 周斌 沈琦 吳逸飛 姚曉紅 王新湯 江武 單位:浙江省農業科學院植物保護與微生物研究所