異位發(fā)酵床在奶牛養(yǎng)殖中的應用研究及操作簡單、效益高、成本低運用廣泛

2021-09-14 10:47:04 點擊：

本文簡要概述了異位發(fā)酵床的技術(shù)原理及主要影響因素，總結(jié)了異位發(fā)酵床技術(shù)在奶牛養(yǎng)殖中的應用效果，以及為異位發(fā)酵床在養(yǎng)殖業(yè)中的利用提供理論指導。

異位發(fā)酵床，也叫舍外(場外)發(fā)酵床，是指在養(yǎng)殖欄舍外建立發(fā)酵床，鋪入墊料，接上菌種，然后將養(yǎng)殖場的糞污抽送到發(fā)酵床上，通過翻動和高溫發(fā)酵，達到將養(yǎng)殖場糞污消耗掉而不進行對外排放的目的。該方法相對穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小，比普通靜態(tài)發(fā)酵方法更先進。規(guī)?；?、集約化奶牛養(yǎng)殖的發(fā)展，不僅給人們提供了大量牛奶，與此同時產(chǎn)生的大量糞污也給環(huán)保帶來了極大的壓力。目前，異位發(fā)床在養(yǎng)豬生產(chǎn)中已得到一定的推廣，但在奶牛生產(chǎn)上的應用卻鮮有文章報道，究其原因，可能奶牛養(yǎng)殖過程中存在尿液量大、糞便稀、污水排放量大、沖洗次數(shù)多等缺點，應用異位發(fā)酵床處理有一定的難度有關(guān)。異位發(fā)酵床技術(shù)作為一-種新型畜禽糞污處理環(huán)保技術(shù)，在降低面源污染上效果明顯(林勇等，為養(yǎng)殖業(yè)開辟了健康養(yǎng)殖路徑，能較好地解決奶牛場所面臨的糞污處理難題。

1異位發(fā)酵床技術(shù)原理

( 1)發(fā)酵床應建在地下水位低的地方，水泥地面呈“V"形結(jié)構(gòu)，屋頂設(shè)計出氣槽，兩側(cè)設(shè)置曝氣管，四周墻體不低于2m，以保證水分蒸發(fā)。將微生物發(fā)酵劑按一定比例摻拌到吸水性能較好的鋸末、破碎谷殼、木屑等材料中，制成異位發(fā)酵床的墊料,平鋪于異位發(fā)酵床，墊料高度保持在1.5~1.7m之間。選用破碎的谷殼、木屑進一步增加與糞污的接觸面積，達到更大的吸附作用，為微生物發(fā)酵保障足夠的水分。將養(yǎng)殖廢棄糞污從牛舍移出，實行奶牛和發(fā)酵床分離。采用機械或人工清糞(視規(guī)模而定)，牛舍內(nèi)有地下污水收集設(shè)施，尿液隨漏縫地板落下，通過斜坡，收集到污水.貯存池。收集的糞便和污水用攪拌機攪拌均勻后，定期噴淋在墊料.上，間隔以糞污和發(fā)酵基質(zhì)混合后保持在70%濕度為宜，一般72h噴淋1次。待糞尿在墊料.上停留3~-4h完全滲人后,用翻拋機每天翻堆(夏季)，冬季1~2d翻堆1次。通過微生物的作用使糞污得到充分的分解和轉(zhuǎn)化，發(fā)酵產(chǎn)生的高溫可達到殺菌、消毒、消滅蟲卵的效果，經(jīng)過堆肥發(fā)酵后養(yǎng)殖廢棄物轉(zhuǎn)化成有機肥，可作為果園、茶園的肥料使用。異位發(fā)酵床的糞污處理流程見附圖。

(2)異位發(fā)酵床技術(shù)功能的發(fā)揮主要依賴于微生物作用，鑒定了6株嗜熱菌作為微生物接種菌，接種后的異.位發(fā)酵系統(tǒng)(EFS)產(chǎn)生了更高的溫度，需要更多的廢水來保證發(fā)酵的連續(xù)性，因此建立了一個添加有奶牛場廢水的連續(xù)發(fā)酵模型。研究表明，各種環(huán)境因素和優(yōu)勢菌種(主要是芽孢桿菌)協(xié)同加速發(fā)酵速率，從而改善和提高廢水處理效果。

(3 ) EFS還可以處理奶牛廢水中的固體物質(zhì)，發(fā)酵后填充材料作為生物肥料具有巨大的經(jīng)濟價值。利用末端限制片段長度多態(tài)性(T-RFLP)分析，測定了嗜熱菌菌群結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌和變形桿菌為優(yōu)勢菌群。然而，T-RFLP分析不能確定外源性嗜熱細菌，特別是芽孢桿菌在發(fā)酵過程中是否仍然存活。

2、異位發(fā)酵床主要影響因素

2.1發(fā)酵床容積及墊料選擇

(1 )異位發(fā)酵床墊料的糞污吸納率影響發(fā)酵的成功與否。一般發(fā)酵池的高度和寬度設(shè)置為1.8m，4m，墊料高度保持在1.6m，翻拋深度在南方來說是1.0m以上，長度和數(shù)量需要結(jié)合養(yǎng)殖規(guī)模進行確定。每存欄1頭奶牛按配套3.3m3發(fā)酵床較宜。

(2)不同的墊料配比會對微生物的發(fā)酵產(chǎn)生很大影響，合適的墊料配比使發(fā)酵菌株能更快的分解畜禽的糞尿。且發(fā)酵床的菌株多為好氧微生物，只有透氣性好才有助于菌群的繁殖和糞尿的降解，因而墊料常常選擇疏松多孔，透氣性好的鋸末。而且注意粗+細配合，提高透氣性和吸水性,有部分細料，這樣可以使墊料有硬度和剛性，避免出現(xiàn)板結(jié)。霉變、腐爛、含有化學防腐物質(zhì)的原料都不能用。研究表明，鋸末墊料的糞污消納能力是稻殼墊料的2倍，鋸末比稻殼更適合用做發(fā)酵床的墊料。利用稻草、鋸末、樹葉、粉煤灰等作為墊料的研究發(fā)現(xiàn)，稻草在發(fā)酵過程中容易腐爛，與鋸末等復配可以減少結(jié)塊，促進銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化,促進腐熟;以碧糠、鋸末、中藥渣、茶葉渣等為墊料進行復配，研究顯示，20%碧糠和木屑為最合適的墊料配方; 以秸稈類物質(zhì) 與菌渣和木屑混合作為牛糞異位發(fā)酵床墊料研究發(fā)現(xiàn)，玉米稈、油菜桿和水稻稈都能較好的吸收牛糞。

2.2糞污的調(diào)質(zhì)、噴灑及墊料的翻拋

(1 )糞污的調(diào)質(zhì)需流動性好、干糞含量為10%~20%，若干糞含量長期低于7%易導致墊料營養(yǎng)不足而影響發(fā)酵床發(fā)酵;每天現(xiàn)調(diào)現(xiàn)用。

(2)調(diào)質(zhì)好的糞污要均勻噴灑于墊料上，糞污下滲墊料不大于40cm深為宜。要根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)添加量，防止單次噴灑過量造成“死床”，使發(fā)酵床喪失發(fā)酵能力。

(3)噴灑后4~8h翻動墊料;噴淋24h后，測定墊料下40cm處溫度，48h后應升至60C，60C下保持24h后，再進行一次噴淋;每天翻拋1~2次，以最大限度增加水分蒸發(fā)量，當溫度升至70C要增加翻拋次數(shù);當墊料高度降低至15~ 20cm時，應及時補充墊料;冬季墊料適當高于夏季，夏季不少于1m;翻杷深度不低于0.9m;防止因溫度過低造成“死床”;控制好運行周期，在安全范圍內(nèi)及時補充墊料和發(fā)酵菌，確保發(fā)酵床正常運行。

2.3水分與適宜溫度

(1 )水分影響微生物的新陳代調(diào)節(jié)墊料的氧濃度和溫度，關(guān)系著堆肥工藝的發(fā)酵速度和腐熟時間。指出含水量為50% -60%時，菌種活力最高。多數(shù)研究認為堆肥發(fā)酵的起始含水率為55%~65%較為適宜。保持發(fā)酵床墊料水分控制在一定比例范圍內(nèi)，手捏成團但無水滴產(chǎn)生，切不可因水分過多造成“死床"。發(fā)酵床底部如果有大量糞污溢出，說明墊料含水量過高，會影響微生物生長，從而影響其功能。

(2)溫度是反應發(fā)酵床變化最為直觀的指標，影響微生物的活性和堆肥的進程，也是評價異位發(fā)酵床“死床”的客觀指標之一。異位發(fā)酵床的溫度在45- -65"C 較為適宜。發(fā)酵床床體的溫度來源于發(fā)酵床中的微生物作用，床體中的大量微生物通過利用糞尿及墊料中的有機質(zhì)釋放生物質(zhì)熱，使發(fā)酵床溫度升高。隨著易分解有機物的減少，墊料中含有較難分解的大分子化合物，微生物活性減弱，溫度逐漸降低。發(fā)酵床微生物怕冷不怕熱(80C以下均可)，溫度較高，微生物生長就越好，發(fā)酵床功能就越強，糞污處理量就越大。但棚內(nèi)溫度高于40C時也需開啟排風扇進行通風換氣。

2.4 pH值、厚度與粒度

(1 )墊料發(fā)酵過程中為弱堿性，墊料pH值最好為7.5左右。pH值偏低，微生物無法降解有機質(zhì); pH值偏高，則導致氨的大量揮。一般的墊料發(fā)酵可通過翻扒混勻墊料，從而調(diào)節(jié)pH值以適應微生物生長。還可通過添加不同比例的牛糞調(diào)節(jié)pH值，測定堆肥指標。

(2)在異位發(fā)酵床中，墊料的厚度是決定床體溫度的重要因素，一般床體大于50cm的高度。同時，墊料的粒度也影響著發(fā)酵床的發(fā)酵進程，粒度的大小與其比表面積成反比，進而影響著發(fā)酵速度的快慢和對糞尿的消解能力。

2.5微生物

異位發(fā)酵床使用好壞的核心在于墊料中微生物是否能正常、高效運行，而影響墊料發(fā)酵的主要因素是糞污的添加量和發(fā)酵微生物的含量。微生物群落結(jié)構(gòu)的變化能反映發(fā)酵床運行情況的好壞,發(fā)酵溫度、pH值及墊料的營養(yǎng)成分等的變化會影響微生物群落。微生物的種類和數(shù)量對發(fā)酵床的成功運行至關(guān)重要。對微生物的兩點要求:糞污分解能力強，具備較強的耐熱性。此外發(fā)酵床中的廢棄物包含粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、殘余淀粉、尿素等有機物質(zhì)，可使用多菌種多酶系的分工協(xié)作，因此發(fā)酵床菌群往往是由多種有益菌株及其代謝產(chǎn)物組成。盡量使用益生菌替代抗生素養(yǎng)殖，防止對微生物造成影響;.使用益生菌替代抗生素養(yǎng)殖，防止對微生物造成影響;.菌種補充每周進行1次，可直接添加在均質(zhì)池內(nèi)與糞污一起噴酒;發(fā)酵床在前期使用時要避免牛羊胃內(nèi)容物進入，盡可能使用純凈的糞污，避免雜菌污染。微生物營養(yǎng)的主要來源是動物糞便。發(fā)酵床長時間均衡使用，能源源不斷地供給微生物營養(yǎng)，保持發(fā)酵床長期處在正常狀態(tài)研究表明以玉米秸稈為主，20%牛糞接種6株嗜熱菌的發(fā)酵性能最佳，其中外源性嗜熱菌的存活，主要是芽孢桿菌。同時，還揭示了各接種菌株在發(fā)酵處理過程中的變化。

3、異位發(fā)酵床技術(shù)在奶牛養(yǎng)殖中的應用效果

3.1解決了消納地不足的問題

通過牛舍標準化改造半漏縫或全漏縫，利用人工清糞或者自動刮糞，使剩余糞污收集進人集污池，由管道輸送到異位發(fā)酵床，利用微生物迅速有效地降解，堆肥發(fā)酵產(chǎn)生的高溫殺死蟲卵、細菌，形成有機肥，解決了消納地不足糞污無法處理的問題。

3.2減少污染物排放

異位發(fā)酵床技術(shù)最大的優(yōu)勢是能減少奶牛養(yǎng)殖中各種糞污的不合理排放，解決了養(yǎng)殖糞污對環(huán)境污染的問題。通過利用微生物有效地降解、消化糞污中的有機物，最終轉(zhuǎn)化為H2O和CO2,蒸發(fā)后排入大氣，從而達到養(yǎng)殖零排放的目的。此外，應用該項技術(shù)能極大降低水資源的投入量，提高水資源的利用效率;還能降低牛舍內(nèi)的氨氣等有毒有害氣體的含量，減少蚊蟲。研究表明，應用異位發(fā)酵床技術(shù)每年可以降低氨氮排放5kg/m',化學需氧量100 kg/m'。

3.3降低疫病發(fā)病率應用

異位發(fā)酵技術(shù)將奶牛養(yǎng)殖和糞污分離，能很好的克服傳統(tǒng)發(fā)酵床對奶牛健康生長產(chǎn)生的不良影響，養(yǎng)殖場內(nèi)的各種呼吸道疾病的發(fā)病率會顯著下降，奶牛成活率會顯著提升，同時還能提升奶牛的出生重，縮短養(yǎng)殖周期。同時消除了應。避免因監(jiān)管人員進場因消毒不嚴帶來的生物安全隱患;更重要的是不會影響牛舍內(nèi)正常的消毒，避免發(fā)生大的疫情，也不會因墊料濕度過大牛在上躺臥、踩踏造成牛患上趾蹄病、皮膚病、乳房炎等;不會因鋪上厚的墊料給牛運動帶來不便;能避免床體夏季溫度高，給牛帶來不適，影響產(chǎn)奶量。

3.4降低養(yǎng)殖成本，增加經(jīng)濟效益

利用異位發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)，對降低污染物處理的人力成本和資金成本投入有很大幫助。該項技術(shù)需要的各項設(shè)施配置比較容易，花費資金較少。表明，應用異味發(fā)酵技術(shù)，豬場投資成本不會超過250萬元，且占地面積更小。- -般- -床墊料使用1.5~2年，各養(yǎng)殖場根據(jù)處理糞污的量適當增補墊料，發(fā)酵后墊料可轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)有機肥，直接作為農(nóng)作物肥料使用能改善土壤，亦可進一步加工成為高端的有機肥，形成良好的經(jīng)濟效益。此外，異位發(fā)酵床養(yǎng)殖實現(xiàn)了牛床分離,墊料可以鋪得更厚，墊料的組成可以更廣泛，適合大型機械翻拋，處理效率高，發(fā)酵更充分，很少發(fā)生“死床”，便于測試墊料濕度、溫度、檢查發(fā)酵情況。

4、結(jié)語

近年來，異位發(fā)酵床技術(shù)作為養(yǎng)殖業(yè)糞污減排的一種新模式，實踐證明，該技術(shù)在奶牛養(yǎng)殖中的應用是可行的，其呈現(xiàn)的操作簡單、效益高、成本低、發(fā)酵過程動態(tài)可持續(xù)等優(yōu)點，既解決了奶牛養(yǎng)殖過程中的環(huán)境污染問題，又實現(xiàn)了奶牛場糞污資源的高效循環(huán)利用，是推動養(yǎng)殖業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的--項重要措施，具有良好應用前最。針對不同糞污成分，科學安排菌種添加、噴淋量、翻拋次數(shù)、周期等，防止死床，使其日益完善;未來奶牛場的規(guī)模及布局要與周圍環(huán)境相適應，真正實現(xiàn)農(nóng)牧結(jié)合、良性循環(huán)、互利共贏。此外，細菌、填充物、牛糞和廢水對異位發(fā)酵床的綜合影響尚不清楚，需要進一步研究，要進一步探索接種菌體與發(fā)酵特性之間的相互作用機制，協(xié)同提高發(fā)酵性能。

異位發(fā)酵床專用復合菌種產(chǎn)品說明書

原料組成：枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、酵母菌、側(cè)孢芽孢桿菌、反硝化細菌、放線菌等輔料，幾乎全溶于水。

產(chǎn)品分析成分保證值：≥200億cfu/g，水份＜15%。

在管理好的情況下，能夠產(chǎn)生高溫的菌種（70℃左右）并能夠持續(xù)產(chǎn)熱可以減少墊料的面積（體積），如產(chǎn)熱一般的菌種（最高溫低于60℃）每50立方墊料每天才能消納1立方糞污，高溫菌種可以做到15-30立方墊料每天消納1立方糞污，差異顯著。（注意：由于發(fā)酵床墊料的溫度是隨著水份、養(yǎng)份、墊料厚度等不斷變化的，數(shù)據(jù)僅供參考，不作為承諾的依據(jù)）

本品是專門針對異位發(fā)酵床（也叫場外發(fā)酵床、舍外發(fā)酵床、不接觸式發(fā)酵床）養(yǎng)殖糞污降解需要而設(shè)計的專業(yè)產(chǎn)品。具有相互協(xié)同、溫度上升快且持續(xù)性長、分解糞污速度快、降低氨氣臭味、對人畜及環(huán)境無害等特點，完成發(fā)酵的墊料可以成為較好的有機肥。

【用法用量】

菌種激活：將本品1包（200g）放入20公斤35-40℃溫水中，加入2公斤紅糖，覆蓋簡單密封（不需要嚴格密封，產(chǎn)氣大時可以透氣出來）并進行適當保溫，激活24小時以上備用（72小時以上效果更好），菌種激活進行密封可以保存半年。

異位發(fā)酵床新墊料初次使用菌種：墊料厚度建議不低于1.2米（推薦1.5-2.2米，翻耙深度建議90厘米以上），將激活菌種1公斤兌水10公斤用于5立方墊料中，本品1包激活菌液可以用于約100立方墊料。噴淋墊料表面后啟動翻耙機（翻拋機），菌種接入發(fā)酵床墊料中后24小時內(nèi)要將新鮮糞污噴淋到墊料上并進行翻耙，墊料總體含水量不能超過60%。

補充菌種的操作：發(fā)酵床新墊料初次接種一般使用3個月左右或者臭味加重、分解變慢、溫度下降（墊料中下部低于45℃），就需要再次補充菌種。將激活的菌種兌水噴灑到墊料表面再啟動翻耙機即可，每100立方墊料補充本品1包激活菌液。

【注意事項】

1.含水量太多的糞污不適合運用到異位發(fā)酵床上，因此建議從源頭減量的養(yǎng)殖場使用，主要是做好雨污分流、飲污分流、不沖水的模式運用異位發(fā)酵床技術(shù)（除動物糞尿外，不另外增加含水量20%以上的新鮮糞污）。噴淋到發(fā)酵床墊料的糞污要遵循少量多次的原則，確保含水量不超過60%，且建議每2-3天噴淋1次，確保有足夠的新鮮糞污讓微生物能夠持續(xù)工作。

2.墊料形成安全的糞污資源化有機肥建議結(jié)合當?shù)亓畠r的秸稈資源、食用菌渣等，建議不超過6個月更換1次墊料作為有機肥，墊料使用時間過長，有可能會導致重金屬和鹽分超標，形成新的危廢。

3.如果養(yǎng)殖欄舍內(nèi)使用較重的化學消毒劑、生石灰和燒堿等，可能導致異位發(fā)酵床無法正常工作。

4.異位發(fā)酵床應該是四周、屋頂都是采用透明封閉模式材料（頂部側(cè)面有透氣縫隙），方便室內(nèi)溫度提升，促進水份蒸發(fā)。

【包裝規(guī)格】200克/包（市場零售價120元/包，相當于每立方墊料成本1.2元），60包/桶。另還可以根據(jù)客戶需要提供產(chǎn)品的核心料、靈活定制各種規(guī)格的產(chǎn)品或者散裝產(chǎn)品，具體請與我們的客服進行聯(lián)系。

【貯存】陰涼、干燥保存。

【保 質(zhì) 期】24個月（于通風、陰涼、干燥處存放）

【視頻】異位發(fā)酵床使用專業(yè)高溫菌種發(fā)酵現(xiàn)場

【視頻】采用漏糞板+自動刮糞+異位發(fā)酵床4個月更換墊料模式解決環(huán)保與糞污資源化

視頻內(nèi)容：漏糞板+異位發(fā)酵床采用自動刮糞后抽送到異位發(fā)酵床發(fā)酵，4個月重金屬不超標前墊料作為有機肥進行銷售，不斷循環(huán)進行。

當前異位發(fā)酵床存在很多的爭議，最主要的是墊料使用3-4個月就存在重金屬嚴重超標，成為新的危廢。怎么來解決這個問題呢？答案是重金屬超標前更換墊料。

這就是需要周邊有豐富墊料的區(qū)域才適合采用異位發(fā)酵床，如一些地區(qū)屬于林區(qū)，鋸末便宜豐富，一般每立方僅需60元左右，將鋸末作為墊料用于異位發(fā)酵床上后，4個月變成約0.7立方的有機肥，市場價格在300元/立方，銷售收入達到210元，減去購買60元成本，毛利在150元，形成了良性循環(huán)模式。

如果墊料成本大于180元/立方，就建議不采用異位發(fā)酵床模式，因為要考慮重金屬超標問題需要頻繁更換墊料，規(guī)模養(yǎng)殖場是需要較大的開支來購買墊料的。

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