牛粪的卧床垫料利用技术

侯世忠 （山东省畜牧总站 山东 济南 250022）



牛粪的卧床垫料利用技术

侯世忠 （山东省畜牧总站 山东 济南 250022）

随着我国畜牧业的快速发展，全国畜禽粪便产生量也迅速增加。粪便无害化处理和资源化利用的方式很多，作为卧床垫料是牛粪利用方法之一。

1 牛粪作为卧床垫料利用是先进可行的

1.1 奶牛场粪污的无害化处理和资源化利用的紧迫性 进入新世纪以来，随着奶牛数量的急剧增长，规模化奶牛场和奶牛小区越来越多，粪污的产生也越来越集中，由于农牧脱节，污染突出，粪污不仅占用场区土地，滋生蚊蝇、病害，而且污染空气、土壤和水源；不仅制约牧场生产，污染周围环境，危害居民生活，而且给牧场经营管理者带来巨大压力。探讨奶牛场粪污的无害化处理和资源化利用途径，既是环保的要求，也是节能减排、实现科学发展的要求。只有将污粪的处理和利用结合起来，才能提高奶牛场的系统效率和经济收益。

1.2 选择好卧床垫料是提高奶牛生产水平的重要环节 如何提高产奶量是每个奶牛场经营管理者关心的问题，一般要做好三方面的工作：（1）优化遗传育种；（2）加强饲养管理；（3）改善奶牛生活环境。改善奶牛生活环境中最关键的一点就是为奶牛提供清洁、干燥的牛床，提高其休息的舒适度。牛床舒适与否直接影响奶牛的上床率，从而影响奶牛的趴卧休息时间、身体健康状况，进而影响其产奶量。如果牛床是水泥地面，奶牛休息大约7h；如果牛床上有舒适的垫料，其休息时间则能达到14h以上。同时干净和干燥的牛床垫料还可减少细菌繁殖和蹄病的发生，保障奶牛的健康。

1.3 用牛粪作为牛床垫料是最佳选择 （1）将奶牛场的粪污经固液分离，液体经沼气发酵无害化处理后还田，固体牛粪经堆积发酵或条垛发酵无害化处理后作为卧床垫料，既解决了粪污的污染问题，又解决了牛床垫料的来源问题；既开拓了牛粪的利用渠道，又降低了牛床垫料成本，一举多得。（2）牛粪作为牛床垫料与其它常用垫料相比具有明显的比较优势：与稻壳、木屑、锯末、秸秆等垫料材料相比，牛粪不需要从市场购买，不受市场控制；与橡胶垫料比，不仅成本低，且其舒适性、安全性较好；与沙子比，不会造成清粪设备、固液分离机械、泵和筛分器等严重磨损，在输送过程中不易堵塞管路，不会沉积于储液池底部，不需要经常清理，将污粪制成有机肥也不会和沙子一样影响肥效；与沙土比，牛粪松软不结块，不容易导致奶牛膝盖、腿受伤，且同样有利于后续的污粪处理。牛粪作为牛床垫料既卫生又安全，具有保障奶牛健康，提高奶牛舒适度，减少肢蹄疾病，易于粪污处理的特点，经济、生态、社会效益显著，因而成为最佳的选择。这种方式在美国、加拿大普遍采用。很多牧场将产生的牛粪全部用来生产牛床垫料，除供应自己牧场的卧床使用外，还有约1/4作为有机肥施于农田，或用于蚯蚓养殖、菇业种植以及蚂蚱养殖等多渠道利用模式。

2 牛粪垫料制作工艺

据测定，非垫料或非冲洗牛粪含水量一般在80%~ 90%，另外，鲜牛粪中含有大量的病原微生物、寄生虫卵等有害物质，显然，鲜牛粪不经过降低含水量处理和无害化处理是不能作为垫料使用的。有研究表明，牛粪便的含水量主要由纤维和胶体形成致密的网状结构蓄积大量水分引起。因此，要降低含水率，首先要通过固液分离机械破坏致密的网状结构，再通过堆肥发酵发热蒸发掉部分水分，最后通过晾晒风干达到降低含水量的目的。无害化处理的方法很多，有物理的、化学的和生物的方法，目前，以采用生物的方法即厌氧堆积发酵和有氧条垛发酵的方法居多。

2.1 固液分离方法 奶牛场的粪污收集到混合池，经搅拌后进行固液分离。固液分离后的液体全部进入沼气工程，实现污水向沼液转化从而达到污水零排放。固体经堆积发酵或条垛发酵无害化处理后经晾晒风干作为牛床垫料。国内外比较成熟的固液分离设备：一是山东曹县百奥废弃物处理设备有限公司生产的山东“百奥”固液分离机，该机每小时分离牛粪浆液约40~50m3，分离出固体物5~6m3，固体物的干物质可达50%~70%。该设备可跟据固态物质的不同要求调节干湿度。山东银香伟业生物工程有限公司旭兴肥业使用该设备进行有机肥生产的实践证明效果良好，且投资较小，一个存栏1000头的奶牛场，需要1台固液分离机，再配上1台回转式格栅机，投资约需10万元，每天固液分离时间为6h。二是北京国科诚泰农牧设备有限公司的水力、螺旋式分离机，其吸收国外固液分离技术，根据国内畜禽养殖特点设计的固液分离专用设备。主机材质为铸铁件，主轴及筛网材质为不锈钢。具有占地面积小、造价低、安装方便、操作简单、运行费用低、使用寿命长等特点。工作效率与原牛粪废水的储存时间、干物质的含量、原粪水的粘性等因素有关，每小时可处理牛粪水约40~80m3。可依据牛粪的不同，调节出料牛粪的干湿度，分离出后的牛粪含干物质可达40%~50%。1000头牛场，日产生粪污水100m3，一次性投资15万元，日运行2h以内，可分离固体物5~8t。三是美国USFarm Systems公司生产的固液筛分器，在美国、加拿大的牧场中广泛应用，且取得了良好的经济效益。但投资较大，一个存栏1000头的牧场，一次固液筛分设备投资约75万人民币，每天的工作时间为2h。

2.2 条垛发酵工艺 该工艺是将干湿分离获得的含水量低于70%左右、最佳范围为65%左右的固体物料铺开排成行，在露天或者钢筋棚架下堆放，每排物料堆宽约为4~6m，高1.5m左右，采取强制通风和翻堆机翻堆给发酵料堆供氧，料堆有机物由于微生物作用而开始发酵分解碳氮营养成分，产生二氧化碳和水，同时产生热量，使堆温上升。在发酵期间，不设强制通风设备的条垛，原则上应当每隔两天翻堆一次，到第12天，将料堆摊开晾晒风干2d，水分降到约50%即可作为牛卧床垫料使用。若采取强制通风发酵的条垛，只要分别在第1天和第5天翻堆两次，到第10天将料堆摊开晾晒风干2d，水分降到约50%即可。如果想进一步降低水分，只要增加晾晒风干时间即可。这种方法多适用于大中型规模奶牛场。

2.3 堆积发酵工艺 无害化处理的最简单方法就是堆肥法，堆肥法作为畜禽粪便资源化无害化处理的重要技术手段之一，历来倍受国内外研究者重视并在生产中广泛应用。然而，牛粪的高含水率是困扰堆肥快速升温发酵的瓶颈，因此降低畜禽粪便含水率是堆肥的首要条件。要达到牛粪的快速确切发酵效果，首先要通过固液分离降低含水率至65%左右。当然，如果没有固液分离设施，也可以通过添加足量木屑、稻草等辅料，或通过烘干和晾晒将牛粪含水率降低。在适宜含水率的情况下，牛粪能依靠土著微生物菌群进行发酵，如果按3‰添加复合菌剂发酵效果更好。

具体方法是将含水率70%的固形物，堆成为顶宽1m、底宽3m、高1.2m、长5~10m的堆体，采用塑料膜盖顶，四周用土压实，堆积发酵6周后，解掉塑料膜，经晾晒风干水分达到45%~50%即可作为垫料使用。这种方法多适用于小规模奶牛场。

牛粪便堆肥是无害化的便利途径，需氧堆肥需要投入大量的人力进行翻堆，或相应要求机械化程度较高，在条件落后的牧场很难实施。美国国家环保局规定静态好氧堆肥，堆体温度达55℃以上应至少需5d，以杀死虫卵和致病菌。上述堆肥方法可以维持55℃以上的高温长达6~11d以上，可以达到无害化处理的要求。在现阶段机械化程度不高的情况下，采用分户堆肥发酵不失为一种既能降低成本、又能无害化处理和资源化利用的一种尝试。

2.4 分离及发酵应注意事项 （1）奶牛场所产牛粪尽可能快的送往固液分离处理场，以避免鲜牛粪在厂区污染环境。当然，采用干清粪工艺清理出来的牛粪不做固液分离处理也可直接发酵作垫料，但一定要降低水分。（2）注意控制固液分离后液体中的含固率在8%以下，努力减少固形物的损失，提高牛粪的利用率；（3）固液分离后的牛粪尽快运送到牛粪发酵场地，当天的分离牛粪当天运输完毕，不能拖到第二天；（4）牛粪发酵场地必须记录堆体的起止时间。上述发酵工艺时间都指的是夏季气温较高的情况下，若秋冬季气温较低时，发酵时间要适当延长。决定发酵时间长短的方法和依据是坚持温度测定，保证每隔一天测定一次温度，保证堆内55℃以上高温持续时间不低于1周，达到无害化处理的目标为准；（5）及时检测固液分离牛粪的含水率，含水率最好控制在60%左右，保证含水率不高于70%；（6）采用条垛好氧发酵遇雨雪天气时，可以采取用草苫子遮盖，也可以采取塑料布覆盖遮雨，但雨雪过后，应当及时揭开覆盖物，避免料堆出现厌氧反应。

3 牛床建造设计

3.1 隔栏 横栏离地高度以勿让牛跳入另一牛床为宜(约1.2m)，栏杆长度不宜过长，无需与牛床边对齐，可留出10~20cm。建在牛舍的栏杆一定要结实，防止被牛碰掉。

3.2 卧床 地面先用粘土夯实，再作水泥床面。如果牛床建造以土面为床底，可加少量石灰拌黄土夯实。卧床做成槽式，槽深15~20cm，目的是将垫料圈于床内，避免大量垫料散落出床外。牛床后沿与运动场水平高度为20cm，前沿一般高出运动场10cm左右。过高，则奶牛上床入睡时困难，前脚很难踏上床沿，有时还会损伤前脚关节和踔伤皮肤。下床采食时，容易蹩住牛腿，使牛脚受伤。

3.3 卧床坡度 奶牛喜卧于略有坡度的地上，牛床从后至前应有4%的坡度。牛床上的垫料也应有同样的坡度，一般在3%~5%之间。这样的坡度是模仿奶牛在草地上的自然条件的坡度，是奶牛最习惯的坡度，奶牛躺卧最舒适，也可以减少奶牛身体受到损伤的风险。同时前高后低的卧床可以方便卧床内的尿液和水流到卧床后端。坡度过大，则奶牛受重力的原因睡起来感觉不适；坡度过小，睡床内积的粪尿不易排除，积聚在睡床内，浸湿奶牛被毛，给挤奶工人挤奶带来不便，并且身处这样环境中的奶牛容易患乳房炎和已经患上乳房炎的奶牛治愈困难。

3.4 排水口 在睡床前沿左右和中间的水泥炕沿各设计一个直径约为3~5cm的长方形缺口，避免牛床积水、粪、尿过多而无法排除，保持睡床的清洁和干燥，降低了病原微生物的生长和繁衍的机会，从而减少疾病的发生。在生产中，要经常检查这三个小洞是否被堵，保证睡床不积水。

3.5 活动颈杠 距床前端150cm处，设置一活动颈杠，用以驱使奶牛站立排粪时将粪便排于运动平面上，减少污染床面。

3.6 垫料的补充 牛粪卧床垫料一般铺设15~20cm，铺平牛床。牛床投入生产时，必须按时补充垫料，保持垫料厚度。用量一般为9kg/d·头，每周添加1次；保持垫料的清洁卫生，避免牛床上积累牛尿牛粪过多引起牛床过滑，而导致奶牛摔倒，损伤肢蹄。如果做得好，奶牛在卧床上休息的时间可达到16h。

4 结语

（1）将牛粪制成牛床垫料，是连接污粪处理和提高产奶量、节省垫料开支的纽带。（2）使用上述工艺生产牛床垫料，是一种值得尝试和研究的新途径。希望这种方法对解决奶牛场经济效益低、污粪处理难等问题提供一定的帮助。（3）由于对这种方法国内研究得较少，可供借鉴的资料也不多，难免有错漏之处，仅供读者参考。

（2012–08–19）

S823.9

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1007-1733(2012)09-0026-03