规模化奶牛场牛粪资源化利用的效益分析

杨永军，刘 霞，张佐忠，张心壮，张 玉

（1.巴彦淖尔市农牧业科学研究院，内蒙古 巴彦淖尔 015000；2.巴彦淖尔市临河区农业种子管理站，内蒙古 巴彦淖尔 015000；3.内蒙古农业大学动物科学学院，呼和浩特 010018）

就目前我国畜牧业发展的状况来看，奶牛养殖在我国畜牧业发展中占据主导地位。奶牛养殖给人们带来丰厚收益的同时也产生了一系列问题。其中，由牛粪的堆积而产生的环境污染问题已经成为困扰人们生活的主要问题。如何在奶牛养殖业实现规模化、集约化发展的同时开发牛粪的生物化资源，并将其有效利用是人们需要研究和探索的。

1 牛粪生物资源的利用现状

牛粪同其他生物粪便一样，本身富含矿物质和营养元素。它本身的属性是质地细密，发热量低，在同类生物粪便中较为特别，属于迟效性肥料[1-3]。所以，牛粪的综合利用效率在同类生物粪便中较高。对它的利用方式多种多样，但是每种方式利用效率不尽相同。有的利用率高，有的也相对较低。下面对当前主要的奶牛粪便资源化利用方式及其利用效率加以分析和比较，以设计出最优的粪便资源化利用方式。

1.1 转化成有机肥料

这种转化方式将生物质能最大限度地保存，方法实用，利用效率高。1000头规模的牛场，年产总粪量7300 t，牛粪含水量按70%计，生产的有机肥水分含量按14%计算，理论上可生产有机肥2546 t，目前有机肥料每吨售价800元，每生产1 t有机肥料产品，扣除设备投入折旧、生产管理和销售成本（350元/t），每吨可获利450元。1000头规模牛场牛粪生产有机肥效益可达114.57万元。从经济效益的角度来看，将牛粪转化为有机肥这种方式是非常可取的。对于畜牧业养殖人员来说，这无疑是一笔丰厚的收入，在处理粪便污染的同时，创造了经济效益。近几年，这种方式来以其能够带动经济效益的特点一直被大型畜牧业养殖场所使用。但是无论什么方式都存在弊端。这种方式不适用于中小型畜牧业养殖场，对于奶牛的集约型、规模性养殖的要求较高，对于粪便转化的技术要求同样苛刻。专业设备造价和技术，人工等成本是中小型养殖场难以承受的。对于这种现状，只有在集约化、联合化生产的程度进一步提高的情况下才能够得到改善。

1.2 生物转化利用

利用奶牛粪便作为原材料，生产生物资源这一方式在当前市场上具有广阔的前景。目前，市场上蚯蚓的价格是36元/kg，蚯蚓每年可收集3～5次，每垅年可收获蚯蚓500 kg，1000头规模的牛场，年蚯蚓总产量15 t；蚯蚓转化牛粪的转化率按45%计算，蚯蚓粪以含水量20%计，年收获蚯蚓粪657 t，市场价格是400元/t，去除2名饲养人员年工资，综合蚯蚓和蚓粪收入两项收益剩余可达50.4万元。从经济效益的角度考量，将牛粪的内在价值转化成另一种生物质能，从而创造市场价值，将奶牛粪便的边缘价值充分发挥出来。蚯蚓是蛋白质产物的优质源泉，蚯蚓粪也是一种高效的有机肥料，可以用于种植果树、蔬菜等，而且不会对环境产生二次污染[4-5]。虽然这种方法在理论上相比于其他生物转化方式效益显著，但是也存在一定的弊端。前期灭菌、脱水、收蝇蛆具有一定的技术难度，而且操作起来需要一定的专业素养和专业知识，使得这种方法难以得到大范围的推广和应用。其常见于技术相对成熟的大型养殖场，中小型养殖场并不适用。

1.3 牛粪做牛床垫料

牛粪做牛床垫料有利于降低粪污自然发酵过程中释放的CH4，间接减少碳排放量。同时，营养调控的手段减少奶牛养殖过程中氮磷排放，这两项技术显著提高规模化奶牛场的经济效益[6]。据测算，每减少1 t CH4的排放，相当于减少25 t CO2的排放，而相应的碳素利用率也得到提高。按1000头泌乳牛规模计算，一天共产粪量25 t，1 t牛粪排放的CH4约24 t，则1000头泌乳牛每天排放的CH4约600 t；而采用发酵牛粪做牛床垫料，每天可减少一半的CH4排放量，即减少350 t的CH4排放量，相当于7500 t CO2的排放。这种方式不仅有助于节能减排，而且从未来碳交易角度来看也具有巨大的经济效益。未来碳交易形式将会越来越严峻。这种方式可以从根本上提高碳素的利用效率。

1.4 物理干燥转化技术

干燥法分为自然干燥法和机械干燥法，自然风干法在饲养场中很常见。一般的操作方式是将牛粪原料混合麦麸，搅拌均匀，摊平在地面上，每隔一定时间翻动，让它在自然环境下风干，此法成本较低，操作便捷，受到天气、湿度的影响较大，而且很容易造成环境污染。这种方式是在纯自然环境下进行的，操作稍有不慎就会导致原料泄露，造成二次环境污染。干燥法的第二种方式就是机械干燥法，采用设备进行干燥处理，可以达到灭菌，除臭的作用，由于其操作简便，成本较低，该方法被广泛运用到牛粪处理中。

2 生物资源利用的效益分析

生物资源利用的效益分析对于生物质能转化和牛粪生物质能转化利用的发展有着重要的意义。就内蒙古地区的实际畜牧业养殖情况来看，一般采用干燥法的处理方法。这种方式适用于规模不大的畜牧业养殖场，方式比较原始，容易操作，成本低廉，满足内蒙古地区的实际经济状况。但是，这种方式对规模化畜禽养殖场污染物减排的作用不大，难以实现固体废物无害化、资源化利用，无异是一种浪费。产生这种问题的根本原因是生产力水平与市场需求之间的不平衡关系。当地对奶牛粪便的处理方式不能够满足规模化、集约化的市场需求。为了解决这一问题，首先应该明确市场的导向，由市场导向引发民间的技术改革，形成奶牛粪便处理流程的产业化效应，将单一的奶牛粪便处理整合成一条完整的产业链。从处理源头生物质能的转化，再反馈到市场，形成经济效益。不管是上游粪便原材料供应者还是生产者乃至中间商和消费者都会在每一个环节受益。这就使得原本是被动的处理奶牛粪便，变成了主动的变废为宝。所以，在生物资源再利用的过程中引入市场经济导向，对于激发养殖者的积极性和主观能动性有着重要的意义。

当前，主要的处理技术有畜禽养殖场“生态营养饲料”研发技术、养殖场污水“物化—生化联动处理技术”、厌氧—好氧两用技术、养殖场粪污“固态粪污高温发酵技术”、粪污发酵因子控制技术、再生资源循环利用技术、蚯蚓有机养殖技术和新产品开发技术等，不一而足[7-9]。但是，部分养殖者的知识水平有限，接受高科技事物的适应性较低，导致一些先进的牛粪处理技术没有很好地植根于基层，造成人力和物力的浪费，不利于解决规模化畜禽养殖场污染物减排、养殖废水低能耗运行的问题。

3 结语

本文以1000头规模的养牛场为例，分析了牛粪的资源化利用效率，计算其投入和产出，研究了规模化生物质能处理技术对牛场牛粪资源化利用的经济效益。研究发现，生物资源综合利用技术确实能够提高再生资源的利用效率，进而实现养殖场废弃物的无害化、资源化综合利用。内蒙古应明确地区特色发展思路，因地制宜进行废弃物综合利用，发展环境友好型畜牧业，实现畜禽养殖与资源环境的和谐共生。