发酵床生态养牛技术研究进展

符世雄，孙新明

(安顺职业技术学院，贵州 安顺 561000)

近年来，我国养牛业不断向集约化、规模化方向发展，牛代谢所排放的恶臭气体、氮磷、有害病原微生物和重金属元素等严重威胁畜禽和人的健康，制约着我国养牛业的健康可持续发展。因此，养牛业迫切需要一种新型养殖模式。发酵床养牛技术是集微生物、环境卫生营养、土壤肥料等于一体的一种新型、安全、环保、健康的生态养殖模式。与传统拴系饲养相比，发酵床养牛是实现生态、高效、绿色、经济的有效途径，应用前景广阔。

1 发酵床养牛的意义

据统计每头成年牛的排粪量为30～40 kg/d，约等于20头猪的粪便量。虽然牛排粪量大，但微生物对牛粪的降解速度快。牛的疾病与养殖环境密切相关，特别是水泥地板或栓系式饲养对牛的生长发育影响较大。乳房炎、不孕症、肢蹄病和营养代谢性疾病是影响我国乃至全球奶业发展的4种重要疾病，发酵床养牛能降低前3种疾病的发病率。发酵床是利用自然界中的多种有益微生物，将秸秆、秕壳、锯末及农林副产品等按照一定比例混合所制成的垫床，通过定期翻抛或家畜自由活动，使粪尿与垫料混合发酵，其排泄物被微生物迅速降解。与传统拴系养殖相比，发酵床养牛不用建造沼气池，不需要进行清扫，能节省50%以上劳动力，降低舍内NH3浓度，降低呼吸道疾病，牛肉和牛奶品质得到提升。该技术的示范推广，为破解畜禽粪污资源化利用，发展生态循环种养探索出了一条低投入、高产出、零污染的资源化利用途径。目前，发酵床技术在养鸡、鸭(鹅)、兔等上面得到推广应用，在养猪业应用较为广泛。

2 发酵床养牛原理

发酵床养殖又称之为畜禽粪便原位降解健康养殖，是一种实现畜禽粪便原位降解的生态环保养殖模式。发酵床养牛是在经过特殊设计的牛舍里填入有机垫料，利用微生物有氧呼吸的原理，通过垫料和畜禽粪便协同发酵作用，发酵床中的有益菌群以有氧呼吸为基础对牛的排泄物和有害气体迅速氧化分解为CO2和H2O，并产生大量的热量，消除恶臭，抑制害虫及病菌，实现牛舍(栏、圈)无异味、免冲洗，达到无污染、零排放的目的。微生物发酵产生的热量能促进垫料中水分蒸发，使发酵床维持正常运行状态。通过发酵床的分解以后，畜禽粪尿中的有机物质得到充分降解，完全实现雨污分流，是一种无污染、无排放、无臭气的新型环保生态养殖技术，采用该技术养殖牛，牛只能够自由活动，较同饲养周期、同饲养水平可增重5%，且成本低，耗料少，无污染。

3 技术要点

3.1 牛舍的建造

养牛场的科学设计与布局是实现养殖现代化的一个重要环节。牛场建设应选择地势高、排水通畅、背风向阳、环境安静，具有一定坡度的区域，一般要求牛舍东西走向坐北朝南。牛栏基底部要有实质性墙体阻隔，以防垫料抛洒到外面。夏季准备遮阳网，冬季用卷帘布。夏季放下遮阳膜，卷起四周卷帘，形成扫地风，可以通风降温。为防止夏季圈舍高温，设计时应配备降温设备。料槽与水槽要设计合理，在饮水器下面要设一排水沟，以防饮水器中的水流入到发酵床导致垫料湿度过大。在牛床后应设置发酵床并预留3.5 m宽通道，方便后期翻刨机械进出发酵床定期翻刨。

3.2 发酵床的制作

3.2.1 发酵菌种的选择 要选择专用有益菌或商品菌种接种于垫料。发酵床一般由复合菌剂和垫料构成。复合菌剂包括酵母菌、乳酸菌、光合细菌、丝状菌、放线菌和黏菌等，菌种接种密度取决于垫料的厚度及饲养密度。

3.2.2 发酵床类型选择 按照微生物的来源可将发酵床分为土著菌发酵床、自然发酵床、菌种接种发酵床及林荫落叶垫料发酵床等。菌种接种法和土著菌法需要经过菌种采集、分离、制备与接种。菌种的采集和扩繁，可使用麦麸作为扩繁原料。菌种接种法需要对优势菌种进行选择，另外还需喷洒营养液。而林荫落叶垫料法因落叶资源受季节影响，推广存在一定的局限性。自然发酵床是利用木屑、泥土、粪便、青草及所含微生物制成，不需添加菌种和喷洒营养液。土著菌发酵床是利用土壌中有益微生物与垫料等按比例混合而形成发酵床，在有氧条件下将粪尿快速分解。

按照垫料所处地理位置可将发酵床分为地上、地下和混合式。地上式垫料池，适合地下水位和气温高，雨水容易渗透的地方；地下式垫料池，适合地下水位低、排水通畅、雨水不易渗透的北方地区；混合式发酵床，综合了地上式和地下式的优点，应用效果和建筑成本介于二者之间。垫料池的形式可根据地理状况因地制宜进行选择。

按照养牛时垫料的含水量差异及垫料是否需要提前发酵，可分为干撒式和湿式(提前发酵模式) 2 种，湿式发酵床应用上缺陷较多且工序复杂，生产中一般选用干撒式发酵床。垫料应选择吸水性较强、透气性较高、耐腐蚀、适合菌种生长的材料。垫料主要成分多是稻壳、锯末、米糠、粉碎桔杆、树皮木屑碎片等。含有防腐剂、发霉变质和腐败的材料不能作为垫料使用。生产中要根据不同情形科学合理确定稻草、秸秆及益生菌的使用量。

3.2.3 垫料的制作 选择合适的垫料是发酵床技术的核心。垫料厚度夏天为60 cm，冬季为80～100 cm。垫料底层可先铺30～40 cm的碎玉米秸秆、碎木花，中间一层铺上稻草、锯末和稻壳等，然后按0.5～1.0 L/m2喷洒发酵菌(液体)，充分混合搅拌均匀，使垫料水份保持在40%～50%，便于微生物发酵，保证有益菌大量繁殖。较上面用干的碎秸秆覆盖5 cm，发酵好的垫料摊开整平，3 d即可使用。进牛之前要预先发酵，使材料的温度达50℃，以杀死病原菌和寄生虫卵，而50℃高温有利于乳酸菌、酵母菌、光合细菌等益生菌的繁殖。后期每次铺垫垫料约10 cm，隔15 d添加一次，注意保持垫料干燥。垫料的填装或铺设形式应根据使用材料来确定。

3.3 日常维护管理

发酵床一般可以使用2～3年，做好发酵床的维护管理可有效地延长发酵床的使用寿命。一是根据使用情况及时补充垫料。牛会采食发酵床表层较细碎的秸秆，当看到垫料明显减少时应及时补充。牛的体型大，发酵床厚度应该保持在25 cm以上，避免因发酵床过薄而不能正常发酵，发酵床容易塌陷，当垫料下沉超过10 cm或垫料减少量达到10%后就要及时补充。微生物菌群在降解粪尿时会造成垫料损耗，此时应补充和清理无法使用的垫料，将新旧垫料混合均匀，保证菌群对粪尿分解的活跃度。二是要定期翻抛，保证发酵床的透气性。在使用过程中要特别注意发酵床垫料的温度、湿度和板结程度的控制。为防止垫料板结形成“死床”，可采用稻壳作为垫料，一般7～10 d对垫料翻抛1次，60 d左右进行一次深翻，增加垫料中的含氧量，保证有益微生物的繁殖促进粪便快速消化。发酵床表面温度控制在25 ℃左右，冬季可以起到保暖作用。三是要控制好饲养密度。常规的发酵床垫料不能承受牛强大的重力。发酵床的饲养密度要根据牛的体重来确定，一般体重100 kg左右的2 m2/头，400 kg的4～5 m2/头，500 kg以上6～7 m2/头。四是要控制好垫料的水份。在使用过程中应注意水分调节，可将垫料用手捏紧后松开，感觉蓬松且迎风有水气时较为适宜。五是定期补充菌液。一般7 d补充1次，翻抛垫料和喷洒菌液应同时进行。

4 技术优势

4.1 减少粪污排放量

微生物菌群可快速分解牛的粪尿，不用对牛舍进行冲洗，避免冲洗过程中污水的排放，实现生态养牛无臭味、零排放。另外，发酵腐熟后的粪污用作有机肥，构建资源化循环利用的种养结合模式，减少粪污的排放量。微生物菌群能将粪尿降解为氮、钾、无机盐，减少NH3、H2S等气体产生，空气质量得到改善。安志民等研究表明，发酵床牛舍H2S和NH3浓度显著低于传统牛舍，对改善牛舍空气质量具有重要作用。

4.2 提高牛的动物福利

发酵床养牛通过微生物发酵对牛的排泄物进行降解，改善牛场的环境卫生。微生物发酵产生热量促进舍内的水分蒸发，冷暖空气形成对流，使牛舍保持最佳状态。李晓锋等研究表明，发酵床养殖过程中动物粪尿被微生物吸收分解，显著减少恶臭，明显改善了畜禽的生活环境。长期的栓系饲养会让牛的行为受到限制，发酵床垫料松软，牛可以自由活动和采食，有利于提高动物福利，减少应激反应。使用发酵床以后乳房炎、不孕症、蹄病和营养代谢性病的发病率显著降低。发酵床在预防牛的瘸腿和关节损伤方面比栓系饲养更有优势。

4.3 提高养殖效益

一是节约牛场建设成本，不再修建排污管道，无须购买粪污处理设施设备，治污成本投入降低。二是牛粪尿被微生物分解转化为可被牛食用的菌蛋白质，且牛胃肠道内的有益菌能够分解秸秆中纤维素和半纤维素等，可以增加粗饲料的比例，减少精料用量，提高了饲料转化率。三是节约劳动力和水电等，减少牛舍管理成本。微生物对牛排泄物的降解，不需要人工对排泄物地清扫和冲洗，可节约用水90%以上。四是减少疾病发生，降低治疗及用药成本。发酵床养牛不需要用水冲洗栏舍，每头牛节约水费约12元。同时，治疗药费、消毒费等节约10元。

4.4 提高免疫功能

益生菌进入牛胃肠道后，可刺激淋巴器官发育，分泌抗体，提高牛免疫力，降低疾病发生率。发酵床中含有大量有益微生物，能抑制有害微生物的繁殖，牛采食含有益菌的秸秆后，发病率降低，用药量减少。发酵床垫料中有益菌群利用牛粪尿进行大量繁殖，形成菌体蛋白，改善胃肠道菌群结构，促进牛的生长发育。研究表明，发酵床牛舍较传统牛舍腹泻发病率降低6.8%，肺炎发病率降低24.1%。

4.5 提高生产性能及牛肉品质

发酵床养牛可使牛舍保持相对稳定的温度和湿度，牛舍无臭少蝇，生长环境舒适，使用玉米秸秆作为垫料，可提高牛的生长速度。发酵床为牛群创造了舒适的环境，牛群可以在干净清洁、温暖松软、无异味的牛床上生长，牛的生产性能得到最大限度发挥。同时，发酵床养牛用药少，降低了牛肉及奶制品中的药物残留，提高了牛肉和牛奶品质。

5 存在的问题及建议

5.1 存在问题

5.1.1 受季节影响大 夏天温度过高不利于牛的健康生长，发酵床主要靠垫料里的微生物进行发酵，而温度高的时微生物相对活跃，所以夏季发酵速度比较快，垫料更换频繁，牛舍内环境温度上升，会导致牛的生产性能下降。温度低则会慢一些，所以冬季有时会出现牛粪的分解速度比不上产生的速度，最后造成粪便堆积的情况。因此，该技术更适用于北方寒冷地区，而对于高温高湿的南方地区，需要加以改进才能取得良好的效果。

5.1.2 消毒与疾病防控存在矛盾 在牛舍内使用抗生素类药物和化学消毒药品，会使发酵床微生物活性降低，甚至杀灭微生物。当牛场发生疾病时，若不用药牛的成活率和饲料转化率均降低，发酵床中微生物不能抑制病毒，仅靠隔离治疗不能有效控制疫病。用药会将垫料中有益菌群杀灭，对发酵床造成毁坏，细菌或病毒可能长期存在发酵床上，若牛再次发病将对牛场造成更大损失。

5.1.3 有害物质及毒素残留 牛床垫料长期使用后，大量重金属、抗生素、亚硝酸盐、霉菌毒素等会在垫料中聚集。牛采食含毒素的垫料后会引起抵抗力下降，免疫功能降低，生产性能下降。李倩倩等研究发现，霉菌毒素残留会影响牛的生产性能，导致免疫机能下降，诱发其他疾病。张曼等研究表明，过量的重金属可损坏有益菌群，影响微生物对粪尿的降解作用。

5.1.4 制作成本偏高 发酵床建设需要大量生物菌剂及垫料投入，菌液用量增加，菌种的投资成本就会增大。另外，在生产中还会用到农用机械。目前，菌种的价格较高，1次性菌群投放费用为100～150元/m2，而大量锯末的获取也存在一定困难。在日常维护中需定期喷洒菌液，垫料中的有益菌群会因牛发病用药而大量损失，此时补充菌液成本增加，存在投入与收益不成正比的风险。

5.1.5 推广应用效果存在差异 发酵床养牛技术在干乳期奶牛和肉牛上应用较多，但处于泌乳期的奶牛使用效果不佳。因泌乳牛粪便较稀且含水量大，容易导致微生物发酵分解受阻。发酵床养牛技术在国内刚起步，要求较高，垫料的选择、疾病防控、管理维护等方面应根据不同地区制定不同的方案。

5.2 建 议

在实际应用中，要控制好牛的饲养密度，密度较高会导致粪尿累积超出负荷而停止发酵。牛的体型及重量大，踩在垫料上容易造成板结，故牛群须以散养为主。另外，可在饲料中添加一些微生态制剂，利用粪便对床体进行补菌，提高牛的免疫力和饲料转化率。牛舍选择、菌种使用、垫料厚度、养牛模式均要适宜。要注意发酵床运行中的疫病防控、日粮搭配及动态调整。发酵床养牛技术在生产上有很多优点，但各地自然环境不同，推广应用效果差别大，推广该技术前要做好环境考察及成本核算，可结合生态休闲观光农业进行农旅一体化打造。

6 展 望

发酵床养牛是一项生态化、环保化的新型生态养殖技术，是对杂草及秸秆的进一步开发利用，生态环境效益好。发酵床技术具有耗料少、发酵过程动态持续等优点，实现了资源的综合循环利用。目前该技术尚未制定国家和地方标准，在国内处于发展初期，相关的报道较少，发酵床养牛面临的热应激和疫病防控等难题还有待进一步研究，推广应用中还存在一些不足，需要广大科技工作者不断探索实践，加快科研攻关，开发具有地方特色的发酵床养牛技术，为我国养牛业的健康可持续发展提供新的战略和模式。