畜禽粪便和秸秆资源化利用途径

2022-05-05 12:58傅明阳
中国动物保健 2022年2期
关键词:农作物秸秆资源化利用

傅明阳

摘要:隨着我国畜牧养殖业和农业种植业现代化发展,畜牧养殖数量逐年增多,畜禽粪污产量不断提升,与此同时农作物秸秆浪费问题也愈加凸出。笔者结合自身经验,从活性有机肥、再生动物饲料、生产沼气三个方面介绍畜禽粪污资源化利用途径,然后从秸秆还田、栽培食用菌、制成动物饲料、工业化利用四个方面分析秸秆资源化利用途径。以期为畜禽粪污和农作物秸秆的开发利用提供理论参考。

关键词:畜禽粪污;农作物秸秆;资源化利用

我国是畜禽养殖大国,截止到 2020 年底,我国畜禽粪污年产 量约 40 亿 t,规模养殖场粪污处理设施装备配套率达 93%,但仍有 40%畜禽粪污未得到有效处理和资源化利用。与此同时,我国每年秸秆产量约为 9 亿多 t,其中饲用秸秆超 1.5 亿 t,但是许多农户私 自燃烧,增加了大气中 PM2.5 浓度,还对城乡居民生态环境和身心健康产生巨大威胁。在“十四五”农业农村发展期间,国务院和农 业部通过源头减量、过程控制、末端利用治理路径推进畜禽养殖废 弃物和农作物秸秆的资源化利用,促进我国农业现代化和规模化 发展。

1 畜禽粪污资源化利用途径

1.1 活性有机肥

畜禽粪污除了富含蛋白质、脂肪物质、氮、磷、钾等元素外,还 含有有机酸、木质素、纤维素和无机盐等成分,若将畜禽粪污和一 定比例的辅料、微生物等混合、堆积发酵后会产生热量,当物料在55~70℃温度下维持 5d 左右,可杀灭粪污中的寄生虫卵、病原菌 和杂草种子等,粉碎后与适量的氮肥、钾肥、磷肥等均匀混合,通过 筛分、晒干或烘干等处理制成颗粒复合肥,这种肥料可作为商品肥 直接销售,不仅便于运输和施用,且干净、养分均衡,是变废为“肥” 的绿色途径。也有许多养殖户将畜禽粪污统一堆积发酵后直接成 为腐熟农家肥自己种植用或销售给附近的农户。腐熟的有机肥不 仅可以代替化学肥料提高农作物产量,还能降低土壤板结化问题。

1.2 再生动物饲料

由于畜禽粪污中富含蛋白质、脂肪、矿物质和微量元素等,尤 其是氨基酸含量,其和饲料中氨基酸含量相差无几,除了制成有机肥料“反哺”土壤外,还可以通过科学加工制成动物饲料来“反哺” 畜禽。

畜禽粪便可以通过鲜喂、青贮法、干燥法、氧化发酵法等再生 成动物饲料。鲜喂粪便即将新鲜畜禽粪便直接饲喂给动物,该方法简便,但需做好畜禽疾病防疫工作,必须保证畜禽粪便中无病 原微生物。如给蛋鸡饲喂新鲜貉粪,蛋鸡饲料报酬率可显著提高7.6%[1]。合理利用新鲜畜禽粪便,可以为畜禽粪污处理和养殖效 益提高提供新的途径。

青贮法是当前畜禽粪便饲料化利用的基本方法之一,操作难 度低,且制成的饲料含水量高,便于存贮。如新鲜鸡粪 + 细红苕 + 麦麸 + 玉米粉 + 骨粉 + 食盐,经过 21~35d 左右的青贮加工,可 直接饲喂奶牛,每头奶牛饲喂量为 6kg/d,干物质占全部精饲料的 50%[2],研究发现青贮制作工艺不仅能有效杀畜禽粪便中的有害微 生物,还能降低粗蛋白损失。

干燥法即将畜禽粪便通过自然晒干或机械烘干后,去除粪便臭味和杂质后,加入适量的糠麸辅料等,粉碎、过筛制成动物饲料。 氧化发酵法是利用微生物对粪便的固性物进行分解,通过氧化发酵方式去除粪污中的病原菌和虫卵。如将鲜牛粪与酒糟(比例 95:5)混合发酵后饲喂生猪,当在全价饲料中的添加量为 10%时,每头生猪饲料成本价格可降低 66.5 元,明显提高生猪养殖效益[3]。

1.3 生产沼气

我国北方养殖户会将牛粪晾干后直接燃烧,以此获取热量来做 饭或取暖,这也是粪便作为能源的最原始最简单途径。但是直接燃烧 会污染大气环境,且该种途径的能源利用途径不充分,需要乙醇化途径(预处理粪便中的木质纤维素,水解成糖,微生物发酵,蒸馏制成酒 精)提高粪便能源化利用效率。这种畜禽粪便乙醇化途径制成的酒精 就能减少粮食作为乙醇原料的浪费,但目前我国粪便乙醇化制作工 艺还不完善,大部分的粪便仍作为沼气生产原料。即粪便在厌氧菌的作用下,可把粪便内的有机物分解成有机酸,有氧条件下形成二氧化 碳,无氧形成甲烷,因此准备密闭的沼气发酵池,保障厌氧环境可收 集沼气,沼气是一种可再生资源,燃烧无污染,也可直接发电,沼渣也 可作为土壤肥料。一般沼气发酵池温度超过 20℃,每天的沼气产量 约为 0.4~0.5m3,温度越高,产气越多。

2 秸秆资源化利用途径

2.1 秸秆还田

秸秆还田方式有直接和间接还田两类,其中直接还田为机械在 田间直接粉碎秸秆,翻入到土壤深层,让秸秆作为养分改善土壤结 构。间接还田方式包括堆沤和过腹还田两种,堆沤还田是一种高温堆 肥方式,而过腹还田即将秸秆加工后饲喂畜禽,由动物腹中消化变粪 后再作为肥料还田,是一种良好的、可循环发展农业生态方式。

2.2 栽培食用菌

食用菌是一种营养丰富的真菌,具有一定的药用价值,栽培前 景广阔。传统培养土是由木屑和辅料混合,但随着木材紧缺,木屑 成本提高,秸秆作为木屑替代品可成为生产食用菌的新型培养料, 不仅提高秸秆利用效率,还为食用菌高品质生产提供物质基础。如 金针菇种植中,以棉花秸秆作为培养料(占比 25%~30%),获得的 金针菇产量和蛋白质水平明显变高。

2.3 制成动物饲料

农作物秸秆富含蛋白质、维生素、纤维素等,但是直接饲喂口 感差,家畜不愿采食,若切段切碎,在密闭条件下经过乳酸菌发酵, 可制成含水量高、营养丰富、便于存贮、适口性强的青贮饲料,尤其 是我国北方区域冬季缺乏牧草,青贮饲料可作为优质粗饲料,成为 农作物秸秆饲料化方向发展的重要途径。秸秆饲料化途径除了微 生物处理外,还有酸化、碱化、氧化等化学处理和粉碎、切短、揉搓等物理处理,经过处理的秸秆饲料,能明显提高饲料可利用营养物质含量和饲料利用率。

2.4 工业化利用

秸秆中含有大量纤维素,其中产品纤维含量大于 90%,通过合理的加工制作可制成纤维素板,若通过“逆流浸取”工艺加工,还能 将生产中产生的废水全部回收,生成有机肥、乙醇等,工艺用水循环利用,降低对水体环境的污染。另一方面,秸秆制浆造纸也是秸 秆工业化利用的重要途径,如山东泉林纸业有限责任公司构建了 基于农作物秸秆深度利用的循环经济发展模式,秸秆回收率超 80%,不仅避免了秸秆燃烧问题,还让农民有利可图,且秸秆制浆造 纸环保治理优于木浆环保标准,具有较广的应用前景。

3 结语

总而言之,畜禽粪污处理是为了绿色养殖的关键,只有通过畜 禽粪污减量处理、无害化处理和多途径资源化处理才能真正“变废 为宝”,让畜禽粪污以肥料、饲料和能量的方式为人类继续创造价 值。与此同时,随着农作物秸秆禁止燃烧后,为提高农作物秸秆利用率,各地要积极推进秸秆还田、食用菌栽培、粗饲料原料制作和 造纸工业等,做好农业废弃物的资源化利用可以进一步推动我国现代生态农业发展,也能促进农业科技化发展。

参考文献:

[1]邢攸荷,宋照霞.日粮中添加鲜貉粪饲喂产蛋鸡的试验[J].饲料研究,2000(4):34-35.

[2]兰云贤,赵智华,林鹏,等.新鲜鸡粪青贮后饲喂奶牛试验[J].中国奶牛,2002(2):16-17.

[3]郭庆宝.育肥牛粪便发酵处理替代部分全价饲料喂饲生猪效果试验[J].养殖与饲料,2020(5):25-27.DFFEC006-222D-49FC-9439-6212948A933E

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