牛粪的资源化利用方式

朱晓瑞，王 宇，焦志欢

（1.滑县动物疫病预防控制中心，河南 滑县 456400；2.滑县动物卫生监督所）

近年来，随着我国畜牧业持续稳定发展，以及产业结构的调整，养牛业得到快速发展。然而，养牛所产生的粪污已构成对生态环境的破坏。加快对牛粪的资源化利用，将有效缓解农业面源污染，实现对生态脆弱区生态环境和水质安全的保护，从而推进养牛业的可持续发展。因此，对牛粪的处理和资源化利用迫在眉睫。

1 牛粪的特点

牛粪的粪质细，含水量高，通气性差，分解缓慢，发酵时温度低，故称其冷性肥。牛粪中含有粗蛋白质10%～20%，粗脂肪1%～3%，无氮浸出物30%～40%，粗纤维25%～35%。牛粪中养分含量低，特别是氮素含量低，碳氮比大。所以，牛粪一般作底肥施用，对改良质地粗、有机质少的砂土，具有良好效果。另外，牛粪稍风干后加入3%～5%的钙镁磷或磷矿粉混合堆沤，可加速分解。

2 牛粪的饲料化利用

研究表明，牛粪中含有较多的营养素和大量的有机质、维生素K和维生素B2，因此，牛粪的营养价值相当于优质干草，可以做畜禽日粮的组成部分加以利用，所以，饲料化利用是牛粪综合利用的重要途径之一。但因牛粪中有未彻底降解的纤维素及混入的垫料杂草等杂质，所以牛粪需要经过适当处理后方可利用。处理不仅能杀死其中的病原菌、改善适口性，还能有效提高其中的蛋白质消化率和代谢能。目前常用的将牛粪饲料化的处理方法有发酵法、分解法和干燥法。

2.1 发酵法

发酵法是指在牛粪中加入某些微生物菌剂或酶制剂以及其他辅料，然后在适宜的温度下持续发酵，将发酵完毕的产物饲喂猪、鸡、鱼等。

常见的方法是将牛粪进行青贮发酵。鲜牛粪不仅含有大量的粗蛋白、粗脂肪，并且有相当数量的容易发酵的碳水化合物，可以和其他作物秸秆、饲草等粗饲料按照1:1比例一起青贮。这种方式不仅无异味、简便易行，还可以提高适口性和吸收率，而且通过发酵将部分非蛋白氮转化成蛋白质，防止蛋白质的过多损失，并灭杀绝大部分的病原微生物。

2.2 分解法

分解法又叫昆虫法，是指利用蝇、蚯蚓等低等动物来分解粪便，达到既增加动物蛋白质，又能分解粪便的目的。例如将牛粪进行简单处理后来培育蛆虫，然后再用蛆虫饲喂禽类，既可以快速提高生长期禽类的体质量，也可满足产蛋期禽类所需的动物饲料蛋白，极大地节约饲料成本。再如，用牛粪饲养蚯蚓。据测算，每平方米的牛粪培养基可以收获新鲜蚯蚓1.5 万～2 万条，达30～40 kg。这种方式生产的蚯蚓既是优质的动物饲料蛋白来源，也可用于生产鱼饵料，还可用于医药等行业。培育蛆虫、蚯蚓后的牛粪仍可做肥料施用，且肥效不减。分解法处理牛粪比较经济，生态效益显著，但前期粪便需要灭菌、脱水处理，后期收取蛆虫、饲喂蚯蚓技术要求较高，且对温度要求比较严格，难以全年生产。

2.3 干燥法

干燥法又分为自然干燥法和机械干燥法。自然干燥法是将新鲜牛粪单独或掺入一定比例的米糠或麦麸拌匀后，摊在水泥地面或者塑料布上，及时翻动，让其自然风干，晒干粉碎后，配合其他饲料进行饲喂。自然干燥法操作简单，成本较低，但受季节天气影响较大，而且容易造成环境污染。机械干燥法是指采用专门的机器设备对粪便进行干燥，达到干燥、灭菌、去异味的目的。机械干燥法虽然购置机械成本较高，但操作简单，不受季节天气影响，且比较环保，是目前推广应用较广泛的干燥方法。

3 牛粪的肥料化利用

牛粪中含有丰富的有机质及多种微量元素，是很好的有机肥原料来源。牛粪经过发酵制成有机肥还田，有利于提高土壤的有机质和肥力，还能改良土壤结构，改善土壤理化环境和微生物环境，起到化肥无法起到的作用。

3.1 堆肥发酵

牛粪质地细密，含水量较高，分解缓慢，发热量低，属于迟效性肥料，所以要特别注意以下几点：一是先行脱水。牛是草食性动物，粪便中含有大量的纤维素类物质，不利于升温发酵，所以对堆积发酵的牛粪要先进行脱水处理；二是添加辅料。堆肥发酵过程中添加秸秆、谷壳、麦麸、锯末等辅料，一方面来调节物料的水分含量，另一方面调节碳氮比，还可以让物料更加疏松，有利于空气流通，输入氧气，加快发酵过程；三是发酵方法。最常用的是有氧发酵，除非极端风雨天气，一般不用塑料布覆盖，但可以覆盖些稻草，既有利于空气流通，也可以起到一定的遮挡作用。另外，堆肥要达到一定的高度，如果堆积高度不足，堆积效应（棉被效应）不足，升温就会困难，发酵就难以成功。再次升温后，要及时翻堆处理，可有效加快发酵速度；四是添加菌种。选择合适的发酵菌种，不仅能提高发酵成功率，加快发酵速度，增加有机肥营养，还能灭杀病原微生物，消除异味。

3.2 厌氧发酵

牛粪在厌氧环境中经过产酸菌或产甲烷菌厌氧发酵后可以产生沼气。研究表明，每千克干牛粪可以产生大约0.3 m3沼气，沼液、沼渣还可以用作肥料。生产沼气需要严格的厌氧环境，建造一个不漏气、不漏水、封闭的沼气池是牛粪生产沼气的关键；其次，要有足够且质地优良的接种物，池中要有不低于牛粪发酵液30%的接种物，一般常用老沼气池的沼渣（沼液）、粪坑沉渣、阴沟污泥等。再次，要达到必要的发酵温度和酸碱度。沼气发酵菌种虽然产气温度范围较大，但温度越高，产气量越多，35 ℃时最佳，因此在冬季保持池内温度在8 ℃以上是非常必要的。因为沼气发酵菌种最喜欢中性或微碱性的环境，所以沼气发酵过程中，发酵液的配合值控制在6.8～7.5之间，最适宜发酵菌的繁殖。最后，要注意发酵的浓度和碳氮比。牛粪的碳氮比较高，20∶1～30∶1适宜沼气生产，可以通过与人粪尿进行配比的方法调节，配比一般为4∶1，另外，发酵浓度要满足6%～10%。发酵比和发酵浓度要随着季节进行适当调节，夏季温度高，可以适当调低，冬季调高。

4 牛粪的能源化利用

4.1 热解化利用

西藏以及草原地区的人们直接收集牛粪，晾干后作燃料直接燃烧，用来做饭取暖使用。这虽然是牛粪能源化利用的最简单直接的方式，但这种方式对牛粪利用不够充分，并且容易造成空气污染。现代集约化规模养殖场产生的大量粪污，因含水量高，干燥比较困难，必须对其进行处理转化，才能用作燃料。

把牛粪和燃煤按照小于4∶6的比例进行混合压制蜂窝煤，其燃烧后大气污染物产生量明显低于燃煤。还可以利用牛粪添加适量木屑烧制成为活性炭，可以作为工业生产的优质原料，既充分利用了牛粪，也节约了大量的其他能源，既经济又环保。

4.2 生产沼气

厌氧发酵获得沼气是目前研究最多、最具发展前途的牛粪处理方式之一。例如在1989 年，美国加利福尼亚州建立了一个燃烧牛粪的发电厂，利用电厂附近的一个巨型养牛场每天产生的牛粪燃烧发电。这家牛粪发电厂每小时燃烧40 t 牛粪，可发出1.6 万kW 的电力，每年可获得800 万美元，5 年多就能回收4 600 万美元的投资。除生产电力外，每天产生约160 t灰渣，卖给公路建设部门用于铺设路基，有的用作农田的肥料，有的还可作为污水吸附剂。

4.3 其他燃料化方式

牛粪作为一种纤维素含量比较丰富的原料，其应用价值应得到更为充分的体现。经科学家的不懈努力，将牛粪中的木质纤维素进行预处理转化为糖，进一步发酵成酒精，可作为乙醇化的原料。

5 牛粪的其他利用方式

5.1 栽培食用菌

双孢菇是一种非常具有经济价值的菌类，但是因对生长环境的苛刻要求，致使其产量非常低，而牛粪却是一种非常适宜生产双孢菇的原料。牛粪含有丰富的有机质和氮、磷、钾等元素，在其中加入含碳量较高的秸秆，再适当添加辅料进行堆料，堆制过程中产生的高温可以杀灭牛粪中的大量微生物。牛粪还可以用来栽培平菇、草菇等其他的食用菌，也都可以获得不错的经济效益。

5.2 用作垫料

牛床舒适性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。常用的几种牛床垫料中，沙子怕损坏设备，沙土易板结导致奶牛肢蹄受伤，稻壳不好买，橡胶垫太贵。而牛粪作为卧床垫料，既开拓了牛粪的利用渠道，解决了污染问题，又提供了廉价、安全的垫料，解决了牛床垫料的来源问题。牛粪干湿分离后经堆积发酵或条垛发酵无害化处理后，既卫生又安全，具有保障奶牛健康，提高奶牛卧床舒适度，减少肢蹄疾病，易于粪污处理，经济、生态、社会效益显著，在美国、以色列和加拿大等国应用都很普遍。

5.3 生产育苗土

牛粪经过无害化处理后可以用作有机土壤使用，例如配制蔬菜育苗营养土。我国宁夏地区采用牛粪和农作物秸秆发酵生产的育苗土，用于设施蔬菜育苗需要，销售良好，遍布西北地区，年销量20 万包以上，银川市场占有率达50%。□