畜禽粪便资源化综合利用技术研究

顾宏程 吕建云

摘要：现阶段，粪便堆肥、虫粪、沼渣等基质化利用方式，将畜禽粪污资源化利用推向了环保、高值、生态方向发展，同时也获得了相关部门及养殖群体的高度认可。本文围绕农作物秸秆及畜禽粪便资源化利用的重要性，分析了畜禽粪便资源化利用、畜禽粪便食用菌基质化工艺流程，提出了資源化利用技术推广策略，以期为相关人员的后续研究提供理论依据。

关键词：基质化利用；畜禽粪便；资源化利用

我国作为农业生产大国，拥有非常丰富的畜禽资源农作物秸秆资源。调查显示，我国每年大约有

38亿t的粪尿、10亿t的秸秆，换算为氮气约为2 800万t、三氧化二磷为1 300万t、氧化钾为2 800万t，以及大量的有机物、微量元素等。对于以上资源，若不能予以其无害化处理，将直接影响到大自然的生态环境、水源、空气等。为此，笔者以农作物秸秆、畜禽粪便展开研究，探索推广当前在全国各地已经非常成熟的草腐、粪腐食用菌粪污资源化利用技术，能够有效减少废弃资源对环境造成的严重污染，提升土壤的质量及综合经济效益。

1 农作物秸秆及畜禽粪便资源化利用的意义

1.1 资源循环利用

农作物秸秆、畜禽粪便可以成为生物质能源、沼气等可再生能源，促进了能源的可持续利用。

1.2 土壤改良

畜禽类粪便可作为有机肥料，用于改善土壤质量，增加土壤的肥力、改善土壤结构以及水分保持能力，便于进一步提高农作物产量及品质。

1.3 环境保护

通过对农作物秸秆、畜禽粪便进行有效的资源化利用，可以减少大量农业废弃物的堆放、排放，防止其对环境的污染，有助于减缓气候变化。

1.4 经济效益

通过有效解决生物质能源的生产和销售，可以给企业带来利润，促进相关产业的发展，同时也为人们提供了诸多就业机会。

1.5 促进农村发展

合理资源化利用农作物秸秆、畜禽粪便可以改善农民的收入来源，提高农村经济水平，使得农民生活质量大幅上升[1]。

2 畜禽粪便资源化利用

2.1 固体粪便堆肥技术

建立一体化利用模式：“固体粪便+污水肥料”。畜禽粪便中除了拥有丰富的蛋白质、氮磷钾、脂肪物质以外，还拥有无机盐、木质素、有机酸以及纤维素等各类营养成分。一方面，在养殖场内部设置配套的雨污分流管道、溢水导流槽、储粪棚等设施，待厌氧发酵完成处理污水作业后，依据适宜的比例，同灌溉水进行充分融合，浇筑到田地中，由此体现了固体粪便中自带的营养功能。另一方面，在养殖场内部建设专属的粪便储备棚，通过在畜禽固体粪便中加入秸秆、稻壳等辅料，利用配料、粉碎、干燥、包装等技术，将其放置在55～70℃的条件下，5 d后便可生产出优质的有机肥料[2]。并且此种有机肥料具有好氧发酵温度高、粪便处理彻底、发酵周期时间短等优势，这也是其能够促进粪便利用率显著提升的关键之处。

2.2 动物饲料制作技术

通常，粪便中的氨基酸物质和饲料中的氨基酸含量没有较大的差距，对此，采用科学合理的手段、方式，对加工制成专属动物饲料来为畜禽反哺切实可行。第一，鲜喂，指的是将各类新鲜粪便当作饲料喂养动物，例如，收集新鲜的貂粪饲喂蛋鸡，能够有效减少蛋鸡饲料的成本，需要注意的是：只有收集无病原微生物的粪便，才能遏制疾病的传播。第二，青贮，该种饲喂方式难度明显高于鲜喂，制成的饲料含水量也非常高。以细红苕+鸡粪+玉米粉+麦麸+食盐与骨粉为例，经过长达7周时间的青贮后，对奶牛进行饲喂，每头奶牛饲喂量约为6 kg/d，饲料中干物质含量占整个饲料物质的1/2，如此，消杀了各类有害物质的同时，切实避免了粗蛋白流失问题 [3]。第三，氧化发酵方法，以微生物为前提，对粪便中含有的固定物质进行分解；以氧化发酵操作为前提，对粪污携带的虫卵、病原菌进行根除。比如，按照1∶19的比例混合酒精、鲜牛粪，待其发酵成功后，饲喂生猪，减少生猪不必要的饲养成本，为生猪养殖创造更多经济效益。第四，干燥方法，通过机械或自然条件风干畜禽粪便，消除掉粪便中的杂质、臭味，根据粪便具体含量适当增加糠麸等辅料，由此制作成专属的饲料。

2.3 沼气生产技术

在过去，由于经济、科学技术等因素的影响，针对牛粪，大部分养殖户通常选择晾干后直接燃烧的方式，从而获取相应的热量，然而，直接燃烧方式造成空气、环境受到污染的现象越来越严重。而如今，通过采用乙醇化操作的方式，使得粪便内部木质纤维素材、微生物得到了蒸馏方式处理，促使粪便能源化利用的效率大幅提升。简言之，畜禽粪便在乙醇化方式的作用下演变成酒精，可减少粮食浪费问题 [4]。再则，我国畜禽乙醇化处理工艺尚且不够完善，致使多数粪便依旧为沼气的生产原料（在厌氧菌作用下，能够把粪便内部的有机物质分解为常见的有机酸；在有氧条件下，能够生成二氧化碳；在无氧条件下，能够生成甲烷）。所以，事先准备出一个密闭的沼气发酵池，完成厌氧环境下收集沼气工作后，直接应用至发电领域，剩余的沼渣则被当作土壤肥料。

3 畜禽粪便食用菌基质化工艺流程

3.1 生产工艺

3.1.1 主要原料及处理

农作物秸秆、畜禽粪便、秸秆发酵菌剂以及畜禽粪便发酵菌剂都属于主要原料，处理方法为：粉碎1～3 cm左右的秸秆小段，加入60%～70%的水量；出圈舍的畜禽粪便需要平铺在晒场上进行晾晒。

3.1.2 发酵

（1）秸秆发酵。发酵池深度控制在1.2～1.5 m，宽度控制在4 m，长度最短为10 m、最长为100 m。将处理后的秸秆放入深发酵池中，堆好压实。当发酵池温度达到65～70 ℃左右，且持续12～24 h后，借助翻抛机对秸秆加以搅拌。降温后，发酵的秸秆将再次进入升温-高温-降温的二次循环。经过2～3次的反复循环后，发酵池温度均衡、气味消失、颜色呈黑褐色后，代表发酵工作结束。想要在短时间内尽快完成发酵工作，必要时，可采用秸秆发酵菌剂。

（2）畜禽粪便发酵。此种模式的主要原料为畜禽粪便，根据不同种类食用菌的生产需求，在原料预处理、发酵、分装、灭菌等过程的作用下，能够生产制备出食用菌基质，高值化利用循环模式流程详见图1。有关学者应用秸秆和粪便制作基料栽培姬松茸技术成熟，菌丝生长非常旺盛，出菇率较高，经济效益极为良好，由此整合出了一套新型的废弃物栽培姬松茸技术，该技术一经推出，便获得了大多数菇农的认可。另有学者在常规平菇栽培基料中加入了一定比例的猪粪、牛粪、鸡粪和蚓粪混合物，观察到添加粪便组平菇菌丝生长情况尤为显著，出菇批次、产量也远远高于未添加粪便的组别。由此看来，添加猪粪的组别生物转化率明显高于另一组别，进一步缩短了平菇的生长周期[5]。

3.1.3 熟料处理

将发酵好腐熟的原料铲出，秸秆和畜禽粪便按照7∶3的比例加以融合，置于有遮阳网的水泥地面上，促使含水量降至20%～30%为宜。检测熟料中的有机质、总养分（氮钾总含量）以及酸碱度（pH）3项技术指标，需要严格按照NY525的标准进行。对于合格的熟料，直接转移至造粒机；对于不合格的熟料分情况：（1）有机质质量分数＜45%，适当增加腐熟秸秆的比例；（2）总养分质量分数＜5%，增加腐熟畜禽粪便比例；pH＜5.5，融入生石灰调解、pH＞8.5，融入腐殖酸或是泥炭粉调节。

3.1.4 筛分造粒

对于合格的熟料可以应用滚筒的方式完成筛分。直径＜4.7 mm的熟料，直接输送至造粒机；直径＞4.7 mm，

应用粉碎机加以粉碎，直到直径高于4.7 mm后，便可输送至造粒机。

3.1.5 烘干与冷却

烘干：烘干机负责烘干造粒后的颗粒肥料，烘干含水量至30%以下；冷却：冷却机负责冷却烘干后的颗粒肥料，冷却至40℃以下。

3.1.6 成品处理

由滚筒对冷却后的颗粒肥料进行筛分，筛分作业后，直径在2.2～4.2 mm为合格的成品颗粒肥料尺寸。直径＞4.2 mm需要进行下一次造粒、烘干、冷却、筛分环节；直径＜2.2 mm需要加水至含水量20%～30%后，重新进行造粒、烘干、冷却、筛分环节。筛分合格的颗粒肥料依照GB/T6679规定要求取样、制备、检测样品，检测内容包括有机质、总养分、水分、pH等等，检测合格后，便可顺利存放在成品库中[6]。

3.2 生产过程中的关键环节

3.2.1 原料处理

研究表明，长度在1～3 cm、含水量在50%～70%的秸秆发酵20 d时方可完全腐熟，且发酵效果最为理想；畜禽粪便经晾晒后，含水量降至50%左右，发酵效果最为显著。

3.2.2 发酵

（1）温度。温度是决定发酵效果的重要因素，同時，发酵过程往往要经历3大阶段，即升温、高温、降温。为此，结合我省地区的天气、环境等条件因素，促使发酵温度维持在60～70 ℃下，连续12～24 h，可以确保发酵的整体结果。（2）pH。pH 6.4～8.0都不会影响发酵结果，且7.5是最为适宜的pH 值。（3）碳氮比。发酵最为理想的C/N为25～30，＜25或是＞30，便会破坏有机物的降解进程。（4）翻堆。为了能够充分发挥原料的均匀发酵作用，需做好翻堆工作，夏季翻堆次数2～3次、冬季翻堆次数4～6次，如有特殊情况，可适当增加、减少翻堆次数。

3.2.3 检测

检测分为2种，一种是检测熟料、另一种是检测成品颗粒。

4 资源化利用技术推广策略

4.1 依托政策激励手段，加大资金投入力度

首先，围绕资源化利用技术得天独厚的优势，根据地区农业产业具体生产情况，规范化引导企业发展的方向，促进企业和农场主的强强联合，带领农民正式踏入秸秆、畜禽资源化利用道路[7]。例如，企业能够通过创设小型畜禽有机肥制备设施、小型沼池的方式，由此避免秸秆、畜禽粪便浪费的问题。其次，资源化利用技术的推广和资金投入之间的关系较为密切，作为省、市的政府相关部门，应该积极对待区域农业生产情况，推广与秸秆、畜禽粪便相关的优惠政策，对综合利用技术投入充足的资金支持，培育出集综合性、多元性等一体的产业群。通过给予收购秸秆或畜禽粪便利用农户相应的经费补贴，有利于构建政企合作模式下的秸秆、畜禽粪便收运的一体化产业链，从根本上解决、解决了加工企业前期的原料问题，激发了农户秸秆回收积极性，已然成为广大农户处理农作物秸秆、畜禽粪便的福音，这也说明政府、企业在资源化利用技术推广方面扮演的角色不言而喻。

4.2 强化推广宣传力度，组织开展技术培训

一是积极将秸秆综合利用作为农业技术推广的根本发展任务，以收集、整合符合区域内部需求的实用化综合利用技术为前提，拓宽技术使用范围、规模，真正做好泰州农业产业培训机构、基地的宣传工作。二是加大开展农户、养殖户培训管理的力度，通过向扬州、连云港等综合利用秸秆与畜禽粪便生产食用菌的企业参观学习，现场向其示范秸秆、畜禽粪便综合使用的方法，促使新观念、新方法落到实际，提升农作物秸秆、畜禽粪便整体使用水平，达到资源综合化、全面化使用的目的。

5 结语

综上所述，畜禽粪便食用菌基质化利用技术的研究具有重要意义，通过采取畜禽粪污减量处理、无害化处理、多途径资源化处理等方式，实现了“变废为宝”的发展目标，为农户、养殖户创造了诸多经济效益、社会价值。因此，在今后发展过程中，应该转变以往传统的发展观念，深刻认识到农作物秸秆、畜禽粪便合理利用的重要性，积极推进秸秆还田、食用菌栽培、粗饲料原料制作等工作的深入，以此来带动自身生态农业可持续、高质量发展，继而为我国农业科技化发展打下坚实的基础。

参考文献

[1] 田艳.山区农村畜禽粪污的资源化利用技术[J].畜牧兽医科技信息，2022（5）：31-33.

[2] 邱美珍，谢菊兰，张星，等.畜禽粪便基质化利用研究进展[J].湖南畜牧兽医，2021（6）：9-11.

[3] 姜延，李思达，马秀兰，等.东北黑土区农业废弃物资源化利用研究进展[J].吉林农业大学学报，2022，44（6）：706-716.

[4] 孙家英，张志国，孙家慧.畜禽养殖粪污资源化利用技术模式探析[J].吉林畜牧兽医，2021，42（9）：118+123.

[5] 张胜利，刘晓旺，李鸿志，等.不同堆肥模式处理畜禽粪便的优劣[J].北方牧业，2021（10）：27.

[6] 张慧玲，赵家会.山区农村畜禽养殖粪污处理及资源化利用[J].云南农业，2021（2）：48-50.

[7] 姚利，辛淑荣，赵自超.畜禽粪便基质化利用典型技术模式研究进展[J].中国农学通报，2021，37（1）：90-93.