韓永勝 佟桂芝 丁昕穎 殷元虎 (黑龍江省畜牧研究所 161005)
發酵床養殖肉牛技術措施
韓永勝 佟桂芝 丁昕穎 殷元虎 (黑龍江省畜牧研究所 161005)
發酵床飼養肉牛技術是一種以發酵床為基礎的糞尿免清理的新興生態環保養殖肉牛技術。該技術的核心是肉牛在發酵床墊料上生長,排泄的糞尿被發酵床中的微生物及時將糞便中的有機物降解為無機物,實現無臭、無味、無害化排放的一種生態環保飼養技術。糞尿可免于清理,對環境無污染。發酵床墊料主要由外源微生物、牛糞尿、秸稈、鋸末、稻殼等組成,厚度為40~90cm,牛在鋪有鋸末或稻殼的墊料上生長。
將發酵床固體強化劑用38℃左右的溫水浸泡1h左右,激活菌種,再加入液體菌種,最后與玉米粉或者麥麩均勻攪拌。然后將帶有菌種的麥麩或米糠與準備好的鋸末、稻殼、秸稈攪拌均勻。在攪拌過程中一邊攪拌,一邊噴水,使墊料的水分保持在30%。再將攪拌均勻調節好水分的墊料在養殖舍內堆積成梯形,用編織袋或者草席子完全覆蓋,讓其發酵,夏季3~5d,冬季7~10d即可。最后將發酵好的墊料在圈舍墊料坑攤開鋪平,再用一部分干凈細致的鋸末鋪在上面,厚度約為5cm,24h后即可使用。
功能微生物將牛的糞尿在鋸末、稻殼、秸稈等墊料的參與下,分解或降解代謝形成為菌體蛋白、多糖、單糖、粗蛋白、氨基酸、微量元素、維生素等,這個過程將產生大量的熱量。產熱主要方式為:
(1)墊料即鋸末或稻殼等中含有大量的木質素和纖維素、半纖維素,這些大分子物質在微生物的作用下,分解為芳香酸 (如丁香酸、原兒茶酸、沒食子酸、香豆酸等)、葡萄糖等小分子物質,當大分子裂解成小分子的生化分解過程中釋放大量的熱量。
(2)牛的糞尿排在水泥地上,熱量很快散失。如果排在發酵床上,由于墊料具有極好的吸水性,糞尿很快被墊料吸收,既保住了大量的水分,也保住了熱量。
(3)微生物自身繁殖等活動也會產生大量的代謝熱。
微生物生存與繁殖需要一定營養源,發酵床系統中的有機物為微生物提供碳源,氮素則為微生物構建細胞提供材料,C/N決定了微生物的生存和繁殖效率[1]。合適的C/N能為發酵床功能菌群提供均衡生長所需的營養條件,保證畜禽糞便快速降解[2]。微生物正常生長的最佳C/N為30∶1,將C/N>25∶1的墊料與C/N<25∶1墊料有效組合,既能延長墊料使用時間,降低飼養成本,又能為發酵床墊料中微生物提供充足的碳源與氮源,提高墊料發酵的質量[3]。
微生物生長需要適宜的pH值,發酵床功能菌群發酵一般需要弱堿性環境,同時pH值也是調節發酵床中銨根離子與氨氣平衡的重要指標。若pH值偏低 (pH值<6.0),平衡轉向銨根離子方向,氨氣揮發減少,發酵床中功能菌群發酵效率減弱,糞便降解速率降低,反之,若pH值>8.0,會導致氨氣大量揮發,同樣不利于糞尿的降解[4,5]。
溫度能夠影響微生物體內的許多生物化學反應,是影響微生物繁殖的重要因素,適宜的溫度能夠促進微生物生長,溫度過高或過低都會影響微生物生長、形態、代謝、毒力甚至死亡。
氧氣濃度與水分濃度能夠直接影響發酵床中菌種的發酵方式。發酵床功能菌群多為好氧微生物,保證適宜氧氣濃度有助于延長發酵床功能區,達到微生物及時降解糞尿的效果。由于發酵床墊料系統中的微生物主要在墊料水膜中生長代謝,因此墊料的含水量直接影響發酵床中微生物的活性,若含水量過高,會減少墊料中的氧氣,造成厭氧發酵,不僅影響發酵效率,還會產生惡臭物質,若含水量過低,會影響菌種活性,發酵亦受影響。
發酵床墊料系統利用微生物及時降解畜禽排泄物,實現生態友好型飼養模式,可見微生物是發酵床最關鍵的部分。發酵床墊料中生物群落結構十分復雜,包含大量不同種類的細菌、放線菌與真菌等,而且還在不斷變化中。微生物活動主要以有氧發酵為主,功能菌群能夠快速分解糞尿,而在一個低效發酵床中,微生物活動主要以厭氧發酵為主,不能有效分解糞尿,還會產生大量乙酸、丙酸、丁酸等物質,散發出惡臭氣味。墊料高度一般下降10 cm左右時,應按比例添加稻殼和鋸末;每周把發酵床深翻一次,為微生物創作好氧環境,把板結、結塊的墊料拍松,潮濕的墊料和干燥的墊料互換;暖季發酵床不用時,把墊料拍松,堆起,等冷季時再加入菌種,經發酵后繼續使用。
通過發酵床培育奶牛試驗證明,糞尿可以充分分解,有效地減少了糞尿的排放,從而減少了對環境的污染。與傳統飼養方式相比減少了對墊草的使用量,也減少了堆糞場的面積。發酵床不能使用后,可對墊料進堆積發酵,作為優質有機肥用于農作物,從而做到無污染、零排放,生態效益十分突出。經發酵床飼養奶牛試驗證明可減輕氨氣、氧化二氮等臭味物質產生和揮發。發酵床養牛不需要對牛糞尿清掃及沖洗,不會排放大量的糞尿污水,減輕了養殖業對環境的污染;可節約勞動力;節水僅需滿足牛的飲用水,能節約80%的水。發酵床墊料中的微生物能夠利用糞尿中的氮素,降低氨氣濃度,減少含氮化合物的分解。
發酵床墊料內為微生物平衡環境,平衡穩定的微生物區系可抑制有害微生物的繁殖。特別是呼吸道疾病和消化道疾病較傳統集約化飼養有大幅下降。發酵床飼養肉牛模式要求全程不添加抗生素,減輕藥費負擔,所生產的牛肉品質明顯改善,無藥物殘留,改善酮體品質和肉色。發酵床墊料松軟,舍內環境良好,適合肉牛的自然生活習性,最大的滿足了肉牛的行為需要,改善了肉牛的生活環境,促進肉牛的日增重和生長發育速度。
發酵床能產生足夠的熱量,冬季能給圈舍升溫,只要圈舍有合適的保溫措施,就能省去取暖設施。經試驗證明10月末室內溫度為5℃時,墊料內溫度可達30℃。
牛趴伏在發酵床墊料上,運動量減少,能量消耗少,進而提高了日增重及飼料利用率;墊料里添加了環保生物素和益生生物素,能夠分解糞便,降低牛舍NH3濃度,為肉牛提供了健康的生活環境,促進了生產性能的提高。
首先,牛舍內不能使用化學消毒藥品和抗生素類藥物。病毒將長期存在溫床上,一旦發病將損失慘重。其次,發酵床床面由于長期不清理打掃,濕度過高,牛的皮膚病和肢蹄病危害嚴重。
1.5m2只能養一頭牛,這種高要求就造成建設成本很高。
發酵床墊料發酵會散熱,雖然表層溫度并不高,但牛舍內的溫度會上升,而且墊料內極高的溫度不利于肉牛的肢蹄健康。
筆者認為冬季發酵床飼養肉牛犢牛是可行的,因為犢牛的糞尿排量少,墊料的濕度不會過大,從而不會影響微生物的分解速率。而且犢牛在發酵床上十分適應,在冷季使用,達到了少用墊草、圈舍能夠保溫、能減少肺炎、腹瀉發病率的效果。犢牛發酵床以厚度50cm、1.3~1.5m2。養一頭犢牛比較合適;犢牛發酵床圈舍改造,不需太大成本,只要用木板將圍欄底部圍上50cm高,在圍欄內地面上直接制作即可。墊料所用鋸末、稻殼來源有限,且成本較高,這給發酵床推廣帶來一定困難?,F正嘗試用秸稈代替部分鋸末和稻殼制作發酵床,并已取得一定效果。
盡管發酵床養殖肉牛目前在應用中還存在一些不足,但是只要廣大科技工作者不斷實踐,引進國外的先進技術與我國當地實際情況相結合,開發有地方特色的發酵床養殖肉牛技術,就能共同促進養殖、環境、資源與人類的和諧,為我國肉牛業的可持續發展提供新的思路和模式,提高肉牛養殖的經濟效益。
[1]秦竹,周忠凱,顧洪如,等.發酵床生豬養殖中菌種與墊料的研究進展[J].安徽農業科學,2012,40(30):14771-14774,14882.
[2]Zhu N.Effect of low initial C/N ration on aerobic composting of swine manure with rice straw[J].Bioresource Technol,2007,98(1):9-13.
[3]霍國亮,鄭志偉,張建華,等.生物發酵床養豬墊料的選擇與制作(上)[J].河南畜牧獸醫(綜合版),2009,30(5):28-29.
[4]周波,李明輝,孟慶祥,等.不同比例墊料的肉牛深層生物墊料技術參數比較[J].家畜生態學報,2010,31(6):44-48.
[5]Kirchamann H.Losses plant uptake and utilization of manure nitrogen during a production cycle[J].Acta Agriculture Scandinavica,1985,24:5-77.
現代農業 (肉牛牦牛)產業技術體系專項經費資助 (MATS-Beef Cattle system),項目編號 (NYCYTX-38)。
殷元虎