規模化牛場糞污生產有機肥技術

馬 娟,趙 超,蘇 劍,李 浩,孔令卓,張 杰,沈衛強,帕合爾鼎，馮 斌

（新疆農業科學院農業機械化研究所，新疆 烏魯木齊 830091）

規模化牛場糞污生產有機肥技術

馬 娟,趙 超,蘇 劍,李 浩,孔令卓,張 杰,沈衛強,帕合爾鼎，馮 斌※

（新疆農業科學院農業機械化研究所，新疆 烏魯木齊 830091）

闡述了條垛式堆肥要求、微生物腐熟菌劑的使用方法、機械翻拋發酵技術等條垛式堆肥生產有機肥的關鍵技術環節，分析了規模化牛場利用牛場糞污生產有機肥產生的經濟效益、社會效益及應用前景。

牛糞；條垛式堆肥；工藝

0 引言

近年來,隨著新疆肉牛、奶牛養殖業向規模化、集約化發展，養殖廢棄物對周邊人類居住環境、大氣、土壤等的污染日益嚴重，養殖廢棄物處理不當將會給周邊自然環境和居民健康帶來巨大的危害。

養殖廢棄物的無害化處理一般主要有三種，一是肥料化利用，即通過好氧發酵生產有機肥；二是能源化利用，即通過糞污厭氧發酵制作沼氣；三是飼料化應用，如生產蚯蚓、魚類所需的飼料[1]。由于技術不夠成熟，加上新疆冬季氣溫低，影響產氣能力等原因，養殖廢棄物的能源化利用在新疆的應用越來越少；由于新疆蚯蚓、水產養殖業資源少，不是主要產業，因此，飼料化的應用也很少。

利用牛場糞污生產生物有機肥來實現養殖廢棄物資源化利用的方式在新疆具有廣闊的應用前景[2]。有機肥含有大量的氨基酸和有機質以及植物生長所需的氮、磷、鉀等養分，可以改善土壤理化性狀，提高土壤連續生產能力。

傳統的自然堆肥方式由于占地面積大、堆肥時間長、造成的二次污染嚴重等原因，已經不適合規模化的牛場進行糞污處理。為此，研究一種適合新疆規模化牛場糞污生產有機肥的技術很有意義。

堆肥是在人為控制的條件下，利用各種植物殘體、生活垃圾、污泥、人畜糞尿等各類有機廢棄物，根據不同原料的營養成分差異，調節堆料中碳氮比、顆粒大小、含水率和pH值，將不同堆肥原料按一定比例混合堆積，在適宜的水分及通氣條件下，使微生物繁殖并將結構復雜的有機營養降解為小分子營養物質，過程中產生高溫，殺死其中的病原菌及雜草種子，使堆肥無害化，礦化和腐殖化，使有機物達到穩定，其實質是微生物的發酵過程[3]。

堆肥方式主要有條垛式堆肥、槽式堆肥和塔式堆肥。條垛式堆肥由于工藝簡單，使用設備簡易、成本較低等優勢是新疆中小型養殖戶比較常用的方式。

1 條垛式堆肥

1.1 條垛式堆肥工藝路線

圖1 條垛式堆肥工藝

1.2 糞污收集

牛舍內的糞污清理、收集工作是養殖工作中勞動強度最大的工作。傳統的清糞方式是用鐵锨、掃帚等工具將糞污人工收集到一起，再利用手推車進行運輸。該方式勞動強度大、效率低、工作環境差[4]。目前，養殖場正在逐步推進清糞機械化，常用的清糞機械有滑移裝載機、小四輪刮板清糞裝置、機械刮糞板和機械鏟車等。滑移裝載機優點是體積小，靈活性和操作性強，對牛舍空間要求不大，可同時換裝更多適合牛場的配件，如貨叉、抓斗、飼料刮送器、挖斗等，實現一機多用；缺點是價格較昂貴、操作要求較高。小四輪刮板清糞裝置是利用小四輪為動力，在小四輪前加掛推板進行清糞的裝置，優點是結構簡單，好操控；缺點是一但動力不足，推不動糞便，機具不能鏟起，無法繼續工作。機械刮糞板工作原理是電機運轉帶動減速機工作，通過鏈輪轉動牽引刮糞板運行完成清糞工作。優點是刮糞板能做到一天24 h清糞，時刻保證牛舍的清潔、工作效率高；缺點是價格較貴、對牛舍清糞通道要求較高。機械鏟車可推糞，推不動可鏟起，能充分滿足清糞要求，同時一機多用，還可完成舍外糞便、草料的裝運；缺點是鏟車尺寸大，需要牛舍空間大，工作時噪音大、尾氣大。實際應用中，應根據養殖場實際生產條件、牛舍空間大小，因地制宜的選擇合適的清糞機械。

1.3 堆置條垛

將肥料堆置成長條狀，條垛的橫切面形狀沒有嚴格要求，在供氧充分的情況下進行發酵。條垛堆置的大小必須給予充分考慮，如果堆體體積太小，抗氣候因素的能力弱，極易導致堆肥發酵中斷，堆體自身溫度散失較快，不能很好的維持高溫階段，導致腐熟不完全，從占地較大考慮，處理等量的廢物，小堆體所需的土地面積更大。反之，如果堆體體積過大，通透性會減弱，堆體內部氧含量低，容易發生厭氧發酵[5]。一般將肥料條垛堆置成頂部寬為1 m，下底寬為3 m，高為1．2 m的截面為梯形的條垛。條垛之間留足間隙，以便于翻拋機操作，一般留0．8～1．2 m。

1.4 調節

調節主要是調節含水率和C/N比。含水率過低會影響微生物正常新陳代謝作用，不利于有機物分解和堆肥溫度的提升；含水率過高則會堵塞堆肥物料中的空隙，導致含氧量的不足，影響發酵效率和有機肥的品質。C/N比過高，N素不足，導致微生物不能正常繁殖和作用；C/N比過低，過量的N素轉變成NH3會引起N損失，并會污染環境。條垛式堆肥一般要求含水率在60%左右，C/N比為30：1最佳。

物料含水率偏低，可添加污水、人糞尿等來調節水分；含水率過高，可以采用機械壓縮脫水，也可以在場地和時間允許的條件下將物料攤開進行水分蒸發，還可以在物料中加入稻草、木屑、干葉等松散物或吸水物，還可以摻和調理劑，干調理劑對控制濕度較有利。

物料C/N比過低，說明含碳量不足，可以補充些碳含量高，而氮含量少的材料，如秸稈、木屑、稻草等；物料C/N比過高，這說明了含氮量不足，可添加生活垃圾、畜禽糞便等高氮材料。

1.5 微生物菌劑接種

利用有機肥腐熟菌劑可有效提高微生物發酵速率，縮短發酵時間，提高有機肥生產效率。推薦選擇新疆農科院微生物研究所研制的菌劑。該菌劑使用要求如下，用量：2%（w/v，重量體積百分比），即1 m3原料加入20 kg菌劑；溫度：氣溫不低于15℃；濕度：物料濕度維持在60%左右；pH：6．5～7．5；光照要求：避免陽光直射。使用方法如下：

（1）將菌劑和輔料混合均勻；

（2）稱取有機肥原料體積2%的菌劑，邊加水，邊將菌劑均勻拌入原料中；

（3）根據堆肥條垛要求建堆；

（4）在堆好的物料表面覆蓋一層草墊或塑料薄膜（保持濕度）；

（5）翻堆后料溫無明顯上升，C/N小于22，總孔隙度在70%～90%之間，持水孔隙度不低于50%。說明已完成發酵，可進入大棚使用或晾干儲存。

1.6 機械翻拋發酵

條垛式堆肥選擇適合新疆氣候和生產條件的翻拋機，其生產性能應該滿足翻堆寬度2．5～3．5 m、翻堆高度1．2～1．5 m，處理能力在1 000～1 500 m3/h，同時要求翻堆機性能好，產出率高，具有攪拌、粉碎等功能，同時機具可前進、倒退、轉彎，由一人操控駕駛。經過試驗和比較，最終選擇江陰市聯業生物科技有限公司LYFP280翻拋機。

翻拋方法為待原料高度下降20 cm，溫度超過60℃以上，并維持該溫度2 d時，進行第一次翻堆，每次翻堆后需檢測溫度，當溫度再次達到60℃時，保持24 h再進行下一次翻堆，一般需翻堆3～5次。翻堆要求內外相調，上下換位，以保證物料能均勻發酵。每次翻堆時應檢查基料失水情況，根據天氣情況加入少許水分，一般每次翻堆可按料水比1：0．1～1：0．2加水，約經15～20 d堆積發酵完成。

2 應用情況

該有機肥生產技術在新和縣興發農業科技農民專業合作社進行了試驗示范推廣。利用該技術，生產出來的有機肥達到國家標準NY525-2002，并注冊"農興發"牌商標。該技術以較高的經濟效益和生態效益在新和縣乃至鄰近縣市得到迅速推廣，大量投入農業生產。截止目前，新和縣有機肥生產量達到17．24萬t，在沙雅縣生產并施用1萬t，庫車縣生產施用量為1．6萬t。

新和縣肉牛養殖場規模為1 000頭肉牛，按每頭牛每天產生24 kg牛糞計算，日處理牛糞24 t，年處理量為9000t。1t有機肥年投資成本包括：電費14．8元、購買添加的秸稈費用76．8元、菌種投入費用24元、包裝材料投入25元、人工費約24元、設備大修及檢修費用14．2元，設備投入約5．5元，合計184．3元。千頭牛場產生有機肥約10 t/天，按照400元/t價格計算，收入為146萬元/年。

由此得出，千頭牛場正常年份可實現銷售收入146萬元，利潤總額為58．73萬元。

通過對養殖廢棄物的利用，變廢為寶，徹底解決了糞污亂堆積對環境、空氣、土壤造成的嚴重污染，形成了健康生態養殖可持續發展的模式，并為養殖場提供了可觀的收益。

隨著人們對食品安全的要求越來越高，有機食品的需求量越來越大。新疆具有林果種植的資源優勢，林果業種植面積大，對有機肥的需求量非常大，同時擁有大量的作物秸稈可以為生產有機肥提供添加原料，因此，規模化養牛場利用養殖場糞污生產有機肥技術在新疆具有廣闊的應用前景。

[1]薛秀忠，遲寧．規模牛場糞污清理技術[J]．新農業，2013（6）：19～20．

[2]李省，趙升噸，賈良肖等．有機肥制取設備現狀分析[J]．天津農業科學，2014（3）：52～57．

[3]鄒先枚，胡朝陽等．奶牛場清糞工藝及相關設備概述[J]．中國乳業，2008（7）：60～63．

[4]吳威武．對輥擠壓造粒機原理及應用[J]．材料與設備，2013（6）：38～39．

[5]孫志華．有機肥利用現狀評價與農業廢棄物堆肥化利用研究[D]．楊凌：西北農林科技大學，2011．

Organic Fertilizer Production Technology by zap waste

MA Juan,ZHAO Chao,SU Jian,LI Hao,KONG Ling-zhuo,ZHANG Jie,SHEN Wei-qiang, Pahaarding,FENG Bin
（Institute of Agricultural Mechanization Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumqi 830091 XinJiang，China）

Article expounds the crib composting requirements,the use of microbial rotten bacterium agent method,double throw fermentation technology machinery,such as a crib for the key technology of organic manure composting production link,analyzesthe scale to zap the use ofzap waste organic produce economic benefits,social benefitsand application prospects.

shard;A crib composting;process

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.05.011

S233.2

A

1007-7782（2015）05-0032-03

2015-09-25

自治區“十二五”重大科技專項：新疆設施農業產業高效持續發展關鍵技術研究與示范（201130104）；“十二五”國家科技支撐課題：新疆肉牛養殖適用設施及設備的研究與示范（2011BAD47B03）

馮 斌