應(yīng)用發(fā)酵牛糞墊料提高奶牛生產(chǎn)性能的研究

摘要

[目的] 評(píng)估發(fā)酵牛糞對(duì)奶牛的安全性，并檢驗(yàn)其在生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。[方法] 比較發(fā)酵前后牛糞水分的變化，檢測(cè)其細(xì)菌種類和數(shù)量，評(píng)價(jià)發(fā)酵牛糞的安全性。[結(jié)果] 發(fā)酵牛糞沒有能誘使奶牛發(fā)病的致病菌。臨床應(yīng)用時(shí)，試驗(yàn)組牛舍NH3含量稍高于對(duì)照組；試驗(yàn)組乳房炎和肢蹄病的發(fā)病率均低于對(duì)照組。2組隱性乳房炎增幅近似；試驗(yàn)組牛體清潔度評(píng)分優(yōu)于對(duì)照組；試驗(yàn)組躺臥率高于對(duì)照組；發(fā)酵牛糞對(duì)奶牛的奶產(chǎn)量基本沒有影響。[結(jié)論] 發(fā)酵牛糞作為牛床墊料是可行且安全的。

關(guān)鍵詞發(fā)酵牛糞；細(xì)菌數(shù)；乳房炎發(fā)病率；體細(xì)胞數(shù)；躺臥率；牛體清潔度

中圖分類號(hào)S851.2+4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2015）26-159-04

Abstract [Objective] The research aimed to evaluate the safety of fermented cow dung to dairy cows and test its application effects in the production. [Method] The changes of water content in cow dung before and after the fermentation were compared. And the kinds and number of bacteria were detected and the safety of the fermented cow dung was evaluated. [Result] The pathogen that could induce the incidence of dairy cows wasn’t found in the fermented cow dung. In the clinical application， NH3 content in the shed of dairy cow in test group was higher than that in control group. The incidence of mammitis and limb hoof disease in test group was lower than that in control group. The incidence of recessive mastitis in test group and control group had similar increasing amplitude. The score of cleanness of cow body in test group was better than that in control group. The recumbency rate of dairy cows in test group was higher than that in control group. Basically， the fermented cow dung had no effect on the milk yield of dairy cows. [Conclusion] It was feasible and safe to use the fermented cow feces as the beddings.

Key words Fermented cow dung； Bacterial count； Incidence of mammitis； SCC； Recumbency rate； Cleanness of cow body

隨著乳品市場(chǎng)需求日益擴(kuò)大，規(guī)模化、集約化的奶牛場(chǎng)越來越多，乳品產(chǎn)量不斷提高，生產(chǎn)成本不斷降低，但同時(shí)牛糞處理的壓力也越來越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在奶牛養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中，每頭成年奶牛24 h排出的糞尿總量一般占體重的10%～12%，一年內(nèi)排出的糞尿在20 t左右[1]。在集約化奶牛養(yǎng)殖牧場(chǎng)，牛糞不能妥善處理，形成了龐大的污染源，并且問題越來越嚴(yán)重。這些問題不僅給奶牛和員工的健康帶來隱患，還影響著牛奶品質(zhì)和產(chǎn)量。目前80%以上的牧場(chǎng)沒有綜合利用和污水處理設(shè)施[2]，因此對(duì)奶牛場(chǎng)污糞的處理迫在眉睫。

牛床是奶牛場(chǎng)最重要的硬件設(shè)施之一。目前，傳統(tǒng)墊料因?yàn)橘Y源短缺而價(jià)格不斷攀升，購(gòu)買優(yōu)質(zhì)的牛床墊料已越來越難。因此，尋找經(jīng)濟(jì)、安全、舒適、環(huán)保、可再生的墊料也已成為牧場(chǎng)日益突出的難題。

筆者通過檢測(cè)發(fā)酵牛糞的發(fā)酵溫度和持續(xù)時(shí)間、濕度，并檢驗(yàn)其細(xì)菌種類及含量，以評(píng)價(jià)其安全性，在臨床試驗(yàn)中收集牛舍有害氣體含量、牛群躺臥率、肢蹄病、臨床乳房炎、隱性乳房炎、牛體清潔度、牛奶體細(xì)胞數(shù)、奶產(chǎn)量及奶成分含量等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合評(píng)價(jià)其臨床應(yīng)用效果。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1試驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)管理模式。分別選取2組泌乳天數(shù)相近的牛群（3區(qū)和4區(qū)）。3區(qū)中泌乳盛期的奶牛占12.50%，泌乳中期的奶牛占73.86%，泌乳后期的占13.64%；4區(qū)中泌乳盛期的奶牛占15.96%，泌乳中期的占45.74%，泌乳后期的占38.30%。3區(qū)為對(duì)照組，共100個(gè)牛床，鋪設(shè)木屑；4區(qū)為試驗(yàn)組，共92個(gè)牛床，鋪設(shè)發(fā)酵牛糞。

試驗(yàn)牛群的日糧相同，飼養(yǎng)管理方式為TMR飼喂，每天定時(shí)定量喂料3次，飲水槽自由飲水；每天3次清潔工對(duì)臥床進(jìn)行維護(hù)，去除糞便污染的墊料，墊料每3 d添加1次，糞便由刮糞板自動(dòng)清理；擠奶廳集中擠奶，每天擠奶3次。

1.1.2試驗(yàn)儀器。

恒溫振蕩培養(yǎng)箱，型號(hào)KYC100C，為上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；電子天平，型號(hào)TD1102，為北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司產(chǎn)品；

乳成分分析儀，型號(hào)UL40AC，為杭州浙大優(yōu)創(chuàng)科技有限公司產(chǎn)品；電熱壓力蒸汽滅菌器，型號(hào)LDZX40B，為上海申安醫(yī)療器械廠產(chǎn)品；

混合氣體檢測(cè)儀，型號(hào)MX6 iBrid，為美國(guó)英思科公司產(chǎn)品；溫度記錄儀，型號(hào)U23001，為美國(guó)Onset公司產(chǎn)品；4 ℃冰箱，型號(hào)YC260L，為

中科美菱低溫科技有限公司產(chǎn)品。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1發(fā)酵牛糞的溫度測(cè)定。

發(fā)酵罐中的溫度由BRU設(shè)備自帶的溫度檢測(cè)儀器檢測(cè)，并顯示在液晶屏幕上；堆積的成品發(fā)酵牛糞每天在8：00和15：00用溫度計(jì)測(cè)定堆體的溫度。堆體溫度測(cè)定取上、中、下3個(gè)點(diǎn)，深度在30 cm左右。

1.2.2細(xì)菌檢測(cè)。

1.2.2.1細(xì)菌計(jì)數(shù)。

每天分早、中、晚3個(gè)時(shí)段采集BRU發(fā)酵出口處的糞樣。采樣時(shí)，用無菌手套取樣，放入密封袋，排除袋內(nèi)多余氣體，放入4 ℃冰箱待檢。①牛糞懸液的制備：10 g牛糞樣品，加入90 ml無菌去離子水稀釋，靜止30 min后過濾；②樣品稀釋液的制備：取無菌平皿，用 記號(hào)筆 標(biāo) 明103、104、105 （稀釋度）各3套。另取6支盛有990 μl無菌水的EP管，依次標(biāo)為101、102、103、104、105、106。用移液器將充分混勻的菌懸液吸取110 μl待測(cè)樣品精確地放至101的試管中，使菌液充分混勻，即為10倍稀釋。以此類推直至稀釋到106；③將上述不同稀釋度菌液的平皿中倒入MH培養(yǎng)基中，置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；④培養(yǎng)48 h后，取出培養(yǎng)平板，計(jì)算出同一稀釋度3個(gè)平板上的菌落平均數(shù)。

1.2.2.2細(xì)菌鑒定。挑取MH培養(yǎng)基上的菌落涂片染色，用顯微鏡觀察其形態(tài)特征。

1.2.3濕度測(cè)定。采集固液分離后，發(fā)酵出口處及堆體中30 cm深度的糞樣，放入密封袋中待測(cè)。烘干水分，直至恒重，記為質(zhì)量M1；稱取糞樣質(zhì)量為M2，在103 ℃烘箱中烘至恒重，稱重并記為M3。按照以下公式計(jì)算含水率：

含水率（%）=M3-M1M2×100%

1.2.4牛群健康狀況調(diào)查。查閱病牛記錄，統(tǒng)計(jì)發(fā)病情況，主要統(tǒng)計(jì)乳房炎和肢蹄病方面的數(shù)據(jù)。

1.2.5牛舍氣體檢測(cè)。

每天17：00用混合氣體測(cè)定儀檢測(cè)試驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)的有害氣體含量，并及時(shí)記錄。

1.2.6躺臥率測(cè)定。每天2次統(tǒng)計(jì)2組牛群的躺臥率，每次統(tǒng)計(jì)時(shí)間分別為早潮和中潮擠奶結(jié)束后2 h（約9：00和17：00）。統(tǒng)計(jì)臥床牛的數(shù)，除以當(dāng)天全區(qū)的奶牛總數(shù)，得到躺臥率。

1.2.7牛體清潔度評(píng)分。

清潔度評(píng)分選擇乳房前附著、前2個(gè)乳頭的部位和后腿部分（主要包括腿部靠近乳房部分）進(jìn)行評(píng)分。乳房清潔度評(píng)分依次為1、2、3、4分，分別表示前乳房部分沒有污物、有少許污物、污物中等、污物較多4種情況；腿部清潔度評(píng)分依次為1、2、3、4分，分別表示后腿部分沒有污物、有少許污物、污物較多、布滿污物4種情況[3]。

1.2.8隱性乳房炎檢測(cè)。

臨床試驗(yàn)期間，每隔半個(gè)月，對(duì)3區(qū)和4區(qū)奶牛采用加利福尼亞法（CMT）進(jìn)行隱性乳房炎檢測(cè)。用碘伏清洗每個(gè)乳頭，并棄去開始擠出的乳汁，取每個(gè)乳頭擠出2～5 ml乳汁到診斷盤相應(yīng)的平皿中。在每一個(gè)小平皿中加入3 ml檢測(cè)試劑，隨后將診斷盤呈同心圓搖動(dòng)20 s左右，觀察小平皿中乳汁是否有凝集現(xiàn)象，若出現(xiàn)凝集則判斷為陽(yáng)性。判斷標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.2.9乳成分分析。

在試驗(yàn)中期和末期對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組奶牛進(jìn)行DHI采樣分析。在50 ml專用采樣瓶中加入重鉻酸鉀0.03 g，采用全天3次擠奶的混合奶樣，早、中、晚比例為4∶3∶3，并送至上海光明乳業(yè)集團(tuán)DHI實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定。

2結(jié)果與分析

2.1發(fā)酵牛糞的篩選及安全性評(píng)估

2.1.1溫度。

2.1.1.1牛糞發(fā)酵的溫度變化。

從圖1可以看出，牛糞在固液分離以后，溫度接近環(huán)境溫度（23 ℃），進(jìn)入發(fā)酵倉(cāng)后溫度迅速上升，在4 h時(shí)，溫度超過60 ℃；此后溫度上升較緩慢，在7 h時(shí)達(dá)到最高溫68.7 ℃，并一直平穩(wěn)地持續(xù)到14 h，

從發(fā)酵口排出。發(fā)酵牛糞在傳送帶輸送過程中，溫度很快降至47 ℃左右。牛糞在發(fā)酵罐中經(jīng)歷60 ℃以上的時(shí)間超過10 h。

2.1.1.2成品發(fā)酵牛糞堆放后的溫度變化。從圖2可以看出，成品發(fā)酵牛糞堆體高度約2.4 m，隨著發(fā)酵牛糞的堆儲(chǔ)時(shí)間不斷推移，堆體溫度先升高到最高值，然后逐漸下降，最后趨于穩(wěn)定。牛糞堆體在第2天就達(dá)到50 ℃以上，快速進(jìn)入高溫期，直到第8天升到最高溫72 ℃，維持3 d后開始小幅度的降溫，一直到40 d左右，溫度才趨于穩(wěn)定。牛糞堆體整個(gè)堆儲(chǔ)期間，溫度高于50 ℃的天數(shù)持續(xù)了35 d，達(dá)到無害化要求標(biāo)準(zhǔn)[4]。

2.1.2濕度。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，固液分離后的牛糞含水率為61.64%，比發(fā)酵出口處牛糞的含水率（59.81%）稍高，但二者都在60%左右。然而，牛糞堆體的含水率為57.63%。在10 d內(nèi)，堆體水分的降低幅度很小，僅比出口處的牛糞略低。

2.1.3細(xì)菌計(jì)數(shù)及鑒定結(jié)果。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，早、中、晚3個(gè)時(shí)段采集的發(fā)酵出口糞樣細(xì)菌數(shù)分別為2.7×105、8.2×105和7.4×105 CFU/g，早晨的細(xì)菌數(shù)明顯比中午和晚上少。究其原因，可能是因?yàn)榇娣艠悠返谋叵浔匦Ч档停瑳]有起到抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的作用。

通過肉眼觀察培養(yǎng)基上的菌落發(fā)現(xiàn)其形態(tài)均相同，根據(jù)其形態(tài)特征，可判定為嗜熱芽孢桿菌。因?yàn)槭葻嵫挎邨U菌對(duì)奶牛沒有致病性，所以其數(shù)量對(duì)發(fā)酵牛糞臨床應(yīng)用的安全性的影響可以忽略不計(jì)。

綜合以上溫濕度數(shù)據(jù)及細(xì)菌種類和含量的測(cè)定結(jié)果，新生產(chǎn)的發(fā)酵牛糞要優(yōu)于堆放時(shí)間久的牛糞，因此新糞的綜合安全性評(píng)分最高。

2.2臨床應(yīng)用效果

2.2.1牛舍有害氣體的檢測(cè) 。試驗(yàn)組和對(duì)照組圈舍內(nèi)空氣均無刺鼻氣味。從表2可以看出，試驗(yàn)組牛舍的NH3含量高于對(duì)照組，但試驗(yàn)組比對(duì)照組穩(wěn)定，對(duì)照組波動(dòng)較大。2個(gè)牛舍其他有害氣體含量檢測(cè)結(jié)果均為0。

2.2.3牛體清潔度評(píng)分。

2.2.3.1乳房部分。

從表4可以看出，試驗(yàn)組乳房清潔度評(píng)分平均值為1.39，對(duì)照組為1.65分，即2組牛群乳房部分的清潔程度介于沒有污染物（1分）和少許污物（2分）之間，但對(duì)照組稍高于試驗(yàn)組。試驗(yàn)組和對(duì)照組的乳房清潔度評(píng)分1分所占的比例最大（分別為65.67%和45.93%），2分次之（30.73%和45.35%），4分所占的比例最小（分別為0.6%和1.75%），即全身布滿污物的奶牛數(shù)目最少。2組牛舍沒有污物（1分）和少許污物（2分）的奶牛數(shù)目均超過了90%，乳房部分清潔度良好。其中，試驗(yàn)組牛舍中的1分比例居多，對(duì)照組牛舍的2分比例居多，試驗(yàn)組總體情況要好于對(duì)照組。

2.2.3.2后腿部分。由表5可知，試驗(yàn)組牛群后腿清潔程度評(píng)分平均值為2.25，介于少許污物（2分）和污物較多（3分）之間；對(duì)照組平均分?jǐn)?shù)為1.98，介于沒有污物和少許污物之間。后腿部分的評(píng)分中2組牛舍為2分所占比例最多，但試驗(yàn)組（3分）次之，對(duì)照組（1分）最少。試驗(yàn)組和對(duì)照組中1分和2分的奶牛數(shù)目均超過70%，2組4分最少，分別為5.42%和2.33%。綜上可知，腿部的清潔度要比乳房部分評(píng)分低。

2.2.4牛奶產(chǎn)量的比較。

從圖3可以看出，2組牛群日均奶產(chǎn)量都超過35 kg，且產(chǎn)量變化趨勢(shì)相似。在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)組日均奶產(chǎn)量多數(shù)時(shí)間要低于對(duì)照組，但在5月6日以后日均奶產(chǎn)量與對(duì)照組基本持平。同時(shí)試驗(yàn)組仍然要低于對(duì)照組，說

明在試驗(yàn)過程中奶產(chǎn)量少于對(duì)照組與使用牛糞墊料的關(guān)系不大。通過分析牛群泌乳信息發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組泌乳后期的牛只比對(duì)照組多24.66%，且泌乳中期的牛比對(duì)照組少28.12%，因此日均產(chǎn)量低于對(duì)照組的原因可能與泌乳期有關(guān)。

2.2.5體細(xì)胞數(shù)目。

由表6可知，試驗(yàn)組檢測(cè)奶牛共44頭，對(duì)照組42頭。試驗(yàn)后期試驗(yàn)組中SCC大于50×104個(gè)/ml的牛有14頭，比試驗(yàn)前增加7頭，而對(duì)照組僅增加1頭。

2.2.6發(fā)病情況。

由表7可知，4～5月全群臨床乳房炎和肢蹄病的發(fā)病率較前1個(gè)月有很大提高，但試驗(yàn)組的臨床乳房炎和肢蹄病的發(fā)病率均低于整體水平，乳房炎發(fā)病率雖有所提升，

但增長(zhǎng)幅度要低于整體漲幅，肢蹄病的發(fā)病率也低于對(duì)照組。牛群整體發(fā)病率的提高可能與當(dāng)?shù)貧鉁氐纳哂泻艽箨P(guān)系，5月較3～4月溫度高，再加上牛舍內(nèi)糞尿多，容易滋生病原微生物，進(jìn)而促使疾病的發(fā)生。

由表8可知，試驗(yàn)組個(gè)體陽(yáng)性檢出率不斷升高，從初期的25.27%升至末期的37.04%，但由中期到末期的增幅明顯小于初期到中期的幅度；乳區(qū)陽(yáng)性率增幅很小，中期和末期基本持平。對(duì)照組試驗(yàn)中期的個(gè)體陽(yáng)性率比初期低5.97%，末期比中期的陽(yáng)性率高出12.9%，而同期檢測(cè)的試驗(yàn)組卻只高出0.2%；試驗(yàn)前期和中期的乳區(qū)陽(yáng)性率高于試驗(yàn)組，試驗(yàn)后期稍次之。3討論

3.1影響發(fā)酵牛糞的安全性因素

生產(chǎn)發(fā)酵牛糞過程中的溫度變化、成品的濕度以及在運(yùn)輸途中的污染情況均影響其安全性。溫度作為堆肥中微生物活性變化的宏觀指標(biāo)[5]，對(duì)微生物活性有重要影響。發(fā)酵溫度高能殺死大量病原菌、蟲卵和雜草種子[6]，絕大多數(shù)能導(dǎo)致奶牛乳房炎的細(xì)菌，如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、無乳鏈球菌和沙門氏菌等，在高于60 ℃的環(huán)境下存活時(shí)間均小于2 h。發(fā)酵牛糞和木屑都是有機(jī)物質(zhì)，容易孳生細(xì)菌。在臨床應(yīng)用上，木屑和發(fā)酵牛糞的初始含水率都比較高，有利于微生物的生長(zhǎng)，加上牛糞的成分基本是未消化完全的飼料，營(yíng)養(yǎng)程度高較木屑高，更便于致病菌的繁殖。

3.2發(fā)酵牛糞對(duì)牛舍NH3含量的影響

牛舍中的NH3主要是由奶牛的糞尿產(chǎn)生，其中通過糞便排出體外的比例約占總量的29%。糞中的蛋白質(zhì)、氨基酸，經(jīng)微生物同化硝酸鹽的還原作用產(chǎn)生NH3[7]。試驗(yàn)組NH3含量比對(duì)照組稍高的原因可能是奶牛將糞尿排到牛床上，經(jīng)過踩踏，將其與發(fā)酵牛糞混合在一起，發(fā)生還原反應(yīng)的時(shí)候夾雜著發(fā)酵牛糞一起進(jìn)行。

3.3牛糞墊料的舒適度

該試驗(yàn)中2組都提供多于牛頭數(shù)的床位，以避免牛群受密度因素的影響而干擾選擇。從躺臥率來看，試驗(yàn)組躺臥率高于對(duì)照組，其根本原因在于發(fā)酵牛糞比木屑柔軟，奶牛更喜歡趴臥在松軟的牛床上。木屑顆粒雖細(xì)，但里面摻雜沒有完全粉碎的木塊。當(dāng)奶牛躺下時(shí)皮膚接觸木塊的棱角，會(huì)使牛不舒服，縮短躺臥時(shí)間，有時(shí)甚至?xí)唐破つw，引起感染。

3.4發(fā)酵牛糞對(duì)奶牛發(fā)病情況的影響

奶牛一天有近一半的時(shí)間趴臥在牛床上，牛床環(huán)境的好壞對(duì)奶牛的影響直接表現(xiàn)在肢蹄病及乳房炎等疾病上。牛床衛(wèi)生狀況得不到保障，奶牛體表和乳頭會(huì)粘上臟物。這些臟物在擠奶前不能及時(shí)沖洗掉，擠奶過程中可能會(huì)進(jìn)入乳導(dǎo)管內(nèi)，會(huì)誘發(fā)乳房炎等多種疾病的發(fā)生。多數(shù)隱性乳房炎的乳腺表面無紅、腫、熱、痛等臨床現(xiàn)象，但乳房組織已對(duì)致病菌、化學(xué)藥物及機(jī)械性損傷等外界不良條件產(chǎn)生了炎癥反應(yīng)[8]。發(fā)酵牛糞顆粒體積小于木屑，比木屑更容易進(jìn)入乳導(dǎo)管，進(jìn)而引發(fā)感染，但使用牛糞墊料的牛體清潔度整體要高于使用木屑?jí)|料的牛群，表明牛群受感染的可能性要小于木屑?jí)|料。

另外，牛床底部多是堅(jiān)硬光滑的水泥地面，奶牛長(zhǎng)時(shí)間在上面趴臥會(huì)增加蹄趾的損傷和感染的機(jī)率[9]。因此，在提供可選擇的條件下，奶牛會(huì)臥在柔軟床墊的牛床上，在牛床上趴臥的時(shí)間增多，奶牛的肢蹄受傷的幾率就減少[10]。

4結(jié)論

該試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵牛糞作為牛床墊料在臨床上的初步應(yīng)用是較為成功的，達(dá)到了預(yù)期效果。

在環(huán)境不斷惡化、資源持續(xù)緊張的大前提下，對(duì)奶牛糞便采取有效的處理措施，用產(chǎn)業(yè)化、循環(huán)利用的生產(chǎn)手段，將

污染因素變成環(huán)保、可循環(huán)利用的經(jīng)濟(jì)增值因素[11]。利用