畜禽糞便資源化綜合利用技術研究

顧宏程 呂建云

摘要：現階段，糞便堆肥、蟲糞、沼渣等基質化利用方式，將畜禽糞污資源化利用推向了環保、高值、生態方向發展，同時也獲得了相關部門及養殖群體的高度認可。本文圍繞農作物秸稈及畜禽糞便資源化利用的重要性，分析了畜禽糞便資源化利用、畜禽糞便食用菌基質化工藝流程，提出了資源化利用技術推廣策略，以期為相關人員的后續研究提供理論依據。

關鍵詞：基質化利用；畜禽糞便；資源化利用

我國作為農業生產大國，擁有非常豐富的畜禽資源農作物秸稈資源。調查顯示，我國每年大約有

38億t的糞尿、10億t的秸稈，換算為氮氣約為2 800萬t、三氧化二磷為1 300萬t、氧化鉀為2 800萬t，以及大量的有機物、微量元素等。對于以上資源，若不能予以其無害化處理，將直接影響到大自然的生態環境、水源、空氣等。為此，筆者以農作物秸稈、畜禽糞便展開研究，探索推廣當前在全國各地已經非常成熟的草腐、糞腐食用菌糞污資源化利用技術，能夠有效減少廢棄資源對環境造成的嚴重污染，提升土壤的質量及綜合經濟效益。

1 農作物秸稈及畜禽糞便資源化利用的意義

1.1 資源循環利用

農作物秸稈、畜禽糞便可以成為生物質能源、沼氣等可再生能源，促進了能源的可持續利用。

1.2 土壤改良

畜禽類糞便可作為有機肥料，用于改善土壤質量，增加土壤的肥力、改善土壤結構以及水分保持能力，便于進一步提高農作物產量及品質。

1.3 環境保護

通過對農作物秸稈、畜禽糞便進行有效的資源化利用，可以減少大量農業廢棄物的堆放、排放，防止其對環境的污染，有助于減緩氣候變化。

1.4 經濟效益

通過有效解決生物質能源的生產和銷售，可以給企業帶來利潤，促進相關產業的發展，同時也為人們提供了諸多就業機會。

1.5 促進農村發展

合理資源化利用農作物秸稈、畜禽糞便可以改善農民的收入來源，提高農村經濟水平，使得農民生活質量大幅上升[1]。

2 畜禽糞便資源化利用

2.1 固體糞便堆肥技術

建立一體化利用模式：“固體糞便+污水肥料”。畜禽糞便中除了擁有豐富的蛋白質、氮磷鉀、脂肪物質以外，還擁有無機鹽、木質素、有機酸以及纖維素等各類營養成分。一方面，在養殖場內部設置配套的雨污分流管道、溢水導流槽、儲糞棚等設施，待厭氧發酵完成處理污水作業后，依據適宜的比例，同灌溉水進行充分融合，澆筑到田地中，由此體現了固體糞便中自帶的營養功能。另一方面，在養殖場內部建設專屬的糞便儲備棚，通過在畜禽固體糞便中加入秸稈、稻殼等輔料，利用配料、粉碎、干燥、包裝等技術，將其放置在55～70℃的條件下，5 d后便可生產出優質的有機肥料[2]。并且此種有機肥料具有好氧發酵溫度高、糞便處理徹底、發酵周期時間短等優勢，這也是其能夠促進糞便利用率顯著提升的關鍵之處。

2.2 動物飼料制作技術

通常，糞便中的氨基酸物質和飼料中的氨基酸含量沒有較大的差距，對此，采用科學合理的手段、方式，對加工制成專屬動物飼料來為畜禽反哺切實可行。第一，鮮喂，指的是將各類新鮮糞便當作飼料喂養動物，例如，收集新鮮的貂糞飼喂蛋雞，能夠有效減少蛋雞飼料的成本，需要注意的是：只有收集無病原微生物的糞便，才能遏制疾病的傳播。第二，青貯，該種飼喂方式難度明顯高于鮮喂，制成的飼料含水量也非常高。以細紅苕+雞糞+玉米粉+麥麩+食鹽與骨粉為例，經過長達7周時間的青貯后，對奶牛進行飼喂，每頭奶牛飼喂量約為6 kg/d，飼料中干物質含量占整個飼料物質的1/2，如此，消殺了各類有害物質的同時，切實避免了粗蛋白流失問題 [3]。第三，氧化發酵方法，以微生物為前提，對糞便中含有的固定物質進行分解；以氧化發酵操作為前提，對糞污攜帶的蟲卵、病原菌進行根除。比如，按照1∶19的比例混合酒精、鮮牛糞，待其發酵成功后，飼喂生豬，減少生豬不必要的飼養成本，為生豬養殖創造更多經濟效益。第四，干燥方法，通過機械或自然條件風干畜禽糞便，消除掉糞便中的雜質、臭味，根據糞便具體含量適當增加糠麩等輔料，由此制作成專屬的飼料。

2.3 沼氣生產技術

在過去，由于經濟、科學技術等因素的影響，針對牛糞，大部分養殖戶通常選擇晾干后直接燃燒的方式，從而獲取相應的熱量，然而，直接燃燒方式造成空氣、環境受到污染的現象越來越嚴重。而如今，通過采用乙醇化操作的方式，使得糞便內部木質纖維素材、微生物得到了蒸餾方式處理，促使糞便能源化利用的效率大幅提升。簡言之，畜禽糞便在乙醇化方式的作用下演變成酒精，可減少糧食浪費問題 [4]。再則，我國畜禽乙醇化處理工藝尚且不夠完善，致使多數糞便依舊為沼氣的生產原料（在厭氧菌作用下，能夠把糞便內部的有機物質分解為常見的有機酸；在有氧條件下，能夠生成二氧化碳；在無氧條件下，能夠生成甲烷）。所以，事先準備出一個密閉的沼氣發酵池，完成厭氧環境下收集沼氣工作后，直接應用至發電領域，剩余的沼渣則被當作土壤肥料。

3 畜禽糞便食用菌基質化工藝流程

3.1 生產工藝

3.1.1 主要原料及處理

農作物秸稈、畜禽糞便、秸稈發酵菌劑以及畜禽糞便發酵菌劑都屬于主要原料，處理方法為：粉碎1～3 cm左右的秸稈小段，加入60%～70%的水量；出圈舍的畜禽糞便需要平鋪在曬場上進行晾曬。

3.1.2 發酵

（1）秸稈發酵。發酵池深度控制在1.2～1.5 m，寬度控制在4 m，長度最短為10 m、最長為100 m。將處理后的秸稈放入深發酵池中，堆好壓實。當發酵池溫度達到65～70 ℃左右，且持續12～24 h后，借助翻拋機對秸稈加以攪拌。降溫后，發酵的秸稈將再次進入升溫-高溫-降溫的二次循環。經過2～3次的反復循環后，發酵池溫度均衡、氣味消失、顏色呈黑褐色后，代表發酵工作結束。想要在短時間內盡快完成發酵工作，必要時，可采用秸稈發酵菌劑。

（2）畜禽糞便發酵。此種模式的主要原料為畜禽糞便，根據不同種類食用菌的生產需求，在原料預處理、發酵、分裝、滅菌等過程的作用下，能夠生產制備出食用菌基質，高值化利用循環模式流程詳見圖1。有關學者應用秸稈和糞便制作基料栽培姬松茸技術成熟，菌絲生長非常旺盛，出菇率較高，經濟效益極為良好，由此整合出了一套新型的廢棄物栽培姬松茸技術，該技術一經推出，便獲得了大多數菇農的認可。另有學者在常規平菇栽培基料中加入了一定比例的豬糞、牛糞、雞糞和蚓糞混合物，觀察到添加糞便組平菇菌絲生長情況尤為顯著，出菇批次、產量也遠遠高于未添加糞便的組別。由此看來，添加豬糞的組別生物轉化率明顯高于另一組別，進一步縮短了平菇的生長周期[5]。

3.1.3 熟料處理

將發酵好腐熟的原料鏟出，秸稈和畜禽糞便按照7∶3的比例加以融合，置于有遮陽網的水泥地面上，促使含水量降至20%～30%為宜。檢測熟料中的有機質、總養分（氮鉀總含量）以及酸堿度（pH）3項技術指標，需要嚴格按照NY525的標準進行。對于合格的熟料，直接轉移至造粒機；對于不合格的熟料分情況：（1）有機質質量分數＜45%，適當增加腐熟秸稈的比例；（2）總養分質量分數＜5%，增加腐熟畜禽糞便比例；pH＜5.5，融入生石灰調解、pH＞8.5，融入腐殖酸或是泥炭粉調節。

3.1.4 篩分造粒

對于合格的熟料可以應用滾筒的方式完成篩分。直徑＜4.7 mm的熟料，直接輸送至造粒機；直徑＞4.7 mm，

應用粉碎機加以粉碎，直到直徑高于4.7 mm后，便可輸送至造粒機。

3.1.5 烘干與冷卻

烘干：烘干機負責烘干造粒后的顆粒肥料，烘干含水量至30%以下；冷卻：冷卻機負責冷卻烘干后的顆粒肥料，冷卻至40℃以下。

3.1.6 成品處理

由滾筒對冷卻后的顆粒肥料進行篩分，篩分作業后，直徑在2.2～4.2 mm為合格的成品顆粒肥料尺寸。直徑＞4.2 mm需要進行下一次造粒、烘干、冷卻、篩分環節；直徑＜2.2 mm需要加水至含水量20%～30%后，重新進行造粒、烘干、冷卻、篩分環節。篩分合格的顆粒肥料依照GB/T6679規定要求取樣、制備、檢測樣品，檢測內容包括有機質、總養分、水分、pH等等，檢測合格后，便可順利存放在成品庫中[6]。

3.2 生產過程中的關鍵環節

3.2.1 原料處理

研究表明，長度在1～3 cm、含水量在50%～70%的秸稈發酵20 d時方可完全腐熟，且發酵效果最為理想；畜禽糞便經晾曬后，含水量降至50%左右，發酵效果最為顯著。

3.2.2 發酵

（1）溫度。溫度是決定發酵效果的重要因素，同時，發酵過程往往要經歷3大階段，即升溫、高溫、降溫。為此，結合我省地區的天氣、環境等條件因素，促使發酵溫度維持在60～70 ℃下，連續12～24 h，可以確保發酵的整體結果。（2）pH。pH 6.4～8.0都不會影響發酵結果，且7.5是最為適宜的pH 值。（3）碳氮比。發酵最為理想的C/N為25～30，＜25或是＞30，便會破壞有機物的降解進程。（4）翻堆。為了能夠充分發揮原料的均勻發酵作用，需做好翻堆工作，夏季翻堆次數2～3次、冬季翻堆次數4～6次，如有特殊情況，可適當增加、減少翻堆次數。

3.2.3 檢測

檢測分為2種，一種是檢測熟料、另一種是檢測成品顆粒。

4 資源化利用技術推廣策略

4.1 依托政策激勵手段，加大資金投入力度

首先，圍繞資源化利用技術得天獨厚的優勢，根據地區農業產業具體生產情況，規范化引導企業發展的方向，促進企業和農場主的強強聯合，帶領農民正式踏入秸稈、畜禽資源化利用道路[7]。例如，企業能夠通過創設小型畜禽有機肥制備設施、小型沼池的方式，由此避免秸稈、畜禽糞便浪費的問題。其次，資源化利用技術的推廣和資金投入之間的關系較為密切，作為省、市的政府相關部門，應該積極對待區域農業生產情況，推廣與秸稈、畜禽糞便相關的優惠政策，對綜合利用技術投入充足的資金支持，培育出集綜合性、多元性等一體的產業群。通過給予收購秸稈或畜禽糞便利用農戶相應的經費補貼，有利于構建政企合作模式下的秸稈、畜禽糞便收運的一體化產業鏈，從根本上解決、解決了加工企業前期的原料問題，激發了農戶秸稈回收積極性，已然成為廣大農戶處理農作物秸稈、畜禽糞便的福音，這也說明政府、企業在資源化利用技術推廣方面扮演的角色不言而喻。

4.2 強化推廣宣傳力度，組織開展技術培訓

一是積極將秸稈綜合利用作為農業技術推廣的根本發展任務，以收集、整合符合區域內部需求的實用化綜合利用技術為前提，拓寬技術使用范圍、規模，真正做好泰州農業產業培訓機構、基地的宣傳工作。二是加大開展農戶、養殖戶培訓管理的力度，通過向揚州、連云港等綜合利用秸稈與畜禽糞便生產食用菌的企業參觀學習，現場向其示范秸稈、畜禽糞便綜合使用的方法，促使新觀念、新方法落到實際，提升農作物秸稈、畜禽糞便整體使用水平，達到資源綜合化、全面化使用的目的。

5 結語

綜上所述，畜禽糞便食用菌基質化利用技術的研究具有重要意義，通過采取畜禽糞污減量處理、無害化處理、多途徑資源化處理等方式，實現了“變廢為寶”的發展目標，為農戶、養殖戶創造了諸多經濟效益、社會價值。因此，在今后發展過程中，應該轉變以往傳統的發展觀念，深刻認識到農作物秸稈、畜禽糞便合理利用的重要性，積極推進秸稈還田、食用菌栽培、粗飼料原料制作等工作的深入，以此來帶動自身生態農業可持續、高質量發展，繼而為我國農業科技化發展打下堅實的基礎。

參考文獻

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[7] 姚利，辛淑榮，趙自超.畜禽糞便基質化利用典型技術模式研究進展[J].中國農學通報，2021，37（1）：90-93.