[畜牧兽医]第六章 畜牧场环境保护.doc

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1、第六章 畜牧场环境保护 在畜牧业生产以农户小规模饲养为主的时期，粗放散养的小规模畜牧场饲养家畜头数不多，其粪尿大多数作肥料就地施用，对周围环境污染不大。集约化工厂化规模化的畜牧业生产一方面大幅度地提高了畜牧业生产水平，增加了畜产品的数量，另一方面产生了大量畜禽粪尿、污水等畜牧业生产废弃物, 不仅给家畜环境控制、改善以及家畜疫病的预防带来新的困难，而且，这些废弃物如不经处理，还会危害家畜健康和生产，污染周围环境，形成畜产公害。此外，工农业生产的迅速发展以及交通、居民生活产生的大量废气、废水、废渣、化肥和农药等，使环境中有毒有害物质增加，污染空气、土壤、水源。这些污染物有可能通过食物链对人畜健康构

2、成潜在的危害。因此，畜牧场环境保护应包括两方面的内容：一是防止畜牧场产生的废水、废气和粪便对周围环境产生污染；二是避免周围环境污染物对畜禽生产造成危害，以保证家畜健康和畜牧生产的顺利进行。 第一节 畜牧场的环境污染一、环境污染的概念 环境污染是指自然环境诸要素（空气、土壤、水体等）受到人类生产、生活活动过程产生的或来自自然界的污染物的污染，并超过自然界的自净能力而达到一定程度，对人、畜和其他生物产生不良影响的现象。一方面，家畜生活在各种环境因素之中；另一方面，家畜的生活又影响其所生存的环境。因而，自然界中各种环境因素本身之间以及各种环境因素与家畜之间是互相联系、互相依存及互相制约的，它们之间保

3、持着一种相对的动态平衡状态，在动态平衡中，各因素在不断循环中得到更新和净化。在各种环境因素的正常动态平衡系统中，如渗入一些有毒有害物质，其数量若不多，即使造成轻度污染，也可通过物理、化学和生物的作用降低其浓度或使其完全消除，因而达到净化，不致对人畜造成危害。只有当这些有害物质数量增加到一定程度，超过了环境系统的净化能力时，才会造成生态平衡破坏，使环境受到污染。二、畜牧场环境污染产生的原因(一) 畜牧业经营方式及饲养规模的转变 20世纪八十年代以前，我国畜牧业多为分散经营，或者在农村中仅作为一种副业生产，家畜头数不多，规模小，畜禽粪便可作肥料及时就地处理，恶臭物质可很快自然扩散，对环境的污染不严

4、重。近2030年来，我国畜牧业逐渐由农村副业发展成独立的产业，规模由小变大，头数成千上万，经营方式由分散到集中，由副业到产业化，饲养管理方式向高密度、集约化、机械化和工厂化方向转变，随之粪尿及污水量大大增加。因而，由于畜牧业经营方式的改变、饲养规模扩大和家畜生产的集中，使单位土地面积上载畜量增大，废弃物产量超过了农田的消纳量。这些废弃物如不及时被处理，任意排放或施用不当，就会污染周围空气、土壤和水源等，形成畜产公害，威胁人畜健康。据上海市调查和估算，1988年全郊区畜禽粪便流失量为20%以上，超过了82万吨；尿流失量为60%左右，约为170万吨；污水流失量为80%以上，达500万吨，造成了严重

5、的环境污染。畜禽粪便污染增加了疾病传播的机会，降低了畜禽对疾病的抵抗力，造成了畜禽疾病的蔓延，导致了畜群死亡率上升，种蛋产量和孵化率下降。如北京市畜牧局对下属六大鸡场鸡死亡原因进行调查，结果表明，由于舍内积肥和清扫后对畜禽粪便不作无害化处理，导致肠道传染病原如沙门氏菌和大肠杆菌等在环境中扩散，使鸡发病率和死亡率显著提高。其中，因鸡痢死亡的鸡占37.08%，因马立克氏病死亡的鸡占20.8%，因大肠杆菌病死亡的鸡占10.47%，因法氏囊病死亡的鸡占13.65%。(二)畜牧场由农区、牧区转向城镇郊区 过去各国的畜牧业多依赖于农业，就近取得农副产品或牧草作为饲料、饲草。因而，畜牧场多设在农区和牧区。随

6、着工业化和城市化的发展，城镇与工矿区人口大量集中，对畜产品的需求量显著增多，为便于采购饲料原料、对畜产品进行加工和销售，畜牧场大多设在城市近郊。这样一方面使农牧生产脱节，粪尿不能及时施用于农田；另一方面畜牧场与居民点过于接近，畜牧业产生的恶臭与噪声对人类生活环境造成不良影响。 (三)农业生产由使用有机肥料逐渐转向使用化学肥料随着化学工业的发展，化学肥料的生产量越来越大，而价格越来越低，运输、储存、使用也都比较方便，增产效果显著。相反，家畜粪肥体积大，施用量多，装运不便，劳动工资及运输费用相对较高。这样就造成家畜粪肥使用量减少，粪肥积压，变为废弃物，难以处理，形成“畜产公害”。本来家畜的粪尿是很

7、好的有机肥料，经过处理，将粪肥施入农田，除能供给农作物养分外，还可改进土壤的理化性质，提高土壤肥力，改善农产品品质。在国内，我国广大农村有在农业生产中使用畜粪作肥料的丰富经验和传统；在国外，也有利用畜禽粪便作肥料生产农产品的实例，以人口和工业化比较集中的英格兰和威尔士为例，其家畜的粪尿和垫草，几乎全部作肥料，每年每亩平均施用1.6-3.0 t，这不但对农业生产有很大的好处，而且避免了环境污染。但是，如对畜粪不进行科学处理，就会污染周围环境，造成畜产公害。(四) 工农业生产、交通运输和居民生活产生的废弃物对畜牧场环境的污染 工农业生产、交通运输和居民生活所排放的废水、废气和废渣，污染畜牧场的土壤

8、、饲料和水源，严重危害家畜的健康，降低畜产品品质，妨碍畜牧业生产水平的提高，同时污染物也通过畜产品危害人体健康。因而，在发展经济的同时，必须保持环境良好或使环境状况不断得到改善。 (五) 兽药、饲料添加剂滥用生产者和经营者无节制过量使用微量元素添加剂，使畜禽粪便中的锌、铜、铁、硒含量过高，对环境造成了新的污染。生产者盲目增加饲料蛋白质含量，使粪尿中氮的含量增加，对土壤、水体构成了新的污染。生产者为预防疾病，促进动物生长，盲目使用抗生素（例如，四环素、土霉素、黄胺类药物等）、激素类药物（例如，雌激素、孕激素）、镇静剂（例如，氯丙嗪、安定、安眠酮等）、激动剂（如克伦特斯罗），造成药物在粪便和尿液中

9、残留，污染环境。畜牧场的环境保护，从总体来说，要根据国民经济计划的要求，对工农企业和畜牧场统一安排、合理布局，并使各自的废弃物就地处理。对于一个畜牧场来讲，建场之初，对处理废弃物的设施要同时设计、同时施工、同时投产，要避免有害物质对环境的污染。经验证明，环境污染可在较短的时间内造成，而消除这种污染则需较长的时间。如已产生了严重的污染再去治理，不仅要付出更大代价，有的还难以取得良好的效果。畜牧场建成后，则要经常保持畜牧场内的环境整洁，空气清新，水质洁净。有条件时可对废弃物进行综合利用，以增加畜牧场的收入。在注意防止废弃物污染周围环境的同时，还应注意防止可产生的噪声与大量孳生的蚊蝇对附近居民的骚扰

10、与危害。三、畜牧场污染物质（一） 外界环境产生的污染物工农业生产、交通运输、居民生活过程中产生的“废水”、“废气”、“废渣”(简称“三废”)、农药和化肥，以及畜牧生产中产生的粪尿等废弃物，都会对空气、水、土壤以及饲料造成污染，并由此对人畜健康、自然环境、畜牧生产等造成危害。外界环境中的主要污染物质包括：1. 空气污染物 空气污染物包括有害气体如CO2、SO2、CO、HF、H2S、NH3、氮氧化物以及畜牧场粪便分解产生的恶臭气体等，空气尘粒与空气微生物等，有关空气污染物对人和动物危害的相关内容参见第六章。2. 土壤污染物 土壤污染物包括重金属、农药、放射性物质、病原微生物等，土壤污染物对人和动物

11、的影响及净化等相关内容参见第七章。3. 水体污染物 水体污染物包括有机物，例如碳水化合物、蛋白质、脂肪、和木质素等；植物营养物，例如， 氮、磷、钾、硫等；重金属，例如，汞、镉、砷、锌、铜、钴等；农药、兽药、酚类化合物、氰化物、酸碱及一般无机盐类、放射性物质、病原微生物、致癌物等。水体污染物对人和动物的危害相关内容参见第八章。 （二） 畜牧场产生的污染物畜牧场产生的污染物主要有：（1）畜禽粪便，为畜牧场主要废弃物，畜禽粪便含有有机物、矿物质、微生物、寄生虫等，如果处理得当，可以作为肥料，燃料、饲料，造福人类，如果处理不当，则会造成严重的环境污染。（2）污水，包括生活污水、在清洁畜舍与设施、冲洗粪

12、便等过程产生的污水以及畜产品加工厂、屠宰场产生的污水。（3）噪声，动物鸣叫声、机械运转声以及机动车辆行驶时产生的声音。（4）动物尸体，主要为畜牧场内剖检或死亡家畜的尸体以及畜产品加工厂排放的废弃兽毛、蹄角、血液、下水和孵化厂产生的死胚及蛋壳。（5）畜牧场产生的废气，包括臭气、细菌、病毒和灰尘等。畜牧场在生产过程中可向大气中排放大量的微生物（主要为细菌和病毒）、有害气体（NH3和H2S气体）、粉尘和有机物，这些污染物会对周围地区的大气环境产生污染。如10.8万头的猪场，每小时向大气排放15亿个菌体、15.9kg NH3、14.5kgH2S、25.9kg粉尘，污染半径可达4.55.0km。一个存栏

13、72万只鸡的规模化蛋鸡场，每小时向大气排放41.4kg尘埃、1748亿个菌体、2087m3CO2、13.3kgNH3和2148kg总有机物。畜牧场产生的恶臭气体主要成分是NH3、H2S、硫醇、吲哚、粪臭素。它们分属脂肪酸、醇、酚、醛、酮、酯类及盐基类、氮杂环类等物质。第二节 畜禽粪便的污染、危害及其资源化处理一、 畜禽粪便的特性（一） 禽粪便的化学特性 1. 矿物质元素 包括钙、镁、钾、氯、碘、硫、磷、铜、铁、镁、钠、硒、锌、钴、钼、铅、镉、砷、铬、锶、矾等；2. 含氮有机物 包括尿素、尿酸、氨胺、含氮脂类、核酸及其降解产物、吲哚和甲基吲哚；3. 粗纤维 包括纤维素、半纤维素和木质素；4. 无

14、氮浸出物 包括多糖（淀粉和果胶）、二糖（蔗糖、麦芽糖、异麦芽糖和乳糖）和单糖。粪中的无氮浸出物主要来自于消化道食物残渣。（二）畜禽粪便的生物学特性1. 微生物 粪尿中微生物主要有正常微生物和病原微生物两类，正常微生物包括大肠杆菌、葡萄球菌、芽孢杆菌和酵母菌等；粪便中含有的病原性微生物包括青霉菌、黄曲霉菌、黑曲霉菌和病毒等；2. 寄生虫 粪便中含有蛔虫、球虫、血吸虫、钩虫等；3. 毒物 粪便中的毒物主要来自于两个方面，一是粪中病原微生物和病毒的代谢产物，二是在饲料中添加的药物的残留物，包括重金属、抗生素、激素、镇静剂以及其它违禁药品等。（三） 粪便的肥效 1 粪便的营养价值 粪便中的有机质经过微

15、生物的分解和重新合成，最后形成腐殖质。腐殖质肥料对土壤改良、培养地力的作用是任何化肥都无法比拟的。腐殖质具有调节土壤水分、温度、含氧量、促进植物迅速吸收水分、促进植物发芽和根系发育等作用。腐殖质中的胡敏酸具有典型的亲水胶体性质，有助于土壤团粒结构的形成。各种家畜粪便肥分含量见表121。各种家畜的粪尿平均含有约25%的有机质，其中全氮(N)平均0.55%，全磷(P2O5)0.22%，全钾(K2O)0.6%左右。总的来说，禽类比哺乳动物粪含有较多的氮、磷、钾。各种家畜的粪便由于管理方式、饲料成分、家畜类型、品种与年龄的不同，其所含的氮、磷、钾量也有很大差异(见表12-1)。禽粪中氮和磷含量几乎相等

16、，钾稍偏低。腐熟对禽粪尤为重要，因为禽粪中的氮素以尿酸形态存在，尿酸盐不能直接被作物吸收利用，因此，禽粪只有经腐熟后才能施用。禽粪中的尿酸盐态氮易分解，如保管不当，经2个月，氮素几乎损失50%。畜禽粪在堆腐过程中能产生高温，为避免腐熟产生的高温对农作物根系的危害，畜禽粪只有腐熟后才可用作追肥。猪与牛的粪便中2/3的氮与1/2的磷或家禽粪便中1/5的氮与1/2的磷能够直接为作物所利用，其余的氮和磷为复杂的有机物，只有被土壤中的微生物分解后才能逐渐为作物所利用。因而，畜禽粪肥效长，营养丰富。农田施入7500-9000kg/公顷畜禽粪肥一般不会过量，作物也能很好地生长，如按作物所需氮肥量计算，种植谷

17、物一般施入氮150kg/公顷即可。如果一个畜牧场饲养的家畜头数多，产的粪肥多，计划粪肥全部施用，其中折算出的氮量超过150kg/公顷时，则需要将一部分种植谷物的农田改种禾本科牧草。牧草每年可割3-4次，每割一次，可施氮素120-150kg/公顷，如每年割三次，可施氮素360-450kg/公顷，可多容纳氮肥2倍。2. 畜禽粪便的肥效 （1）增加土壤中有机质含量，提高土壤腐殖质活性，使土壤保持较好的通风透气性；（2）提高了土壤微生物活性 农田施入畜禽粪便，为土壤微生物提供了丰富的养分，促进了土壤微生物的生长增殖，加速了微生物分解土壤和粪肥养分的速度，为植物生长提供了更全面更充足的养分；（3）为土壤

18、补充了养分 施入畜禽粪便，可向土壤补充有机态氮（蛋白质、氨基酸和氨基糖）、有机磷（如DNA、RNA的核酸磷）、钾、锌、锰等，促进土壤微生物和植物生长。表121 各种家畜粪的肥分含量（%）畜 粪 水 分 有机质 氮（N） 磷酸（P2O5） 氧化钾（K2O）猪 粪 81.5 15.0 0.60 0.40 0.44马 粪 75.8 21.0 0.58 0.30 0.24牛 粪 83.3 14.5 0.32 0.25 0.16羊 粪 65.5 31.4 0.65 0.47 0.23鸡 粪 50.5 25.5 1.63 1.54 0.85鸭 粪 56.5 26.2 1.10 1.40 0.62鹅 粪 7

19、7.1 23.4 0.55 1.50 0.95鸽 粪 51.0 30.8 1.76 1.78 1.00（据张景略、徐本生主编，土壤肥料学，北京：农业出版社，1990）二、 粪便对水体和土壤的污染1 粪便对水体的污染当排入水体中的畜禽粪便总量超过水体自净能力时，就会改变水体的物理、化学和生物学性质以及水体的组成，使水质变坏。当人畜饮用水受到污染时，有毒有害物质和病原就会危害人畜健康。粪便污染水体的方式为： （1）恶化水质 粪便中大量的含氮有机物和碳水化合物，经微生物作用分解产生大量的有害物质，这些有害物质进入水体，降低水质感官性状指标，使水产生异味而难以利用。若饮用水受人畜粪便污染，将危害人畜健

20、康。粪便中的含氮和含硫有机物分解产生的恶臭物质主要有：胺、吲哚、甲基吲哚、硫醇、硫化氢和氨气等。 （2）富营养化作用 粪便中的氮、磷等植物营养物大量进入水体，促使水体中藻类等水生植物大量繁殖，使水体溶解氧迅速下降，水生生物死亡，水中有机质在缺氧条件下厌氧腐解，使水体变黑发臭，水质感官性状恶化，这种现象称为水体富营养化作用。水体富营养化作用的产生主要是由于水体养分的增加，促进了水生植物过度生长，这些水生植物在白天进行光合作用，使上层水溶解氧大大增加，达到饱和水平，但在晚上则大量消耗水体中的溶解氧，使水中的溶解氧迅速降低，导致鱼类等水生动物因缺氧而死亡，水中动物和植物的尸体分解，使水质发黑和变臭。

21、 （3）导致介水传染病发生 粪便中含有大量的微生物，包括细菌、病毒和寄生虫。例如细菌类有人的痢疾杆菌、霍乱杆菌、伤寒杆菌等；家畜的猪丹毒杆菌、仔猪副伤寒沙门氏菌、致病性大肠杆菌等以及人畜共患的布氏杆菌、结核杆菌、炭疽杆菌等。病毒类有人的传染性肝炎病毒、猪传染性肠胃炎病毒、鸡新城疫病毒、口蹄疫病毒等。寄生虫类有人畜共患的姜片吸虫、肺吸虫、肝片吸虫，猪鸡的蛔虫等。这些病原会通过水体的流动，在更大范围扩散和传播，导致疫病在更大范围内爆发和流行。2 粪便对土壤的污染（1）病原微生物污染 未经处理的畜禽粪便进入农田，粪便中的病原微生物及芽孢会在农田耕作土壤中长期存活，这些病原微生物一方面会通过饲料和饮水

22、，危害动物健康；另一方面会通过蔬菜和水果等农产品，危害人类健康。（2）矿物质元素的污染 在饲料中大量使用矿物质添加剂，使畜禽粪便中的微量元素如铜、锌、砷、铁、锰、硒含量增加。长期大量施用受矿物质元素污染的畜禽粪便，会导致这些微量元素在土壤中富集。如果土壤中微量元素富集过多，就会影响植物生长发育，导致农作物减产，例如在饲料中使用高剂量的铜（250mg/kg）、Zn（2000mg/kg）和有机砷制剂（对氨基苯砷酸，100mg/L），可加剧这些微量元素对土壤的污染。一般认为，当土壤中铜和锌分别达100200mg/kg和100mg/kg时，就可造成植株中毒。当Cu、Zn、As、Cd、Pb共存时，它们之

23、间存在协同作用，这增加了防治土壤污染的困难。当土壤中砷酸钠加入量为40mg/kg时，水稻减产50%；砷酸钠加入量为160mg/kg时，水稻已不能生长；灌溉水中砷浓度为20mg/kg时，水稻颗粒无收。如果这些微量元素通过农作物、饲料和食物的富集，将会对人类健康构成潜在的威胁。三、 畜禽粪便的处理（一） 畜禽粪便在自然界的转化家畜的粪便通过土壤、水和大气的理化及生物学作用，使其中的微生物被杀死，并使各种有机物逐渐分解，变成植物可以吸收利用的营养物质，并通过动物、植物的同化和异化作用，重新转化为构成动物体和植物体的糖类、蛋白质和脂肪等。换言之，在自然界的物质循环和能量流动过程中，粪便经过土壤作物的作

24、用可再度转化为饲料，成为家畜的饲料（如图12-1所示）。这种农牧结合，互相促进的处理办法，不仅是处理家畜粪便的基本途径，也是保护环境，维护农业生态系统平衡的主要手段。图12-1自然生态系统物质循环示意图（二） 科学合理的布局与规划畜牧场畜牧场废弃物处理与利用的基本要求是排放数量“减量化”、处理过程“无害化”和处理目标“资源化”。 合理规划畜牧场，采取先进生产工艺是实现上述目标的先决条件。否则，不仅会影响以后生产，而且会使畜牧场的环境条件恶化，或者为了保护环境而付出很高的代价。科学规划、设计和布局畜牧场以减少粪便污染包括三方面的内容，一是要采用科学的生产工艺，力争生产过程污染物的产生“减量化”；

25、二是畜牧场生产规模与农田承载能力相适应（即畜牧场产生的粪便和污水能被当地的农田和池塘所消纳），畜牧场废弃物经处理后可用作肥料、饲料或燃料，不对环境产生新的污染，实现“废弃物”利用“无害化”；三是畜牧场要有完善的粪便和污水无害化处理设施与系统，实现粪便和污水利用资源化。因此，应根据畜牧场所产废弃物的数量(主要是粪尿量)以及土地面积的大小，确定各个畜牧场的规模，并使畜牧场科学、合理、均匀地在本地区内分布。要把家畜的粪便全部施用，必须计算畜牧场粪量与土地施肥量，即所施用的粪肥的主要养分能为作物所吸收利用而不积累，能使土壤完成基本的自净过程。各种家畜每日所产粪便的数量如表12-2所示 。为防止土壤污染

26、，应控制单位土地面积家畜饲养量。施用畜肥的农田对每亩地饲养家畜的密度，我国尚无具体规定，现引用德意志联邦共和国规定，以畜禽粪便消纳量计算，每平方公里土地能承载家畜数量见表12-3。（三）畜舍畜禽粪便的清除 在集约化畜牧场，清除畜舍畜禽粪便的工艺与方式不同，产生的畜禽粪便的状态与数量不同。过去曾采用水冲式清粪工艺，这种做法尽管清除畜舍畜禽粪便时节省劳动力，但大量的水进入粪便，不仅扩大了废弃物（畜禽粪便和污水）的体积与数量，增加处理与利用畜禽粪便的难度，而且浪费水资源，造成新的污染，在生产中不宜采用。采用粪水分离的工艺清除畜舍畜禽粪便，尽管清除畜舍畜禽粪便时消耗机械、动力或人力，但一方面节约水资源

27、，另一方面产生的废弃物数量少，体积小，便于后续的废弃物无害化处理。猪场和禽场粪水分离工艺分别如图12-2，图12-3所示。 图12-2 猪场粪水分离工艺示意图图12-3 猪场粪水分离工艺示意图四、畜禽粪便的利用（一）畜禽粪便用作肥料1.土地还原法 把家畜粪尿作为肥料直接施入农田的方法称为“土地还原法”。土壤容纳和净化家畜粪便的潜力巨大。有试验表明，即使每亩施入禽粪41 t，然后用犁耕，翻到地里，也散发恶臭或招引苍蝇等。据日本神奈川县农业试验场的报道，在土地上施新鲜牛粪300 t/公顷(或新鲜猪粪尿75 t/公顷或新鲜鸡粪30 t/公顷)，采取条施或全面撒施，栽培饲料作物或蔬菜，结果都比标准化肥

28、区增产，而且对土壤无不良影响。采用土地还原法利用粪便时应注意：一是要在粪便施入土地后进行耕翻，使鲜粪尿埋在土壤中分解。这样，不会造成污染，不会散发恶臭，也不会招引苍蝇；二是家畜排出的新鲜粪尿应妥善堆放，腐熟后施用；三是土地还原法只适用于用作耕作前底肥，不可用作追肥。表12-2 各种家畜的粪尿产量(鲜量)种类 排泄量(kg/头.日) 排泄量(t/头.年) _ _ 饲养期（日） 粪 尿 粪尿 粪 尿 粪尿泌乳牛 365 3050 1325 4575 14.6 7.3 21.9 成年肉牛 365 2035 1017 3052 10.6 4.9 15.5育成牛 365 1020 510 1530 5.

29、5 2.7 8.2犊牛 180 37 25 512 1.0 0.45 1.5成年马 365 1020 510 1530 5.5 2.7 8.2种公猪 365 2.03.0 4.07.0 6.010.0 0.9 2.0 2.9成年母猪 365 2.54.2 4.07.0 6.511.2 1.2 2.0 3.2后备母猪 180 2.12.8 3.06.0 5.18.8 0.4 0.8 1.2出栏猪 180 2.17 3.5 5.67 0.4 0.6 1.0出栏猪 90 1.3 2.0 3.3 0.12 0.18 0.30山羊 365 2.0 0.66 2.66 0.73 0.24 0.97绵羊 3

30、65 2.0 0.66 2.66 0.73 0.24 0.97兔 365 0.15 0.55 0.7 0.05 0.20 0.25产蛋鸡 365 0.15 0.15 0.06 0.06肉鸡 50 0.09 0.09 4.5 kg 4.5 kg肉鸭 55 0.10 0.10 5.5 kg 5.5 kg蛋种鸡 365 0.17 0.17 62.1 kg 62.1 kg蛋种鸭 365 0.17 0.17 62.1 kg 62.1 kg 表12-3 每平方公里土地承载畜禽数量家畜种类 数量（头/年）家畜种类 数量（只/年）成年牛 741青年牛 1483犊牛(3月龄内) 2224繁殖与妊娠猪 1483肥

31、猪 3707火鸡 74100肥育鸭 111204蛋鸡 74100肉鸡 222400羊 4448马 7412.腐熟堆肥法 （1） 腐熟堆肥法概念 腐熟堆肥法是主要通过控制好气微生物活动的水分、酸碱度、碳氮比、空气、温度等各种环境条件，使好气微生物分解家畜粪便及垫草中各种有机物，并使之达到矿质化和腐殖质化的过程，腐熟堆肥法可释放出速效性养分并造成高温环境，能杀菌、杀寄生虫卵等，最终变为无害的腐殖质类活性有机肥料。（2）原理 利用好氧菌在一定条件下，对堆肥中的有机物和无机物进行分解而使之转变为腐殖质状物质。同时，产生热能使堆肥温度升高到5060，以杀灭病原菌。经过这一腐熟过程，发酵产品既可提供有利于

32、植物生长的营养元素，又可防止粪便中病原菌、寄生虫以及病毒的繁衍和扩散。（3）腐熟堆肥的过程 温度上升阶段 在自然堆肥条件下，堆肥开始后115天，堆肥内的温度逐渐上升。在该阶段内，主要是嗜冷及嗜温性微生物发挥作用。在该阶段，嗜温性微生物繁殖旺盛，分解简单的有机物，释放出热量，使肥堆内部温度逐渐升高。如果条件适宜，则在57天内，肥堆内部温度就可达到50以上。 持续高温阶段 当温度上升到50以上后，嗜温性微生物在高温下逐渐消亡，嗜热性微生物（放线菌、真菌、杆菌）开始大量繁殖生长，将堆肥物料中蛋白质和纤维素、半纤维素等复杂有机物分解转化为类似土壤腐殖质的物质。随着堆肥进程的发展，温度继续升高到6070

33、以上，持续一段时间后，堆肥中几乎所有的病原微生物和寄生虫卵都被杀死。 降温阶段 随着有机物被分解，嗜热微生物所需养分逐渐减少，细菌分解作用减弱，堆肥温度逐渐降低，当温度下降到50以下时，嗜热菌也开始逐渐消亡，这时，堆肥转变为腐殖质，物料呈棕褐色，松软，有类似土壤腐殖质的微酸味，这时堆肥腐熟过程完成。（4） 腐熟堆肥的基本要求 物料中有机物含量 堆肥物料中有机物可以为微生物提供养料，堆肥物料中的有机物质应占28%以上。目前，大中型养猪场所采用水冲清粪、固液分离工艺，由于粪便中大部分可溶性的有机质都被水溶解，固液分离后的猪粪渣由于缺乏有机质，很难进行好氧发酵，粪便用作肥料，肥效很低。 水分含量 堆

34、肥水分含量一定要适当，一般以50%60%为宜，如果堆肥水分含量过低，则会影响微生物的生长，如果堆肥水分含量过高，则会影响堆肥物料的通气率，进而影响好氧微生物对堆肥有机物的充分分解。 温度 不同种类微生物的生长的适宜温度不同，例如，温度保持在50以上，嗜热性微生物能存活并充分发挥作用，而嗜温性微生物则无法生存，再如，30-40适宜于嗜温性微生物活动，但不适宜嗜热性微生物活动。因此，对堆肥温度进行调控十分必要。一般通过加大供气和减小供气的办法来控制堆肥温度。 通气供氧 腐熟堆肥初期应保持好气环境，加速粪肥的氨化、硝化作用，后期应保持粪肥堆内部分产生嫌气条件，以利于提高腐殖质化，保存有效养分，减少粪

35、肥有效养分挥发，并使之矿化，完成有机物降解过程。通气的作用在于：供氧，为好氧微生物发酵创造条件； 通过供气量的调节来控制肥堆最适温度； 在维持最适温度的条件下，加大通气量可以去除水分。目前，研究人员往往通过测定堆层中的氧浓度和耗氧率来了解堆层生化过程和需氧量，从而控制通气量。许多研究结果表明堆肥中合适的氧浓度为18%，最低不能低于8%。目前采用的通风方法主要有：翻堆、向堆肥插入带孔的通风管、借助高压风机强制通风供氧、自然通风供氧。 碳氮比 堆肥中微生物生长需要有碳，菌体蛋白质合成需要氮，碳氮比是一个重要因素。碳供给细菌的能源，而氮则被细菌用来合成蛋白质和核酸，促进细胞繁殖，粪肥中碳氮比随着细菌

36、分解而逐步降低。因此，初始碳氮比的高低将决定堆肥腐熟能否顺利进行。平均每利用30份碳需1份氮。适宜的堆肥物料碳氮比为26-351。碳氮比大于35，则分解效率低，需时长；低于26，则过剩氮会转变成氨逸散于大气而损失。各种畜粪的碳氮比大致为：猪粪7.1413.41，羊粪为12.31，马粪为21.51，牛粪为13.41。可见，畜禽粪便含碳量不足，需用含碳量高的调理剂加以调整。 pH值 适当的酸碱度是细菌赖以生存的环境，对大多数细菌和原生动物来说，最适pH值为6.57.5之间，细菌大多要求pH值为中性或偏碱性，放线菌在中性和偏碱性环境中生长，以pH7.58.0最为适宜。因此，一般认为pH在7.58.5

37、之间可获得最大堆肥速率。（5）腐熟堆肥的方法 自然堆肥 自然堆肥是指在堆肥过程中，依靠自然气流为粪便微生物活动提供氧气而使粪便腐熟。即在堆肥过程中将玉米秸捆或带小孔的竹竿插入粪堆，为畜禽粪便中的微生物提供充足氧气，以帮助好氧微生物发酵分解有机物。在一般情况下，经好氧微生物发酵4-5天就可使堆肥内温度升高至60-70，两周即可达粪肥均匀分解，充分腐熟的目的，这种方法适合于少量小规模堆肥。 机械堆肥 机械堆肥是在堆肥过程中，利用机械为粪便中微生物活动提供氧气而使粪便腐熟。一种方法是定期用推土机等机械翻堆，起到通气的效果，这种方法适合于大规模堆肥，腐熟期较长，夏季约需1个月左右，冬季约需3个月左右，

38、如图124所示。第二种方法是预先在在肥堆中埋设管道，用风机将空气通过管道强制压入肥堆，该种堆肥不需要翻肥，如图125所示。第三种机械堆肥是罐式发酵堆肥，该装置分为上下两层的圆形金属罐，圆心为搅拌机轴，每层有多根搅拌棒，搅拌棒和搅拌轴又可以送风，上层是新鲜物料和少量发酵到一定阶段物料的混合物，新鲜物料利用一个输送带自动输入，搅拌机将新旧物料混匀，发酵一定时间（3天）后，物料进入下层。在下层物料经过一定时间（3天）发酵后，物料基本腐熟，然后用输送带将物料运走，在经过加入一些添加剂，包装后形成产品。如图126所示，该种方法腐熟期共约需20天左右，出罐后为后熟阶段。该堆肥发酵工艺是连续的，便于形成工厂

39、化生产。第四种是自落式多层堆肥塔，共分6层，每层底板由多块可反转的栅板构成，加调理剂进行预处理后的堆肥物料送入最上层，发酵24小时，反转底板物料落入第二层，如此每天通过一层而完成前期腐熟，供氧由鼓风机通过管道送入各层。该设备可连续作业，每天一次入料到第一层，第六层则每天出料一次。图124 机械翻堆堆肥系统图125 通气条垛式堆肥系统（6） 堆肥腐熟的标准堆肥腐熟的标准一是粪肥质量要好，具体表现为外观呈暗褐色，松软无臭。如测定其中总氮、磷、钾的含量，肥效好的，速效氮有所增加，总氮和磷、钾不应过多减少；二是卫生状况良好，不会造成新的污染。即粪肥只要达到无害化的指标即可认为堆肥成功。堆肥无害化的标准

40、如表124所示。表124 高温堆肥的卫生标准项 目 指 标堆肥温度 蛔虫卵死亡率 粪大肠菌值 苍蝇 最高堆温达5055以上，持续57天 95%100%0.10.01 堆肥周围没有活蛆、蛹或新羽化的成蝇（7）腐熟堆肥中主要营养物质的变化 碳水化合物 在有氧条件下，碳水化合物大部分分解为二氧化碳和水，并释放大量热能，而在无氧条件下，则大部分分解成甲烷、有机酸和各种醇类，并产生少量二氧化碳。 含氮化合物 在酶作用下，蛋白质被分解成多肽、酰胺、氨基酸；氨基酸分解形成氨，在有氧条件下，氨进一步经硝化细菌氧化形成亚硝酸或硝酸，此作用都发生在堆肥的外层，于是粪肥达到矿质化；在堆肥内部由于水分过多或压紧形成局

41、部厌氧条件，几乎没有硝酸盐产生，有机质变成腐殖质(黑色胡敏酸)。所以，此时粪肥既有大量速效氮被释放，能嗅到臭味，又有腐烂黑色的腐殖质。家畜尿中的含氮物质主要为尿素和尿酸等，其中尿素分解速度最快，2天可完全分解，尿酸次之，例如，马尿酸全氮经过24天只分解其中的23%。图136 发酵塔和发酵罐堆肥法统（a） 多层发酵塔：1.入料搅拌 2.堆肥物料 3.排出气进入除臭池 4.多组可反转槽底5. 转轴6.出料仓 7.气动槽底反转柄 8.供风管 9.鼓风机（b） 搅拌式发酵罐 1. 鼓风机2.进风管 3.搅拌齿兼供风管 4.带保温层的发酵罐罐体5.堆肥物料 6.驱动及液压传动装置 7.排风管通入除臭池

42、（李震钟主编，畜牧场生产工艺与畜舍设计，北京：中国农业出版社，2000年5月）3 坑式堆肥 坑式堆肥是我国北方传统的积肥方式，这种堆肥的操作要点是：在畜禽进入圈舍前，在地面铺设垫草，在畜禽进入圈舍后，不清扫圈舍粪尿，每日向圈舍粪尿表面铺垫垫料，以吸收粪尿中水分及其分解过程中产生的氨，使垫草和畜禽粪便在畜舍腐熟。当粪肥累积到一定时间后，将粪肥清除出畜舍，一般粪与垫料的比例以1：3-4为宜。近年来，研究人员在垫草垫料中加入菌类添加剂或除臭剂，效果较好，例如，在垫草垫料中添加上海市农业科学院研制的“猪乐菌”，舍内氨气含量可从14.33mg/g降低到7.75 mg/g，日增重提高26.7%。4 平地堆

43、肥 平地堆腐是将家畜粪便及垫料等清除至畜舍外单独设置的堆肥场地上，平地分层堆积，使粪堆内进行好气分解。粪肥腐熟过程要经过生粪-半腐熟-腐熟-过劲四个阶段，即粪肥中有机物质在微生物作用下进行矿质化和腐殖质化的过程。矿质化是微生物将有机质变成无机养分的过程，也就是速效养分的释放过程；腐殖质化则是有机物再合成腐殖质的过程，也是粪肥熟化的标志。近年来，有人利用塑料大棚或钢化玻璃大棚处理鸡粪和猪粪，效果很好。塑料大棚或钢化玻璃大棚的作用一是保温，二是减少养分流失。这种堆肥操作要点是，修建塑料大棚或钢化玻璃大棚，将畜禽粪便与垫料或干燥畜禽粪便混合，使处理的畜禽粪便水分含量为60%，将含水量为60%的粪便送入大棚中，搅拌充氧，经过3