呼和浩特地区不同环境条件下的牛粪发酵的研究.pdf

为探究呼和浩特地区规模化奶牛场粪污不同温湿环境条件下的发酵情况，通过控制固液分离时的固体牛粪含水量对比，不同含水量的牛粪发酵的完全性，分析自然发酵的最低温度和不同气候条件对牛粪发酵温度和发酵速度的影响。结果表明：在不同温度下对液体牛粪利用固液分离机进行固液分离，进行自然堆积发酵，固体牛粪含水量为，最低发酵温度在 以上；固体牛粪含水量 ，最低发酵温度为。研究结果提示，牛粪自然堆积发酵，受外界气候，温度因素影响很大，在外界平均气温低于 或者发酵中降温严重时，则不能完成发酵；为避免外部牛粪发酵不完全，应进行翻堆促使发酵彻底。关键词牛粪；堆积发酵；温度；含水量 中图分类号 文献标识码 文章编号 （）：随着奶牛的规模化养殖，奶牛养殖场产生的大量废弃物导致养殖场附近的环境被破坏。当养殖场的养殖数量超过自然承受能力后，环境问题就凸现出来。养殖场所滋生的蚊虫和牛蝇等昆虫，对牛体产生很大威胁。母牛在生产前期对蚊虫叮咬和细菌、病毒的侵蚀抵抗力较弱，在卫生处理不合格时对生产奶牛有很大威胁。牛场所生产的粪尿、清理牛圈的污水以及产奶区的消毒废水等都会对环境产生较大污染。在处理粪水污染方面，国内多采用简单沉淀后排放处理。奶牛场对于周围的环境长期性破坏十分严重，地下水经过渗透后已经污染，周边河流中的酸碱度等指标超标。在呼和浩特地区，冬季气温有最少个月平均气温在以下。长期气温过低，奶牛受到外界因素影响，御寒过程中会损失大量的能量。气候条件影响着牛粪的发酵利用，温度、含水率等制约着牛粪的发酵，特别是进入冬季后，结冰后的牛粪无法进行发酵分离等处理。基于此，本研究对呼和浩特地区规模化奶牛场粪污不同温湿环境条件下的发酵情况进行分析研究，为规模化牛场粪污科学处理与利用提供理论参考。材料与方法试验材料 年 月在内蒙古某牧业公司采集新鲜牛粪。试验地年平均气温 以上的天数 。试验设计分别采取春季（升温期）；夏季（盛温期）；秋季（降温期）个季节不同情况下进行试验。试验分为组，通过设置滚筒式固液分离机的压力控制牛粪的含水量，设固液分离初始压力为对照组（牛粪含水量），固液分离压力放置最大值为试验组（牛粪含水量），固液分离压力放置最小值为试验组（牛粪含水量）。试验方法牛粪堆底部宽度，顶部宽度，长度，高，置于土质空地。试验期每天在下午：测量粪堆温度、含水量。测量温度分种：距粪堆表面 以内随机测量，作为表面温度；距粪堆离表面 随机测量，作为内部温度；距粪堆底部 随机测量，作为为底部温度。组温度平均数值作为粪堆温度。牛粪堆积周后翻堆，翻堆后继续测量牛粪的发酵温度。粪堆发酵，高温期温度 以上，第天后，检测组不同牛粪堆积的微生物含量。指标测定初始含水量将离心式固液分离机三种情况下分离出的固体牛粪取样，称重 ，装入托盘中称重，记录托盘和牛粪重量，放入真空干燥箱中。将温度调至 烘干 后取出、称重、记录。再次将托盘放入真空干燥箱中，将温度上调至 ，烘干，称重。直至称重无变化。温度采用插入式温度计进行温度测量，在固液分离机分离固体牛粪堆积成粪堆的第天开始测量，试验期每天下午：，在粪堆顶部，底部，侧面，内部多处取点，测量温度，记录。记录当天的天气情况。发酵后含水量测定发酵完成后，进行采样测定含水量，测量方法同上。数据统计与分析数据统计采用 版本进行整理，用 进行方差分析。结果与分析不同初始含水量对牛粪自然发酵的影响由图可知，在经过初步固液分离后的固体牛粪，初始含水量的多少在正常状态下对于牛粪的自然发酵反应影响不大。试验组和对照组都在第天左右进入高温期，最高温度都在 左右，发酵速度一致，发酵温度差异性较小。试验期气温正常，无明显降温和升温天气，无降雨。气候和温度对牛粪自然发酵的影响由图可知，在不同的外部温度和天气因素下，发酵程度受影响很大。在自然堆肥发酵试验第天时，试验地点降雨，温度骤降，含水量有略微升高降雨后粪堆表面含水量没有变化，底部含水量升至。在气温骤降和降雨因素影响下，粪堆虽然及时遮盖，但是粪堆表面温度依然降低，内部温度降低不明显，但是升温也不顺利。在第天过后，随着天气转晴，气温逐渐升高，发酵温度逐渐恢复正常，开始由升温期慢慢进入高温期。图不同初始含水量在正常温度下发酵温度变化 图受降温降雨影响牛粪发酵温度变化 由图可见，在气温骤降结束后，天气恢复正常，升温期恢复正常，开始慢慢进入高温期，但是升温速度较之前变慢，而且高温期持续较短。与图比较，升温期和高温期都较短。可见在发酵期间，气温变化和气候变化对牛粪发酵影响大。由图可见，升温期迅速，第天达到 以上，随后进入高温期，持续近周，最高温度达到。说明牛粪自然堆积发酵在正常温度下发酵比较容易，可以轻松达到发酵安全性要求。在发酵期间进行翻堆后发现，内部有明显的氨味，并且内部牛粪由堆积成块的现象，内部含水量较高，表面发酵牛粪已经呈现出干松牛粪状，内部还依然有结块的现象，并且颜色与表面牛粪也不相同，进行翻堆后继续进行发酵，发酵成功后摊开晾晒，含水量降低，无氨味，结块减少。由图可知，在温度低于 后，牛粪发酵程度不能达到标准要求。温度过低的情况下进行的牛粪堆肥发酵，升温期短暂。初始含水量较低的试验组温度稍高一些，但未达到标准温度，试验组和对照组稍微低于试验组。初始含水量在温度较低的情况下，对牛粪堆肥的温度有明显影响，试验组在低温情况下表现最为突出。由图可知，月初牛粪在进行固液分离后，进行堆肥时的气温为 ，发酵速度和气温 时没有明显变化，但最高发酵温度未达 ，不能完成安全发酵。家畜生态学报第 卷图降雨结束后牛粪发酵升温情况 图正常气温下牛粪发酵温度变化 图不同初始含水量在低温发酵的温度变化情况 图低温下发酵温度情况 讨论不同初始含水量对牛粪自然发酵的影响由于各奶牛养殖场所用的固液分离机器不同，固液分离后固体牛粪含水量也有所差异，所以牛粪发酵的试验根据初始含水量不同也有一定差异。本次试验采用组不同初始含水量进行试验，分析发酵速度、发酵程度、最低发酵温度及外界气候因素对于牛粪发酵情况的影响。牛粪堆肥发酵的安全性，发酵温度最少在 以上，并且最少要持续时间以上，才能把有害病菌，虫卵等灭杀。本试验表明，不同初始含水量在发酵中对发酵温度，发酵时间，影响不大，温度相差较小，都能成功完成发酵过程，达到标准温度。在发酵第天或者达到标准温度 ，并且在之后都能保持在 以 上，符 合 高 温 发 酵 牛 粪 用 作 牛 床 垫 料 的 标准。发酵后进行摊开晾晒，进一步降低其含水量，最终含水量在 左右。可以投入使用。在低温发酵试验中，试验组和对照组在对低温发酵程度的适应中产生了很大的差异。试验组在低温发酵反应中反应良好，在低温发酵试验中，发酵程度相较于其他两组有着明显的改善。呼和浩特 月份日均最高气温为 ，日均最低气温为，其中，天气晴朗占，阴天占，天下雨。在 月底进行试验，将组试验组全部堆积为粪堆时。气温为，夜间为。当日天气晴。在最高气温为 左右时，发酵反应有了一定的差别。其中：试验组在第 进入高温期。发酵温度达到标准；试验组在第 天才进入高温期，并且高温期持续时间较短，勉强达到的标准。对照组也在第 天进入高温期，在高温期的持续时间也是较短，但能达到的标准。不同的初始含水量在温度较高的夏季时候，对发酵并无明显影响。温度较低时，试验组相较于其他两组有良好表现。在低温发酵时，发酵程度和高温都受初始含水量影响，所以初始含水量在 左右更适合低温发酵。气候和温度对牛粪自然发酵的影响通过 月的牛粪自然发酵试验，在春季，夏季，秋季三个季节和经历过降雨等不同天气对牛粪发酵程度的影响。试验组在夏季进行自然堆肥发酵时，升温较快，高温期持续时间较长。气温越高，发酵速度越快，发酵程度越好。在温度为 左右时，基本可以发酵；低于 后，发酵不能在自然堆积条件下完成。温度在气温达到 以上时，发酵速度和发酵程度不随着温度上升而变化。表明牛粪第期鲍雨晴，等：呼和浩特地区不同环境条件下的牛粪发酵的研究自然堆积发酵在外界气温达到 时，发酵速度和发酵温度达到峰值。气温高于 时，对于发酵速度和发酵温度并无明显影响。为了避免天气情况对牛粪自然堆积发酵的影响，雨天应用塑料布遮盖。必要时，需搭建发酵棚提供牛粪堆积发酵条件。结论在牛粪自然堆积发酵过程中，经过初步的固液 分 离 后，在 较 低 气 温 条 件 下，初 始 含 水 量 在 左右的固体牛粪，最低适应温度在 左右；初始含水量在 的固体牛粪，最低适应温度在 。参考文献：解国虎浅析规模化养殖场污染的治理与建议中国畜禽种业，（）：邓国藩，潘?文纹皮蝇和牛皮蝇的生物学观察昆虫知识，（）：，杜正文，周伯荣，谢克强，等大型奶牛场“灭蚊保膘”综合防制研究（简报）上海预防医学杂志，（）：周理君，曾石，戴大刚奶牛场养殖废水处理工程设计与调试运行污染防治技术，（）：赵馨馨，杨春，韩振我国畜禽粪污资源化利用模式研究进展黑龙江畜牧兽医，（）：，刘建华牛粪污染的无害化处理和资源化利用农产品加工，（）：韦璐，林少华寒冷的冬季如何应对奶牛冷应激：奶业专家为奶牛抵御寒冬献计献策中国乳业，（）：，（）：鲍雨晴，张鹤翎，刘念，等牛粪混合垫料在中小型养牛场的应用 中国畜牧兽医学会，：楚莉莉，田孝鑫，杨改河接种量和发酵温度对牛粪厌氧发酵的影响河南农业科学，（）：犆 犪 狋 狋 犾 犲犉 犲 犮 犲 狊犉 犲 狉 犿 犲 狀 狋 犪 狋 犻 狅 狀狌 狀 犱 犲 狉犇 犻 犳 犳 犲 狉 犲 狀 狋犈 狀 狏 犻 狉 狅 狀 犿 犲 狀 狋 犪 犾犆 狅 狀 犱 犻 狋 犻 狅 狀 狊 犻 狀犎 狅 犺 犺 狅 狋 ，（犆 狅 犾 犾 犲 犵 犲狅 犳犃 狀 犻 犿 犪 犾犛 犮 犻 犲 狀 犮 犲犪 狀 犱犜 犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵 狔，犐 狀 狀 犲 狉犕 狅 狀 犵 狅 犾 犻 犪犃 犵 狉 犻 犮 狌 犾 狋 狌 狉 犲犝 狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 狔，犎 狅 犺 犺 狅 狋 犐 狀 狀 犲 狉犕 狅 狀 犵 狅 犾 犻 犪 ；犐 狀 狀 犲 狉犕 狅 狀 犵 狅 犾 犻 犪犉 犾 犪 犵犃 狀 犻 犿 犪 犾犎 狌 狊 犫 犪 狀 犱 狉 狔犆 狅，犔 狋 犱，犎 狅 犺 犺 狅 狋 犐 狀 狀 犲 狉犕 狅 狀 犵 狅 犾 犻 犪 ；犐 狀 狀 犲 狉犕 狅 狀 犵 狅 犾 犻 犪犠 狌 犾 犪 狋 犲犕 犻 犱 犱 犾 犲犅 犪 狀 狀 犲 狉犕 狅 犱 犲 狉 狀犃 犵 狉 犻 犮 狌 犾 狋 狌 狉 犲犪 狀 犱犃 狀 犻 犿 犪 犾犎 狌 狊 犫 犪 狀 犱 狉 狔犇 犲 狏 犲 犾 狅 狆犿 犲 狀 狋犆 犲 狀 狋 犲 狉，犠 狌 犾 犪 狋 犲犕 犻 犱 犱 犾 犲犅 犪 狀 狀 犲 狉，犐 狀 狀 犲 狉犕 狅 狀 犵 狅 犾 犻 犪，；犐 狀 狀 犲 狉犕 狅 狀 犵 狅 犾 犻 犪犣 犺 犲 狀 犵 犱 犪犔 犻 犿 犻 狋 犲 犱犆 狅 犿 狆 犪 狀 狔，犎 狅 犺 犺 狅 狋，犐 狀 狀 犲 狉犕 狅 狀 犵 狅 犾 犻 犪，）犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：，；，犓 犲 狔狑 狅 狉 犱 狊：；家畜生态学报第 卷