培训课件-08.牛粪加工技术
第八章 牛粪的利用技术 随着现代农业的发展，养牛场的大量出现，带来了大量牛粪尿对环境的污染和破坏。当代农业的发展趋势是发展现代持续农业，它是无机农业和生态农业的有机结合体，体现了生态及生物技术在农业生态系统中的持续发展活力。牛粪便的再生产利用是为了提高农业生态系统中草畜肥粮之间的物流和能流转化效率，给持续农业的良性运行提供理论依据。 以前人们将牛粪用于农作物基肥，或者制成块状晒干作燃料。随着畜牧业科技蓬勃发展，人们对畜禽饲料的开发利用进行了全方 位研究。近年来国内外科技人员将牛粪作为动物饲料，以及将其作为防治畜禽某些疾病的药物的研究，已取得了一些卓有成效的成果。 第一节 牛粪作肥料牛粪是一项重要的肥源，不仅含有氮、磷、钾三种植物需求最大的元素，还含有很多微量元素，而且由于牛是反舀动物，饲料经过反复咀嚼，使牛粪质地细密，加之牛饮水多，粪中含水分较多，所以牛粪是一种分解慢、发热量小的冷性肥料。 一、牛粪的排泄量及养分含量牛的饲养方式不一，个体大小不同，排泄量也有差异。据测定，平均每头牛每天排泄粪共15千克。每头牛每年共计排粪5400千克。因牛放牧和经常使役，约有20%25%的粪散失掉，实际积攒粪较少。圈内饲养时，用草垫牛栏，一头牛每年可积牛栏粪约1万多千克，而用土垫圈时，每年可积粪1.5万千克以上。牛粪的养分含量见表8-1。 表8-1牛粪的养分含量（%) 二、牛粪的堆沤及保肥措施 牛粪的合理堆沤，是防止肥分损失，主要是水溶性肥分的流失和氨态氮的挥发，可以用以下方法实现： (一）严密培积 采用严密培积的方法，把每天清除的粪草堆积压紧，通常采 用积大堆，在堆顶上盖土、封泥，冬季盖雪等方法，减少堆内空隙，阻碍空气进入，造成厌气性条件，由于堆内通气不良，可减少氨挥发。在施肥的一段时间应进行翻倒，倒后再堆积一段时间，不压紧但仍要堆成大堆，并盖土保护。 (二）控制堆沤程度 一般来说堆沤时间愈长，成分损失也愈大。因此，堆积沤制程度要依生产需要而定，在以改良为目的，而当年又不栽种作物时，施新鲜牛粪尿最好；若在播种前进行施用，则必须施用腐熟较好的牛粪。 (三）增加垫物 适当增加垫草、土数量，一般在圈内垫一些干秸秆、杂草、泥炭等吸收粪液，以起到保持圈内干燥及保氮作用。 (四）牛粪尿与磷肥混沤 采用牛粪尿与磷肥混沤，在牛粪中加入过磷酸钙或磷矿粉，能增强微生物活动能力，加速粪肥分解，减少氮肥损失，减轻土壤对磷元素的固定，提高磷肥利用率。 三、牛粪对培肥地力的作用可以改善耕层土壤物理状况。施用牛粪的土壤，土壤容量 降低，孔隙度增加；增强土壤透水性和持水性，施用牛粪的土壤易保蓄雨水，有利于抗旱保墙，减少肥水流失；提高土壤中二氧化碳的浓度。由于牛粪中大量有机物的分解，使土壤二氧化碳浓度明显增高，有利于光合作用的进行；提高土壤养分含量。施用牛粪尿的土壤有机质、氮、磷等元素含量有明显增加。 四、牛粪的施用方法 在实际生产中施肥与轮作相结合，牛粪有较长后效，不需每年都施用，要全面考虑土壤，作物及耕作条件，把施肥纳入轮作中，使每一轮作周期内，各地块均能施入牛粪；最好做基肥。牛粪养分含量较低，腐熟分解较慢，一般只宜作基肥来施用；与热性肥料混合施用，因牛粪是冷性粪料，与热性的有机肥料混合施用效果更好，对于各种作物均有明显增产效果。 第二节 牛粪作饲料 一、牛粪的营养价值 牛粪的营养价值因受牛所食入体内的日粮营养水平、牛粪的保管和加工方法不同的影响，其所含营养水平也不尽相同。据文献记载：干牛粪中含粗蛋白质11.94%,粗脂肪为2.19%,粗纤维20.63%,粗灰分18.17%,无氮浸出物为46.90%,并含钙、磷、维生素A1、B1、B2、B12、维生素C、维生素K、叶酸、泛酸、胆碱、叶黄素；鲜牛粪含干物质22.5%,代谢能0.5672兆焦/千克、粗蛋白质3.10%、粗纤维9.84%、钙0.32%和磷0.08%,牛粪中粗蛋白质和粗纤维含量较高。 二、牛粪作饲料的加工方法 (一）干燥法 分自然干燥法（晒干、风干）和加热干燥法（烘干、炒干）。 一般是将无病牛的新鲜牛粪采集后，晾晒在水泥地面上，边风干边揉搓粉碎，或用风干设备烘干粉碎。如欲久贮，水分须降至13%以下。烘干的牛粪喂羊效果很好。 (二）发酵法 将湿牛粪与其他饲料，如麦麸、米糖、薯藤、树叶等，密封于泥池、塑料袋或其他容器中，经2030天发酵即可启用。亦可用快速发酵法：即用15千克鲜牛粪，加5千克米糠，加水2025千克，搅拌均匀，堆放地上，不需压紧，上面用麻袋和塑料薄膜遮盖，温度在4050以上，经48小时即可发酵成熟，其味酸甜，略带酒气。发酵的牛粪饲料喂猪适口性好，节省饲料，增重快。 (三）化学法 可将0.1%的高锰酸钾喷洒在牛粪上，然后烘干、风干或青贮发酵，这样处理的牛粪饲料可除去粪中的异味，增加适口性， 提高利用率。将调制好的牛粪按比例直接加入混合饲料中饲喂畜 三、牛粪作饲料的利用 (一）牛粪喂猪 在牛粪作饲料的研究中，用于猪的研究是目前研究最多也是实际应用最成功的。日本研究，用牛粪制造的猪饲料，营养丰富，可以单独喂，也可以掺入通常饲料中饲喂，一般能节省30%-40%的常规饲料，降低猪饲养成本，而且猪喜欢食用，猪增重率提高6%10%,猪肉的质量也非常好。 1.牛粪处理方法 研究较多，处理方法比较成功，尤其是人工发酵法。 (1)煮沸法 加水搅拌，放置于铁锅中，用旺火煮沸，除去泡沫即可饲喂。 (2)人工发酵法 用30%牛粪与70%猪配合饲料混合，加入培养好的酵母菌（按1:500的比例与混合料均匀混合）,再按含水量为50%65%的标准加水，以手捏指缝有水，但不滴下为宜，再次混匀，然后用塑料薄膜封严。气温在20以下经710天，2030经35天、30以上经1天即可发酵喂用。发酵成功的牛粪饲料呈黄褐色，无异味，有酵母气味。 2.饲喂方法 牛粪经处理好后其化学成分与纯猪配合饲料相比，粗蛋白质大约增加30%,粗脂肪增加约5%,粗纤维降低9%10%,无氮浸出物降低25%左右，粗灰分降低0.1%以上，氨基酸种类齐全、比例适当，其比值均高于生长猪饲料需要量。维生素含量丰富。饲喂猪可按30%的比例配合猪饲料。 (二）牛粪喂牛 据试验，在育肥牛的精料中添加经消毒处理后的干牛粪 25%,经100天试验，试验组的牛增重率比对照组提高12.5%，而且试验组的牛肉呈深红，肉纤维细腻，肉味香浓。 (三）牛粪喂羊 据意大利报道，在育肥羊的精饲料中添加20%的干牛粪，增重率可提高18.7%,肉腥味降低，香味加浓。 (四）牛粪喂仔鸡 菲律宾大学畜牧系的专家，用10%的干牛粪添加入配合饲料中，几周后其结果与对照组相比，仔鸡生长增重提高19.5%、死亡率下降24.3%;张青（1995)报道，在产蛋鸡饲料中掺入9%干牛粪粉，可提高产蛋率12.9%,蛋重增加6.5%,蛋色鲜艳，蛋黄较大。 (五）牛粪作增色剂 张静丽（1991)报道，将鲜牛粪经灭菌处理后方可制粉，一般在饲料中添加1%2%,蛋增色效果较好。 (六）牛粪作虾饵料添加剂 美国夏威夷海洋生物研究所，把干牛粪作虾饵料添加剂也收到良好效果。其具体方法是，把牛粪收集起来经过烘干、消毒、脱臭、磨粉等工艺，对1114周龄的虾，在饵料中添加50%60%的牛粪粉；11周龄以下的虾添加20%40%的牛粪粉。虾的生长速度比对照组大大加快，虾的饵料成本费用下降35%45%。 (七）新鲜牛粪直接肥水养鱼 王树标（1996)报道，用新鲜牛粪喂鱼：刚排出粪便无污染，营养丰富，可供鱼直接食用；新鲜牛粪投喂方便，成本低；鲜牛粪比发酵牛粪利用率高，牛粪不会腐烂变质。但应注意以下三点：一是经常投喂鲜粪后，池水酸性大，使pH降低，所以每月每666.7平方米需用3050千克生石灰加水溶化后全池泼洒一次，二是按每666.7平方米鱼池配一头牛的牛粪后，可 少喂或不喂其他饵料；三是闷热雷雨天气要少投或不投鲜牛粪。 (八）牛粪育虫 将晒干粉碎的牛粪混合稻谷后撒在鸡场的一角。雨后，牛粪和糠壳粘在地上。等晒干后连同地皮一起铲起，堆成若干小堆，再用稻草或麦杆编成草帘盖上。十几天后，土堆里就生出虫来。鸡吃完后，再将鸡粪和地皮铲起来堆成小堆，十多天后又会生出虫来。生出的小虫是家禽和特种水产动物的优质动物性蛋白质饲料。 牛粪做饲料的注意事项：牛粪中粗纤维含量较高，适宜饲喂食草性家畜，饲喂猪、鸡要掌握用量；用药物处理后的牛粪，饲喂猪、鸡要逐渐增加喂量；牛粪中含有一些瘤胃液和有益微生物，及时加工处理喂反舀家畜，可增强反舀家畜的消化功能。 第三节 牛粪作生产沼气的原料 人们对沼气并不陌生，它系以猪牛粪尿等废弃物而制得的二次生物能源，因其成分与天然气相似，亦属优质燃气，是解决农村能源的理想途径。我国发展农村沼气事业虽较早，但鉴于技术和经济问题，一直规模较小，起点不高，至今仍处于低级阶段，且有公害产生。一般对此类废弃物，通常是直接处理成堆肥，即将其不能发酵成沼气的污泥经过压缩后，一部分成为堆肥，另一部分废液则排入江、河及污水道中处理掉。因此，有污染环境的忧虑。 一、发酵装置 牛粪生产沼气采用厌氧消化，是无氧条件下的一个生物过程，在此过程中可生物降解物被降解成甲烷、二氧化碳及其他一些微量气体，如硫化氢、水蒸气、氮气等。整个过程由三个阶段组成：水解阶段，系统中存在的微生物产生胞外酶，将有机化合物水解成简单的可溶性化合物；产酸阶段，产酸菌将简单有机化合物（纤维二糖及其他糖等）转化成乙酸、丙酸等挥发酸；产甲烷阶段，产甲烷菌将有机酸转变为甲烷和二氧化碳。现在生产使用比较先进的用于牛粪生产沼气装置如下： (一）消化罐 有无搅拌高能效消化罐（NEER)和连续搅拌消化罐(CSTR)之分。现在消化罐一般由聚氯乙烯（PVC)和丙烯酸有机玻璃制成。如图8-1、图8-2所示分别是无搅拌高能效消化罐和连续搅拌消化罐的示意图。消化罐主体一般为10毫米左右厚的聚氯乙烯圆筒，内径在150毫米以上，底部为10毫米左右的聚氯乙烯圆盘，聚氯乙烯水泥固定于主体圆筒上，底 盘周围开有一条小槽。容器盖用同样厚度的有机玻璃制成，并由8个螺栓紧固于聚氯乙烯突缘，突缘粘合在消化器顶部外壁的周围。消化罐用涂有凡士林的氯丁橡胶垫圈密封，以保证其气密性。 无搅拌高能效反应器底部呈45度圆锥形，基部为螺钻，装有滑动阀以便排污。进料由入口反应室进入系统，出料液则从出口反应室排出。 连续搅拌反应器的搅拌器采用叶轮推进器，叶轮机一般为6个叶片，转速为125转/分钟左右，由相应电动机带动。维持顶部气密性的方法是，在旋转轴外围套上聚氯乙烯套管，通过反应器盖，伸入液面下一定的深度。用氯丁橡胶垫圈来保持推进器轴周围的气密性。据估计，厌氧消化器搅拌所需能耗约占总能耗的60%,其大小取决于进料物的固体含量和水力滞留期（Singh,1977)。消除这一能耗需求将大大提高消化罐系统的净能输出。 (二）进料系统 进料系统是全自动的、可靠的且易操作，系统包括一个进料间、一个进料泵、5个定时器和4个电磁阀。 本系统以定时器确保消化罐按预定的进料速度依次进料，并在进料前和进料时搅拌进料管中的物料。以一个典型的进料过程为例，设定定时装置，首先运行进料搅拌器5分钟，然后打开阀SV1,进料泵也同时开始。运转，并以预定的速率将原料加入1号消化池。进料泵运行时，其他阀依次打开直至进料完毕。 (三）气体的收集、净化、测试和贮存 沼气收集是利用安装于消化盖上的Y型塑料器，其中一条支 管上配有一橡胶塞，由此可用注射器抽取消化间气样，进行组分分析；另一支管与水柱相连，气体通过适当高的水柱冒泡足以在消化 间上部空间产生足够的反作用力，使消化器有效容积保持恒定。然后，收集的气体进入净化器脱硫。净化器由有机玻璃管制成，管内
