陜西省畜牧技術(shù)推廣總站，西安710016

奶牛糞污經(jīng)過(guò)固液分離、有氧或厭氧發(fā)酵再晾曬或烘干處理后在水分為40%～50%時(shí)糞污中病原菌、寄生蟲(chóng)卵等一般有害物都被殺死。這時(shí)作為牛床墊料具有干燥、無(wú)味、無(wú)害、松散柔軟、濕度適宜、類似于天然草地最理想的臥床特點(diǎn)，奶牛在牛糞墊料臥床上趴臥時(shí)間比在沙土、秸稈和橡膠墊料增加10%～15%、站立時(shí)間減少5%～10%、軀體衛(wèi)生狀況良好、趾蹄病發(fā)病率下降[1]，趴臥時(shí)間可達(dá)到11 h以上[2]。牛在臥床休息和反芻期間，流經(jīng)乳腺的血流量增加20%～25%，從而增加奶牛營(yíng)養(yǎng)效率和產(chǎn)奶量。而不良的臥床易使奶牛趾蹄病和乳房炎發(fā)病率提高[3]，影響其健康、生產(chǎn)性能、使用壽命和乳品質(zhì)。

1 牛糞墊料的優(yōu)勢(shì)

目前，用作墊料的主要有沙子、沙土、稻殼、鋸末、秸稈、橡膠墊、牛糞等。沙子是牧場(chǎng)最常用的墊料，其滲水性好、干燥、不板結(jié)，但較大的沙粒易于被牛帶到臥床外造成趾蹄損傷。牛在沙床上常把沙床刨成一個(gè)大坑，造成起臥困難，沙子也易與糞污粘連，常沉積于集糞池底，不利于后續(xù)糞污處理，處理時(shí)易堵塞輸送管道，磨損甚至損壞處理設(shè)備、且用作墊料成本高（50～70元/m3）；沙土也干燥衛(wèi)生，但易板結(jié)，也易損傷趾蹄，每頭奶牛每天約用沙土20 kg，也不便后續(xù)處理糞污，若使用時(shí)間較長(zhǎng)、消毒不嚴(yán)格，容易產(chǎn)生細(xì)菌和真菌等微生物，成本略低于沙子；稻殼鋸末秸稈都為有機(jī)物，利于微生物繁殖、對(duì)奶牛健康不利，稻殼還具有區(qū)域性特征、且和鋸末用于豬等發(fā)酵床，存在和牛互爭(zhēng)資源的特點(diǎn)，價(jià)格400～600元/t，用作牛床墊料成本較高[4]，價(jià)格受到市場(chǎng)影響波動(dòng)較大；橡膠墊使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、抗菌、易于清洗，但也會(huì)磨損趾蹄、且造價(jià)昂貴[5]。牛糞作為墊料，雖為有機(jī)物質(zhì)，但牧場(chǎng)可就地取材、自我生產(chǎn)、不用購(gòu)買(mǎi)墊料，能減輕牧場(chǎng)源源不斷產(chǎn)生的糞污處理壓力、防止沙子給糞污處理設(shè)備帶來(lái)的危害、不會(huì)造成奶牛趾蹄傷害，利于奶牛健康。從成本看，牛糞作為墊料成本僅為沙子的33%、橡膠墊的15%[3]；從生物安全角度講，BAUER公司和美國(guó)康奈爾大學(xué)研究認(rèn)為牛床再生墊料安全性有保障，王盼柳等[6]對(duì)BRU公司的牛床再生墊料研究認(rèn)為其有害菌含量在可控范圍內(nèi)、安全性是可保證的。因此，牛糞作為墊料既安全方便、成本低廉，又有利于環(huán)保，符合糞污資源化、無(wú)害化、循環(huán)利用的方向，可推動(dòng)奶業(yè)持續(xù)發(fā)展，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。

2 牛糞墊料的應(yīng)用

基于上述特點(diǎn)，牛糞墊料在國(guó)外很早就得到應(yīng)用，在歐洲，其作為墊料已成為共識(shí)，新建牛場(chǎng)幾乎全部采用這種方式。以色列用發(fā)酵牛糞做“大通鋪”，奶牛平均單產(chǎn)達(dá)到11.7 t，居世界第1位[7]。在我國(guó)，許多牧場(chǎng)近年來(lái)從奧地利、美國(guó)、意大利進(jìn)口成套的牛床再生墊料設(shè)備，應(yīng)用效果良好，但每套設(shè)備需250萬(wàn)～300萬(wàn)元，價(jià)格昂貴[6]，但若用于存欄2 000頭的牛場(chǎng)每年可節(jié)省墊料購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用100萬(wàn)元，2～3年就可收回成本。這套設(shè)備可使用至少10年，因此近年來(lái)我國(guó)有近百家牛場(chǎng)使用這類成套進(jìn)口設(shè)備，但一般沒(méi)有實(shí)力的牛場(chǎng)還難以承受。為了降低成本，具有軍工背景的哈爾濱華美億豐復(fù)合材料有限公司使用玻璃鋼材料制造了黑龍江首套奶牛糞便發(fā)酵設(shè)備，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣，有效解決了奶牛臥床墊料的生產(chǎn)[8]，每套設(shè)備100萬(wàn)～150萬(wàn)元，價(jià)格明顯降低，存欄千頭牛場(chǎng)一般都可接受，促進(jìn)了牛糞墊料在我國(guó)的應(yīng)用。目前，牛糞或沼渣做墊料的牧場(chǎng)越來(lái)越多[9]，在我國(guó)已有許多成功的案例。

3 牛糞墊料的生產(chǎn)

3.1 工藝流程

將吸糞車、刮板清糞或水沖糞收集的糞污在集污池勻質(zhì)后，通過(guò)暗管輸送至固液分離設(shè)備，分離后液體部分回沖牛場(chǎng)糞溝或糞污輸送暗管循環(huán)利用或厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣或進(jìn)入氧化塘貯存一定時(shí)間后灌溉農(nóng)田或再回牛場(chǎng)循環(huán)利用，這時(shí)固體部分一般含水率在65%～70%，需要好氧發(fā)酵或厭氧發(fā)酵后再晾曬或烘干即生產(chǎn)出含水量50%以下的牛床墊料。

3.2 設(shè)備設(shè)施

糞便集中池、攪拌泵、糞便濃漿齒輪泵、固液分離機(jī)、固體糞便暫存處、固體糞便發(fā)酵裝置、液體部分儲(chǔ)存池、液體部分環(huán)保處理裝置、可利用水儲(chǔ)存池。

3.3 固液分離技術(shù)工藝

目前，固液分離機(jī)主要有斜板篩擠壓分離機(jī)、螺旋擠壓固液分離機(jī)2種，其中后者經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)已成為各國(guó)牧場(chǎng)使用的主要設(shè)備，其工作過(guò)程為將勻質(zhì)的糞污泵送至固液分離機(jī)，通過(guò)設(shè)置運(yùn)轉(zhuǎn)速度和排出水量，液體部分從耐壓的篩網(wǎng)中排出，固體部分隨螺旋蛟龍向前推動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)固液分離。

3.4 墊料生產(chǎn)模式

1）直接利用模式。固液分離后固體物料水分含量不超過(guò)65%，然后將物料通過(guò)傳送帶送至高處降落，利用空氣中的氣流風(fēng)干水分，但易對(duì)周邊環(huán)境造成粉塵污染，或者固液分離后晾曬降低水分，但這種產(chǎn)品中含有大量的病原菌和寄生蟲(chóng)卵，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、主要為固液分離機(jī)，缺點(diǎn)是含水率高、有安全隱患。適用于100～500頭的小型牧場(chǎng)。

2）厭氧發(fā)酵模式。收集的糞污進(jìn)行沼氣發(fā)酵。在厭氧菌作用下，有機(jī)物分解發(fā)酵的若用高溫發(fā)酵最高溫度可達(dá)65℃左右，發(fā)酵完成后固液分離出沼渣，若水分含量超過(guò)50%需要晾曬或烘干后使用。設(shè)備有沼氣發(fā)酵設(shè)備（沼氣罐、攪拌泵、發(fā)電機(jī)等），優(yōu)點(diǎn)是可產(chǎn)生清潔能源，糞污可實(shí)現(xiàn)資源化利用。缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜、操作技術(shù)要求高、投資大，一般需要國(guó)家投資補(bǔ)貼，單獨(dú)建設(shè)一般企業(yè)積極性不高，許多建設(shè)后因易出故障、社會(huì)化服務(wù)差成為擺設(shè)，所產(chǎn)沼渣由于有機(jī)物降解后粒度過(guò)細(xì)，易粘接在乳房上影響乳房健康。適合于500頭以上的大中型牧場(chǎng)。

3）好氧發(fā)酵模式。固液分離后的固體部分經(jīng)過(guò)好氧菌自然發(fā)酵或通過(guò)充氧的方式加速發(fā)酵，促進(jìn)物料熟化、水分降低，產(chǎn)生的熱量可使內(nèi)部溫度保持在55～60℃[6]，使有害物質(zhì)殺除成為墊料。

①自然堆積發(fā)酵。在自然狀態(tài)下將固體牛糞堆積，利用好氧菌作用進(jìn)行自然發(fā)酵，一般需6 周左右，然后再經(jīng)晾曬后使含水率降到50%以下即可，主要用于小型牛場(chǎng)。

②條垛式好氧發(fā)酵。將固體牛糞堆成4～6 m寬、1.5 m 高條垛，通過(guò)人工或機(jī)械2～3 d對(duì)牛糞翻堆1次供氧，溫度超過(guò)70℃增加翻堆次數(shù)，也可在垛底設(shè)置穿孔通風(fēng)管不定期鼓風(fēng)強(qiáng)制通氧，通風(fēng)中不用翻堆，促進(jìn)物料升溫腐熟、水分蒸發(fā)，強(qiáng)制好氧發(fā)酵10～12 d后攤開(kāi)晾曬2 d，使水分降至50%以下，較翻堆時(shí)間要短，適合于大中型牛場(chǎng)。

③槽式好氧發(fā)酵。將固體牛糞堆放于寬5～6 m、深1.6～1.8 m、長(zhǎng)度根據(jù)需要量而定的發(fā)酵槽內(nèi)，槽頂兩邊安裝軌道用于翻拋機(jī)定期運(yùn)行增氧或在槽兩側(cè)及底部安裝有空通風(fēng)管通風(fēng)增氧，加快發(fā)酵，可平行建立多條發(fā)酵槽，一般需20～30 d，適用于大中型牛場(chǎng)。

④滾筒式好氧發(fā)酵。使用水平滾筒來(lái)混合、通風(fēng)的發(fā)酵系統(tǒng)。通過(guò)滾筒不斷地旋轉(zhuǎn)加速物料與氧氣的接觸混合，促進(jìn)腐熟。內(nèi)部溫度可達(dá)65～70℃，經(jīng)過(guò)5～6 d后牛糞腐熟，再攤開(kāi)晾曬一定時(shí)間，使含水率降至50%以下，適用于中小型牛場(chǎng)。

⑤塔式分層式發(fā)酵法。發(fā)酵體為立體圓柱形、內(nèi)部分層并逐層通風(fēng)，物料從上部輸入，在每層停留并被通風(fēng)，分層定期翻板翻動(dòng)，物料自上而下完成發(fā)酵，從底部輸出。體積和層數(shù)可根據(jù)物料多少需要而定，也可多個(gè)發(fā)酵塔組合一體進(jìn)行，時(shí)間一般為5～7 d，可回收臭氣，適用于大中型牛場(chǎng)。

好氧發(fā)酵也可按牛糞和益生菌、秸稈10∶1，調(diào)節(jié)碳氮比（25～35）∶1 有利于物料腐熟、水分可降低35%～40%，省去后面的晾曬環(huán)節(jié)、使用后牛床更干燥，延長(zhǎng)墊料使用期[1]，而且加益生菌牛床周圍硫化氫和氨氣分別降低3倍和近1倍，益生菌進(jìn)入機(jī)體后可提高消化和免疫力[10]。好氧發(fā)酵設(shè)備有固液分離機(jī)、翻拋機(jī)、滾筒、發(fā)酵槽、發(fā)酵塔。優(yōu)點(diǎn)是生物安全性好、操作簡(jiǎn)單、機(jī)械化程度高、生產(chǎn)效率高，缺點(diǎn)是設(shè)備成本高、發(fā)酵過(guò)程不穩(wěn)定、能耗大。好氧發(fā)酵最好在陽(yáng)光房?jī)?nèi)進(jìn)行，有利于升溫、生物回收臭氣，資金短缺時(shí)至少得搭建頂棚，環(huán)境溫度需在15℃以上。

4）墊料生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。利用好氧發(fā)酵生產(chǎn)墊料時(shí)，一是初始固體牛糞的水分控制在65%～70%，否則不利于后面水分降低；二是一般的病原菌18 h內(nèi)60～65℃即可殺滅，但如果有布氏桿菌、口蹄疫病毒，則分別需要55℃、60 d，60℃、30 d 才可以將其殺滅。如果養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)有此病的話就需要考慮墊料是否可用，因?yàn)橐话愦藴囟瘸掷m(xù)不了很長(zhǎng)時(shí)間。如果用厭氧發(fā)酵的沼渣作為墊料，因厭氧發(fā)酵主要以產(chǎn)生清潔能源為主，一般采用20～45℃的中溫發(fā)酵，其中最適溫度是35℃，超過(guò)65℃或低于10℃則發(fā)酵微生物顯著受到抑制，因此，利用沼氣生產(chǎn)牛床再生墊料殺菌并不能達(dá)到理想效果[6]，加之沼渣顆粒較細(xì)，易于粘連在乳房上，易引發(fā)乳房炎。因此，墊料應(yīng)以好氧發(fā)酵模式為主。

4 牛糞墊料的管理

首先，合理設(shè)計(jì)臥床。既對(duì)牛能進(jìn)行限制，防止將糞尿排在臥床上，又要利于奶牛起臥，不會(huì)碰傷奶牛。因此，臥床的長(zhǎng)度、寬度、頸軌高低、離臥床后緣距離、離臥床后緣斜長(zhǎng)、胸?fù)蹙鄩|料高度、臥床后緣高度都要考慮奶牛體重。如成母牛650 kg 臥床寬度為122 cm，而干奶時(shí)體重達(dá)700～800 kg，則臥床寬度需要127 cm、甚至134 cm，其他指標(biāo)也相應(yīng)增加[9]，臥床間隔欄高約1.2 m，后端為懸空?qǐng)A弧形，長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，不需和臥床長(zhǎng)度一致，臥床前0.5 m處設(shè)一活動(dòng)頸桿，迫使奶牛站立時(shí)后臀部能位于臥床的后沿部。臥床設(shè)計(jì)為凹槽型、深15～20 cm、后沿應(yīng)比走道和糞道高15～20 cm、且前高后低呈4%坡度，鋪上墊料應(yīng)保持3%～5%的坡度，臥床后沿應(yīng)設(shè)排水口，利于臥床積存液體排出。二是做好牛床墊料管理。每天利用奶牛擠奶不在牛舍及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間維護(hù)牛床，清理床上的新鮮糞便和濕的墊料，避免糞尿過(guò)多、濕滑牛摔倒，損傷趾蹄，保持牛床平整、干燥度和20 cm 墊料厚度。牛糞作為牛床墊料一般為9 kg/（d·頭），牛糞墊料的更換頻率控制在每周1次。消毒采用噴淋方式，結(jié)合環(huán)境溫度決定頻次，-15～10℃，每6 d 消毒1次，10～22℃，每6 d消毒1次，22～35℃，每3 d 消毒1次，消毒劑選用84、戊二醛、聚維酮碘等。三是防止墊料有害變質(zhì)。有條件的牛場(chǎng)適當(dāng)增加糞便好氧發(fā)酵的時(shí)間，充分殺死其中有害物[5]。控制好墊料的水分為40%～50%。牛糞作為有機(jī)墊料易于滋生細(xì)菌，在其中添加8%的熟石灰，可減少乳房炎的發(fā)生[11]。生產(chǎn)出墊料應(yīng)在12 h 內(nèi)使用。四是做好大通鋪牛床管理。對(duì)于牛糞大通鋪臥床，在臥床與采食通道間設(shè)立單面飲水槽，減少水槽周圍臥床的濕度，采食圍欄不設(shè)頸夾，實(shí)行自由采食。每天只需收集采食通道的糞尿，臥床上的新鮮糞尿每天用旋耕機(jī)旋耕1次埋在下面，臥床上安裝風(fēng)扇定期通風(fēng)降溫蒸發(fā)水分，屋面為活動(dòng)屋面，天晴時(shí)打開(kāi)照曬臥床，下雨或惡劣天氣合上遮雨保溫。

5 牛糞墊料的前景

隨著國(guó)家對(duì)畜禽場(chǎng)環(huán)保要求的嚴(yán)格，糞污處理是養(yǎng)殖場(chǎng)持續(xù)發(fā)展必須面對(duì)的問(wèn)題。奶牛是養(yǎng)殖畜禽中排泄量最大的家畜，糞污處理的壓力巨大。牛糞作為墊料，可就地加工，牛場(chǎng)可根據(jù)實(shí)力選擇方法制作，不用購(gòu)買(mǎi)墊料，不受市場(chǎng)墊料價(jià)格波動(dòng)影響，減輕后續(xù)糞污處理壓力，實(shí)現(xiàn)糞污資源化循環(huán)利用。特別是大通鋪臥床，既可以躺臥，又是運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，每天只需收集處理采食通道的糞污，若采用漏縫地板干清糞，提前實(shí)現(xiàn)糞尿分離，則污水產(chǎn)生量更小、其中固形物含量更低。牛排在臥床上的糞尿不用清理、旋耕埋下發(fā)酵，采食通道上的糞便收集后加工成墊料又可回填牛床，3～4年甚至更長(zhǎng)時(shí)間才需徹底清理1次牛床，平時(shí)只需對(duì)牛場(chǎng)產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，處理壓力大大減輕，大部分牛糞都作為墊料使用，但這種牛場(chǎng)需要一次性先期投資覆蓋臥床的活動(dòng)屋面、風(fēng)扇等，投資較大，建議國(guó)家給予補(bǔ)貼，則對(duì)糞污處理效果和奶量、乳品質(zhì)提高大有益處，大通鋪特別適用于少雨地區(qū)。牛糞墊料類似于牛躺臥最理想的草地，柔軟松散舒適，只要控制好水分，做好臥床墊料管理，則能發(fā)揮牛糞墊料優(yōu)勢(shì)，延長(zhǎng)奶牛使用壽命，有利于提高營(yíng)養(yǎng)效率和牧場(chǎng)效益。對(duì)于布氏桿菌和口蹄疫病原微生物給墊料帶來(lái)的不安全因素，需要牧場(chǎng)做好防疫檢疫，盡快凈化，消除隱患。牛糞墊料前景廣闊，在為牧場(chǎng)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生良好的生態(tài)社會(huì)效益，希望在我國(guó)更多的奶牛場(chǎng)應(yīng)用。