劉玲艷，郝鵬飛，賈春濤，張學(xué)煒

（1.天津農(nóng)學(xué)院動物科學(xué)與動物醫(yī)學(xué)學(xué)院/天津市農(nóng)業(yè)動物繁育與健康養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)安全工作處，河北保定 071001；3.河南省洛陽市汝陽縣殘疾人聯(lián)合會，河南洛陽 471200；4.天津市武清區(qū)海林養(yǎng)殖場，天津 300316）

近年來，奶牛養(yǎng)殖所造成的環(huán)境污染已成為制約奶牛養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重大問題，奶牛養(yǎng)殖業(yè)與環(huán)境的共同可持續(xù)發(fā)展已成為研究的一個(gè)重要課題。隨著人們對動物福利認(rèn)知度的提高，奶牛福利也已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。奶牛糞污處理既關(guān)乎奶牛場的環(huán)境，又關(guān)乎牛奶質(zhì)量安全，還關(guān)乎奶牛的福利和健康。從長期看，種養(yǎng)結(jié)合、糞污還田、循環(huán)利用是根本的出路，但由于土地缺乏目前在我國難以實(shí)現(xiàn)。從近期看，以節(jié)能減排，厭氧發(fā)酵，無害化處理的沼氣模式比較普遍，但是具有投資大、回收期長，糞污處理量大的缺點(diǎn)，仍然面臨許多問題。本研究旨在為奶牛養(yǎng)殖企業(yè)建立低成本的糞水生態(tài)循環(huán)利用新模式，提高奶牛福利、降低環(huán)境污染、降低養(yǎng)殖成本。為“床舍一體化”模式的應(yīng)用和推廣提供數(shù)據(jù)參考。

1 “床舍一體化”模式的提出

近年來人們越來越重視環(huán)境問題，奶牛養(yǎng)殖過程中糞污處理及雨、污的混合所造成的環(huán)境污染，已經(jīng)成為不容忽視的問題?！按采嵋惑w化”是天津農(nóng)學(xué)院動物科學(xué)與動物醫(yī)學(xué)學(xué)院張學(xué)煒教授科研團(tuán)隊(duì)和天津市武清區(qū)海林養(yǎng)殖場經(jīng)過多年的實(shí)踐，在原有標(biāo)準(zhǔn)化牧場改造活動中進(jìn)行的創(chuàng)新，是經(jīng)過正反兩方面比較總結(jié)出的一種牛舍結(jié)構(gòu)新模式，以解決奶牛養(yǎng)殖過程中奶牛舒適度改善（奶牛福利）以及糞污處理和雨污分離問題。

天津武清海林養(yǎng)殖場坐落于天津市武清區(qū)石各莊鎮(zhèn)敖東村，目前奶牛存欄753頭，其中成母牛403頭（其中泌乳牛350頭），青年牛150頭，育成牛100頭，6月齡以內(nèi)犢牛100頭。2008年，在天津市奶牛標(biāo)準(zhǔn)化示范園區(qū)建設(shè)項(xiàng)目支持下，建成了規(guī)模為1000頭奶牛的現(xiàn)代示范園區(qū)。

從2008年到2017年，該場經(jīng)過10年的努力，建立和完善了奶牛糞污綜合處理工藝和系統(tǒng)。該場糞肥處理系統(tǒng)包括8個(gè)組成部分：（1）全自動刮板清糞系統(tǒng)；（2）水沖循環(huán)系統(tǒng)；（3）糞水固液分離系統(tǒng)；（4）糞肥厭氧制沼系統(tǒng)；（5）沼氣發(fā)電系統(tǒng)；（6）液體復(fù)合有機(jī)肥生產(chǎn)系統(tǒng)；（7）固體復(fù)合有機(jī)肥生產(chǎn)系統(tǒng)；（8）牛糞回填牛床循環(huán)利用，提高奶牛舒適度和臥床率。

盡管天津海林養(yǎng)殖場糞污處理模式和系統(tǒng)得到了最大程度的完善，然而經(jīng)過幾年的運(yùn)行，該系統(tǒng)暴露出以下嚴(yán)重問題：（1）投資巨大，維護(hù)費(fèi)用高昂，成本回收期太長；（2）污水或沼液處理量巨大，運(yùn)行成本高；（3）運(yùn)動場不敢用，奶牛健康難以保障；（4）雨污分流問題依然存在，不符合環(huán)保要求，且與周圍村莊居民矛盾難以調(diào)和；（5）種養(yǎng)結(jié)合脫節(jié)，生產(chǎn)的有機(jī)肥沒有市場，導(dǎo)致停工停產(chǎn)。

帶著這樣的問題和困惑，海林養(yǎng)殖場不得不開始了新的探索。從2017年開始，經(jīng)過三年實(shí)踐和完善，形成了今天的“床舍一體化”思路和模式。新模式在飼養(yǎng)管理和糞污處理兩個(gè)方面，都產(chǎn)生了改變和創(chuàng)新。

2 “床舍一體化”模式構(gòu)成及特點(diǎn)

新模式總體設(shè)想由5部分組成：大跨度活動牛舍+自由和通鋪牛床+堆糞場+有氧曝氣水塘+曬糞場。牛場原有的總體布局不變，只是局部調(diào)整，原有設(shè)施設(shè)備能用則用，不能用的暫停，待新模式成熟無風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)行正常后再做處理。

2.1 “床舍一體化”模式

2.1.1 大跨度活動牛舍

改造前、后的奶牛舍立面架構(gòu)，其特點(diǎn)是完整的保留了奶牛舍之前的構(gòu)造，將之前的奶牛運(yùn)動場，通過安裝活動屋頂，增加了奶牛在舍內(nèi)整體的活動面積。每頭奶牛在舍內(nèi)活動的空間新舊牛舍加在一起平均占有32 m2。牛舍縱長170 m，跨度（寬）46 m，牛舍屋脊最高點(diǎn)距地面9 m，屋檐最低點(diǎn)距地面3.2 m，采食通道寬度為3.5m，飼喂通道為5 m?；顒游蓓攲挒?.5 m，通鋪臥床寬為12 m。

2.1.2 自由通鋪牛床

該牛場在打好牛床地基的同時(shí)，以干牛糞做基礎(chǔ)，第一次鋪填足夠的干牛糞讓牛躺臥踩踏，直到厚度30 cm左右，以后每天旋耕鋪平作為奶牛的新牛床，其后奶牛新排出的糞尿，經(jīng)通風(fēng)、旋耕、消毒等措施來維護(hù)，保證奶牛牛床的舒適度和衛(wèi)生程度，大大減少糞肥的處理量。

2.1.3 堆糞場、有氧曝氣水塘及曬糞場

牛場東側(cè)的糞污處理區(qū)，有一處占地6667 m2左右的堆糞場，可以堆放全場每天清出的糞便，糞便經(jīng)過堆熟后可作為有機(jī)肥還田；在距養(yǎng)殖場1公里外的自由流轉(zhuǎn)田地里，建有一個(gè)可存放半年廢水的防滲池，每天可將擠奶廳內(nèi)沖刷擠奶通道的廢水，排放到防滲池進(jìn)行沉淀，沉淀后在COD不超過400，SS不超過100的情況下直接用來灌溉樹木或農(nóng)作物，若有剩余則排入30畝魚塘中利用氧化塘法對廢水進(jìn)行有氧曝氣處理。在該場的南區(qū)設(shè)有一曬糞場，可在每年3月或4月份將通鋪牛場清理出來的糞便，運(yùn)到南區(qū)的曬糞場，經(jīng)曬干后儲存，作為墊料供奶牛臥床全年使用，實(shí)現(xiàn)生物資源循環(huán)利用。

2.2 臥床墊料的來源和處理

天津地區(qū)春季天氣干燥少雨多風(fēng)，適合牛糞的晾曬處理且不影響?zhàn)B殖場周圍的環(huán)境空氣。因此，海林養(yǎng)殖場一般在每年開春的2月份對通鋪牛床上的牛糞墊料進(jìn)行徹底清除和更換。借助3～4月的良好天氣進(jìn)行晾曬和自然干燥。首先，對牛舍的糞草墊料進(jìn)行收集，運(yùn)送到專門硬化的曬糞場平鋪堆放；其次，每天利用挖掘機(jī)均勻攤開，于上午10∶00和下午14∶00對糞料進(jìn)行旋耕晾曬，總晾曬時(shí)間為5～6 d；最后，晾曬完之后的干糞進(jìn)行堆放苫蓋備用。

2.3 臥床墊料的管理維護(hù)

通鋪臥床墊料為曬干后的干牛糞，每年在2月份進(jìn)行清理更換，清理后的臥床需要對基礎(chǔ)進(jìn)行維護(hù)，一般以生石灰進(jìn)行消毒，并進(jìn)行平整。平整后墊料鋪設(shè)平均厚度約為30 cm。墊料鋪設(shè)后每天早上07∶00進(jìn)行旋耕并噴灑消毒劑進(jìn)行消毒，其他時(shí)間依天氣和氣溫的變化通過活動屋頂?shù)拈_關(guān)升降，對臥床墊料進(jìn)行自然晾曬、風(fēng)干和殺菌處理。

3 “床舍一體化”模式效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)海林養(yǎng)殖場會計(jì)提供的增收節(jié)支數(shù)據(jù)估算。

3.1.1 設(shè)備配件及維修費(fèi)用大幅度減少

減少的設(shè)備費(fèi)用包括固液分離機(jī)、離心機(jī)、（進(jìn)口）自動刮糞機(jī)和水泵、電機(jī)等費(fèi)用，每年折舊節(jié)約13萬元。

3.1.2 污水處理節(jié)省資金

減少1名操作人員，工資3000元/月，一年能夠節(jié)約3.6萬元；每年節(jié)約污水處理材料費(fèi)2.4萬元，包括聚丙烯酰胺和三氯化鐵等。

3.1.3 節(jié)省電費(fèi)

設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)電費(fèi)，污水處理系統(tǒng)共有電機(jī)11臺，總計(jì)86.5KW。每天用電690度，按照農(nóng)業(yè)用電0.5元/度計(jì)算，每年電費(fèi)節(jié)約12.4萬元。

3.1.4 節(jié)水費(fèi)用

每天節(jié)約凈水20 t，一年節(jié)約7200 t地下水（用于污水處理離心機(jī)工作）。按照階梯水價(jià)，每噸4.9元，共節(jié)約水費(fèi)3.5萬元。

以上4項(xiàng)能夠?yàn)轲B(yǎng)殖場節(jié)約成本34.9萬元/年。

3.1.5 牛糞增收

牛糞收入全場800頭奶牛，每年可產(chǎn)出發(fā)酵好的牛糞4000 m3，按照去年50元/m3價(jià)格出售計(jì)算，一年牛糞收入20萬元。

總計(jì)，每年節(jié)約及增收資金54.9萬元（見表1）。

表1 奶牛場每年節(jié)約及增收資金統(tǒng)計(jì)表（萬元）

3.2 社會生態(tài)效益

3.2.1 有利于促進(jìn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

“床舍一體化”模式下的糞水循環(huán)利用，使養(yǎng)殖場所產(chǎn)生的糞水在自己場內(nèi)可進(jìn)行循環(huán)利用，能夠減少因奶牛養(yǎng)殖對養(yǎng)殖場周圍造成的環(huán)境污染。利用這種模式可使養(yǎng)殖場大大減少糞污排放量，與之前的模式相比，不僅大幅節(jié)約了投資成本，簡化了許多環(huán)節(jié)，而且從源頭減少了糞污的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了雨污分離，很容易被千頭左右的奶牛場所學(xué)習(xí)和效仿。

3.2.2 有利于提高奶牛福利

干牛糞作為臥床墊料不僅廉價(jià)易得，而且柔軟度高，優(yōu)于沙土、秸稈、稻殼、鋸末等墊料；沙土成本高，秸稈不易清理，稻殼、鋸末具有被奶牛吸入的風(fēng)險(xiǎn)，從而增加奶?；己粑到y(tǒng)疾病的幾率，尤其是犢牛如吸入發(fā)霉或被污染的稻殼則會發(fā)生嚴(yán)重肺炎，極易導(dǎo)致死亡。通鋪臥床的最大優(yōu)勢就是經(jīng)過每天的旋耕后松軟、干凈且舒適度高，可以有效的提高奶牛福利。

4 討論

試驗(yàn)牛場采用的臥床墊料均為曬干后的牛糞。有研究表明，奶牛每天有一半以上的時(shí)間進(jìn)行趴臥休息和反芻，不良的臥床墊料會使奶牛患乳房炎和肢蹄病的幾率增加[1]。牧場給奶牛提供松軟、干燥、安全的臥床，可以相應(yīng)的增加奶牛的躺臥休息時(shí)間并且能有效的減少關(guān)節(jié)損傷情況[2]。舒適的臥床能夠使奶牛的產(chǎn)奶量增加[3]。干牛糞作為臥床墊料具有舒適、透氣和排濕的效果，因此奶牛的趴臥休息時(shí)間會增加[4]。曬干處理后的牛糞作為臥床墊料，松軟且具有良好的透氣性，每天旋耕的同時(shí)進(jìn)行一次噴灑消毒，既保障了臥床墊料的舒適度又提高了奶牛福利還可有效防止細(xì)菌的滋生危害奶牛的健康。

使用牛糞作為臥床墊料，可以在節(jié)約墊料成本的同時(shí)提高奶牛的趴臥時(shí)間和舒適度[5]。在能夠選擇多種臥床的條件下，表面相對柔軟的臥床更受奶牛喜愛[6]。用適當(dāng)?shù)姆绞教幚砗蟮呐＜S作為臥床墊料，能顯著降低細(xì)菌數(shù)量[7]。通過對活動屋頂開閉時(shí)間的控制，可有效對通鋪臥床墊料進(jìn)行自然晾曬和殺菌，在陰雨天氣可有效的雨污分離，保持通鋪臥床干燥從而提高奶牛的舒適度和奶牛福利。

另外，該試驗(yàn)場采用了兩種牛床，一種是改造的通鋪牛床，還有一種是保留了原有的自由牛床，當(dāng)春季、夏季、秋季氣候炎熱或溫暖時(shí)，通鋪牛床能夠?yàn)槟膛Ｌ峁挸ǖ男菹鏊?，奶牛大多?shù)喜歡選擇通鋪牛床；而當(dāng)冬天氣候寒冷，通鋪牛床因?yàn)樗植灰渍舭l(fā)，臥床墊料不易干燥時(shí)，就會喜歡并選擇到原有的自由牛床躺臥，兩種方式交互使用，相互補(bǔ)充，保證了奶牛全年的健康和舒適生活，也提高了奶牛福利，這是我們探索的“床舍一體化”模式的最大特色和最成功之處。

5 結(jié)語

“床舍一體化”模式是一種符合華北地區(qū)千頭奶牛場的成功范例。大跨度的牛舍加強(qiáng)牛舍內(nèi)外的空氣交換，在自然的條件下改善舍內(nèi)空氣質(zhì)量?；顒游蓓?shù)拈_閉可以對通鋪臥床墊料進(jìn)行自然殺菌和晾曬，從而保持牛床的干燥和衛(wèi)生。兩種牛床可供奶牛自由選擇，滿足奶牛全年的使用要求，有效解決冬季床舍利用潮濕陰冷問題。雨污分離更能有效降低奶牛場的水污染，符合當(dāng)前環(huán)保部門的要求。“床舍一體化”模式能有效減少因奶牛養(yǎng)殖所造成的環(huán)境污染，在提高奶牛福利的同時(shí)節(jié)約成本，還能通過糞肥循環(huán)利用增加經(jīng)濟(jì)收益和社會生態(tài)效益。