發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)牛技術(shù)研究進(jìn)展

符世雄，孫新明

(安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 安順 561000)

近年來(lái)，我國(guó)養(yǎng)牛業(yè)不斷向集約化、規(guī)?；较虬l(fā)展，牛代謝所排放的惡臭氣體、氮磷、有害病原微生物和重金屬元素等嚴(yán)重威脅畜禽和人的健康，制約著我國(guó)養(yǎng)牛業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。因此，養(yǎng)牛業(yè)迫切需要一種新型養(yǎng)殖模式。發(fā)酵床養(yǎng)牛技術(shù)是集微生物、環(huán)境衛(wèi)生營(yíng)養(yǎng)、土壤肥料等于一體的一種新型、安全、環(huán)保、健康的生態(tài)養(yǎng)殖模式。與傳統(tǒng)拴系飼養(yǎng)相比，發(fā)酵床養(yǎng)牛是實(shí)現(xiàn)生態(tài)、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的有效途徑，應(yīng)用前景廣闊。

1 發(fā)酵床養(yǎng)牛的意義

據(jù)統(tǒng)計(jì)每頭成年牛的排糞量為30～40 kg/d，約等于20頭豬的糞便量。雖然牛排糞量大，但微生物對(duì)牛糞的降解速度快。牛的疾病與養(yǎng)殖環(huán)境密切相關(guān)，特別是水泥地板或栓系式飼養(yǎng)對(duì)牛的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大。乳房炎、不孕癥、肢蹄病和營(yíng)養(yǎng)代謝性疾病是影響我國(guó)乃至全球奶業(yè)發(fā)展的4種重要疾病，發(fā)酵床養(yǎng)牛能降低前3種疾病的發(fā)病率。發(fā)酵床是利用自然界中的多種有益微生物，將秸稈、秕殼、鋸末及農(nóng)林副產(chǎn)品等按照一定比例混合所制成的墊床，通過(guò)定期翻拋或家畜自由活動(dòng)，使糞尿與墊料混合發(fā)酵，其排泄物被微生物迅速降解。與傳統(tǒng)拴系養(yǎng)殖相比，發(fā)酵床養(yǎng)牛不用建造沼氣池，不需要進(jìn)行清掃，能節(jié)省50%以上勞動(dòng)力，降低舍內(nèi)NH3濃度，降低呼吸道疾病，牛肉和牛奶品質(zhì)得到提升。該技術(shù)的示范推廣，為破解畜禽糞污資源化利用，發(fā)展生態(tài)循環(huán)種養(yǎng)探索出了一條低投入、高產(chǎn)出、零污染的資源化利用途徑。目前，發(fā)酵床技術(shù)在養(yǎng)雞、鴨(鵝)、兔等上面得到推廣應(yīng)用，在養(yǎng)豬業(yè)應(yīng)用較為廣泛。

2 發(fā)酵床養(yǎng)牛原理

發(fā)酵床養(yǎng)殖又稱之為畜禽糞便原位降解健康養(yǎng)殖，是一種實(shí)現(xiàn)畜禽糞便原位降解的生態(tài)環(huán)保養(yǎng)殖模式。發(fā)酵床養(yǎng)牛是在經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的牛舍里填入有機(jī)墊料，利用微生物有氧呼吸的原理，通過(guò)墊料和畜禽糞便協(xié)同發(fā)酵作用，發(fā)酵床中的有益菌群以有氧呼吸為基礎(chǔ)對(duì)牛的排泄物和有害氣體迅速氧化分解為CO2和H2O，并產(chǎn)生大量的熱量，消除惡臭，抑制害蟲(chóng)及病菌，實(shí)現(xiàn)牛舍(欄、圈)無(wú)異味、免沖洗，達(dá)到無(wú)污染、零排放的目的。微生物發(fā)酵產(chǎn)生的熱量能促進(jìn)墊料中水分蒸發(fā)，使發(fā)酵床維持正常運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)發(fā)酵床的分解以后，畜禽糞尿中的有機(jī)物質(zhì)得到充分降解，完全實(shí)現(xiàn)雨污分流，是一種無(wú)污染、無(wú)排放、無(wú)臭氣的新型環(huán)保生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)，采用該技術(shù)養(yǎng)殖牛，牛只能夠自由活動(dòng)，較同飼養(yǎng)周期、同飼養(yǎng)水平可增重5%，且成本低，耗料少，無(wú)污染。

3 技術(shù)要點(diǎn)

3.1 牛舍的建造

養(yǎng)牛場(chǎng)的科學(xué)設(shè)計(jì)與布局是實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。牛場(chǎng)建設(shè)應(yīng)選擇地勢(shì)高、排水通暢、背風(fēng)向陽(yáng)、環(huán)境安靜，具有一定坡度的區(qū)域，一般要求牛舍東西走向坐北朝南。牛欄基底部要有實(shí)質(zhì)性墻體阻隔，以防墊料拋灑到外面。夏季準(zhǔn)備遮陽(yáng)網(wǎng)，冬季用卷簾布。夏季放下遮陽(yáng)膜，卷起四周卷簾，形成掃地風(fēng)，可以通風(fēng)降溫。為防止夏季圈舍高溫，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)配備降溫設(shè)備。料槽與水槽要設(shè)計(jì)合理，在飲水器下面要設(shè)一排水溝，以防飲水器中的水流入到發(fā)酵床導(dǎo)致墊料濕度過(guò)大。在牛床后應(yīng)設(shè)置發(fā)酵床并預(yù)留3.5 m寬通道，方便后期翻刨機(jī)械進(jìn)出發(fā)酵床定期翻刨。

3.2 發(fā)酵床的制作

3.2.1 發(fā)酵菌種的選擇 要選擇專用有益菌或商品菌種接種于墊料。發(fā)酵床一般由復(fù)合菌劑和墊料構(gòu)成。復(fù)合菌劑包括酵母菌、乳酸菌、光合細(xì)菌、絲狀菌、放線菌和黏菌等，菌種接種密度取決于墊料的厚度及飼養(yǎng)密度。

3.2.2 發(fā)酵床類型選擇 按照微生物的來(lái)源可將發(fā)酵床分為土著菌發(fā)酵床、自然發(fā)酵床、菌種接種發(fā)酵床及林蔭落葉墊料發(fā)酵床等。菌種接種法和土著菌法需要經(jīng)過(guò)菌種采集、分離、制備與接種。菌種的采集和擴(kuò)繁，可使用麥麩作為擴(kuò)繁原料。菌種接種法需要對(duì)優(yōu)勢(shì)菌種進(jìn)行選擇，另外還需噴灑營(yíng)養(yǎng)液。而林蔭落葉墊料法因落葉資源受季節(jié)影響，推廣存在一定的局限性。自然發(fā)酵床是利用木屑、泥土、糞便、青草及所含微生物制成，不需添加菌種和噴灑營(yíng)養(yǎng)液。土著菌發(fā)酵床是利用土壌中有益微生物與墊料等按比例混合而形成發(fā)酵床，在有氧條件下將糞尿快速分解。

按照墊料所處地理位置可將發(fā)酵床分為地上、地下和混合式。地上式墊料池，適合地下水位和氣溫高，雨水容易滲透的地方；地下式墊料池，適合地下水位低、排水通暢、雨水不易滲透的北方地區(qū)；混合式發(fā)酵床，綜合了地上式和地下式的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用效果和建筑成本介于二者之間。墊料池的形式可根據(jù)地理狀況因地制宜進(jìn)行選擇。

按照養(yǎng)牛時(shí)墊料的含水量差異及墊料是否需要提前發(fā)酵，可分為干撒式和濕式(提前發(fā)酵模式) 2 種，濕式發(fā)酵床應(yīng)用上缺陷較多且工序復(fù)雜，生產(chǎn)中一般選用干撒式發(fā)酵床。墊料應(yīng)選擇吸水性較強(qiáng)、透氣性較高、耐腐蝕、適合菌種生長(zhǎng)的材料。墊料主要成分多是稻殼、鋸末、米糠、粉碎桔桿、樹(shù)皮木屑碎片等。含有防腐劑、發(fā)霉變質(zhì)和腐敗的材料不能作為墊料使用。生產(chǎn)中要根據(jù)不同情形科學(xué)合理確定稻草、秸稈及益生菌的使用量。

3.2.3 墊料的制作 選擇合適的墊料是發(fā)酵床技術(shù)的核心。墊料厚度夏天為60 cm，冬季為80～100 cm。墊料底層可先鋪30～40 cm的碎玉米秸稈、碎木花，中間一層鋪上稻草、鋸末和稻殼等，然后按0.5～1.0 L/m2噴灑發(fā)酵菌(液體)，充分混合攪拌均勻，使墊料水份保持在40%～50%，便于微生物發(fā)酵，保證有益菌大量繁殖。較上面用干的碎秸稈覆蓋5 cm，發(fā)酵好的墊料攤開(kāi)整平，3 d即可使用。進(jìn)牛之前要預(yù)先發(fā)酵，使材料的溫度達(dá)50℃，以殺死病原菌和寄生蟲(chóng)卵，而50℃高溫有利于乳酸菌、酵母菌、光合細(xì)菌等益生菌的繁殖。后期每次鋪墊墊料約10 cm，隔15 d添加一次，注意保持墊料干燥。墊料的填裝或鋪設(shè)形式應(yīng)根據(jù)使用材料來(lái)確定。

3.3 日常維護(hù)管理

發(fā)酵床一般可以使用2～3年，做好發(fā)酵床的維護(hù)管理可有效地延長(zhǎng)發(fā)酵床的使用壽命。一是根據(jù)使用情況及時(shí)補(bǔ)充墊料。牛會(huì)采食發(fā)酵床表層較細(xì)碎的秸稈，當(dāng)看到墊料明顯減少時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。牛的體型大，發(fā)酵床厚度應(yīng)該保持在25 cm以上，避免因發(fā)酵床過(guò)薄而不能正常發(fā)酵，發(fā)酵床容易塌陷，當(dāng)墊料下沉超過(guò)10 cm或墊料減少量達(dá)到10%后就要及時(shí)補(bǔ)充。微生物菌群在降解糞尿時(shí)會(huì)造成墊料損耗，此時(shí)應(yīng)補(bǔ)充和清理無(wú)法使用的墊料，將新舊墊料混合均勻，保證菌群對(duì)糞尿分解的活躍度。二是要定期翻拋，保證發(fā)酵床的透氣性。在使用過(guò)程中要特別注意發(fā)酵床墊料的溫度、濕度和板結(jié)程度的控制。為防止墊料板結(jié)形成“死床”，可采用稻殼作為墊料，一般7～10 d對(duì)墊料翻拋1次，60 d左右進(jìn)行一次深翻，增加墊料中的含氧量，保證有益微生物的繁殖促進(jìn)糞便快速消化。發(fā)酵床表面溫度控制在25 ℃左右，冬季可以起到保暖作用。三是要控制好飼養(yǎng)密度。常規(guī)的發(fā)酵床墊料不能承受牛強(qiáng)大的重力。發(fā)酵床的飼養(yǎng)密度要根據(jù)牛的體重來(lái)確定，一般體重100 kg左右的2 m2/頭，400 kg的4～5 m2/頭，500 kg以上6～7 m2/頭。四是要控制好墊料的水份。在使用過(guò)程中應(yīng)注意水分調(diào)節(jié)，可將墊料用手捏緊后松開(kāi)，感覺(jué)蓬松且迎風(fēng)有水氣時(shí)較為適宜。五是定期補(bǔ)充菌液。一般7 d補(bǔ)充1次，翻拋墊料和噴灑菌液應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。

4 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

4.1 減少糞污排放量

微生物菌群可快速分解牛的糞尿，不用對(duì)牛舍進(jìn)行沖洗，避免沖洗過(guò)程中污水的排放，實(shí)現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)牛無(wú)臭味、零排放。另外，發(fā)酵腐熟后的糞污用作有機(jī)肥，構(gòu)建資源化循環(huán)利用的種養(yǎng)結(jié)合模式，減少糞污的排放量。微生物菌群能將糞尿降解為氮、鉀、無(wú)機(jī)鹽，減少NH3、H2S等氣體產(chǎn)生，空氣質(zhì)量得到改善。安志民等研究表明，發(fā)酵床牛舍H2S和NH3濃度顯著低于傳統(tǒng)牛舍，對(duì)改善牛舍空氣質(zhì)量具有重要作用。

4.2 提高牛的動(dòng)物福利

發(fā)酵床養(yǎng)牛通過(guò)微生物發(fā)酵對(duì)牛的排泄物進(jìn)行降解，改善牛場(chǎng)的環(huán)境衛(wèi)生。微生物發(fā)酵產(chǎn)生熱量促進(jìn)舍內(nèi)的水分蒸發(fā)，冷暖空氣形成對(duì)流，使牛舍保持最佳狀態(tài)。李曉鋒等研究表明，發(fā)酵床養(yǎng)殖過(guò)程中動(dòng)物糞尿被微生物吸收分解，顯著減少惡臭，明顯改善了畜禽的生活環(huán)境。長(zhǎng)期的栓系飼養(yǎng)會(huì)讓牛的行為受到限制，發(fā)酵床墊料松軟，?？梢宰杂苫顒?dòng)和采食，有利于提高動(dòng)物福利，減少應(yīng)激反應(yīng)。使用發(fā)酵床以后乳房炎、不孕癥、蹄病和營(yíng)養(yǎng)代謝性病的發(fā)病率顯著降低。發(fā)酵床在預(yù)防牛的瘸腿和關(guān)節(jié)損傷方面比栓系飼養(yǎng)更有優(yōu)勢(shì)。

4.3 提高養(yǎng)殖效益

一是節(jié)約牛場(chǎng)建設(shè)成本，不再修建排污管道，無(wú)須購(gòu)買糞污處理設(shè)施設(shè)備，治污成本投入降低。二是牛糞尿被微生物分解轉(zhuǎn)化為可被牛食用的菌蛋白質(zhì)，且牛胃腸道內(nèi)的有益菌能夠分解秸稈中纖維素和半纖維素等，可以增加粗飼料的比例，減少精料用量，提高了飼料轉(zhuǎn)化率。三是節(jié)約勞動(dòng)力和水電等，減少牛舍管理成本。微生物對(duì)牛排泄物的降解，不需要人工對(duì)排泄物地清掃和沖洗，可節(jié)約用水90%以上。四是減少疾病發(fā)生，降低治療及用藥成本。發(fā)酵床養(yǎng)牛不需要用水沖洗欄舍，每頭牛節(jié)約水費(fèi)約12元。同時(shí)，治療藥費(fèi)、消毒費(fèi)等節(jié)約10元。

4.4 提高免疫功能

益生菌進(jìn)入牛胃腸道后，可刺激淋巴器官發(fā)育，分泌抗體，提高牛免疫力，降低疾病發(fā)生率。發(fā)酵床中含有大量有益微生物，能抑制有害微生物的繁殖，牛采食含有益菌的秸稈后，發(fā)病率降低，用藥量減少。發(fā)酵床墊料中有益菌群利用牛糞尿進(jìn)行大量繁殖，形成菌體蛋白，改善胃腸道菌群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)牛的生長(zhǎng)發(fā)育。研究表明，發(fā)酵床牛舍較傳統(tǒng)牛舍腹瀉發(fā)病率降低6.8%，肺炎發(fā)病率降低24.1%。

4.5 提高生產(chǎn)性能及牛肉品質(zhì)

發(fā)酵床養(yǎng)牛可使牛舍保持相對(duì)穩(wěn)定的溫度和濕度，牛舍無(wú)臭少蠅，生長(zhǎng)環(huán)境舒適，使用玉米秸稈作為墊料，可提高牛的生長(zhǎng)速度。發(fā)酵床為牛群創(chuàng)造了舒適的環(huán)境，牛群可以在干凈清潔、溫暖松軟、無(wú)異味的牛床上生長(zhǎng)，牛的生產(chǎn)性能得到最大限度發(fā)揮。同時(shí)，發(fā)酵床養(yǎng)牛用藥少，降低了牛肉及奶制品中的藥物殘留，提高了牛肉和牛奶品質(zhì)。

5 存在的問(wèn)題及建議

5.1 存在問(wèn)題

5.1.1 受季節(jié)影響大 夏天溫度過(guò)高不利于牛的健康生長(zhǎng)，發(fā)酵床主要靠墊料里的微生物進(jìn)行發(fā)酵，而溫度高的時(shí)微生物相對(duì)活躍，所以夏季發(fā)酵速度比較快，墊料更換頻繁，牛舍內(nèi)環(huán)境溫度上升，會(huì)導(dǎo)致牛的生產(chǎn)性能下降。溫度低則會(huì)慢一些，所以冬季有時(shí)會(huì)出現(xiàn)牛糞的分解速度比不上產(chǎn)生的速度，最后造成糞便堆積的情況。因此，該技術(shù)更適用于北方寒冷地區(qū)，而對(duì)于高溫高濕的南方地區(qū)，需要加以改進(jìn)才能取得良好的效果。

5.1.2 消毒與疾病防控存在矛盾 在牛舍內(nèi)使用抗生素類藥物和化學(xué)消毒藥品，會(huì)使發(fā)酵床微生物活性降低，甚至殺滅微生物。當(dāng)牛場(chǎng)發(fā)生疾病時(shí)，若不用藥牛的成活率和飼料轉(zhuǎn)化率均降低，發(fā)酵床中微生物不能抑制病毒，僅靠隔離治療不能有效控制疫病。用藥會(huì)將墊料中有益菌群殺滅，對(duì)發(fā)酵床造成毀壞，細(xì)菌或病毒可能長(zhǎng)期存在發(fā)酵床上，若牛再次發(fā)病將對(duì)牛場(chǎng)造成更大損失。

5.1.3 有害物質(zhì)及毒素殘留 牛床墊料長(zhǎng)期使用后，大量重金屬、抗生素、亞硝酸鹽、霉菌毒素等會(huì)在墊料中聚集。牛采食含毒素的墊料后會(huì)引起抵抗力下降，免疫功能降低，生產(chǎn)性能下降。李倩倩等研究發(fā)現(xiàn)，霉菌毒素殘留會(huì)影響牛的生產(chǎn)性能，導(dǎo)致免疫機(jī)能下降，誘發(fā)其他疾病。張曼等研究表明，過(guò)量的重金屬可損壞有益菌群，影響微生物對(duì)糞尿的降解作用。

5.1.4 制作成本偏高 發(fā)酵床建設(shè)需要大量生物菌劑及墊料投入，菌液用量增加，菌種的投資成本就會(huì)增大。另外，在生產(chǎn)中還會(huì)用到農(nóng)用機(jī)械。目前，菌種的價(jià)格較高，1次性菌群投放費(fèi)用為100～150元/m2，而大量鋸末的獲取也存在一定困難。在日常維護(hù)中需定期噴灑菌液，墊料中的有益菌群會(huì)因牛發(fā)病用藥而大量損失，此時(shí)補(bǔ)充菌液成本增加，存在投入與收益不成正比的風(fēng)險(xiǎn)。

5.1.5 推廣應(yīng)用效果存在差異 發(fā)酵床養(yǎng)牛技術(shù)在干乳期奶牛和肉牛上應(yīng)用較多，但處于泌乳期的奶牛使用效果不佳。因泌乳牛糞便較稀且含水量大，容易導(dǎo)致微生物發(fā)酵分解受阻。發(fā)酵床養(yǎng)牛技術(shù)在國(guó)內(nèi)剛起步，要求較高，墊料的選擇、疾病防控、管理維護(hù)等方面應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)制定不同的方案。

5.2 建 議

在實(shí)際應(yīng)用中，要控制好牛的飼養(yǎng)密度，密度較高會(huì)導(dǎo)致糞尿累積超出負(fù)荷而停止發(fā)酵。牛的體型及重量大，踩在墊料上容易造成板結(jié)，故牛群須以散養(yǎng)為主。另外，可在飼料中添加一些微生態(tài)制劑，利用糞便對(duì)床體進(jìn)行補(bǔ)菌，提高牛的免疫力和飼料轉(zhuǎn)化率。牛舍選擇、菌種使用、墊料厚度、養(yǎng)牛模式均要適宜。要注意發(fā)酵床運(yùn)行中的疫病防控、日糧搭配及動(dòng)態(tài)調(diào)整。發(fā)酵床養(yǎng)牛技術(shù)在生產(chǎn)上有很多優(yōu)點(diǎn)，但各地自然環(huán)境不同，推廣應(yīng)用效果差別大，推廣該技術(shù)前要做好環(huán)境考察及成本核算，可結(jié)合生態(tài)休閑觀光農(nóng)業(yè)進(jìn)行農(nóng)旅一體化打造。

6 展 望

發(fā)酵床養(yǎng)牛是一項(xiàng)生態(tài)化、環(huán)?；男滦蜕鷳B(tài)養(yǎng)殖技術(shù)，是對(duì)雜草及秸稈的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用，生態(tài)環(huán)境效益好。發(fā)酵床技術(shù)具有耗料少、發(fā)酵過(guò)程動(dòng)態(tài)持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合循環(huán)利用。目前該技術(shù)尚未制定國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)處于發(fā)展初期，相關(guān)的報(bào)道較少，發(fā)酵床養(yǎng)牛面臨的熱應(yīng)激和疫病防控等難題還有待進(jìn)一步研究，推廣應(yīng)用中還存在一些不足，需要廣大科技工作者不斷探索實(shí)踐，加快科研攻關(guān)，開(kāi)發(fā)具有地方特色的發(fā)酵床養(yǎng)牛技術(shù)，為我國(guó)養(yǎng)牛業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供新的戰(zhàn)略和模式。