我的养牛经验
牛场管理
牛场粪尿养分管理与资源化利用
2019-01-12 荷斯坦奶农俱乐部网  访问量:110     [ 字号: ]

曹金峰 李俊卫 高继伟 宁宗拔 吕小琳 曹锦萍
北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司
 
规模化养殖场因粪便产生量大且集中,极易引发严重环境污染问题,急需建立粪便养分管理模式,以实现牛场粪便的资源化利用。本研究以山东淄博某牛场为例,探索了粪便的养分管理与规模化利用。主要结果为:存栏量20000头的牛场,每天产生粪尿量为1173t,固体有机肥年产量18321t,液体有机肥352077t;可为周围农田提供纯氮、P2O5和K2O 的量分别为1068t、359t、629t。实施该养分管理方法,可充分利用牛场粪尿中的养分资源,减少粪尿乱排乱放造成的影响。
 
近年来,我国畜牧业生产发生重大变化,规模养殖成为主体。我国北方大多数养殖场直接将牛粪还田或做堆肥处理,污水收集暂存后进行排放,南方则以达标排放为主要处理方式。养殖的集中区畜禽废弃物利用率较低,既造成资源浪费,也带来环境污染。国家对畜禽养殖业的废弃物利用问题越来越重视,为有效解决畜禽养殖业的废弃物利用率低的问题,实现对畜禽养殖业废弃物的循环利用,先后制定了多项法律法规来保障畜禽养殖废弃物的资源化利用工作。2016年中央一号文件提出,“加大农业面源污染防治力度,实施化肥农药零增长行动,实施种养业废弃物资源化利用”。 2017年5月31日,国务院办公厅下发了《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》,并明确要求,以肥料化利用为基础,采取经济高效实用的处理模式,实现粪污就地就近利用。
目前为止,我国仍缺乏典型牛场粪便处理模式(固液分离—堆肥+厌氧发酵—农田利用)下的养分管理研究。因此,本文以典型种养结合模式的牛场为例,通过养分平衡测算,探索牛场种养结合养分管理方案,并为同类牛场开展种养结合研究和实践提供科学支撑。
 
图1 奶牛运动场
材料与方法
牛场相关资料和参数
该牛场地处山东省淄博市,由北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司设计建成。采用刮板清粪工艺,通过粪沟将粪尿冲洗至集粪池进行固液分离,粪沟冲洗水采用固液分离后液体部分,减少场内用水量。具体工艺见图1:
 
图2 牛场种养结合工艺流程图
(1)牛场牛群结构及日产粪尿量见表1和2。本研究牛场存栏量20000头的牛场,分为南北两个饲养区,其中南区存栏量7161头,北区存栏量12276头,全场每天产生粪尿量为1173t。
表1 南区牛场牛群结构及日产粪尿量
 
表2 北区牛场牛群结构及日产粪尿量
 
(2)牛场原始粪尿养分含量见表3。
表3 牛场原始粪尿养分含量
 
 
(3)牛场有机肥产量和粪水日存储量见表4。
表4 牛场有机肥产量和粪水日存储量
 
本研究牛场日产粪量434t,含水率为18%,其中干物质含量为78t,固液分离后固体部分含水率为70%,固体部分为209t,其中133t用于牛床垫料生产,剩余部分用于有机肥生产,每天添加含水率18%的秸秆等辅料13t、含水率30%的成品返料18t,可生产含水率为30%的固体有机肥50t/d。液体有机肥日存储量为964t/d。以上数据牛舍内牛粪收集系数按80%、尿液收集系数按95%计。
 
图3 移动可共享式固液分离机
数据计算方法
(1)牛场粪尿量=
(2)固液有机肥养分含量=(原始粪尿固粪或尿液养分含量×原始粪尿体积)/固体有机肥或液体有机肥体积
本计算并未考虑堆肥过程中的养分损失。
结果与分析
牛场粪便量及养分产生量
如表1所示,该牛场每天产生粪尿量1173t。固液有机肥年产量如表5所示,固液有机肥产量和其中氮磷钾含量如表6所示。
表5 牛场固液有机肥年产量
 
表6 固液有机肥中养分含量百分比
 
如表6所示,液体有机肥中含氮磷钾的含量百分比分别为0.17%、0.05%、0.10%,即纯氮P2O5和K2O 的量分别为1068t、359t、629t。
液体有机肥厌氧发酵存储
表7 固液分离系统物料平衡(去除牛床垫料部分)
 
如表7,本研究中每天产生液体有机肥964t,按照存储180天计算,共需存储塘体积173520m3,因此设计8座有效容积20000m3的存储塘可满足存储需求。
 
图4 液态有机肥覆膜存储发酵塘
结论和讨论
(1)该研究以牛场为中心设计种养结合模式,牛场日产粪尿量1173t,按粪量收集系数80%、尿量收集系数95%计算,每年可产生固体有机肥18321t,液体有机肥352077t。以有机肥还田计,每年还田养分量为:纯氮P2O5和K2O 的量分别为1068t、359t、629t。
(2)本研究中有机肥养分含量并未考虑收集过程中的养分损失,导致计算中有机肥养分含量高于实际情况。后来研究人员可在本设计的基础上增加养分损失参数以提高数据准确性。
(3)国内目前对固液分离后液体中氮磷分配和厌氧糖养分损失的研究,本研究中养分供应量还值得更深入研究。
 
北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司
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