猪粪充分堆积腐熟对辽宁省规模化养猪场畜禽粪污治理的重要性探究

程辑鑫　孙智钢

在对参与辽宁省2015年规模化养殖场粪污治理项目的部分具有代表性的规模户养殖场粪污治理实施情况进行调研的过程中，大部分养殖场都提出了一个相对集中的问题，那就是觉得按照项目实施方案建设要求建设的堆粪场容积过大，导致堆粪场长期处于空置状态。出现这种情况的主要原因是养殖场周围的设施农业较发达，需求粪肥较大，但是他们忽略了这样一个问题，未经过充分腐熟的粪便直接作为肥料，对土壤以及地表水及地下水的污染是不容忽视的，因此就此问题以猪粪为例作一简单阐述。

传统观念中，猪粪给人的第一印象是脏、臭和污染环境，这是由于常年的储存不当、处理不及时以及没有进行专门的治理造成的，但是猪粪中含有大量的氮磷钾等营养物质，得到有效处理后可以作为肥料施用，可以有效提高作物产量，因此猪粪又被成为“放错的资源”。

1猪粪的特性

1.1含水量

猪粪的含水量在不同生长阶段和不同生产用途影响，其中仔猪粪便含水量最高72.11%～81.39%，母猪69.86%～78.7%和育肥猪71.51%～78.01%，差异不显著。

1.2含氮量

猪粪中的含氮量主要包括蛋白质和非蛋白质物质两部分，粪便中的蛋白质主要包括菌体蛋白，消化道脱落的上皮细胞以及饲料中未消化的蛋白质等等，非蛋白质部分主要包括氨基酸、尿素及其降解产物等。粪便中的氮含量主要体现为有机氮，占粪便中总氮量的80%左右，其来源分为内源性氮和外源性氮两种。内源性氮也称为粪代谢氮，即来源于肠道脱落的黏膜细胞和消化液等，其中的蛋白质大部分可被消化和吸收，未被吸收的由粪便排出体外，这类氮称为内源性氮。外源性氮主要指消化系统尚未消化的饲料蛋白等含氮物质。

猪粪中的氮主要以纯蛋白含量较高，占粗蛋白总量的60%左右。猪粪中含氮量（干基）为有机质24.16%、全氮2.65%、蛋白氮2.22%、氨氮426.6毫克/100克。

1.3磷、钾等矿物质含量

粪便中的矿物质含量差异很大，因为矿质含量受到多方面因素的影响，比如饲料含量、不同饲喂阶段对矿质含量的吸收情况等。同样矿质含量和包括内源性矿质和外源性矿质两种。内源性矿物质主要指体内消化系统代谢产生的矿物质，外源性矿物质主要指来源于日常饲料和饮水等行为所未被动物吸收的矿物质。猪粪生粪中磷的含量最高，约占干物质的6.45%，钙的含量为5.34%，钾和镁含量较低，均为1.5%左右。

1.4常见病原微生物

畜禽粪便中含有很多病原微生物、霉菌、等常见的病原菌，在这里简要介绍一下几种常见的病原菌，如沙门氏菌、李氏杆菌、大肠杆菌和结核菌。

沙门氏菌：沙门氏菌属有的只对人类致病，有的只对动物致病，也有对人和动物都致病。接触感染或携带沙门氏菌的人或动物的粪便污染食品，可使人发生中毒。沙门氏菌对热抵抗力不强，在60℃15分钟可被杀死。在水中存活2～3周。

李氏杆菌：通过饲料、饮水和空气途径，经猪的结膜及损伤皮肤传染。

大肠杆菌：人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌，周身鞭毛，能运动，无芽孢。主要生活在大肠内。该菌耐热能力较其他肠道杆菌强，55℃经60分钟或60℃加热15分钟仍有部分细菌存活。在自然界的水中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久。

结核菌：对猪仅感染肠膜和颈部淋巴结，但现在也在猪肺部发现干酪样结核病；牛分枝杆菌（M.bovis），亦称牛型结核菌，主要感染牛，但猪与病牛接触也可感染；禽分枝杆菌（M.avian），亦称禽结核菌主要感染家禽，某些哺乳动物与病鸡或病禽圈舍的垫料等接触也可感染，其中以兔和猪最易感。结核杆菌对湿热敏感，65℃15分钟，70℃10分钟，80℃5分钟，100℃立即死亡。

2未经充分腐熟的粪便对土壤和环境的危害

2.1危害农田生态环境

长期施用未经充分腐熟的粪便，使作物徒长、易倒伏、不熟或者晚熟，同时影响后续作物的生长。未经充分腐熟的粪便含水量较高，容易堵塞土壤孔隙，造成土壤通透性下降及土壤有机质沉积，最终导致土壤板结。

2.2传播病菌

沙门氏菌、李氏杆菌、大肠杆菌以及结核菌等病原菌其载体主要是动物粪便，未经过充分腐熟，病原菌得不到有效的杀灭和抑制，其危害不容忽视。

2.3对水体的污染

未经腐熟轉化的大量氮磷在土壤中沉积，被雨水冲刷污染地下和地表水体，造成水体的富营养化，使藻类过度生长，导致鱼类大量死亡，2012～2015年间就有人工鱼塘向当地政府反映附近养殖场的粪便污水随意排放导致鱼塘水体变质，大量鱼虾死亡，造成巨大经济损失的案例。

2.4“烧苗”

未经充分发酵腐熟的粪便直接施用于农田，导致粪便在农田进行发酵，发酵过程是一个放热的过程，温度可达75～80℃。

3常见的堆肥方式与方法

3.1条垛式

条垛式堆肥是中国比较传统的堆肥方式，即将粪便掺配一定比例秸秆等敷料在堆粪场上堆成长条形的堆或条垛，每堆或条垛物料宽3～4米，高1米左右，定期向堆粪场中间人工或机械翻堆，使粪便自然发酵腐熟，降解有机质，杀灭病原菌。条垛截面常见形状为梯形或者三角形。条垛堆肥的场地需要具备“三防”即防雨淋、防外溢以及防渗漏。

底面采用钢筋混凝土结构，底面厚度不少于200毫米，并做防渗处理，防渗性能要达到GB50069中抗渗等级S6的要求。底面应满足粪便运输车荷载的需要，按88J1-1《工程做法》（2005）选择相应做法。

墙体采用钢筋混凝土结构，墙体厚度不少于240毫米，并做防渗处理，防渗性能要达到GB50069中抗渗等级s6的要求。

顶部设置防雨棚，防雨棚采用彩钢瓦等抗风防压材料，雨棚下玄与设施地面净高不低于3.5米。endprint

堆肥化过程，堆体温度应控制在45～65℃之间，超过65℃就会对微生物的生长活动产生抑制作用。

3.2具有通风系统的条垛式

顾名思义就是将粪便掺配一定比例秸秆等敷料成条垛状堆放在具有通风管道的设施上，用风机将空气通入条垛进行有氧式发酵，在通风良好的情况下亦可不需要进行翻堆。该模式下同样需要“三防”的场地。

3.3槽式堆肥

槽式堆肥是在“三防”堆粪场地内安装一套具备链轨和翻抛机等设备，由“槽”式墙体来支撑链轨和翻抛机。该模式自动化程度较高，粪便发酵后具有性状更稳定、气味小的优点。

3.4三种堆肥方式的特点（见表1）

4粪便充分腐熟后营养物质的含量变化

4.1生粪腐熟后变化情况（见表2）

从表中可以看出虽然在15天左右各项营养物质含量趋于稳定，但是考虑到病原微生物等收到水分含量和堆积时间的影响，因此建议最佳堆肥时间为30天。

4.2加入锯末等物质腐熟后变化情况（见表5）

从表中可以看出，在堆积时间在150天以前营养物质减少幅度较大，150天以后减少幅度趋于稳定，因此如果采用加入辅料进行发酵腐熟的方法，建议最佳堆肥时间为150天。

Michel Jr教授指出，在美国大部分地区室外堆肥模式超过70%采用条垛式堆肥，并且堆费时间越长堆肥效果越好，美国大部分养殖场都设计堆放6个月左右，因为要考虑到养分因素，pH值，含水量以及EC值（可溶性盐浓度），另外考虑到种植周期，养殖场需要至少储存一年的粪便的设施，而在我们辽宁省仅要求堆放6个月即可。

5结论

畜禽养殖业的污染问题是一个长期形成的历史问题，想要更好的解决这个问题需要边发展边解决，习近平总书记、汪洋副总理，农业部韩长赋部长、于康震副部长以及畜牧业司马有祥司长都对于这个问题，分别作出了重要讲话并且制定了相应的工作安排。同时马有祥司长还总结了畜禽污染问题的“三个突出”，提出工作过程中要紧紧抓住“三个责任”，提出了“四个思路”以及开展畜禽污染治理项目的“五点要求”。虽然粪便发酵仅仅是粪污治理工作中很小的一部分内容，但是它确实整个畜禽养殖废弃物资源化利用工作的开端。因此希望参与到这项工作中的养殖企业严格遵循项目实施方案的要求，切莫只局限于眼前的利益而忽视了整个生态治理以及资源化利用工作，同时也希望作為粪肥消纳的设施农业者或者第三方加工企业务必使粪便进行充分的发酵腐熟后，按照施肥周期对土地进行施肥，降低以及避免对土壤和环境的污染，多方配合共同促进畜禽养殖废弃物生态化资源化利用。endprint