规模化蛋鸡养殖粪污污染防治技术模式研究

许俊香 孙钦平 李钰飞 刘本生 李吉进

摘要：为明确我国规模化蛋鸡养殖场粪污从产生到处理过程中现行的主流技术和污染防治技术模式，本研究通过文献调研和养殖场实地调研对粪污污染防治全程进行分析。结果表明，粪污污染防治全程包括蛋鸡养殖、粪污清理、粪污收集运输和粪污资源化处理4个环节。蛋鸡养殖环节多采用层叠式笼养和阶梯式笼养;粪污清理环节通常采用传送带清粪和刮粪板清粪;粪污收集运输环节的主流技术是“传送带收集-车辆运输”和“储存池暂存-车辆运输”;粪污处理环节主要包括肥料化处理和饲料化处理2种技术。基于以上分析，形成了6项典型技术模式，分别是传送带清粪-第三方堆肥技术模式、刮粪板清粪-第三方堆肥技术模式、传送带清粪-饲料化处理技术模式、刮粪板清粪-饲料化处理技术模式、刮粪板清粪-就地堆肥技术模式和刮粪板清粪-就地饲料化处理技术模式。

关键词：规模化;蛋鸡养殖;粪污;污染防治;技术模式

中图分类号： X713文献标志码： A文章编号：1002-1302（2021）02-0115-04

收稿日期：2020-05-15

基金项目：国家重点研发计划（编号：2018YFD0800106-04、2016YFD0800602、2017YFD0800804-04）。

作者简介：许俊香（1977—），女，河北滦州人，硕士，副研究员，主要从事农业废弃物资源化处理与应用研究。E-mail：xujx100@126.com。

通信作者：李吉进，博士，研究员，主要从事循环农业和废弃物资源化处理研究。E-mail：lijijin65@163.com。

我国是鸡蛋生产和消费大国，鸡蛋产量约为美国的4.5倍、印度的6.5倍，占全球鸡蛋总产量的 36%～40%[1-3]。我国蛋鸡年存栏量12亿～14亿羽，主要分布在山东、河南、河北、辽宁、江苏、湖北和四川等省份，上述省份蛋鸡存栏量占全国总存栏量的 664%～66.8%[4]。

随着蛋鸡养殖数量的增长和养殖规模的扩大，产生了大量的养殖废弃物，2017年粪便产生量约为5 139.2万t。随着环保政策的密集出台，蛋鸡养殖业环保压力持续加大。废弃物处理问题将成为制约蛋鸡养殖业发展的突出问题。为提高粪便资源化处理和利用效率，本研究将蛋鸡粪污从产生到处理划分为4个环节，进行粪污污染防治全程分析，明确各环节的主流技术，形成蛋鸡养殖粪污污染防治技术模式，为提出适宜全国不同地区的技术模式提供数据基础，促进蛋鸡养殖业的可持续健康发展。1材料与方法

2018—2019年，实地调研了北京、天津、河北、山东的部分蛋鸡养殖场累计70家。结合文献调研，将粪污污染防治全程划分为蛋鸡养殖、粪污清理、粪污收集与运输、粪污资源化处理共计4个环节，分析各个环节的技术并确定主流技术。在此基础上形成粪污污染防治技术模式。

2结果与分析

2.1蛋鸡养殖环节

我国蛋鸡舍内养殖方式包括散养、笼养、网上平养和地面平养等多种方式[5]。随着规模化养殖的不断发展，笼养成为主流养殖方式[5-7]。通过2018—2019年的实地调研，有63家蛋鸡养殖场采用笼养方式，其中层叠式笼养11家、阶梯式笼养52家，笼养方式占调研总数的90.0%。说明层叠式笼养和阶梯式笼养是主流的养殖方式。调研结果表明，随养殖规模的增大，采用阶梯式笼养的比例从100%降至16.7%;而层叠式笼养的比例从0%上升至83.3%（表1）。

查阅文献，对比分析了阶梯式笼养和层叠式笼养2种方式的设备投资情况[8-9]，由表2可知，层叠式笼养模式虽然总投资高，但因其养殖密度大、养殖效率高的原因，每羽鸡分摊的费用反而低于阶梯式笼养。

2.2粪污清理环节

通过查阅文献和实地调研，蛋鸡舍内粪污清理包括传送带清粪、刮粪板清粪、人工清粪及混合清粪等多种方式[10-12]。实地调研的70家蛋鸡养殖场中，其中，52家养殖场采用刮粪板清粪和传送带清粪，占调研总数的74.3%，说明刮粪板清粪和传送带清粪是主流的清粪方式。由表3可知，随养殖规模的增大，采用传送带清粪的比例从0.0%上升至833%;而刮粪板清粪的比例从67.9%降至167%;人工清粪的比例从33.3%降为0.0%，逐渐被淘汰。说明传送带清粪是适宜大型和超大型养殖场的清粪方式。

2.3糞污收集与运输环节

通过实地调研，鸡舍内的粪污通过3种方式运输至资源化处理环节。第一种方式，小型车辆收集运输方式，养殖散户一般采用该方式，占调研总数的20.0%。第二种方式，储存池暂存-车辆运输方式，养殖规模较大且采用刮粪板清粪的养殖场采用该方式，占调研总数的51.4%。第三种方式，传送带收集-车辆运输方式，养殖规模较大且采用传送带清粪的养殖场通常采用该方式，占调研总数的286%。由表4可知，随养殖规模的增大，采用传送带收集-车辆运输方式的比例从0.0%上升至833%;而采用储存池暂存-车辆运输方式的比例从86.7%降至16.7%;采用小型车辆收集运输方式仅限于养殖规模5.0万羽以下的养殖场，说明传送带收集-车辆运输更适宜大型和超大型养殖场。

2.4粪污资源化处理环节

通过文献调研和实地调研，蛋鸡粪污处理技术包括肥料化处理、能源化处理以及养殖黑水虻饲料化处理技术[13-16]。

实地调研70家蛋鸡养殖场，其中，62家养殖场的鸡粪进行肥料化处理，占调研总数的88.60%;养殖黑水虻和能源化处理各占1.43%;垫料处理占857%。由此可见， 肥料化处理是粪污资源化处理环节的主流技术。

粪污肥料化处理模式中直接堆肥的比例为300%，出售给第三方进行堆肥的比例为58.6%。由表5可知，随养殖规模的增大，养殖场直接堆肥的比例从66.7%降至0.0%;而出售给第三方进行堆肥的比例从33.3%上升至66.7%。由此可见，大型养殖场更倾向于将鸡粪出售给第三方进行集中处理生产商品有机肥。

黑水虻是一种环境资源昆虫，能够将畜禽粪便转化为蛋白饲料。近年来，规模化黑水虻养殖技术不断得到提升，是一种潜在的粪污资源化处理技术[14，17-19]。因此，饲料化利用技术（养殖黑水虻）也作为主流技术进行分析。

2.4.1肥料化处理由表5可知，粪污肥料化处理模式包括就地堆肥和第三方堆肥2种形式。生产企业采用何种形式，主要取决于养殖规模的大小。就地堆肥形式适宜养殖散户，前与小型车辆收集运输方式衔接。第三方堆肥形式适宜中大规模养殖场，前与传送带收集-车辆运输和储存池暂存-车辆运输技术衔接。

2.4.2饲料化处理粪污饲料化处理技术视蛋鸡养殖规模分为2种形式。第一种，养殖散户或者小规模养殖场的粪污实施就地饲料化处理技术，黑水虻养殖设施简陋，前端与小型车辆收集运输方式衔接。第二种，大规模养殖场的粪污通过第三方进行饲料化处理，黑水虻养殖设施现代化和自动化水平高，与前端收储运技术的衔接有2种，分别是与传送带收集-车辆运输衔接及与储存池暂存-车辆运输衔接。

2.5规模化蛋鸡养殖粪污污染防治技术模式

综合以上4个环节的主流技术以及各个环节前后衔接技术，形成6种规模化蛋鸡养殖粪污污染防治技术模式。

2.5.1传送带清粪/刮粪板清粪-第三方堆肥技术模式第三方堆肥技术模式运行流程见图1。由图1可见，传送带清粪-第三方堆肥技术模式适宜较大养殖规模且采用传送带清粪的蛋鸡养殖场。刮粪板清粪-第三方堆肥技术模式适宜中小养殖规模且采用刮粪板清粪的蛋鸡养殖场。粪污由第三方集中收集并生产商品有机肥。

2.5.2传送带清粪/刮粪板清粪-饲料化处理技术模式饲料化处理技术模式运行流程见图2。由图2可知，传送带清粪-饲料化处理技术模式适宜较大养殖规模且采用传送带清粪的蛋鸡养殖场。刮粪板清粪-饲料化处理技术模式适宜中小养殖规模且采用刮粪板清粪的蛋鸡养殖场。粪污全部进行饲料化处理。

2.5.3刮粪板清粪-就地堆肥/就地饲料化处理技术模式粪污就地处理技术模式运行流程见图3。由图3可知，刮粪板清粪-就地堆肥技术模式和刮粪板清粪-就地饲料化处理技术模式均适宜小规模且采用刮粪板清粪的蛋鸡养殖场。前者粪污进行就地堆肥处理，后者粪污进行就地饲料化处理。

3结论与讨论

规模化蛋鸡养殖粪污从产生到收储运到资源化处理，对应的环节分别是蛋鸡养殖、粪污清理、粪污收集与运输和粪污处理4个环节，主流技术依次是层叠式笼养/阶梯式笼养、传送带清粪/刮粪板清粪、传送带收集-车辆运输/储存池暂存-车辆运输、肥料化处理/饲料化处理。

随蛋鸡养殖规模的增大，层叠式笼养、传送带清粪、传送带收集-车辆运输等技术，是与大型以及超大型现代化蛋鸡养殖场更加匹配的技术方式，粪污收储运效率高，环境效益好。在日益收紧的环保政策下，适宜推广粪污传送带收储运方式。

规模化蛋鸡养殖，粪污适宜进行堆肥处理，符合农业部印发的《畜禽粪污资源化利用行动方案（2017—2020年）》要求，即家禽等以固体粪便为主的规模化养殖场，鼓励进行固体粪便堆肥或建立集中处理中心生产商品有机肥。近年来，利用黑水虻处理畜禽粪便获得黑水虻虫体作为饲料的技术也逐渐成为粪污无害化处理的有效途径之一[15，20-23]，在减少畜禽粪污污染的同时能够创造可观的经济效益。因此，本研究将肥料化和饲料化处理技术作为粪污处理环节的主流技术。

在各环节主流技术的基础上形成了6种粪污污染防治典型技术模式，分别是：传送带清粪-第三方堆肥技术模式、刮粪板清粪-第三方堆肥技术模式、传送带清粪-饲料化处理技术模式、刮粪板清粪-饲料化处理技术模式、刮粪板清粪-就地堆肥技术模式、刮粪板清粪-就地饲料化处理技术模式。

参考文献：

[1]秦富.我国蛋鸡产业发展现状问题及建议[J]. 北方牧业，2017（23）：10-11.

[2]于琦，李华.中国蛋鸡产业现状及发展思路[J]. 农业展望，2018，14（4）：32-37.

[3]王辉，林耀民.我国蛋鸡养殖规模化发展现状调研分析报告[J]. 农业与技术，2018，38（6）：141.

[4]朱宁，秦富.中国蛋鸡养殖区域格局分析[J]. 中国禽业导刊，2018（13）：32-35.

[5]张乐，薛杰.散养、笼养、网上平养3种不同的饲养方式对鸡产蛋量的影响[J]. 北京农业，2015（18）：89.

[6]赵春颖，初蔚琳，吕学泽，等. 不同养殖方式对北京地区绿壳蛋鸡产蛋性能和蛋品质的影响[J]. 中国家禽，2017，39（3）：36-40.

[7]李培琛，徐玉芳.笼养蛋鸡健康养殖技术研究的现状与发展趋势[J]. 中国畜牧兽医文摘，2018，34（2）：95.

[8]曲田桂，周卫斌.层叠式蛋鸡笼养模式与阶梯式笼养模式生产效益比较[J]. 北方牧业，2011（11）：14.

[9]杨丽丽，苑清国，姜海.蛋鸡层叠式与阶梯式笼养模式生产效益的对比[J]. 现代畜牧兽医，2016（5）：18-23.

[10]王强，邵丹，童海兵，等. 不同清粪模式对鸡舍环境质量及鸡粪成分的影响[J]. 贵州农业科学，2017，45（1）：87-90.

[11]朱宁，秦富.畜禽粪便清理对规模养殖场生产效率的影响分析——以蛋鸡规模养殖户为例[J]. 农业技术经济，2014（5）：4-12.

[12]毕璐璐，廖新俤，吴银宝，等. 蛋鸡场清粪技术效能的层次分析法评价[J]. 中国家禽，2014，36（21）：45-49.

[13]朱宁，马骥.我国畜禽养殖场废弃物来源、处理方式及处理难度评估——以蛋鸡养殖场为例[J]. 中国畜牧杂志，2013，49（24）：60-63.

[14]袁国莉，韩学能.黑水虻的养殖及应用前景[J]. 畜牧业环境，2019（10）：51-52.

[15]张俊哲，刘执平，陈国忠.黑水虻的养殖及其处理畜禽粪便的研究进展[J]. 山东畜牧兽医，2019，40（1）：72-74.

[16]刘茹飞，陈刚，王明超，等. 我国典型禽畜粪便资源化技术研究[J]. 再生资源与循环经济，2017，10（3）：37-40.

[17]张杰，温逸婷，高正辉，等. 黑水虻的资源化利用研究现状[J]. 应用昆虫学报，2019，56（5）：997-1006.

[18]高俏，刘馨桧，李逵，等. 亮斑扁角水虻高附加值产品开发的研究进展[J]. 安徽农业科学，2016，44（34）：102-104.

[19]黄友良，欧玲利.黑水虻资源化利用研究[J]. 中国资源综合利用，2019，37（7）：48-50.

[20]劉韶娜，赵智勇.黑水虻对畜禽废弃物治理的研究进展[J]. 养猪，2016（2）：81-83.

[21]许彦腾，张建新，宋真真，等. 黑水虻幼虫蛋白质的制备及体外抗氧化活性[J]. 核农学报，2014，28（11）：2001-2009.

[22]张放，杨伟丽，杨树义，等. 黑水虻虫粉对生长猪生长性能和血清生化指标的影响[J]. 动物营养学报，2018，30（6）：2346-2351.

[23]陈杰，邝哲师，肖明，等. 畜禽粪便处理的优质昆虫黑水虻[J]. 安徽农业科学，2014，42（24）：8180-8182.肖琦，蒋彩霞，史慧，等. 非洲猪瘟病毒荧光定量PCR的建立及4种检测试剂盒的比较[J]. 江苏农业科学，2021，49（1）：119-124.