鸡粪饲料化利用及其在动物生产中的应用

莫红芳,石宗承,覃振斌,何东贤

广西农业职业技术大学,广西 南宁 530007

0 引言

近年来,我国畜禽生产迅猛增长并逐渐向集约化、规模化和产业化发展[1],集中排放的畜禽粪便每年多达38亿t。联合国粮农组织(OIE)已将集约化畜禽养殖列入世界三大环境污染源之一[2]。现代化鸡场的养殖规模较大,必然会产生大量鸡粪,鸡粪看似一种养殖废弃物,实则可作为可再生资源加以利用[3]。由于鸡的生理特性,对饲料的消化能力低,大量营养物质未被吸收直接被排出体外[4],使得鸡粪中含有许多未被利用的蛋白质、粗脂肪、维生素和矿物质等[5]。如果鸡粪未经科学利用和处理,鸡粪中含有的氮、病原菌、重金属及残留抗生素等物质,不仅会危害人类健康,还会破坏环境,直接影响到养殖业的可持续发展[6]。

目前,鸡粪资源化利用的途径主要为能源化、肥料化、饲料化和基料化[2]。鸡粪是一种廉价的蛋白质饲料来源[6],所以鸡粪饲料化是最理想的处理方式之一,可应用于特种动物、猪、牛、羊及水产等养殖领域,但因处理后的适口性差、能量低以及有害物质超标等问题,制约了其发展[7-8]。因此,充分发掘鸡粪的饲料化利用价值,既是提高养鸡经济效益的需要,也是实现养殖业健康发展的重要前提[6]。本文介绍鸡粪的特点及污染的危害,综述鸡粪饲料化利用技术及其在动物生产中的应用,以期为鸡粪饲料在畜牧生产中的推广应用提供参考。

1 鸡粪的特点

1.1 鸡粪的营养特性

鸡粪的营养成分主要由鸡的品种、日粮成分、饲养管理、季节环境和储存条件等因素决定[9]。由于鸡以采食精饲料为主,营养较为全面,鸡的消化道短,采集的食物在肠道停留时间较短,通常仅能消化吸收30%左右的饲料营养,剩余约70%养分随粪便直接排出,所以鸡粪中含有丰富的营养物质[10]。据测定,肉鸡粪便干物质中含粗蛋白31.3%、粗纤维16.8%、粗脂肪3.3%、粗灰分15%、无氮浸出物3.6%、钙元素3.6%、磷元素2.4%[11]。除以上物质外,鸡粪中还有氯、钠、钾、镁、铁、锌、锰、溴、铜以及丰富的B族维生素等[10]。鸡粪中含有大量蛋白质,氨基酸种类较为齐全,粗纤维和非蛋白氮可被牛、羊等反刍动物转化为自身的能量和蛋白[10]。因此,鸡粪具有较高的营养利用价值,可通过对其进行适当加工处理,作为优质饲料资源应用于动物生产实践中[11]。

1.2 鸡粪的危害

鸡粪产生的氨气、硫化氢、甲烷等大量恶臭气体,会严重污染空气,也可生成二氧化碳、二氧化氮等温室效应气体。鸡粪及污水中含有氮磷化合物、重金属、兽用抗生素等,若未经处理直接排入附近水域或土壤[12],将造成周围水体富营养化,从而影响农作物生产,甚至危害人畜健康。鸡粪因营养物质丰富,积聚时混入脱落的羽毛及皮屑,易携带和滋生各种病原微生物及寄生虫虫卵[13],如沙门氏菌、埃希氏菌、蛔虫卵等,随意堆放则很难杀灭其中的病原体,进入环境将会传播病菌并对人畜健康造成威胁[14]。此外,高浓度的畜禽养殖污水进入农田,将会导致土壤透气、透水性降低,引发农作物减产甚至大面积腐烂,严重危害农田生态[12]。

2 鸡粪饲料化处理技术

鸡粪含水量多并伴有恶臭气味,并且混有许多病原菌、虫卵和各种杂物。因此,须先进行脱水、除臭和灭菌等无害化处理才能用作饲料[15],再合理搭配其他饲料原料,制成适口性好、营养全面的动物饲料,从而降低饲养成本,防止疫病扩散,减少环境污染[14]。目前常用的鸡粪饲料化处理技术包括物理方法、生物方法和化学方法。

2.1 物理方法

2.1.1 自然干燥法

自然干燥法投资少、简单易行,适合农户和小型养鸡场[5]。在鲜鸡粪中加入20%～30%米糠或麦麸,于阳光下摊平暴晒,不时翻动使晾晒均匀,待自然风干后过筛去除杂质,粉碎后装入袋内置于干燥处备用[16]。但该方法处理效率低下、营养物质流失多,不能完全杀灭病原菌和寄生虫虫卵[5]。

2.1.2 加热烘干法

加热烘干法采用高温快速干燥,需要特定的设备,适用于大规模集约化养鸡场和饲料加工厂[16]。将新鲜鸡粪收集放入烘干设备进行加热,在70 ℃下加热12 h、140 ℃下加热1 h或180 ℃下加热30 min才能使水分含量降到13%以下,即可作为饲料[16]。

2.1.3 微波干燥法

近年来,国内外对鸡粪微波干燥处理技术的研究较少,但该技术具有较好的应用前景。目前,我国鸡粪微波处理系采用复合微波干燥技术,设备主要为隧道式微波干燥器[17],先将鲜鸡粪预干燥处理至含水量30%～40%,初步粉碎,随后送入微波干燥器中完成快速干燥。该技术处理的鸡粪无臭味,营养成分流失少,杀菌效果彻底[10]。

2.1.4 膨化法

膨化法又称热喷处理法,该方法处理后的鸡粪通常用作原料添加到饲料中进行利用[14]。将鲜鸡粪置于阳光下晾晒,直至含水量低于30%,收集放入密闭的膨化设备中,加热使温度上升至约200 ℃,维持压力3～4 min进行熟化处理,随后迅速喷发出鸡粪[14]。鸡粪经处理后体积比原来增大30%,有机质消化率提高10%,富含香味,膨松适口[16]。

2.2 生物方法

2.2.1 自然厌氧发酵法

厌氧发酵是指鸡粪在厌氧菌的作用下,有机物进行降解的过程[1]。去除鲜鸡粪中的杂质,装入塑料袋或水泥池中密封,留出一个小孔使废气逸出,并使水分保持在32%～38%[15]。发酵所需时间因季节而异,以春秋季90 d、夏季30 d、冬季120 d较为适宜,测定到发酵物内部温度与外界环境温度相同时就终止发酵[5]。

2.2.2 充氧发酵法

鸡粪中含有许多酵母菌、乳酸菌等微生物,将发酵鸡粪温度和含水率分别控制在10 ℃、45%左右,给予足够的氧气,让好氧菌(酵母菌、乳酸菌)快速繁殖[5]。发酵物在温度及好氧菌繁殖作用下,产生硫化氢等有害气体,其内部有效氨基酸增加,酸性增强,再搅拌释放出有异味的气体,最后干燥后制成粉末状饲料[15],是一种理想的反刍动物饲料[5]。

2.2.3 青贮发酵法

青贮发酵是我国目前条件下既经济又应用广泛的一种加工处理方式[18],发酵的饲料中粗蛋白含量高达18%,可直接饲喂牛、羊和猪,是一种理想的动物饲料[5]。鸡粪青贮的基本原理和方法与其他青贮相同[18],将鲜鸡粪去除杂质,按照鸡粪50%～60%、青饲料30%、糠麸10%～20%比例混合均匀,加入少量食盐,控制含水量约为60%(手握不见水珠滴下),随后装入青贮池或窖内,压实后密封发酵30～45 d即可用于饲喂动物[9]。

2.2.4 EM菌剂发酵法

将收集的鸡粪风干至含水量低于20%,装入发酵池内,按比例喷洒益生EM菌液,用塑料薄膜密封进行厌氧发酵[9],发酵时间以夏季4～5 d、冬季7 d为宜[5]。发酵成功的鸡粪臭味消失且有较浓的芳香酸味,有害病原体数量大大减少,饲喂猪、鸡的适口性也提高,具备较好的饲喂效果[9]。

2.3 化学方法

通过化学方法处理鸡粪,可减少病原菌含量,降低蛋白质浓度,提高饲用价值[18]。收集新鲜的鸡粪,按照鸡粪干物质重量的0.5%～1%加入福尔马林(甲醛含量为37%),充分搅拌混匀后密闭2～3 h,处理完后就可混合饲草、5%糖蜜饲料及适量精料来饲喂牛羊[16]。

此外,还可使用乙酸、丙酸、磷酸、氢氧化钠和磷酸二氢钾等化学试剂[16],乙酸或丙酸可酸化鸡粪以抑制病原菌的繁殖。生产中也常用硫酸亚铁及细沸石粉混合物对鲜鸡粪进行除臭[9]。

3 鸡粪饲料化后在动物生产中的应用

3.1 鸡粪饲料在特种养殖中的应用

发酵鸡粪可用作黑水虻、蚯蚓、蝇蛆、黄粉虫等特种饲用动物的培养料,培育的幼虫可用作生产优质蛋白质饲料,同时实现鸡粪的无害化处理[1]。王子维等[19]研究发现,用鸡粪养殖黑水虻能带来经济效益,也可减少畜禽废物造成的环境污染,是一种具备极大优势的畜牧绿色生产模式。王昊 等[20]研究发现,牛粪、鸡粪、羊粪、猪粪均可作为养殖蚯蚓的基质。赵伟等[21]研究发现,鸡粪养殖蝇蛆可减少鸡粪的产生量,用其替代90%非常规饲料原料的培养基蝇蛆产量最高,经济效益最大。熊晓莉 等[22]研究表明鸡粪可成功饲养黄粉虫,添加到饲料中的鸡粪应低于55%,可明显降低黄粉虫的饲料成本。

3.2 鸡粪饲料在生猪养殖中的应用

目前,生猪养殖领域采用鸡粪饲料化饲喂的技术越来越成熟[15]。鸡粪发酵加工后饲喂猪只时,应注意由少到多逐渐增加,自然干燥法处理的鸡粪注意驱虫保健,全年养猪的鸡粪应注意调节用量。猪是单胃动物,对鸡粪中粗蛋白的利用效率不如牛羊等复胃动物,鸡粪经发酵后其中的无菌体蛋白质含量增加,用其直接喂猪的增重效果优于其他处理方法喂猪效果[18]。国内外专家研究发现,添加30%鸡粪再生饲料到70%基础日粮中,进行不限量饲喂,肉猪平均日增重与基础日粮对照组差异不明显,每头平均可节约58.25 kg饲料[15]。朱筱钰 等[23]通过对传统猪饲料和含EM菌发酵鸡粪的新型猪饲料进行成本比较,确定利用鸡粪作饲料养猪可节省14%～27%饲料成本。张鹤亮 等[24]在妊娠母猪日粮中添加40%发酵鸡粪开展对照试验获得了较好效果,试验组比不加鸡粪的对照组可降低33.04%饲养成本。

3.3 鸡粪饲料在肉牛养殖中的应用

反刍动物特有的消化系统能有效利用发酵鸡粪饲料,可大幅度降低肉类、奶类和其它畜产品的生产成本[25]。据测算,牛能充分利用鸡粪中粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、无氮浸出物等物质,其消化率分别为81.7%、35.4%、68.7%、65.5%[10]。添加到肉牛日粮中的鸡粪占干物质40%,对其饲料转化率、日增重及胴体品质无不利影响;后备奶牛日粮中可增加鸡粪的使用量,最高可达70%[10];在泌乳母牛产后50 d,可连续60 d在其精料中添加0%～30%鸡粪,对产乳量及乳成分没有影响[18]。马玉胜 等[26]用鸡粪替代部分精料饲喂泌乳牛,当鸡粪添加量为混合精料20%时,试验组泌乳牛的日产奶量、乳脂率均高于对照组;李华芬 等[27]在育肥黄牛日粮中添加酒糟发酵鸡粪进行对照试验,试验组日增重1.15±0.07 kg,而对照组日增重0.92±0.09 kg,试验组比对照组日增重高25%。

3.4 鸡粪饲料在肉羊养殖中的应用

饲喂羊适合采用堆贮或青贮鸡粪,单独饲喂即可满足羊的蛋白质和能量需要,但要注意适当补充维生素和矿物质[28]。由于羊对营养的需求较低,越冬饲喂时间又较长,因此利用鸡粪效率较差[25]。最多可添加70%鸡粪到育肥羔羊日粮中,种羊日粮中添加鸡粪量不应高于50%。在饲喂肉羊时,最好添加20%谷物精饲料、适量干草和少量食盐,才能提高日粮的适口性,增进食欲和促进消化,保证足够的采食量[28]。肉羊开始采食鸡粪较少,逐渐增多饲喂量,直到15 d后进行定量饲喂[10]。郭庆宝[29]通过育肥羊60 d的鸡粪发酵饲料饲喂试验,发现试验组比对照组多增重5.3 kg,增重提高5.25%,采食效果良好,育肥羊增重效果明显。祁成年 等[30]用0.2 kg发酵鸡粪替代精料进行羊育肥对比试验,试验组比对照组平均多增重3.06 kg,羊肉风味没有差异,每只羊可增加26.64元收益。

3.5 鸡粪饲料在水产养殖中的应用

开发利用鸡粪中的丰富蛋白质资源用来养鱼,既可降低养鱼成本、保护生态环境,又能为鱼类提供丰富的营养物质[31],但鸡粪饲料不适合养殖所有鱼类,饲喂鲢鱼、鲤鱼和鳙鱼的效果最好。采用鸡粪饲料喂鱼,注意少量多次,均匀投放。投放的鸡粪饲料应确保完全发酵腐熟,以免过多消耗水中氧气,引起水中含氧过低进而导致鱼群缺氧。在鱼类混养的鱼池,除了投放鸡粪饲料,还应添加其他鱼饲料、青饲料等一同饲喂,确保营养均衡,生长更佳。此外,还应定期更换池水,保证鱼池良性循环。刘伟 等[32]研究发现,发酵鸡粪添加约15%用作鲤鱼饲料,对其生长和肉质基本没影响,可代替部分玉米等粮食饲料使用。包军义[33]将鸡粪配合料制备颗粒料开展试喂试验,试验鱼十分喜食且生长良好,效果与常规鱼饲料无区别,说明发酵鸡粪制作的鱼饲料无毒且营养全面。朱海源 等[34]以热喷鸡粪为主料开展网箱试验,饲养的罗非鱼肥满度、含脂量、蛋白含量及氨基酸成分均比常规饵料喂养的指标高,且饵料原料成本降低30.5%。

4 结束语

鸡粪中蛋白质等营养成分丰富,是一种具有潜力的非常规饲料原料[15]。但鸡粪的营养价值因地区、饲养管理、生长阶段等因素而有差异,鸡粪的饲料化利用需要根据实际情况来确定[10]。处理后的鸡粪虽大部分病原菌被杀灭,但仍有少量病菌和虫卵存活,因此用鸡粪饲喂时注意适量加入抗生素添加剂并定期驱虫。鸡粪处理后残余的病原、药物、重金属盐等会影响动物产品的质量,出栏前应执行15 d甚至更长时间的停喂鸡粪期[18]。此外,鸡粪饲料化研究的广度和深度还远不够,鸡粪收集工艺较落后、鸡粪收集场所缺乏、鸡粪饲料化工艺地区性差异大[15]、鸡粪饲料安全性评价及权威基础数据空白等问题仍有待解决[10]。

畜禽粪便处理一直受到政府、行业和研究人员的广泛关注,也是新农村建设中亟待解决的难题[23]。通过畜禽粪便饲料资源的开发应用,不但能解决集约化生产中鸡粪污染环境问题,还能提高资源利用率、解决蛋白饲料危机。鸡粪饲料化开发利用可进一步提高养鸡的生产效益,在目前具有较大的经济价值和社会意义[18]。