猪粪再生饲料的研究与开发.doc

猪粪再生饲料的研究与开发 1 开发猪粪的意义 猪粪当作饲料来利用是节约粮食资源的重要措施，在世界许多国家得到广泛重视与推广。把猪粪加工成饲料销售后，比当作肥料销售可增加好几倍的收入(见表1，联合国粮农组织资料)。 动物粪便再生饲料大量用于饲喂反刍动物，反刍动物独特的消化能力能有效利用这种饲料，用动物粪便再生饲料替代部分饲料，必然会大幅度降低肉类、奶类和其它畜产品的成本。加工后的猪粪还可用于养鱼及其它养殖业的生产。由于猪粪及时得到清理与加工，场区及周边环境得到明显改善。2猪粪的营养成分及利用价值 适当加工的猪粪便的外形、味道和气味都很好。猪粪便中的粗蛋白质含量几乎比猪采食的饲料中的粗蛋白质都高。此外，还含有其他基础养分如粗纤维、钙、磷、其他矿物质和微量元素、各种维生素和一些未识别的营养因子。猪粪便中的大多数维生素的含量均高于它们采食的基础饲料。动物粪便中的蛋白质，其中一部分是肠道微生物合成过程中的微生物，对瘤胃微生物区系有很高的生物学价值。从蛋白质质量的角度来看，猪粪便可以代替非常有价值的蛋白质饲料，如大豆粉、花生粉、棉籽饼等。 猪粪便的化学成分和数量取决于猪的年龄、体重、品种、进食量和饮水量、日粮消化率、舍饲环境及粪便管理等。制取再生饲料，应采用配合饲料饲养的猪所产的粪便，因为这种猪的全部日粮是由精料组成的。这种育成猪和肥育猪生产的粪便，蛋白质充足(18-24)，能量水平相当高(4248)。但应检测猪日粮中矿物质补充物数量，因很多猪场的猪日粮中含铜量高，其粪便中含铜量可能也高，这就限制着猪粪在反刍动物日粮中的添加量。绵羊和犊牛比其它家畜对铜中毒更敏感。因此，在设计生长猪饲料配方时要严格限制高铜的应用。应把铜的添加量限制在2025 mg/kg日粮。 猪固体粪便的排泄量根据体重计算每天为0.161.0干物质。消化率低的日粮相对来说产生的粪便较多。随着体重增加，猪粪便量占体重比例显著减少，见表2 鲜粪便中，粪占46，尿占54；而干粪便中，粪占77，尿占23。猪粪pH值为7.2-8.3。 细菌分解粪的生化途径可分为需氧过程(产生二氧化碳、亚硝酸盐、液化氮及可溶性硫酸盐)和厌氧过程(产生甲烷、氨、硫化氢和二氧化碳等气体)。 澳大利亚墨尔本大学的科学家对猪粪肥的化学成分的分析作出了很大贡献。 Pearce f19771根据24个大猪场的情况提供了大量的数据(如下)。 猪粪成分(按干物质计)的平均数及范围为：粗蛋白质12(1113)，粗纤维19(723)，乙醚抽取物5(29)，灰分17(1028)。中性去污剂纤维45(2060)，耐酸性去污剂纤维24(1039)，木质5(36)，纤维素17(623)，半纤维素20(326)，磷26(1.44.6)，钾1.0(0.61.6)，钙3.5(1.58.5)，镁0.7(0.31.3)，钠0.3(0.10.5)。 在数种加工过的猪粪便的样品中发现维生素A含量平均为l 600 IU/kg。 Hilliard(1977)就饲料养分与粪的养分关系进行了对比，对比结果(表3)表明了猪对各种养分的消化能力。在这方面，木质、耐酸性去污剂纤维、纤维素和粗纤维实际上不被消化，猪粪中的积累就可证实这一点。根据国外几位作者的报道，粪便管理和加工法对猪粪中氨基酸成分的变化有很大的影响(表4)。丹麦科学家(Eggum和Chris- tensen，1973)发现，猪粪肥中60的粗蛋白质都是有效的，其生物价值为70。氨基酸分析表明，猪粪肥蛋白质中含很多赖氨酸(5.24，而大麦中赖氨酸含量只有3.65)和其他必需氨基酸(蛋氨酸、苏氨酸)，但猪饲料日粮中缺少这些氨基酸。3猪粪的加工方法动物粪便要立即加工处理以防止迅速分解和营养价值迅速下降。近20余年期间已建立了多种工艺把猪粪便加工成稳定的产品。然而，在小型猪场只能使用简单方法处理粪便。3.1 自然厌氧发酵法将鲜猪粪装入适当容器中，拌入60热水密封，利用畜粪中的微生物作用自然发酵。要求周围环境温度不低于15当发酵温度超过45时，就要翻转容器，待温度恒定并与外界温度相同时(约需2 d)，发酵完成。自然发酵法能明显提高猪粪的营养价值，其中的粗蛋白、总氨基酸和猪必需所氨基酸的含量都有所增加。3.2自然干燥法将一定量新鲜猪粪放于水泥地面上或塑料膜上，在温和阳光下晾晒2 d使其自然干燥(水分降到10以下)。此法受天气制约，上面应添置塑料大棚，以防雨水淋失。3.3塑料大棚自然干燥这是日本金子农机珠式会社首创的简易粪便干燥法。塑料大棚一般长45 m，宽4.5 m，把粪便运入塑料大棚内。平铺地面上，棚内设有2条铁轨，上面装有可活动的干燥搅拌机，搅拌机上装有风扇，可来回工作，待粪便已干燥时即停止工作。此法不怕雨淋。不需燃料，成本低，适宜我国采用。3.4高温快速干燥目前很多国家采用快速干燥机进行人工干燥，其优点可充分保留粪便中的养分(只损失46)，同时可达到去臭、灭菌、除杂草等目的。3.4.1烘烤干燥法：将鲜猪粪摊成一薄层，然后放人预先加热的101-2型电热鼓风箱内180C烘干30 min。也有用大型烘干设备烘烤7012 h或140(2 1 h，国外有50012 s钟完成脱水工艺。3.4.2微波处理设备：由北京和上海等地研制的新型微波处理动物粪便设备，是将动物粪便转化成再生饲料，实现工厂化生产的理想设备。采取微波技术使动物粪便通过加热器受到强大的超高频电磁波辐射处理，达到干燥：灭菌、杀虫和除臭目的。3.4.3热喷处理：将含水分30的猪粪(或屠宰废弃物及其他畜禽类便等)，装入高压罐，通过8 kg/h的水蒸气，经34 min，打开泄料口减压喷出稍经晾干即成热喷畜粪再生饲料，猪粪经高温高压和喷爆处理，达到了除臭灭菌的目的，并提高了消化率和适口性。3.5青贮 动物粪便青贮经济实用可用青贮塔、塑料袋、青贮窑或粗排水管(直径为1.21.8 m，直立在砖地上，底部留个出口)青贮。 猪粪便可与饲草、作物秸杆、水果和蔬菜废料、块根作物青贮或单独加糖蜜青贮。必须调整猪粪便中成分的比例以使青贮料中含水量最少为4075。如果日粮成分中可溶性碳水化合物的数量不及成熟饲草中的数量那样充足必须添加糖蜜(13)或其他来源的可发酵碳水化合物。添加钠或氢氧化铵形式的碱可提高成熟饲草与动物粪便青贮料的消化率。在青贮干材料(如作物残茬)时，必须加水以取得所需的含水量。 发酵过程约10 d完成，但最好用约2l d的青贮料进行饲喂。发酵约10d后，青贮料的pH值通常为4.55.2含2-8乳酸(干物质)和1.11.7醋酸(干物质)。青贮料只要厌氧条件下贮存才会保持稳定。掺有动物粪便经过适当加工的青贮料，无病原菌。 在厌氧(乳酸)过程以前。产生短期需氧发酵，包括发酵生物量的呼吸变化，不可避免地导致能量损失：C6H1206+6026C02+6H20+673cal 能量释放产生热量，因此。这个需氧阶段应尽可能缩短，在此期间物质中的全部氧被消耗掉。 乳酸形成过程分为3个阶段：在第一个短暂的阶段中，需氧活动开始，微生物形成醋酸和丁酸。代谢产物(酸)加速醋酸和丁酸的分解(代谢)，从而被产生乳酸发酵的第二阶段迅速代替。在第三个阶段中乳酸达到最高水平(pH4.05.0)，此时整个过程就告结束，不再发生新的变化青贮料制成后可保存很长时间。如果pH值不能迅速降至最宜水平以下或者空气进入青贮料可溶性碳水化合物和原来已形成的乳酸盐就会转化成丁酸，蛋白质首先被分解为氨基酸，然后进一步降解成简单的含氮物质(氨)。使青贮料中的可消化蛋白质大量减少，降低了适口性。青贮粪便最主要的优点是提高饲料的适口性，使家畜增加采食量。3.6发酵机发酵 我国各地研制的“充氧动态发酵机”和“全自动增氧发酵机”8 h可加512500 kg猪粪便。主要优点是：猪粪加工发酵后已完成消毒除臭目的并具有香味，达到卫生标准；节省能源。每吨耗电量1630度，每千克生产成本0.10.2元左右。凡加工过的猪粪均可包装出售一般每袋25妇，印上商标，注明蛋白质、脂肪的最低含量和粗纤维的含量。制成品中不得含有玻璃、铁钉、塑料等异物。4充分利用猪粪再生饲料4.1 用猪粪饲养反刍动物最初尝试用机械干燥的猪粪饲养反刍动物和猪。易于处理，添加量达到30%水平时无问题。有研究用湿猪粪与干草青贮。比例80:2020:80，最好的是含40%猪粪和60%干草青贮料。注：养分(干物质)：粗蛋白质14，粗纤维17，钙0.95，磷0.72，总营养成分67。4.2猪粪喂鱼 鱼的密养法在发展中国家已在迅速推广使用。新进展表明，通过控制动物粪便养分流量，就可得到在温暖气候条件下繁殖速生鱼的最宜条件，热带鱼、鲢鱼、鲶鱼和罗非鱼属是最受欢迎的鱼种，它们利用动物粪便的能力很强。例如，Durham等(1996)在鱼苗密集的池塘里养鲶鱼用围栏肥育猪粪肥取代50常规饲料(谷物和棉籽饼)。每公顷放养几乎6万尾鱼的鱼塘每年净产鱼8.25 t。用常规饲料的鱼塘的产量与用含有50围栏肥育动物粪肥的日粮的鱼塘产量无差异。鱼苗下塘前34 d先施基肥，培养浮游动植物。猪粪每亩水面75100 kg，全池遍撒或加水冲稀后泼粪浆。在鱼苗下塘后34 d应施追肥，每23 d追肥1次，每次50 kg。猪粪应经过发酵，可以提高肥效，减少水中溶氧的消耗。还可杀灭寄生虫和病菌。最好是密闭发酵。施肥后使浮游植物和浮游动物分别达到20.61 mg/L和7.73 mg/L。1023.61妇猪粪可产1 kg肥水性鱼或杂公性鱼类j1头猪的粪尿大约产鱼50 草公性鱼类或鲤鱼为主的池塘每亩配养12头猪即可；而以鲢、鳙鱼为主的池塘，每亩应配养35头猪。4.3用猪粪喂猪 猪粪便是生物体，排泄后迅速变化。引起严重的污染问题。猪粪便量约占猪体重的1。约有1520养分未经消化就排泄掉。用猪粪便喂猪的几种方法：(1)用干粪便饲喂；(2)将氧化沟混合液加入正常日粮中(2：1)；(3)用氧化沟混合液作饮水；(4)单独青贮或与其他饲料或饲草青贮。 Diggs等(1965)用从水泥地面收集的干猪粪喂猪，结果说明，按30水平将猪粪便加入日粮，猪生长受到抑制饲料转化效率下降。Orr等(1971,1973)用于猪粪肥作试验报导，按照任何一种水平的粪肥饲喂猪都出现生长受抑制的现象，两组研究者的结果所以不同可能是粪便的收集和加工以及配制日粮的方法不同所致。伊利诺斯的科学家(Dayt Harmon，1969)采取从氧化沟产物中得到的一种新元素加人猪粪便的再循环之中。在氧化沟废液排尽后收集沟内的固体物。固体物含有27.7蛋白质(按干物质计算)并在鼠身上作试验。这些固体物取代了大豆粉日粮中的一半蛋白质而增重并未下降。 从上表看出，生长期猪添加猪粪的比例应控制在15左右青年母猪可添加到25如提高此比例，应添加糖蜜或油脂等营养物质进行平衡。 Berger等(1978)在试验中，用7种不同比例的猪粪便与干草(鸭茅)青贮。细菌总计数经过青贮大为减少，粪中大肠杆菌完全消灭。 Harmon等(1973)用从厌氧过程(沉渣)获得的另一种猪粪便产物作试验沉渣干燥后用于饲喂老鼠和猪只的数量达30。但是，这两种动物的增重和饲料转化效率都明显下降。 Harmon等(1972)在另一次研究中不用氧化沟混合液分离出来的固体物而采用含有大约3干物质的全部生物量。用砂将混合物抽人盛水池进一步通风，然后按12蛋白质的配方(玉米大豆粉)，用两份液体、一份饲料进行混合。猪可以随意饮水。5次试验的结果表明，采食掺有饲料的氧化混合液的猪，其效果优于或至少与采食常规对照日粮的猪相同。Harmon(1973)采用的新方法使氧化沟混合液再饲喂的方法进一步简化。氧化沟混合液只作饮水用，不再饮用自来水对120头猪进行6次重复试验表明，食用常规饲料和饮水的对照猪组，平均日