王菲菲，韓 斐，蔡珍珍，解金輝，李 偉，張光輝

（1.河南農業(yè)大學，河南鄭州 450002；2.河南省畜牧局，河南鄭州 450008）

信息化在畜禽養(yǎng)殖場糞污處理中的應用

王菲菲1，韓 斐1，蔡珍珍1，解金輝1，李 偉2，張光輝1

（1.河南農業(yè)大學，河南鄭州 450002；2.河南省畜牧局，河南鄭州 450008）

本文介紹了畜禽養(yǎng)殖場糞污處理的相關軟件，并從減少畜禽糞污的排放量，預測糞污的空間分布及污染水平，糞污的收集與儲存，糞污處理裝置的設計，畜禽糞污處理還田技術的指導和畜禽糞污處理的經濟及環(huán)境效益的評估等方面闡述了信息技術在畜禽糞污處理中的應用，分析了信息技術在畜禽糞污處理中的必然選擇。

：信息化；畜禽養(yǎng)殖場；糞污處理；應用；無害化處理；公共衛(wèi)生

信息化已成為集約化畜禽養(yǎng)殖場經營管理的發(fā)展方向，將現(xiàn)代信息技術與傳統(tǒng)的畜禽糞污的處理方法相融合，實現(xiàn)糞污處理的信息化，是現(xiàn)代集約化畜禽養(yǎng)殖場糞污處理的發(fā)展趨勢和必然選擇。

1 畜牧信息化的概念

畜牧信息化，是指為全面提高畜牧業(yè)經濟的運行效率、勞動生產率、企業(yè)競爭力，在畜牧生產、管理、經營各領域不斷推廣和應用電腦、通信、網絡等信息技術和其他相關智能技術的動態(tài)發(fā)展過程[1]。在整個畜牧信息化的建設中，硬件（電腦、網絡等設備）是基礎，軟件（辦公軟件、各種應用軟件）是條件，信息資源（收集的資料和消息）則是重要的生產要素。

畜牧信息化軟件的應用主要包括設計飼料配方、輔助生產管理、控制與監(jiān)測生產流程、統(tǒng)計生產數(shù)據、財務與成本分析、污染物處理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和有關專家信息系統(tǒng)等。

2 畜禽養(yǎng)殖場糞污處理相關軟件

2.1 畜禽廢棄物管理軟件AWM

AWM（Animal Waste Management）是由美國NRCS設計、Anteon公司編制的一套畜禽廢棄物管理軟件[2]。該系統(tǒng)主要由Animals（動物）、Additions（添加物）、Runoff（流失量）、ManagementTrain（管理順序）、Manure Master（肥料管理）等模塊組成。該系統(tǒng)具有估算畜禽養(yǎng)殖場廢棄物的排放總量；設計畜禽廢棄物的儲存和處理設備；計算每月廢棄物處理裝置的運行費用；根據農作物的種類及產量，粗略估算施用了處理后的畜禽糞污的農田的養(yǎng)分是否平衡；可產生標準的或用戶定制的畜禽廢棄物處理系統(tǒng)報告等強大功能。

2.2 畜禽污水處理、肥力管理軟件MEDLI

MEDLl2.0是由澳大利亞WMPC公司設計的一款商業(yè)軟件，其主要是解決畜禽污水灌溉農田引起的污染問題[3]。該系統(tǒng)主要由廢棄物評估（Waste Estimation）、土壤水運動（Soil Water Movement）、土壤養(yǎng)分運動（Soil Nutrient Movement）、健康風險評價（Pathogen Health Risk）、儲存池尺寸、灌溉面積優(yōu)化模塊（Pond size/ Irrigation Area Optimization）等模塊組成。該系統(tǒng)具有估算每日未經處理的畜禽糞污的構成和體積以及處理后糞污的成分和體積的變化；根據不同作物的需肥特性、產量情況、土壤肥力條件等因素，計算每公頃土地宜施用的畜禽糞污的數(shù)量并選擇適宜的施用時間；計算貯存池的體積與農田灌溉面積之間的最佳組合等功能。

2.3 集約化畜禽污染物肥力管理軟件

Vermont Manure Nutrient Manger （and Dairy Production Estimator）系統(tǒng)主要有估算畜禽糞污產生量及養(yǎng)分含量；根據作物的需肥特性和土壤肥力，提供單位土壤施用化肥及畜禽糞污的數(shù)量；估算作物施用肥料的成本等強大功能。

2.4 畜禽廢棄物污染地表及地下水風險評價軟件

Livestock Waste Storage和Livestock Yard Management這兩款軟件都是基于DOS系統(tǒng)的軟件。其均由兩部分構成：一部分是對畜禽糞污的特點，其對環(huán)境的危害，糞污處理的方式方法及各方法的優(yōu)缺點等的描述及圖件；另一部分為畜禽糞污污染風險評價專家系統(tǒng)，用戶可利用此系統(tǒng)評價集約化畜禽養(yǎng)殖場對環(huán)境污染的危害性。

2.5 養(yǎng)殖場畜禽糞污管理系統(tǒng)

養(yǎng)殖場畜禽糞污管理系統(tǒng)的總體框架和開發(fā)平臺采用Visual Basic 6.0，數(shù)據庫平臺采用Microsoft Access，最后通過Visual Basic集成[4]。系統(tǒng)由基本信息、耕地信息、作物信息、儲糞池信息、動物信息、糞肥管理和數(shù)據庫管理七大模塊組成。具有預算養(yǎng)殖場糞污的負荷量，并在糞污總量超過糞池容量時，發(fā)出警報；根據配套耕地特點，作物栽培計劃，預算畜禽糞污在耕地中的推薦施用量；制定合理的糞污還田利用計劃等功能。

3 信息技術在國內外畜禽糞污處理中的應用

國內外處理畜禽糞污的方法很多，主要是通過制定相關政策法規(guī)，完善畜牧場設計方案，制定科學合理的飼料配方，采用先進的清糞工藝和飼養(yǎng)管理技術，提高氮、磷、鉀的利用率，減少糞污排放量，以降低其對環(huán)境和人類的危害；本著“減量化、無害化、資源化”的原則，對已產生的糞污通過物理、化學及生物等方法進行無害化和資源化的處理和利用。

3.1 信息技術在減少畜禽糞污產生量中的應用

一種營養(yǎng)物質的排出量可能受多種因素的影響，包括飼料質量、來源及加工工藝、動物的年齡、品種、營養(yǎng)狀況及環(huán)境因素等。只有更精確的計算養(yǎng)分利用率及動物的營養(yǎng)需要量，才能準確配置出符合不同生長階段的動物日糧，提高飼料利用率，減少其排放量。中國農業(yè)科學院畜牧研究所及博思軟件科學有限公司研制“三新飼料配方系統(tǒng)一2000”和“農博士”飼料配方軟件[5]，可彌補專業(yè)知識不足帶來的弊端，達到輕松設計畜禽飼料配方，提高飼料利用率，降低畜禽糞污排放量的目的。

3.2 信息技術在預測糞污的空間分布及污染水平中的應用

GIS（Geographic Information System）是一個能用于進行有效搜集、儲存、更新、處理、分析和顯示等所有形式的地理信息的計算機硬件、軟件、地理數(shù)據和有關人員（用戶）的有機集合[6]。利用GIS技術，用戶可以很方便的管理并分析畜禽糞污的產生區(qū)域，各區(qū)域糞污的產生量、成分、體積等特征參數(shù)，評估畜禽糞污對農作物的營養(yǎng)價值，預測糞污產生的污染區(qū)域分布等，并可結合專家系統(tǒng)及農田管理系統(tǒng)，提出畜禽養(yǎng)殖場位置建設的建議，計算畜禽糞污合理施用于農田的面積等信息。

3.3 信息技術在畜禽糞污收集、儲存中的應用

AWM，Livestock Waste Storage等軟件可根據畜禽養(yǎng)殖場的生產設備情況及糞污利用方式確定糞污收集、儲存的方法，對糞污儲存的地點提出建議，計算糞污收集和儲存的數(shù)量、體積、所需人力、物力等。其中，AWM還能對灌溉廢水的農田營養(yǎng)元素是否平衡進行粗略估算，指導養(yǎng)殖戶將廢水合理施用于農田，避免作物生長需肥期與畜禽糞便使用期不一致造成的環(huán)境污染和肥料的浪費。

3.4 信息技術在設計畜禽糞污處理裝置中的應用

畜禽糞污處理設備的設計是涉及工藝、建筑、機電和給排水等的系統(tǒng)工程，需要多專業(yè)工作人員的配合。傳統(tǒng)的手工制圖式設計方法存在很大的不足，既不方便修改工程圖又需花費大量的人力、物力。而CAD技術能很好地克服上述不足。應用Auto CAD、3DSMAX、Photo Shop等核心軟件能方便地繪制各種工程圖及整體效果圖，并能制作動畫。糞污處理軟件如AWM、MEDLI等也提供了專業(yè)的糞污處理設備設計功能。

3.5 信息技術在提供畜禽糞污還田指導中的應用

畜禽糞污經處理后還田利用的途徑有多種，如濃縮制成有機肥料；進行沼氣發(fā)酵，沼渣還田等。MEDLI、Vermont Manure Nutrient Manager、WISPER、養(yǎng)殖場畜禽糞污管理系統(tǒng)[4]等軟件可根據不同農作物的需肥特性、產量、土壤肥力條件等因素，計算每公頃土地宜施用的畜禽糞污的數(shù)量，并確定最佳施用時間等。

3.6 信息技術在分析污糞污處理的經濟與環(huán)境效益中的應用

畜禽糞污之所以未能得到有效的處理，并非畜禽糞污的處理工藝不夠先進，而是因為糞污的處理需要大量的資金，如果企業(yè)在畜禽糞污處理方面投入了大量的資金卻得不到相應的回報，這種違背價值規(guī)律的經營活動在市場經濟條件下是無法進行下去的。因此，畜禽糞污的處理費用要控制在一定的范圍內，這就要求畜禽生產企業(yè)要對糞污處理方法和處理后的利用方式所需費用及利潤進行分析計算，使糞污處理費用最少，利潤最大。這種分析如果由人工完成，必然十分復雜。利用計算機軟件如MAP3.0、Vermont Manure Nutrient Manager、WISPER等進行計算卻相對容易。

綜上所述，現(xiàn)代信息技術能夠幫助用戶采用更加合理的糞污處理系統(tǒng)，達到最大限度地降低糞污處理成本，提高經濟效益，減少對環(huán)境污染的作用。

4 結語

現(xiàn)代信息技術管理系統(tǒng)是集約化畜禽生產經營企業(yè)的重要組成部分，是體現(xiàn)一個企業(yè)管理現(xiàn)代化程度的重要標志?，F(xiàn)代信息技術實現(xiàn)了畜禽養(yǎng)殖場糞污的有效處理，并有目的、有計劃地指導還田利用，對于保護生態(tài)環(huán)境，促進畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展具有深遠意義。

[1]王魯敏，唐秀萍.論畜牧信息化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].山東畜牧獸醫(yī)，2009，30（8）：56.

[2]于丹，張克強，李曉光，等.畜禽養(yǎng)殖廢棄物管理軟件（AWM）及其應用[C]// 中國環(huán)境科學學會. 全國畜禽和水產養(yǎng)殖污染監(jiān)測與控制治理技術交流研討會論文集.廣東：中國環(huán)境科學學會，2008：240-242.

[3]張碩.畜禽糞污的“四化”處理[M].1版.北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2007，11：216-220.

[4]黃志彭.養(yǎng)殖場畜禽糞污管理系統(tǒng)的研制[D].揚州：揚州大學，2008.

[5]張克強，高懷友.畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物處理與處置[M].1版.北京：化學工業(yè)出版社，2004，3：267-275.

[6]魏振樞，楊永杰.環(huán)境保護概論[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003，7：212.

Application of Informatization in the Waste Treatment of Livestock and Poultry Farms

Wang Feifei1，Han Fei1，Cai Zhenzhen1，Xie Jinhui1，Li Wei2，Zhang Guanghui1

（1.Henan Agricultural University，Zhengzhou，Henan 450002；
2. Henan Animal Husbandry Bureau，Zhengzhou，Henan 450008）

The related information software was introduced in the paper for effcient，harmless treatment of livestock and poultry manure，with particular emphasis on the application of information technology in livestock and poultry manure treatment and processing，including reduction of livestock and poultry manure discharge，prediction of spatial distribution and pollution level of the fecal sewage，collection and storage of the fecal sewage，design of fecal sewage treatment equipment，technical guidance of livestock and poultry manure returning and evaluation of economical and environmental benefts etc. In conclusion，the information technology was an inevitable choice in livestock and poultry manure treatment and processing.

informatization；livestock and poultry farm；the fecal sewage treatment；application；treatment；public health

S851.33

：C

：1005-944X（2014）09-0012-03

河南省世行貸款生態(tài)畜牧業(yè)咨詢項目（WX（2010）-166-7）；河南省科技成果轉化項目（102201310005）；國家農業(yè)科技成果轉化項目（2013GB2D000287）

張光輝