夏 晗， 游 思， 熊家軍， 梁愛心， 陳 宏， 楊利國， 周 揚(yáng)*

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動物醫(yī)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

1 前 言

牛養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；⒓s化迅速推進(jìn)，促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平提高。但養(yǎng)殖場產(chǎn)生的大量糞污和廢氣成為了環(huán)境污染的主要來源之一，為牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展帶來了新的問題[1]。糞污和廢氣中包含硫化氫與氨氣等有毒有害氣體，廢氣的大量蓄積，在一定情況下會反應(yīng)生成低級脂肪酸、甲基硫醇與甲硫醚等氣體，造成嚴(yán)重的空氣污染，極易造成人畜呼吸道疾病[2]。大量糞污和污水不經(jīng)處理排入河流，其中富含的磷、鉀、氮和有機(jī)質(zhì)可為河水中藻類及其他生物供給充分的養(yǎng)分，引起水體從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，致使藻類和其他生物大量滋生[3]。水中的溶解氧被消耗，導(dǎo)致水生動植物缺氧死亡，進(jìn)而嚴(yán)重影響水體環(huán)境，極大地制約了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[3]。糞尿中不僅含有磷、鉀、氮和有機(jī)質(zhì)，還可能包含重金屬和藥物殘留。糞便的大量堆集會使污染物在堆集地及周圍土壤的沉淀過多，嚴(yán)重影響地下環(huán)境，導(dǎo)致地下水源受到污染[3]。糞尿中的部分養(yǎng)分會被土壤中的微生物吸收利用，但如果超過限量，就會造成土壤結(jié)構(gòu)改變，土壤板結(jié)，土地品質(zhì)下降，植物難以成活[4]。由于牛的養(yǎng)殖規(guī)?；图s化程度的加強(qiáng)，糞污排放造成的環(huán)境惡化問題不斷加重，給人們的生活環(huán)境造成了很大的危害[5]。污染問題給養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)一步發(fā)展造成了很大阻礙，同時也嚴(yán)重影響了養(yǎng)殖業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

在養(yǎng)殖場的飼養(yǎng)管理中，糞污直接排放，易造成牛舍內(nèi)墊料潮濕，運(yùn)動場渾濁泥濘。糞便、尿液未及時清理，運(yùn)動場積聚大量污泥且臥床表面潮濕時，易使結(jié)節(jié)狀梭菌、化膿性棒狀桿菌、壞死桿菌和鏈球菌等細(xì)菌大量增殖，長期暴露在這樣潮濕的環(huán)境中，造成奶牛蹄部感染，進(jìn)而導(dǎo)致腐蹄病[6]。長時間沉浸在糞污中，導(dǎo)致蹄部角質(zhì)層薄弱易損傷，特別容易導(dǎo)致趾(指)間出現(xiàn)增生物和潰爛。趾間增生會引起趾間腐爛、趾變形、螺旋趾和趾間腫大。此外，牛床的質(zhì)量一定程度上影響奶牛患上乳房炎與肢蹄病等疾病的風(fēng)險。臥床是奶牛活動和運(yùn)動的主要場所，奶牛偏好干燥柔軟的環(huán)境，干燥柔軟的牛床可以增加奶牛的躺臥時間，避免因?yàn)榫谜静慌P產(chǎn)生的肢蹄損傷的風(fēng)險[7]。

以上問題在我國濕熱多雨的南方氣候環(huán)境下，尤其是夏季，影響更為突出。因此，選擇、改良和開發(fā)合適的牛養(yǎng)殖模式對于進(jìn)一步推進(jìn)牛綠色健康養(yǎng)殖模式非常重要。床場一體化的飼養(yǎng)模式通過將牛運(yùn)動場和臥床整合為一體，上設(shè)頂棚添加溝槽，減少雨季糞污污染問題。其利用微生物發(fā)酵處理對糞污進(jìn)行無害化處理，與秸稈鋸末等用作墊床，從而實(shí)現(xiàn)糞污低污染或零污染。此養(yǎng)殖模式對于牛場糞污處理具有絕對的優(yōu)勢，但在當(dāng)前也存在部分問題需要進(jìn)一步解決。

2 床場一體化飼養(yǎng)模式

2.1 床場一體化飼養(yǎng)模式的概念

“床場一體化”飼養(yǎng)管理技術(shù)(free-stall mat-tress bedding，F(xiàn)SMB)，亦稱堆肥墊料系統(tǒng)(compost bedding system，CBS)，是將牛舍臥床和運(yùn)動場統(tǒng)一規(guī)劃的建筑模式，其核心是綜合利用微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、發(fā)酵工程學(xué)原理，將具有酶活性功能的微生物菌種作為物質(zhì)能量“轉(zhuǎn)換中樞”，以發(fā)酵床為載體，采用厚墊料方式，通過有益微生物發(fā)酵使排泄物轉(zhuǎn)化為可利用能源的一種生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)[8]。在牛舍運(yùn)動場上裝設(shè)防雨設(shè)施，不僅使牛場全部實(shí)現(xiàn)雨污分離，保證糞污和廢氣的快速分解，實(shí)現(xiàn)免沖洗、無異味，可利用面積增大，使奶牛生活環(huán)境更舒適[9]。其優(yōu)點(diǎn)在于能充分降解排泄物、增加臥床使用面積、提高牛舒適度、增加牛的休息時間和減少臥床中致病菌滋生、降低肢蹄病發(fā)病率和提高繁殖性能等[10]。

2.2 床場一體化牛舍設(shè)計(jì)

牛的床場一體化設(shè)計(jì)的主要部分是采用運(yùn)動場和臥床一體式的設(shè)計(jì)，保持地面平整，不需水泥加固，四周設(shè)置圍欄，水槽和料槽設(shè)置于臥床外。舍內(nèi)鋪設(shè)1條寬約5 m的飼喂通道，方便進(jìn)行機(jī)械投料[10]。牛舍部分可增設(shè)雨棚，使雨污分離，墊料鋪設(shè)為70～80 cm，不影響牛正常的活動[11]。床場一體化牛舍建造完成后，在牛舍內(nèi)每隔一段距離安設(shè)1個風(fēng)扇，通過風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流保持臥床的干燥性[12]。

發(fā)酵臥床制作需要挑選成本低、來源廣、透氣性強(qiáng)等特點(diǎn)的墊料，有利于菌種生長，發(fā)揮生物作用。選擇合適的墊料后，將菌種和載體(如米糠、鋸末等)與營養(yǎng)液混勻，控制其含水量在60%以下，溫度控制在 60～70 ℃，既可以高溫遏制病原微生物生長，且不對菌種造成影響[10]。

3 床場一體化技術(shù)與其他養(yǎng)殖方式的比較

3.1 現(xiàn)有養(yǎng)殖模式

3.1.1 水泥臥床養(yǎng)殖模式 水泥臥床養(yǎng)殖模式是在養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期，由于技術(shù)限制而形成的養(yǎng)殖模式。其以制作成本低，建造簡單，不易損壞，維護(hù)養(yǎng)護(hù)成本低和方便清理消毒而被大多數(shù)養(yǎng)殖場選擇[13]。但是，水泥臥床形成的堅(jiān)硬濕冷的環(huán)境，降低奶牛的舒適度，易造成奶牛的肢體損傷。臥床時間減少，站立增加奶?；贾悴〉目赡苄訹14]。運(yùn)動場占地增加，糞污排放難以控制，奶牛長期接觸，易增加患乳房炎的危險[13]。

3.1.2 沙土臥床養(yǎng)殖模式 國內(nèi)養(yǎng)殖模式逐漸向規(guī)?；图s化正規(guī)化演變，傳統(tǒng)的水泥臥床因?yàn)橹T多弊端而被逐漸取代[13]。沙土臥床養(yǎng)殖模式較之水泥臥床，沙土比水泥價格低廉，柔軟且可以保持一定的濕度，保證了奶牛自身的干凈整潔；但是沙土的松軟不易清潔，糞尿流入其中，不易利用，更換沙土也增加了成本的投入，陰冷潮濕的環(huán)境也易滋生細(xì)菌，提高患病的風(fēng)險。且由于沙土來源減少，導(dǎo)致更換困難，也不符合綠色發(fā)展的初衷。

3.2 床場一體化養(yǎng)殖模式的優(yōu)勢

3.2.1 減少糞污污染 糞污污染是牛場養(yǎng)殖存在的突出問題。床場一體化通過微生物發(fā)酵的原理，利用專門化的菌劑配方采用原位發(fā)酵或異位發(fā)酵等方法，對糞污進(jìn)行無害化處理。經(jīng)過處理后的牛糞臭味減少或消失，無蚊蠅，形態(tài)松軟，并且可以明顯降低其他微生物的滋生，按一定比例混合稻殼等將非常適合用作牛床墊料[14]。設(shè)置防雨設(shè)施，開設(shè)溝槽、收集雨污，實(shí)現(xiàn)雨污、糞污分離處理。因此通過在床場一體化的飼養(yǎng)模式下，結(jié)合微生物發(fā)酵將會形成良性循環(huán)，從而對牛場糞污污染實(shí)現(xiàn)有效控制。

3.2.2 節(jié)約養(yǎng)殖成本 養(yǎng)殖場使用床場一體化技術(shù)能夠減少因糞污處理和修建沼氣設(shè)施的投入，減少因地面硬化的投入，不需要配備刮糞板、牛舍臥欄及頸枷等設(shè)備，減少了在水電節(jié)能、人工、機(jī)械、燃油、墊料等成本[13]。研究表明，應(yīng)用床場一體化模式后，平均每人可以管理100頭奶牛，極大地減少了人工成本，每年可節(jié)省費(fèi)用高達(dá)十幾萬元[12]。

3.2.3 奶牛產(chǎn)能提高 牛的床場一體化技術(shù)對維持臥床的良好環(huán)境有著積極地影響，增加奶牛的臥床時間，降低了肢體損傷的風(fēng)險[15]。微生物的發(fā)酵使得蚊蟲數(shù)量的減少，改善了生活環(huán)境，增強(qiáng)舒適性。床場一體化技術(shù)的應(yīng)用，使得墊料和糞污在微生物的發(fā)酵分解產(chǎn)生有機(jī)物質(zhì)，解決了牛場糞便堆積的環(huán)境污染問題，做到了真正的“零污染、無排放”。分解產(chǎn)生的腐殖質(zhì)可以用做菌類和植物生長的優(yōu)質(zhì)材料。有研究表明，在采用床場一體化技術(shù)的牛場中奶牛產(chǎn)量有了明顯的提高[16]。

4 牛床場一體化存在的問題

4.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，牛的床場一體化技術(shù)的推廣區(qū)域還相對比較局限，主要在湖北、河南以及浙江地區(qū)的部分牛場。床場一體化技術(shù)的應(yīng)用與常規(guī)技術(shù)相比，減少了設(shè)施的配置，牛舍中肢蹄疾病發(fā)病率顯著降低，且牛舍內(nèi)干凈整潔，沒有傳統(tǒng)牛舍的異味；并且有研究發(fā)現(xiàn)，牛場一體化技術(shù)的應(yīng)用可以降低牛舍內(nèi)溫度，減少降溫設(shè)施投入，更加適合在夏天使用[13]。相較于其他的普通牛床，具有巨大優(yōu)勢，適合規(guī)?；耐茝V應(yīng)用。

4.2 投入成本

牛床長一體化的推廣目前存在的一個主要問題是，需要基于牛場現(xiàn)有養(yǎng)殖模式進(jìn)行一定程度的改造和資金的投入。部分養(yǎng)殖戶認(rèn)為在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造花費(fèi)較大，存在不愿改造和改造不徹底的現(xiàn)象[17]。此外，床場一體化相對其他養(yǎng)殖模式還需要額外投入發(fā)酵菌劑的費(fèi)用。對于原位發(fā)酵，除了最初投入的發(fā)酵菌劑之外，每隔3～4個月需要重新補(bǔ)充投入總量的5%左右的有益菌，保持菌種可以穩(wěn)定發(fā)揮效能[8]。因此菌劑使用一般需要定期補(bǔ)充，是長期的維護(hù)投入。

4.3 菌種選擇

菌種的選擇和使用對于床場一體化的牛糞發(fā)酵環(huán)節(jié)至關(guān)重要。根據(jù)地區(qū)和四季氣候挑選酶活力穩(wěn)定、生長性能較好的專用復(fù)合菌種制劑可以使牛糞發(fā)酵達(dá)到最好的效果。但目前市場上針對牛床場一體化牛糞發(fā)酵的商業(yè)化菌劑相對較少，同時相關(guān)企業(yè)對發(fā)酵菌劑的研制投入力度較低。另外，針對不同環(huán)境氣候，需要對菌劑進(jìn)行前期的測試，以保證菌劑的發(fā)酵效果和長期使用。因此，研制開發(fā)具有穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)的混合發(fā)酵菌劑對于牛床場一體化的推廣應(yīng)用至關(guān)重要。

5 科學(xué)建議

5.1 牛場改建

在牛場的床場一體化改建過程中，牛場管理者應(yīng)放長遠(yuǎn)眼光，不必糾結(jié)于短期的投入，長期的收入才是關(guān)鍵。牛床床場一體化研制模式的改建和菌劑使用將會增加部分投入，但在此養(yǎng)殖模式下，牛群糞污得到有效處理，不需要額外添加其它排污設(shè)備，同時減少了工人工時費(fèi)用；牛場無臭無蚊蠅，提高環(huán)境，降低了疾病傳播，牛體健康舒適度強(qiáng)，可以明顯提高奶牛產(chǎn)能,可以降低獸醫(yī)等費(fèi)用，增加牛場經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過微生物發(fā)酵后，糞污和墊料形成的腐殖質(zhì)形成有機(jī)肥的初級產(chǎn)品，可以用于農(nóng)田、花園、蔬菜大棚等[11]。在經(jīng)過一定條件的加工后，可將其加工成合格的有機(jī)肥產(chǎn)品增加收益。這對牛場的長期健康發(fā)展提供了有效保障。

5.2 政策扶持

為推動養(yǎng)殖事業(yè)發(fā)展，國家及地方政府已頒布了一系列優(yōu)惠利民政策。為實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)向環(huán)保、綠色、可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“零排放”、“無污染”的養(yǎng)殖，可以將養(yǎng)殖場改革項(xiàng)目納入優(yōu)先考察，并給與一定的補(bǔ)貼和優(yōu)惠。同時，為了促進(jìn)牛床場一體化技術(shù)中菌種穩(wěn)定和有效使用，可以鼓勵科研人員積極的開展菌劑的研發(fā)，并不斷對菌劑進(jìn)行優(yōu)化改良，進(jìn)行規(guī)?；蜕虡I(yè)化生產(chǎn)，一方面降低菌劑的價錢，降低床場一體化模式牛場持續(xù)投入成本，提高牛糞發(fā)酵效果；另一方面積極申請專利，為我國養(yǎng)牛業(yè)技術(shù)的發(fā)展保駕護(hù)航。

6 展 望

牛糞中含有大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，是可利用的肥料資源。床場一體化的飼養(yǎng)模式通過微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、發(fā)酵工程學(xué)原理的機(jī)結(jié)合方式，減少養(yǎng)殖過程中糞污和有害氣體的產(chǎn)生，有效消除異味；配合有益微生物的飼喂，可以調(diào)節(jié)腸道功能，提高牛的飼料轉(zhuǎn)化效率[13]。床場一體化使奶牛臥床舒適性提高，降低患病風(fēng)險，提高牛奶產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益[16]。因此，床場一體化飼養(yǎng)模式對當(dāng)前提倡的綠色飼養(yǎng)具有重要的推進(jìn)作用。盡管床場一體化技術(shù)在牛養(yǎng)殖場的應(yīng)用范圍還不夠廣泛，其對牛場的養(yǎng)殖環(huán)境和效益的提高擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。伴隨著技術(shù)的推廣和完善，給養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)帶來切實(shí)的利益，將推動我國牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)步入綠色、環(huán)保、可持續(xù)、無污染、零排放的新階段。