唐堇洢 王士維 李何君

摘要 近年來畜禽場規(guī)?；图s化發(fā)展，場內產生的廢棄物污染日益嚴重。畜禽場綠化布置可根據場地功能劃分和特征相應地選擇適宜樹種及種植方式，并有效改善養(yǎng)殖場生態(tài)環(huán)境、減輕場址污染、實現(xiàn)資源循環(huán)利用，對建設生態(tài)牧場具有重要意義。介紹了畜禽場園林綠化的作用、布局和養(yǎng)護，綜述了畜禽場臭氣的成分、主要危害和減排控制技術，并綜合討論了園林綠化與臭氣減排，以期為畜禽場環(huán)境保護和安全生產提供參考依據。

關鍵詞 畜禽場;園林綠化;臭氣減排控制

中圖分類號 X 713? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）18-0005-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.002

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Research Progress on Garden Greening and Odor Emission Reduction Control in Livestock and Poultry Farms

TANG Jin-yi1，2，WANG Shi-wei3，LI He-jun2 （1.Changsha Yiguan Landscape Engineering Design Co.，Ltd.，Changsha，Hunan 410000;2.Shanghai Vocational College of Agriculture and Forestry，Shanghai 201699;3.College of Animal Science & Technology，Nanjing Agricultural University，Nanjing，Jiangsu 210095）

Abstract Due to the large-scale and intensive development of livestock and poultry farms in recent years，the pollution of waste generated in the farms is becoming more and more serious.The landscape greening arrangement could select suitable tree species and planting methods according to the functional division and characteristics of the sites.It improves the farms ecological environment effectively，reduces site pollution and achieves the recycling of resources.It is of great significance to the construction of ecological pasture.In this paper，the function，layout and maintenance of landscape greening were introduced;the composition，main harm and emission control technology of odorous gases were summarized.Landscaping and odor emission control were discussed together in order to provide references for environmental protection and safe production of livestock and poultry farms.

Key words Livestock and poultry farms;Landscaping;Odor emission control

基金項目 上海市科技興農重點公關項目（滬農科創(chuàng)字（2019）第3-1號）。

作者簡介 唐堇洢（1993—），女，湖南邵陽人，工程師，碩士，從事風景園林與環(huán)境控制研究。*通信作者，副教授，博士，從事臭氣減排與環(huán)境健康研究。

收稿日期 2021-02-02

近年來我國畜牧業(yè)迅猛發(fā)展，畜禽場飼養(yǎng)密度不斷增加[1]。生產效益不斷提高的同時，產生的廢棄物對環(huán)境的危害也日益加大。其中，較明顯的是畜禽場惡臭氣對周圍環(huán)境造成的影響。隨著污染治理技術和手段的不斷更新，畜禽場的污染控制得到研究學者的關注。筆者從畜禽場的園林綠化與臭氣減排2個角度，綜述了近年來畜禽場環(huán)境控制技術的研究進展，以期為畜禽場的園林綠化與臭氣減排提供指導。

1 畜禽場園林綠化的作用

園林式養(yǎng)殖場綠化是改善養(yǎng)殖場生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)養(yǎng)殖場面源污染治理、建設美麗生態(tài)養(yǎng)殖場的重要措施之一。它不僅可以美化環(huán)境、改善養(yǎng)殖場的場容場貌，還可以調節(jié)養(yǎng)殖場小氣候，有利于養(yǎng)殖場畜禽健康，而且對養(yǎng)殖場的環(huán)境保護、促進安全生產、提高經濟效益有著明顯的作用。

1.1 園林綠化的作用

目前大多數(shù)畜禽場的飼養(yǎng)密度較大，固定區(qū)域內排放的臭氣濃度較高。有研究表明，家畜可排出0.9 kg/d二氧化碳[2]。微生物在降解糞便中有機物時也會釋放臭氣，致使周圍空氣質量下降。而綠色植物具有過濾空氣中有毒有害物質凈化空氣的作用。通過綠色植物的光合作用，二氧化碳被轉換為氧氣，使空氣質量得到改善。闊葉林對二氧化碳吸收量為1 t/（hm2·d），月季可以吸收硫化氫、苯等;夾竹桃在進行光合作用時，可以吸收空氣中的含硫物質;杜鵑開花時散發(fā)出的香氣可以消除空氣中的二氧化硫、臭氧等有害氣體;刺槐和向日葵可以吸收氟化氫，還有很多其他植物可以吸收空氣中的有害氣體。

由此可見，園林綠化的作用表現(xiàn)在以下幾個方面：①減少大氣粉塵：畜禽運動、糞便清理、生產作業(yè)等會產生大量粉塵，通過通風系統(tǒng)迅速在畜禽場內擴散，并遷移到周邊環(huán)境。大氣粉塵可攜帶病原菌，而病原菌通過呼吸進入動物和人體，對健康不利。據統(tǒng)計，豬舍空氣中的細菌數(shù)量可達800～1 000個/L，哺乳母豬和仔豬免疫力低，若不加以防護患病風險較高[3]。由于植物葉片表面有絨毛生長，能降低風速，因此，其對大氣粉塵具有良好的攔截、過濾和黏附作用[4]。某些植物葉片可分泌黏性油脂以吸附粉塵，如1片樹葉可吸附重于本身數(shù)倍的大氣粉塵。草地則可以固定地面粉塵飄散。②減弱噪音：奶牛若受到噪音污染影響會導致減產;家禽遇到噪音污染會降低產蛋量[5]。動物行為活動、場內機械作業(yè)、糞便清理、車輛運輸?shù)榷紝儆谠胍魜碓?。由于聲音遇到樹葉后由直線傳播變?yōu)榉稚鞑ィ蟠鬁p弱了聲音強度，因此，其具有吸附和反射噪音的作用，且隨著樹葉茂密程度的增大，減弱噪音的效果越明顯。③殺滅細菌：粉塵上吸附著大量細菌或病毒。植物對粉塵有阻擋和黏附作用，其分泌的芳香物質可以殺死某些細菌和真菌，減少了畜禽與病菌的接觸機會，保護畜禽健康[6]。同時，綠化還具有凈化水質的作用。受污染的水流途經有植被綠化的地方，水流的透明度和潔凈度會提高，且水流中的細菌數(shù)量顯著降低。④調節(jié)場區(qū)小氣候：綠化具有改善周邊環(huán)境溫濕度和氣流的作用[7]。茂密的植被可以吸收太陽輻射，在夏季起到降溫效果，冬季起到保溫效果。植物從土壤中吸收水分并通過蒸騰作用增加空氣濕度。高大的樹木還可阻擋大風和寒流的襲擊，并降低風速，改變寒流的氣流方向。

1.2 樹種選擇與綠化布局

目前的綠化布局有防護林、隔離林和遮陰林。防護林設在場界區(qū)域，分為主林帶和副林帶，可降低風速，保護場址免受風沙侵蝕。其中，主林帶設在冬季主風向，樹木4排、寬度10 m，也可增大密度，選用喬灌木搭配可提高防風沙效果[8]。在主風向10 m內密栽樹木，即使在冬季無葉的情況下也能使風速減弱75%～80%，夏季則減弱80%～98%[9]。副林帶設在場區(qū)另外三邊界，行數(shù)較少，樹冠比主林帶稍高。防護林常采用喬、灌木混合帶，常種植的喬木類包括大葉楊、旱柳及常綠針葉樹等;常用灌木類包括蜀檜、紫穗槐和側柏等。

隔離林主要發(fā)揮阻隔作用，設在各不同功能區(qū)之間。可種帶刺灌木使各場區(qū)分隔并與外界進行隔離，也可通過寬度3～5 m的喬、灌木組團搭配，并盡可能密植，起到隔離的效果，防止人畜通過。樹種可選擇黃刺梅、紅玫瑰、枸杞等;池塘可種植茭白、蓮藕等。遮陰林主要發(fā)揮遮陽作用，一般設在畜舍南側、西側及運動場邊界。畜舍遮陰可種植2排，運動場的綠化密度根據需要而定。樹種可選擇喬木栽植槐樹、法國梧桐等，同時需根據樹種和夏季太陽照射角來確定植距、位置。適時修剪樹枝，以保證畜禽夏季遮陰及冬季保暖，同時不影響通風的功效。

綠化的布局主要包括欄舍和道路綠化，以及生活辦公區(qū)的綠化。欄舍和道路綠化是指在各畜舍之間進行綠化種植，可遮陽除塵、過濾空氣，為舍內的畜禽提供良好環(huán)境。后棟畜禽舍的迎風面可種植高大喬木，遮陽擋風;前棟畜禽欄舍的背風面可種植灌木，既不影響外部氣流進入舍內，又具有觀賞價值[10]?？蛇x擇的灌木包括女貞、夾竹桃、大葉黃楊等。道路綠化則起到遮陰美化的作用，面積可根據畜牧場具體情況而定。生活辦公區(qū)的綠化是指外部銷售、學習和生活辦公區(qū)域的綠化，最能體現(xiàn)畜禽場經營理念和企業(yè)文化。該部分的綠化應參考園林造型，根據季相進行色彩搭配和美觀美化，也可根據當?shù)貧夂驐l件來選擇適合的鄉(xiāng)土種植品種，花草皆宜。

1.3 園林綠化的種植方式和養(yǎng)護管理 常用的種植方法分為播種造林法、植苗造林法和分植造林法。播種造林要求把種植的樹木種子直接播撒在土地中，這種方法操作方便，適用于大面積的造林活動。植苗造林要求利用完整的苗木作為造林材料，該方法存活率高，適應性好，但對樹苗栽培技術有一定要求，該方法目前應用比較普遍。分植造林法則是根據現(xiàn)有樹木的繁殖特點開展造林種植，以樹木的各種營養(yǎng)器官為基礎開展樹木種植[11]。該方法操作簡單，節(jié)省人力且成活率高，在充分保留樹木母本優(yōu)良性狀的前提下還能快速生長，目前應用也較為廣泛。

植樹前需先對造林地進行清理，以保證植物具有良好的生長環(huán)境。清理方式包括全面清理、帶狀清理和塊狀清理[12]。采用的清理方式應根據土地類型和所在地區(qū)的情況而定。清理完成之后需要進行整地，根據土地的實際需要進行翻墾。整地分為全面整地和局部整地，采用何種方式同樣也需根據實際情況而定。整地要求達到苗床平坦、土塊細碎。

播種前需要先對種子進行處理，包括消毒、拌種、浸種、催芽等，做好發(fā)芽準備。后續(xù)步驟為播種，常用的播種方法主要分為撒播和條播等。撒播即將樹木種子均勻撒到造林區(qū)，操作簡單，適用于人力比較缺乏的地區(qū)。但撒播法的不足之處在于出苗后排列不規(guī)律，不便于管理，而條播很好地補充了這些不足。條播即是按一定的行距將種子均勻地撒在播種溝內，刺槐、側柏、松、海棠等中粒種子常采用這種方法。

園林綠化樹木的養(yǎng)護主要措施包括施肥、管理、防蟲防害。為促進植株生長，入冬前需要給樹木施一次基肥，再通過夏季追肥也可以延長綠期。每次施肥的種類和數(shù)量視樹苗長勢和季節(jié)而定。冬季易凍傷的樹木應在入冬前增施磷、鉀肥，使其充分木質化，防止凍傷。管理方式主要為適時澆水，這是由于新栽樹苗根系少，地上蒸騰量較大，種苗易脫水死亡。造林區(qū)的灌溉工作必須完善，做到能灌能排，保障樹苗免受干旱或洪澇。及時中耕除草，施肥、澆水難免會導致雜草叢生，影響樹苗的生長。因此，應及時除草、疏松土質、修剪枝芽，助樹苗生長。夏季害蟲多發(fā)，樹木受到侵害則不能健壯生長，因此防蟲害工作不容忽視。病蟲害的防治根據樹木的生長特點進行，一般遵照“以防為主，防治結合”的方針。常用的噴藥法，其藥液易在空氣中彌散，不利于人畜健康，可以采用的其他病害防治方法包括樹干涂藥法、毒簽插入法、樹干注射法、掛吊瓶法和根部埋藥法等[13]。

2 臭氣減排控制研究

據全國環(huán)保部門統(tǒng)計，目前對養(yǎng)殖場的投訴案件中，70%以上是因為臭氣，如何減少和控制養(yǎng)殖環(huán)境的臭氣，成為畜牧行業(yè)迫切需要解決的難題。

2.1 畜禽場臭氣的主要來源和危害

畜禽場中畜禽糞便的堆積產生惡臭氣體。一般而言，生產過程中畜禽的新鮮糞便、尿液體液及某些分泌物均為惡臭物質的來源。畜禽糞便中的大量微生物，在無氧/缺氧環(huán)境下，分解了糞便有機體內未消化完全的營養(yǎng)物質，產生諸如甲烷、氨氣、硫化物以及揮發(fā)性有機物等刺激性氣體，統(tǒng)稱為臭氣[14]。目前的研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖過程中產生的刺激性氣體和揮發(fā)性物質300余種，其中168種來源于畜禽糞便產生[15]。畜禽場臭氣成分包括含氮化合物及胺類化合物、含硫化合物、芳香族化合物和揮發(fā)性脂肪酸類。Miller等[16]將底物（淀粉、酪蛋白和纖維素）添加到新鮮豬糞漿中，測定發(fā)酵產物的厭氧積累和底物消耗量，結果表明，揮發(fā)性脂肪酸和醇類是主要的發(fā)酵產物。

氨氣和硫化氫是畜禽場臭氣主要的成分，含氮化合物主要指氨氣。初始堆肥原料中9.6%～46.0%的氮會以氨氣的形式進入空氣[17]，氨排放量位于大氣氨排放的首位。氨氣作為溫室氣體會加劇溫室效應，溶于水后會惡化水質[18]。含硫化合物主要指硫化氫、硫醚類、硫醇類[19]，甲硫醇臭氣刺激性較強。酶發(fā)酵降解和還原硫酸根可以產生含硫化合物。芳香族化合物主要為吲哚類、甲酚和糞臭素。擬桿菌屬、梭菌和雙歧桿菌、乳酸菌屬等在腸道中對該種芳香族化合物進行酵解產生了這類芳香族化合物。揮發(fā)性脂肪酸來源于碳水化合物的分解作用和含氮化合物的脫氨作用。有研究表明，牛糞中揮發(fā)性脂肪酸的種類以乙酸、丁酸和戊酸為主[20]。

畜禽舍內的臭氣濃度過高，對畜禽的呼吸道和嗅覺產生刺激。高濃度的氨會刺激動物眼角、眼結膜，引起畜禽眼炎和呼吸道炎癥，導致充血、畏光等癥狀。仔豬的增重速度會隨著畜舍內氨氣濃度的上升而下降[21]。若長期處于這種環(huán)境中，會引發(fā)畜禽和人類的呼吸道疾病，影響嗅覺機能[22]。

2.2 畜禽場惡臭氣減排控制技術

隨著畜禽場規(guī)模的擴大，臭氣排放也愈加嚴重。惡臭控制技術通過改變物質形態(tài)和結構或減弱惡臭氣體的強度，以去除或減弱臭氣。針對臭氣減排應用的減排控制技術主要包括物理除臭技術、化學除臭技術、生物除臭技術[23-24]和原位綜合控制技術等。

2.2.1 物理除臭技術。

物理除臭指通過吸附或稀釋臭味物質而達到除臭目的，并沒有改變臭氣的化學性質，只是臭氣的物理形態(tài)發(fā)生了轉變。該方法簡單易行且見效快，畜禽場中運用歷史較早。由于物理除臭并未從根本上除臭，成本高并需后續(xù)處理，因此，只能在小范圍內應用。常見的物理除臭方法含有吸附法、遮掩法、稀釋法及噴霧法等。其中，吸附法的原理在于分子引力。吸附過程可逆，表現(xiàn)在低溫吸附和高溫解吸。常用的吸附劑包括木炭、活性炭[25]、生石灰等。遮蔽法主要表現(xiàn)在運用香味劑掩蔽惡臭，主要針對難以去除的臭味，應用于較棘手的環(huán)境。稀釋法應用于臭氣濃度較低的環(huán)境，通過大氣稀釋臭氣[26]。噴霧法指利用噴霧裝置噴射霧化水滴，空氣中的臭氣分子附著于水滴上形成較大顆粒沉降下來，以降低畜舍內的臭氣濃度。

2.2.2 化學除臭技術。

化學除臭技術指通過化學反應改變臭氣分子的化學結構，將惡臭物質轉化為無臭物質。常見的除臭劑包括氧化鈣和氫氧化鈣?；瘜W除臭效率高，能徹底將惡臭物質分解，但殘留的化學物質可能會存在安全隱患，仍需進一步完善。目前工業(yè)除臭常用該方法[27]。常見的化學除臭技術包括光氧化催化法、酸堿中和法、化學洗滌法、臭氧氧化法、電凈化技術等。

光氧化催化法利用半導體為催化劑，通過光激發(fā)來氧化分解氣相揮發(fā)性有機物和空氣中的無機污染物。常用的光催化劑有TiO2和ZnO。在密閉的環(huán)境中，木板負載TiO2對氨氣的降解效果優(yōu)于瓷磚負載TiO2，且TiO2濃度為0.5%時負載效果優(yōu)于其他濃度[28]。化學洗滌法又稱吸收法，可以根據廢氣的種類和濃度選擇相應的洗滌劑。對于臭氣和部分揮發(fā)性有機惡臭物質，一般選擇強酸或強堿作為洗滌劑。臭氧具有強氧化性，能快速分解出具有極高化學活性的原子氧，將臭味物質氧化為無臭物質[29]。

2.2.3 生物除臭技術。

生物除臭技術是指利用微生物分解臭氣中的有機物來除臭。該方法所需設備少、操作簡單、效率高，無二次污染，是許多國家畜禽臭氣處理的主要方向。生物除臭包括生物過濾法、生物洗滌法和生物滴濾法。

生物過濾法是指在有氧條件下，將臭氣通過含有微生物的過濾材料除臭[30]。除臭過程中，有機物被轉化為二氧化碳;氨和硫化氫則分別被轉化為硝酸和硫酸。該法應用廣泛，但限制條件較多，常用的過濾材料有木屑、泥煤、堆肥等。如堆肥中加入木屑和珍珠巖均能較好地去除臭氣中的氨氣[31]。生物洗滌裝置由吸收系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)和反應器系統(tǒng)組成。臭氣從洗滌吸收單元底部進入，被從頂部噴淋下的生物洗滌液吸收，然后隨生物洗滌液回流至再生反應池中被微生物進一步降解。生物洗滌法可以處理大通量氣體，抗沖擊負荷能力強，填料不易堵塞[32]。生物滴濾法則介于前兩者之間，畜禽產生的臭氣經過生物濾池，經過微生物吸收轉化為無臭物質，該方法也能承擔較大負荷且除臭效果好。

2.2.4 惡臭原位綜合控制技術。

原位綜合控制技術是目前畜禽場主要的臭氣控制手段，通過在畜禽飼料中添加飼料添加劑或在其糞便中添加體外除臭劑以控制臭氣。就飼料添加劑而言，常見的物理性添加劑有活性炭、沸石粉和大孔高分子材料等。這些添加劑具有比表面積大、吸附性強等特征而吸附臭氣。沸石等作為飼料添加劑還能促進畜禽攝食，提高飼料轉化率[33]。常見的化學性添加劑包括植物提取物、飼料酸化劑、微生態(tài)制劑和飼料酶制劑等，對畜禽機體具有促進作用。就體外除臭劑而言，包括物理除臭劑、化學除臭劑和生物除臭劑。通過活性炭、膨潤土等吸附劑在畜禽體外吸附臭氣或利用其他香味減少臭氣排放[34]?；瘜W除臭原理是指將氧化鈣、氫氧化鈣等化學試劑均勻地灑在糞污或地面進行除臭。生物除臭劑則利用植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌等微生物菌劑降解臭氣。

飼料中添加茶渣和活性炭可以顯著降低肉雞舍內的氨氣濃度，并提高雞的生產性能[35]。Zang等[36]研究了氮電子受體對堆肥過程中二甲硫醚氣味釋放的影響，發(fā)現(xiàn)添加氮可以有效地控制堆肥過程中的硫味。Gutarowska等[37]將除臭測試菌株的混合培養(yǎng)物固定在珍珠巖和膨潤土混合的礦物載體上，可降低臭氣中氨和硫化氫的濃度，減少幅度可達20.8%和17.5%。一種由大豆過氧化物酶和過氧化物鈣混合組成的可再生催化劑可有效減少豬糞中臭氣排放[38]。Upad haya等[39]研究發(fā)現(xiàn)，細菌飼料添加劑不僅有利于育肥豬生長，還能顯著降低豬糞便的氨排放。魏玉明等[40]研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加復合微生態(tài)制劑能降低豬舍各階段的氨、硫化氫和二氧化碳等有害氣體。

2.2.5 其他控制方式。

其他控制方式包括科學選址和合理飼糧。選址時應盡量避開居住密集區(qū)和地下水源，保證周圍具有一定的綠化環(huán)境，能夠對臭氣減排起一定輔助作用。選擇地勢向陽背風，有利于形成場區(qū)小氣候，減少冬春季風雪的侵襲[41]。采用國內外先進的生產工藝和糞污處理工藝，從各生產環(huán)節(jié)對臭氣進行嚴格把控。合理飼糧可以減少糞便中氮、磷、硫等元素[42]，也可以提高畜禽的飼料消化率，減少臭氣產生量。通過合理配制畜禽飼糧，不僅可以提高飼料消化率，保證動物生產力，還能減少臭氣產生。

3 小結

畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖是畜牧業(yè)發(fā)展的重要支撐，隨著養(yǎng)殖場規(guī)模的不斷擴大，畜禽糞污排放量不斷增加。園林綠化和臭氣控制可以體現(xiàn)畜禽場生態(tài)、綠色、循環(huán)的理念和發(fā)展模式，符合新時代下畜禽養(yǎng)殖業(yè)向生態(tài)和諧與綠色發(fā)展轉變的需求。養(yǎng)殖場的環(huán)境控制不能只依靠單方面，更需要控制污染源頭、環(huán)境凈化、污染處理等全方位相輔相成。各控制手段均有優(yōu)點和不足，只有綜合利用才能達到較好的除臭效果。完善畜禽場園林綠化方法、開發(fā)新型高效糞污處理手段，營造環(huán)境友好的生態(tài)型綠色畜牧場，是未來畜禽場的主要發(fā)展方向。

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