2.3 对土壤的污染 畜禽粪便是良好的有机肥料,被微生物分解后为土壤提供大量的腐殖质,改良土壤结构和肥力。但是粪便施用过多时,使土壤盐分增加,土壤结块,不利于作物生长。饲料中的抗生素可随粪便残留到土壤中。Xu 等研究表明,长期施用猪粪的土壤会残留抗生素和增加抗生素抗性,且施用时间越长残留量越大。研究表明,我国农田土壤中69%的Cu,51%的Zn 来自于畜禽粪便。畜禽粪便已成为土壤重金属污染的重要来源。 3 畜禽粪便的无害化处理技术 由于畜禽粪便处理不当会引发多种环境问题,对其进行无害化处理意义重大。我国畜禽粪便利用率不足50%,其中规模养殖业产生的畜禽粪便经无害化处理的不足10%。目前畜禽粪便无害化处理的方法主要包括饲料化、肥料化、能源化等。 3.1 饲料化 粪便含有一定的营养成分,可作为饲料资源。Manjeli 等在仔猪日粮中添加10%~20%的牛粪对仔猪无不良影响,随牛粪含量增加采食量下降。新鲜粪便中含有残留药物、病原菌、重金属等会影响动物健康。因此粪便需经过一定的处理后代替动物的部分日粮。Caswell 等将粪便在150℃下保持20min,有很好的灭菌效果。Messer 等用环氧乙烷处理鸡粪,同样取得很好的灭菌效果。程文定等用沸石生物处理剂处理畜禽粪便后,各项卫生指标均符合国家有关饲料卫生标准,有效降低饲料成本10.31% ~12.04%,饲料转化率提高3.73%~5.16%。畜禽粪便不但本身可直接作为饲料,而且可以饲养蛆虫作为饲料资源。用鸡粪饲养的蝇蛆粗蛋白高达61.4%,富含精氨酸、赖氨酸、蛋氨酸等必须氨基酸。畜禽粪便可直接饲喂或经有效处理后饲喂动物。但粪便中的残留药物,重金属等可能引发安全问题。 3.2 肥料化 畜禽粪便是传统的有机肥料,可直接施用和堆肥。堆肥是粪便在微生物的作用下,使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成肥力更好的腐熟肥料的过程。在此过程中,蛋白质的氮、磷被分解成可被植物利用的有效态氮、磷,且产生腐殖质,增加土壤肥力。堆肥能杀灭畜禽粪便中的病原菌、杂草种子等,同时减小粪便体积和降低臭味,便于运输。堆肥过程复杂,受含水量、温度、碳氮比(C/N)、微生物等多种因素影响。 3.2.1 含水量 微生物活动需要适宜的水分维持,粪便含水量会直接影响堆肥过程物理及生物学变化。堆肥的适宜水分在50%~60%。水分高于60%时氧气活动被抑制,微生物活动转为厌氧活动。水分达到70%时,堆肥中温度下降快,微生物活性低,堆肥效果不佳。在堆肥期间,大量水分蒸发,需要适当添加水分湿润堆肥粪便,使水分处于微生物活动所需的最佳含量。 3.2.2 温度 堆肥是温度持续性变化的过程,温度先由常温逐渐升温至一个最高温度,再逐渐下降至常温。温度能显著影响微生物的代谢活动及酶的活性。过低的温度抑制微生物活动,延长堆肥腐熟的时间,而过高的堆温(>70℃)将对堆肥微生物产生有害影响。堆肥最佳温度一般保持在45℃~55℃,此时粪便中微生物活动旺盛,纤维素、脂肪、木质素等被快速分解。 3.2.3 碳氮比C/N C/N是影响堆肥质量的重要因素。微生物活动需要适宜的C/N,粪便C/N较低而不利于微生物活动,如猪粪的C/N 只有11.3,并不能满足堆肥需要。所以需要额外添加锯末、木屑等调节C/N值。一般C/N在25~30较好。Gao等在鸡粪好养堆肥中添加锯末,结果显示C/N为28时55℃以上的高温期能持续3d,种子发芽指数达94%,C/N低的处理组效果不佳。黄国锋等在猪粪中添加木屑使C/N达到29时最好,比C/N为16时的堆肥早14d腐熟。但过高的C/N会使温度上升缓慢,降低堆肥的最高温度且使高温期缩短,影响堆肥品质。
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