病死畜禽尸体堆制处理技术与土地适宜载畜量参数研究

摘要

随着我国生活水平的提高，人们对肉蛋奶的需求越来越大，规模化养殖场数量不断增加，以此带来的粪便、污水、病死畜禽污越来越多，已经成为我国环境污染的主要污染源之一，我国传统的粪污、病死畜禽处理方式投资大、成本高、容易传播疾病。本研究围绕规模化畜禽养殖场废弃物处理的问题，研究以稻壳和锯末组成的垫料高温腐熟堆制无害化处理病死畜禽，并以山东省为例估算不同种植模式下土地适宜载畜量，为规模化畜禽养殖场废弃物处理与资源化利用提供理论依据。
　　试验一研究了垫料基质变化规律。选取新使用、已使用7个月和已使用10个月垫料池，取表层及30cm、60cm和90cm处的垫料分析，结果表明，水分由上层至下层显著升高(P＜0.05)，新使用垫料pH较低，使用后垫料的pH值显著升高(P＜0.05)，处理过程中C/N显著降低(P＜0.05)，使用后垫料有机质显著高于新使用垫料(P＜0.05)。
　　试验二研究了垫料处理病死畜禽参数。于冬季、春季、夏季分别选取已使用0、7、10个月，已使用5、15个月，已使用8、18个月垫料池定量埋入病死猪，选取接种菌种的垫料池和未接种菌种的垫料池定量埋入病死鸡，记录垫料表层、30cm、60cm和室温温度变化，同时在埋入第1、3、7、14、21、28d采集埋入点垫料样品及测定畜禽尸体的降解率。结果表明，表层温度较低，30cm处温度最高，高温维持55℃以上可达3周左右;随发酵时间延长垫料水分显著降低(P＜0.05)，pH显著升高(P＜0.05)，C/N显著降低(P＜0.05)，有机质含量无显著变化(P＞0.05);病死畜禽尸体大约3～4周被完全分解;接种菌种与不接种菌种两组之间无显著差异(P＞0.05)，但接种菌种组分解病死鸡尸体更彻底。
　　试验三研究了处理过程对有害微生物的杀灭作用。以大肠杆菌为指示微生物，于冬季、春季分别选取已使用0、7、10个月，已使用5、15个月垫料的表层、30cm、60cm、90cm进行采样和测定，结果表明，只有在部分垫料表层检测到大肠杆菌阳性，垫料产生的高温能有效地杀灭病原微生物，实现病死畜禽的无害化处理。
　　试验四研究了垫料可利用时间。选取新使用的垫料池，自垫料启用开始，分别于使用前及使用的第1、3、5、7、9、11个月的月末取表层及30cm、60cm和90cm处样品进行分析测定，结果表明，在第7个月，pH开始显著升高(P＜0.05)，垫料C/N开始显著降低(P＜0.05)，有机质无显著变化，结果提示，垫料微生物活动在第7个月因缺少碳源开始下降，不能有效地分解有机质，因此垫料可利用时间大约为7个月。
　　试验五研究了不同种植模式下最适土地载畜量。根据农牧生态平衡和农田生态系统养分循环利用原则，分析了粮食种植、果树种植和蔬菜种植三种土地利用模式下作物氮、磷养分的需要量和畜禽生产废弃物中氮磷养分含量，根据耕地养分平衡原理，建立了耕地养分平衡模型，确定了不同种植模式下单位面积土地消纳畜禽粪污的能力和载畜量，提出了土地不同种植模式下单位养殖规模需匹配的农田面积。结果表明，蔬菜种植模式土地载畜量最高，大棚种植模式下平均为4.5猪单位/ha，露地种植模式下平均为3.8猪单位/ha;果树种植（苹果）载畜量最低，为1.2猪单位/ha;冬小麦-夏玉米模式下，不考虑秸秆还田，载畜量可达3.9猪单位/ha，如果考虑秸秆还田，则载畜量相应降低。以循环利用方式消纳1000头能繁母猪规模的自繁自养猪场所产生的废弃物，蔬菜种植模式下所需匹配土地面积最少(西红柿-黄瓜轮作的大棚种植模式需要188.7 ha)，苹果种植所需的匹配土地面积最多，需要匹配833.3 ha;不考虑秸秆还田，小麦-玉米轮作种植模式下，需要匹配的种植土地为256.4 ha。
　　综上所述，利用垫料高温腐熟堆制可以实现病死畜禽的无害化处理;根据“养殖-种植”循环利用模式确定了耕地载畜量参数为1.2～4.5猪单位/ha，该参数为畜禽养殖区域规划、养殖场废弃物处理与利用和土地养分管理提供了依据。

目录

声明

符号说明

摘要

1 前言

1．1 治理污染的紧迫性及必要性

1．1．1 大气污染

1．1．2 水体污染

1．1．3 土壤污染

1．1．4 生物污染

1．2 国内外畜禽废弃物处理方法研究进展

1．2．1 畜禽粪便处理方法

1．2．2 畜禽养殖污水处理方法

1．2．3 病死畜禽处理方法

1．3 国内外相关法律法规

1．4 本研究的研究目的与意义

2 材料与方法

2．1 试验地点

2．2 垫料组成

2．3 垫料池及管理

2．4 试验试剂、耗材与仪器

2．4．1 试验试剂

2．4．2 试验耗材

2．4．3 试验仪器

2．5 试验设计

2．5．1 垫料基质变化规律研究

2．5．2 垫料处理病死畜禽参数研究

2．5．3 处理过程对有害微生物的杀灭作用

2．5．4 垫料可利用时间研究

2．5．5 不同种植模式下土地适宜载畜量的研究

2．6 测定指标及方法

2．7 数据分析

3 结果与分析

3．1 垫料基质变化规律研究

3．2 垫料处理病死畜禽参数研究

3．3 处理过程对有害微生物的杀灭作用

3．4 垫料可利用时间研究

3．5 不同种植模式下土地适宜载畜量的研究

4 讨论

4．1 病死畜禽处理方法

4．2 影响处理效果的因素

4．3 处理过程对病原微生物的杀灭作用

4．4 不同种植模式下土地适宜载畜量的研究

5 总体结论

6 本研究的创新点与展望

6．1 本研究创新点

6．2 研究展望

参考文献

致谢

9 攻读学位期间发表论文情况